等离子体表面处理原理、技术、变化及多久失效-大昌华嘉半导体和电子

等离子体表面处理的原理

等离子，即物质的第四态，是由部分电子被剥夺后的原子以及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气状物质。它的能量范围比气态、液态、固态物质都高，存在具有一定能量分布的电子、离子和中性粒子，在与材料表面的撞击时会将自己的能量传递给材料表面的分子和原子，产生一系列物理和化学过程。其作用在物体表面可以实现物体的超洁净清洗、物体表面活化、蚀刻、精整以及等离子表面涂覆。

（1）对材料表面的刻蚀作用

物理作用等离子体中的大量离子、百激収态分子、自由基等多种活性粒子，作用到固体样品表面，清除了表面原有的污度染物和杂质，而且会产生刻蚀作用，将样品表面变粗糙，形成许多微细坑洼，增大了样知品的比表面。提高固体表面的润湿性能。

（2）激活键能，交联作用

等离道子体中的粒子能量在 0~20eV，而聚合物中大部分的键能在 0~10eV，因此等离子体作用到固体表面后，可以将固体表面的原有的化学键产生断裂，等离子体中的自由基中的这些键形成网状的交联结构，大大地激活了表面活性。

（3）形成新的官能团

化学作用如果放电气体中引入反应回性气体，那么在活化的材料表面会发生复杂的化学反应，引入新的官能团，如烃基、氨基、羧基等，这些官能团都是活性基团，能明显提高答材料表面活性。

等离子体表面处理的技术及应用

对于等离子体表面处理技术对表面清洗，可以清除表面上的脱模剂和添加剂等，而其活化过程，则可以确保后续的粘接工艺和涂装工艺等的品质，对于涂层处理而言，则可以进一步改善复合物的表面特性。使用这种等离子技术，可以根据特定的工艺需求，高效地对材料进行表面预处理。

表面清洗

表面活化

表面刻蚀

表面涂层

等离子体表面处理技术能应用到各行各业中，例如，橡塑行业、汽车电子行业、国防行业、医疗行业、航空工业等等。

等离子表面处理技术也具有以下优势：

1.环保技术：等离子表面处理作用过程是气固相干式反应，不消耗水资源、无须添加化学药剂

2.效率高：整个工艺能在较短的时间内完成

3.成本低：装置简单，容易操作维修，少量气体代替了昂贵的清洗液，同时也无处理废液成本

4.处理更精细：能够深入微细孔眼和凹陷的内部并完成清洗任务

5.适用性广：等离子表面处理技术能够实现对大多数固态物质的处理，因此应用的领域非常广泛

等离子体表面处理的变化

等离子技术处理过的表面，无论是塑料，金属还是玻璃都能获得表面能的提高，通过这样的处理工艺，制品的表面状态才能充分满足后续的涂装，粘接等工艺的要求。等离子表面处理在印刷包装行业中处理胶结面工艺可以极大的提高粘接强度，降低成本，粘接质量稳定，产品一致性好，不产生粉尘，环境洁净。

等离子体表面处理多久失效

对于等离子体的处理时间，离子体处理聚合物表面发生的交联、化学改性、刻蚀主要是因为等离子体使聚合物表层分子发生断键生成大量的自由基。实验说明，随着等离子处理时间的延长、放电功率增大,生成的自由基强度增加,达到大点后进入一种动态平衡;放电压力在某一定值时,自由基强度出现大值，即在特定条件下低温等离子体对聚合物表面反应的程度深。

等离子体表面处理后可能应为材料自身的性质、处理后受到二次污染、又发生化学反应等原因，处理后表面能保留的时间不好确定。经过等离子表面处理达到较高表面后，立刻进行下一道工序，避免表面能衰减造成的影响。