等離子體介紹及應用

1.等離子體基礎知識：
　　等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質的一種狀態(tài)，也叫做物質的第四態(tài)。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態(tài)。等離子體的"活性"組分包括：離子、電子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素（亞穩(wěn)態(tài)）、光子等。等離子體表面處理儀就是通過利用這些活性組分的性質來處理樣品表面，從而實現清潔、改性、光刻膠灰化等目的。
　　2.等離子清洗原理：　　等離子體是物質的一種存在狀態(tài)，通常物質以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)存在，但在一些特殊的情況下有第四中狀態(tài)存在，如地球大氣中電離層中的物質。等離子體狀態(tài)中存在下列物質：處于高速運動狀態(tài)的電子；處于激活狀態(tài)的中性原子、分子、原子團（自由基）；離子化的原子、分子；未反應的分子、原子等，但物質在總體上仍保持電中性狀態(tài)。
　　等離子清洗/刻蝕技術是等離子體特殊性質的具體應用：
　　等離子清洗/刻蝕機產生等離子體的裝置是在密封容器中設置兩個電極形成電場，用真空泵實現一定的真空度，隨著氣體愈來愈稀薄，分子間距及分子或離子的自由運動距離也愈來愈長，受電場作用，它們發(fā)生碰撞而形成等離子體，這些離子的活性很高，其能量足以破壞幾乎所有的化學鍵，在任何暴露的表面引起化學反應，不同氣體的等離子體具有不同的化學性能，如氧氣的等離子體具有很高的氧化性，能氧化光刻膠反應生成氣體，從而達到清洗的效果；腐蝕性氣體的等離子體具有很好的各向異性，這樣就能滿足刻蝕的需要。利用等離子處理時會發(fā)出輝光，故稱之為輝光放電處理。　
　　等離子體清洗的機理，主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。就反應機理來看，等離子體清洗通常包括以下過程：無機氣體被激發(fā)為等離子態(tài)；氣相物質被吸附在固體表面；被吸附基團與固體表面分子反應生成產物分子；產物分子解析形成氣相；反應殘余物脫離表面。
　　等離子體清洗技術的一大特點是不分處理對象的基材類型，均可進行處理，對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料，如聚丙烯、聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環(huán)氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，并可實現整體和局部以及復雜結構的清洗。
　　等離子體清洗還具有以下幾個特點：容易采用數控技術，自動化程度高；具有高精度的控制裝置，時間控制的精度很高；正確的等離子體清洗不會在表面產生損傷層，表面質量得到保證；由于是在真空中進行，不污染環(huán)境，保證清洗表面不被二次污染。

固體（Solid）    液體（Liquid）    氣體（Gas）  等離子體{Plasma}

2. 等離子體工藝應用：

1）表面清潔

2）表面激活

3）蝕刻

4）等離子接枝、聚合

5. 等離子體的應用領域：

線路板PCB/FPC

半導體刻蝕、封裝活化

LED清潔、封裝活化

汽車電子

太陽能

紡織印染

生物醫(yī)療

印刷

觸摸屏及玻璃清潔

環(huán)保廢氣處理

6. 等離子體表面處理的特點和優(yōu)勢

① 速度快：氣體放電瞬間發(fā)生等離子體反應,有時幾秒鐘就可改變表面的性質；

② 溫度低：接近常溫，特別適于高分子材料；

③ 能量高：等離子體是具有超常化學活性的高能粒子，在不添加催化劑的溫和條件下即可實現傳統(tǒng)熱化學反應體系所不能實現的反應（聚合反應）；

④ 廣適性：不分處理對象的基材類型,均可進行處理,如金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料等都能很好地處理；

⑤ 功能強：僅涉及高分子材料淺表面，可在保持材料自身特性的同時，賦予其一種及以上新的功能；

⑥ 環(huán)保型：等離子體作用過程是氣- 固相干式反應，不消耗水資源、無需添加化學試劑，對環(huán)境無殘留物，具有綠色環(huán)保特征；

⑦ 低成本：裝置簡單，易操作維修，可連續(xù)運行。因此，采用等離子體高分子材料改性技術可能克服傳統(tǒng)方法使用中的缺陷，使高分子材料表面加工更符合環(huán)保原則。