光刻胶原污染
⑴ 光刻的工序
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。
硅片清洗烘干
1、硅片清洗烘干(Cleaning and Pre-Baking)
方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~250C,1~2分钟,氮气保护)
目的:a、除去表面的污染物(颗粒、有机物、工艺残余、可动离子);b、除去水蒸气,使基底表面由亲水性变为憎水性,增强表面的黏附性(对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷)。
涂底
2、涂底(Priming)
方法:a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸气淀积,200~250C,30秒钟;优点:涂底均匀、避免颗粒污染;b、旋转涂底。缺点:颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。
目的:使表面具有疏水性,增强基底表面与光刻胶的黏附性。
旋转涂胶
3、旋转涂胶(Spin-on PR Coating)
方法:a、静态涂胶(Static)。硅片静止时,滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂(原光刻胶的溶剂约占65~85%,旋涂后约占10~20%);b、动态(Dynamic)。低速旋转(500rpm_rotation per minute)、滴胶、加速旋转(3000rpm)、甩胶、挥发溶剂。
决定光刻胶涂胶厚度的关键参数:光刻胶的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻胶的厚度越薄;旋转速度,速度越快,厚度越薄;
影响光刻胶均匀性的参数:旋转加速度,加速越快越均匀;与旋转加速的时间点有关。
一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关(因为不同级别的曝光波长对应不同的光刻胶种类和分辨率):I-line最厚,约0.7~3μm;KrF的厚度约0.4~0.9μm;ArF的厚度约0.2~0.5μm。
软烘
4、软烘(Soft Baking)
方法:真空热板,85~120C,30~60秒;
目的:除去溶剂(4~7%);增强黏附性;释放光刻胶膜内的应力;防止光刻胶玷污设备;
边缘光刻胶的去除
5、边缘光刻胶的去除(EBR,Edge Bead Removal)。
光刻胶涂覆后,在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。边缘的光刻胶一般涂布不均匀,不能得到很好的图形,而且容易发生剥离(Peeling)而影响其它部分的图形。所以需要去除。
方法:a、化学的方法(Chemical EBR)。软烘后,用PGMEA或EGMEA去边溶剂,喷出少量在正反面边缘处,并小心控制不要到达光刻胶有效区域;b、光学方法(Optical EBR)。即硅片边缘曝光(WEE,Wafer Edge Exposure)。在完成图形的曝光后,用激光曝光硅片边缘,然后在显影或特殊溶剂中溶解;
对准
6、对准(Alignment)
对准方法:a、预对准,通过硅片上的notch或者flat进行激光自动对准;b、通过对准标志(Align Mark),位于切割槽(Scribe Line)上。另外层间对准,即套刻精度(Overlay),保证图形与硅片上已经存在的图形之间的对准。
曝光
7、曝光(Exposure)
曝光中最重要的两个参数是:曝光能量(Energy)和焦距(Focus)。如果能量和焦距调整不好,就不能得到要求的分辨率和大小的图形。表现为图形的关键尺寸超出要求的范围。
曝光方法:
a、接触式曝光(Contact Printing)。掩膜板直接与光刻胶层接触。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当,设备简单。缺点:光刻胶污染掩膜板;掩膜板的磨损,寿命很低(只能使用5~25次);1970前使用,分辨率〉0.5μm。
b、接近式曝光(Proximity Printing)。掩膜板与光刻胶层的略微分开,大约为10~50μm。可以避免与光刻胶直接接触而引起的掩膜板损伤。但是同时引入了衍射效应,降低了分辨率。1970后适用,但是其最大分辨率仅为2~4μm。
c、投影式曝光(Projection Printing)。在掩膜板与光刻胶之间使用透镜聚集光实现曝光。一般掩膜板的尺寸会以需要转移图形的4倍制作。优点:提高了分辨率;掩膜板的制作更加容易;掩膜板上的缺陷影响减小。
投影式曝光分类:
扫描投影曝光(Scanning Project Printing)。70年代末~80年代初,〉1μm工艺;掩膜板1:1,全尺寸;
步进重复投影曝光(Stepping-repeating Project Printing或称作Stepper)。80年代末~90年代,0.35μm(I line)~0.25μm(DUV)。掩膜板缩小比例(4:1),曝光区域(Exposure Field)22×22mm(一次曝光所能覆盖的区域)。增加了棱镜系统的制作难度。
扫描步进投影曝光(Scanning-Stepping Project Printing)。90年代末~至今,用于≤0.18μm工艺。采用6英寸的掩膜板按照4:1的比例曝光,曝光区域(Exposure Field)26×33mm。优点:增大了每次曝光的视场;提供硅片表面不平整的补偿;提高整个硅片的尺寸均匀性。但是,同时因为需要反向运动,增加了机械系统的精度要求。
在曝光过程中,需要对不同的参数和可能缺陷进行跟踪和控制,会用到检测控制芯片/控片(Monitor Chip)。根据不同的检测控制对象,可以分为以下几种:a、颗粒控片(Particle MC):用于芯片上微小颗粒的监控,使用前其颗粒数应小于10颗;b、卡盘颗粒控片(Chuck Particle MC):测试光刻机上的卡盘平坦度的专用芯片,其平坦度要求非常高;c、焦距控片(Focus MC):作为光刻机监控焦距监控;d、关键尺寸控片(Critical Dimension MC):用于光刻区关键尺寸稳定性的监控;e、光刻胶厚度控片(PhotoResist Thickness MC):光刻胶厚度测量;f、光刻缺陷控片(PDM,Photo Defect Monitor):光刻胶缺陷监控。
举例:0.18μm的CMOS扫描步进光刻工艺。
光源:KrF氟化氪DUV光源(248nm);
数值孔径NA:0.6~0.7;
焦深DOF:0.7μm;
分辨率Resolution:0.18~0.25μm(一般采用了偏轴照明OAI_Off-Axis Illumination和相移掩膜板技术PSM_Phase Shift Mask增强);
套刻精度Overlay:65nm;
产能Throughput:30~60wafers/hour(200mm);
视场尺寸Field Size:25×32mm;
后烘
8、后烘(PEB,Post Exposure Baking)
方法:热板,110~130C,1分钟。
目的:a、减少驻波效应;b、激发化学增强光刻胶的PAG产生的酸与光刻胶上的保护基团发生反应并移除基团使之能溶解于显影液。
显影
9、显影(Development)
方法:a、整盒硅片浸没式显影(Batch Development)。缺点:显影液消耗很大;显影的均匀性差;b、连续喷雾显影(Continuous Spray Development)/自动旋转显影(Auto-rotation Development)。一个或多个喷嘴喷洒显影液在硅片表面,同时硅片低速旋转(100~500rpm)。喷嘴喷雾模式和硅片旋转速度是实现硅片间溶解率和均匀性的可重复性的关键调节参数。c、水坑(旋覆浸没)式显影(Puddle Development)。喷覆足够(不能太多,最小化背面湿度)的显影液到硅片表面,并形成水坑形状(显影液的流动保持较低,以减少边缘显影速率的变化)。硅片固定或慢慢旋转。一般采用多次旋覆显影液:第一次涂覆、保持10~30秒、去除;第二次涂覆、保持、去除。然后用去离子水冲洗(去除硅片两面的所有化学品)并旋转甩干。优点:显影液用量少;硅片显影均匀;最小化了温度梯度。
显影液:a、正性光刻胶的显影液。正胶的显影液位碱性水溶液。KOH和NaOH因为会带来可动离子污染(MIC,Movable Ion Contamination),所以在IC制造中一般不用。最普通的正胶显影液是四甲基氢氧化铵(TMAH)(标准当量浓度为0.26,温度15~25C)。在I线光刻胶曝光中会生成羧酸,TMAH显影液中的碱与酸中和使曝光的光刻胶溶解于显影液,而未曝光的光刻胶没有影响;在化学放大光刻胶(CAR,Chemical Amplified Resist)中包含的酚醛树脂以PHS形式存在。CAR中的PAG产生的酸会去除PHS中的保护基团(t-BOC),从而使PHS快速溶解于TMAH显影液中。整个显影过程中,TMAH没有同PHS发生反应。b、负性光刻胶的显影液。二甲苯。清洗液为乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。
显影中的常见问题:a、显影不完全(Incomplete Development)。表面还残留有光刻胶。显影液不足造成;b、显影不够(Under Development)。显影的侧壁不垂直,由显影时间不足造成;c、过度显影(Over Development)。靠近表面的光刻胶被显影液过度溶解,形成台阶。显影时间太长。
硬烘
10、硬烘(Hard Baking)
方法:热板,100~130C(略高于玻璃化温度Tg),1~2分钟。
目的:a、完全蒸发掉光刻胶里面的溶剂(以免在污染后续的离子注入环境,例如DNQ酚醛树脂光刻胶中的氮会引起光刻胶局部爆裂);b、坚膜,以提高光刻胶在离子注入或刻蚀中保护下表面的能力;c、进一步增强光刻胶与硅片表面之间的黏附性;d、进一步减少驻波效应(Standing Wave Effect)。
常见问题:a、烘烤不足(Underbake)。减弱光刻胶的强度(抗刻蚀能力和离子注入中的阻挡能力);降低针孔填充能力(Gapfill Capability for the needle hole);降低与基底的黏附能力。b、烘烤过度(Overbake)。引起光刻胶的流动,使图形精度降低,分辨率变差。
另外还可以用深紫外线(DUV,Deep Ultra-Violet)坚膜。使正性光刻胶树脂发生交联形成一层薄的表面硬壳,增加光刻胶的热稳定性。在后面的等离子刻蚀和离子注入(125~200C)工艺中减少因光刻胶高温流动而引起分辨率的降低。
⑵ 你好我们工作的车间是无尘室,无尘室的地板都是通,我们隔壁每天都镀光刻胶,那气味都会都会跑到我们这边
指导意见:
你好,怀孕前三个月不能使用药物。禁忌生冷辛辣的食物。补充适量的 叶酸和钙,预防胎儿神经性疾病。不能接触辐射污染的环境。祝健康
⑶ 光刻胶在硅片上匀胶时出现放射状条纹,请问是什么原因胶已经用0.22μm的过滤器过滤,基本可排除颗粒影响
粘度大,流平性不好。
⑷ 什么是光刻胶以及光刻胶的种类
光刻胶是一种有机化合物,它受紫外光曝光后,在显影液中的溶解度会发生变化。一般光刻胶以液态涂覆在硅片表面上,曝光后烘烤成固态。 1、光刻胶的作用: a、将掩膜板上的图形转移到硅片表面的氧化层中; b、在后续工序中,保护下面的材料(刻蚀或离子注入)。2、光刻胶的物理特性参数: a、分辨率(resolution)。区别硅片表面相邻图形特征的能力。一般用关键尺寸(CD,Critical Dimension)来衡量分辨率。形成的关键尺寸越小,光刻胶的分辨率越好。 b、对比度(Contrast)。指光刻胶从曝光区到非曝光区过渡的陡度。对比度越好,形成图形的侧壁越陡峭,分辨率越好。 c、敏感度(Sensitivity)。光刻胶上产生一个良好的图形所需一定波长光的最小能量值(或最小曝光量)。单位:毫焦/平方厘米或mJ/cm2。光刻胶的敏感性对于波长更短的深紫外光(DUV)、极深紫外光(EUV)等尤为重要。 d、粘滞性/黏度(Viscosity)。衡量光刻胶流动特性的参数。粘滞性随着光刻胶中的溶剂的减少而增加;高的粘滞性会产生厚的光刻胶;越小的粘滞性,就有越均匀的光刻胶厚度。光刻胶的比重(SG,Specific Gravity)是衡量光刻胶的密度的指标。它与光刻胶中的固体含量有关。较大的比重意味着光刻胶中含有更多的固体,粘滞性更高、流动性更差。粘度的单位:泊(poise),光刻胶一般用厘泊(cps,厘泊为1%泊)来度量。百分泊即厘泊为绝对粘滞率;运动粘滞率定义为:运动粘滞率=绝对粘滞率/比重。单位:百分斯托克斯(cs)=cps/SG。 e、粘附性(Adherence)。表征光刻胶粘着于衬底的强度。光刻胶的粘附性不足会导致硅片表面的图形变形。光刻胶的粘附性必须经受住后续工艺(刻蚀、离子注入等)。 f、抗蚀性(Anti-etching)。光刻胶必须保持它的粘附性,在后续的刻蚀工序中保护衬底表面。耐热稳定性、抗刻蚀能力和抗离子轰击能力。 g、表面张力(Surface Tension)。液体中将表面分子拉向液体主体内的分子间吸引力。光刻胶应该具有比较小的表面张力,使光刻胶具有良好的流动性和覆盖。 h、存储和传送(Storage and Transmission)。能量(光和热)可以激活光刻胶。应该存储在密闭、低温、不透光的盒中。同时必须规定光刻胶的闲置期限和存贮温度环境。一旦超过存储时间或较高的温度范围,负胶会发生交联,正胶会发生感光延迟。3、光刻胶的分类 a、根据光刻胶按照如何响应紫外光的特性可以分为两类:负性光刻胶和正性光刻胶。 负性光刻胶(Negative Photo Resist)。最早使用,一直到20世纪70年代。曝光区域发生交联,难溶于显影液。特性:良好的粘附能力、良好的阻挡作用、感光速度快;显影时发生变形和膨胀。所以只能用于2μm的分辨率。 正性光刻胶(Positive Photo Resist)。20世纪70年代,有负性转用正性。正性光刻胶的曝光区域更加容易溶解于显影液。特性:分辨率高、台阶覆盖好、对比度好;粘附性差、抗刻蚀能力差、高成本。 b、根据光刻胶能形成图形的最小光刻尺寸来分:传统光刻胶和化学放大光刻胶。 传统光刻胶。适用于I线(365nm)、H线(405nm)和G线(436nm),关键尺寸在0.35μm及其以上。 化学放大光刻胶(CAR,Chemical Amplified Resist)。适用于深紫外线(DUV)波长的光刻胶。KrF(248nm)和ArF(193nm)。4、光刻胶的具体性质 a、传统光刻胶:正胶和负胶。光刻胶的组成:树脂(resin/polymer),光刻胶中不同材料的粘合剂,给与光刻胶的机械与化学性质(如粘附性、胶膜厚度、热稳定性等);感光剂,感光剂对光能发生光化学反应;溶剂(Solvent),保持光刻胶的液体状态,使之具有良好的流动性;添加剂(Additive),用以改变光刻胶的某些特性,如改善光刻胶发生反射而添加染色剂等。 负性光刻胶。树脂是聚异戊二烯,一种天然的橡胶;溶剂是二甲苯;感光剂是一种经过曝光后释放出氮气的光敏剂,产生的自由基在橡胶分子间形成交联。从而变得不溶于显影液。负性光刻胶在曝光区由溶剂引起泡涨;曝光时光刻胶容易与氮气反应而抑制交联。 正性光刻胶。树脂是一种叫做线性酚醛树脂的酚醛甲醛,提供光刻胶的粘附性、化学抗蚀性,当没有溶解抑制剂存在时,线性酚醛树脂会溶解在显影液中;感光剂是光敏化合物(PAC,Photo Active Compound),最常见的是重氮萘醌(DNQ),在曝光前,DNQ是一种强烈的溶解抑制剂,降低树脂的溶解速度。在紫外曝光后,DNQ在光刻胶中化学分解,成为溶解度增强剂,大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。这种曝光反应会在DNQ中产生羧酸,它在显影液中溶解度很高。正性光刻胶具有很好的对比度,所以生成的图形具有良好的分辨率。 b、化学放大光刻胶(CAR,Chemical Amplified Resist)。树脂是具有化学基团保护(t-BOC)的聚乙烯(PHS)。有保护团的树脂不溶于水;感光剂是光酸产生剂(PAG,Photo Acid Generator),光刻胶曝光后,在曝光区的PAG发生光化学反应会产生一种酸。该酸在曝光后热烘(PEB,Post Exposure Baking)时,作为化学催化剂将树脂上的保护基团移走,从而使曝光区域的光刻胶由原来不溶于水转变为高度溶于以水为主要成分的显影液。化学放大光刻胶曝光速度非常
⑸ 光刻胶的作用原理和用途
光刻胶是一大类具有光敏化学作用(或对电子能量敏感)的高分子聚合物材料,是转移版紫外曝光或权电子束曝照图案的媒介。光刻胶的英文名为resist,又翻译为抗蚀剂、光阻等。光刻胶的作用就是作为抗刻蚀层保护衬底表面。光刻胶只是一种形象的说法,因为光刻胶从外观上呈现为胶状液体。
光刻胶通常是以薄膜形式均匀覆盖于基材表面。当紫外光或电子束的照射时,光刻胶材料本身的特性会发生改变,经过显影液显影后,曝光的负性光刻胶或未曝光的正性光刻胶将会留在衬底表面,这样就将设计的微纳结构转移到了光刻胶上,而后续的刻蚀、沉积等工艺,就可进一步将此图案转移到光刻胶下面的衬底上,最后再使用除胶剂将光刻胶除去就可以了。
⑹ 光刻曝光的原理,光学曝光有几种方式
光刻来就是在需要刻蚀的表面源涂抹光刻胶,干燥后把mask覆盖其上,有紫外光源照射,受光部分即可凝固,用药水洗掉未凝固胶膜。没有胶膜保护的部分即可用浓酸浓碱腐蚀表面,腐蚀好以后再洗掉其余的光刻胶,就得到细微的光刻线条。实际情况远比叙述的复杂,为了能够理解简单说说是这样。
曝光方式:接触式曝光、接近式曝光、投影式曝光
⑺ 光刻胶~~光刻胶的概念是什么
光刻胶
photoresist
又称光致抗蚀剂,由感光树脂、增感剂(见光谱增
感染料)和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液
体。感光树脂经光照后,在曝光区能很快地发生光固化
反应,使得这种材料的物理性能,特别是溶解性、亲合
性等发生明显变化。经适当的溶剂处理,溶去可溶性部
分,得到所需图像(见图光致抗蚀剂成像制版过程)。
光刻胶广泛用于印刷电路和集成电路的制造以及印刷制
版等过程。光刻胶的技术复杂,品种较多。根据其化学
反应机理和显影原理,可分负性胶和正性胶两类。光照
后形成不可溶物质的是负性胶;反之,对某些溶剂是不
可溶的,经光照后变成可溶物质的即为正性胶。利用这
种性能,将光刻胶作涂层,就能在硅片表面刻蚀所需的
电路图形。基于感光树脂的化学结构,光刻胶可以分为
三种类型。①光聚合型,采用烯类单体,在光作用下生
成自由基,自由基再进一步引发单体聚合,最后生成聚
合物,具有形成正像的特点。②光分解型,采用含有叠
氮醌类化合物的材料,经光照后,会发生光分解反应,由
油溶性变为水溶性,可以制成正性胶。③光交联型,采
用聚乙烯醇月桂酸酯等作为光敏材料,在光的作用下,其
分子中的双键被打开,并使链与链之间发生交联,形成
一种不溶性的网状结构,而起到抗蚀作用,这是一种典
型的负性光刻胶。柯达公司的产品KPR胶即属此类。
感光树脂在用近紫外光辐照成像时,光的波长会限
制分辨率(见感光材料)的提高。为进一步提高分辨率
以满足超大规模集成电路工艺的要求,必须采用波长更
短的辐射作为光源。由此产生电子束、X 射线和深紫外
(<250nm)刻蚀技术和相应的电子束刻蚀胶,X射线刻蚀
胶和深紫外线刻蚀胶,所刻蚀的线条可细至1□m以下。
http://www.adsonbbs.com/ke_detail.asp?id=68
光刻胶在接受一定波长的光或者射线时,会相应的发生一种光化学反应或者激励作用。光化学反应中的光吸收是在化学键合中起作用的处于原子最外层的电子由基态转入激励态时引起的。对于有机物,基态与激励态的能量差为3~6eV,相当于该能量差的光(即波长为0.2~0.4μm的光)被有机物强烈吸收,使在化学键合中起作用的电子转入激励态。化学键合在受到这种激励时,或者分离或者改变键合对象,发生化学变化。电子束、X射线及离子束(即被加速的粒子)注入物质后,因与物质具有的电子相互作用,能量逐渐消失。电子束失去的能量转移到物质的电子中,因此生成激励状态的电子或二次电子或离子。这些电子或离子均可诱发光刻胶的化学反应。
⑻ 光刻胶灰化是物理反应还是化学反应
等离子清洗机(plasmacleaner)也叫等离子表面处理仪(Plasmasurfacetreatment),是一种全新的高科技技术,利用等离子体来达到常规清洗方法无法达到的效果。等离子清洗机(PlasmaCleaner)1.等离子体基础知识:等离子体和固体、液体或气体一样,是物质的一种状态,也叫做物质的第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子体的"活性"组分包括:离子、电子、活性基团、激发态的核素(亚稳态)、光子等。等离子体表面处理仪就是通过利用这些活性组分的性质来处理样品表面,从而实现清洁、改性、光刻胶灰化等目的。2.等离子清洗原理:[1]等离子体是物质的一种存在状态,通常物质以固态、液态、气态三种状态存在,但在一些特殊的情况下有第四中状态存在,如地球大气中电离层中的物质。等离子体状态中存在下列物质:处于高速运动状态的电子;处于激活状态的中性原子、分子、原子团(自由基);离子化的原子、分子;未反应的分子、原子等,但物质在总体上仍保持电中性状态。等离子清洗/刻蚀技术是等离子体特殊性质的具体应用:等离子清洗/刻蚀机产生等离子体的装置是在密封容器中设置两个电极形成电场,用真空泵实现一定的真空度,随着气体愈来愈稀薄,分子间距及分子或离子的自由运动距离也愈来愈长,受电场作用,它们发生碰撞而形成等离子体,这些离子的活性很高,其能量足以破坏几乎所有的化学键,在任何暴露的表面引起化学反应,不同气体的等离子体具有不同的化学性能,如氧气的等离子体具有很高的氧化性,能氧化光刻胶反应生成气体,从而达到清洗的效果;腐蚀性气体的等离子体具有很好的各向异性,这样就能满足刻蚀的需要。利用等离子处理时会发出辉光,故称之为辉光放电处理。等离子体清洗的机理,主要是依靠等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除物体表面污渍的目的。就反应机理来看,等离子体清洗通常包括以下过程:无机气体被激发为等离子态;气相物质被吸附在固体表面;被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子;产物分子解析形成气相;反应残余物脱离表面。等离子体清洗技术的最大特点是不分处理对象的基材类型,均可进行处理,对金属、半导体、氧化物和大多数高分子材料,如聚丙烯、聚脂、聚酰亚胺、聚氯乙烷、环氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地处理,并可实现整体和局部以及复杂结构的清洗。等离子体清洗还具有以下几个特点:容易采用数控技术,自动化程度高;具有高精度的控制装置,时间控制的精度很高;正确的等离子体清洗不会在表面产生损伤层,表面质量得到保证;由于是在真空中进行,不污染环境,保证清洗表面不被二次污染。3.等离子清洗机在各行业的应用:(1)等离子技术在橡塑行业产品上的作用机理我们在工业应用中发现一些橡胶塑料件在进行表面连接的时候会出现粘接困难的问题,这是因为聚丙烯、PTFE等橡胶塑料材料是没有极性的,这些材料在未经过表面处理的状态下进行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至无法进行。有些工艺用一些化学药剂对这些橡塑表面进行处理,这样能改变材料的粘接效果,但这种方法不易掌握,化学药剂本身具有毒性,操作非常麻烦,成本也较高,而且化学药剂对橡塑材料原有的优良性能也有影响。利用等离子技术对这些材料进行表面处理,在高速高能量的等离子体的轰击下,这些材料结构表面得以最大化,同时在材料表面形成一个活性层,这样橡胶、塑料就能够进行印刷、粘合、涂覆等操作,如图2所示。应用等离子技术对橡塑表面处理,其操作简单,处理前后没有有害物质产生,处理效果好,效率高,运行成本低。(2)等离子技术在橡胶、塑料行业的应用等离子表面处理技术的应用领域包括橡胶、复合材料、玻璃、布料、金属等,涉及各行各业,这篇文章中我们主要介绍其在橡胶、塑料领域一些行业的具体应用。(3)等离子技术在汽车行业的应用3.1.1点火线圈随着汽车行业的发展,其各方面性能要求越来越高。点火线圈有提升动力,最明显的效果是提升行驶时的中低速扭距;消除积碳,更好的保护发动机,延长发动机的寿命;减少或消除发动机的共振;燃油充分燃烧,减少排放等诸多功能。要使点火线圈充分发挥它的作用,其质量、可靠度、使用寿命等要求必须达到标准,但是目前的点火线圈生产工艺尚存在很大的问题——点火线圈骨架外浇注环氧树脂后,由于骨架在出模具前表面含大量的挥发性油污,导致骨架与环氧树脂结合面粘合不牢靠,成品使用中,点火瞬间温度升高,会在结合面微小的缝隙中产生气泡,损坏点火线圈,严重的还会发生爆炸现象。点火线圈骨架使用等离子处理后,不仅可去除表面的难挥发性油污,而且可大大提高骨架表面活性,即能提高骨架与环氧树脂的粘合强度,避免产生气泡,同时可提高绕线后漆包线与骨架触点的焊接强度。这样一来点火线圈在生产过程中各方面性能得到明显改善,提高了可靠度和使用寿命。3.1.2发动机油封片发动机曲轴油封起防止发动机机油从发动机中渗漏和防止异物进入发动机内部的作用。曲轴油封是发动机的零件之一,在高温下与机油相接触,因此需要采用耐热性和耐油性优良的材料。目前高档轿车普遍使用聚四氟乙烯材料,随着汽车性能要求的不断提高,越来越多的厂家也已逐步使用该材料,其应用前景非常广泛。聚四氟乙烯材料各方面性能优异,耐高温,耐腐蚀、不粘、自润滑、优良的介电性能、很低的摩擦系数,但未经处理的PTFE材料表面活性差,其一端与金属之间的粘接非常困难,产品无法满足质量要求。为了解决这一技术上的难题,就要设法改变PTFE(聚四氟乙烯)与金属粘接的表面性能,而不能影响另一面的性能。工业中用莱钠溶液处理虽然能在一定程度上提高粘接效果,但是却改变了原有PTFE的性能。经实验证明,用等离子体轰击需粘接的PTFE表面后,其表面活性明显增强,与金属之间的粘接牢固可靠,满足了工艺的要求,而另一面保持原有的性能,其应用也越来越被广泛认同。3.1.3汽车行业其他方面的应用随着经济的发展,消费者对汽车的性能要求越来越高,如汽车的外观、操作舒适性可靠性、使用耐久性等要求也不断提高。为了满足消费者的要求,各汽车厂家在生产汽车时更注重细节方面的优化改进,如进行(1)仪表板在柔性聚氨酯(PU)涂覆前处理(2)控制面板在粘合前处理(3)内部PP零件植缛前处理(4)汽车门窗密封件的处理以前未经任何处理仪表盘或控制面板涂覆效果非常差,不耐磨,容易掉漆等现象,用化学方法处理虽然能改变涂覆的效果,但同时也改变了仪表盘等基材的性能,使得其强度有所降低。目前很多厂家已经使用等离子技术来处理这些基材,通过等离子体轰击,材料表面微观层面活性增强,能明显改善涂覆效果。根据实验得知,用等离子清洗机处理不同材料需要选用不同工艺参数,才能达到更好的活化效果。(4)等离子技术在电子行业的应用4.2.1硬盘塑料件科学的发展,技术的不断进步,电脑硬盘的各项性能也不断提高,其容量越来越大,碟片数量随之增多,转速也高达7200转/分,这对硬盘结构的要求也越来越高,硬盘内部部件之间连接效果直接影响硬盘的稳定性、工作可靠性、使用寿命,这些因素直接关系到数据的安全性。为了确保硬盘的质量,知名硬盘生产厂家对内部塑料件在粘接前均进行各种处理,目前应用较多的是等离子处理技术,使用该技术能有效清洁塑料件表面油污,并能增加其表面活性,即能提高硬盘部件的粘接效果。实验表明,硬盘中使用等离子处理过的塑料件在使用过程中持续稳定运行时间显著增加,可靠性及抗碰撞性能有明显的改善。图示为某公司硬盘塑料件在等离子清洗机中进行处理的照片。4.2.2耳机听筒耳机中的线圈在信号电流的驱动下带动振膜不停的振动,线圈和振膜以及振膜与耳机壳体之间的粘接效果直接影响耳机的声音效果和使用寿命,如果它们之间出现脱落就会产生破音,严重影响耳机的音效和寿命。振膜的厚度非常薄,要提高其粘接效果,使用化学方法处理,直接影响振膜的材质,从而影响音效。众多厂家正准备使用新技术来对振膜进行处理,等离子处理就是其中之一,该技术能有效提高粘接效果,满足需求,且不改变振膜的材质。经实验,用等离子清洗机处理生产的耳机,各部分之间的粘接效果明显改善,在长时间高音测试下也不会有破音等现象发生,使用寿命也有很大的提高。4.2.3手机外壳手机的种类繁多,外观更是多彩多样,其颜色鲜艳,Logo醒目,但使用手机的人都知道,手机在使用一段时间后,其外壳容易掉漆,甚至Logo也变得模糊不清,严重影响手机的外观形象。知名手机品牌厂家为了寻找解决这些问题的方法,曾使用化学药剂对手机塑料外壳进行处理,其印刷粘接的效果有所改善,但这是降低手机外壳的硬度为代价,为了寻求更好的解决方案,等离子技术脱颖而出。等离子表面处理技术不仅可以清洗外壳在注塑时留下的油污,更能最大程度的活化塑料外壳表面,增强其印刷、涂覆等粘接效果,使得外壳上涂层与基体之间非常牢固地连接,涂覆效果非常均匀,外观更加亮丽,并且耐磨性大大增强,长时间使用也不会出现磨漆现象。(5)等离子技术在国防行业的应用5.3.1航空航天电连接器电连接器中的绝缘体与封线体之间的粘接效果一直影响着国产电连接器的发展,尤其在航空航天中对电连接器的要求更苛刻,未经表面处理的绝缘体与封线体之间的粘接效果非常差,即使使用专用配方的胶,其粘接效果也达不到要求;另外,如果绝缘体和封线体之间粘接不紧密,就可能会产生漏电,使得电连接器的耐压值提不上去。目前国内指定生产航空电连接器的厂家,经过技术研究攻关,正逐步应用推广等离子清洗技术清洗连接件表面,通过等离子清洗,不仅能去除表面油污,而且可增强其表面活性,这样在粘接时,在连接件上涂胶非常容易且非常的均匀,使得粘接效果明显改善。经国内多个生产大厂使用测试,用等离子处理后的电连接器,其抗拉能力成数倍增加,耐压值有显著提高。5.3.2凯夫拉处理凯夫拉材料是一种芳纶复合材料,这种新型材料密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型,而受到人们的重视。由于“凯夫拉”材料坚韧耐磨、刚柔相济,具有刀抢不入的特殊本领,在军事上被称之为“装甲卫士”。凯夫拉成型后需要与其他部件进行粘接,但该材料是疏水材料,不易涂胶,要获得好的粘接效果需要对其进行表面处理,目前主要运用等离子对其进行表面活化处理。处理过的凯夫拉表面活性增强,粘接效果有明显的改善,通过等离子处理工艺参数的不断优化,其效果会进一步提高,应用的范围也越来越广。(6)等离子技术在医疗行业的应用6.4.1静脉输液器输液器末端输液针在使用过程中,拔出时针座与针管之间会出现脱离现象,一旦脱离,血液会随针管流出,如不及时正确处理,对病人会造成严重威胁。为了确保这类事故的发生,对针座进行表面处理是非常必要的。针座孔非常小,普通方法难处理,而等离子体是一种离子状态的气体,对微小的孔也可以有效处理。应用等离子对其进行表面活化处理,可改善表面活性,提高其与针管的粘接强度,以确保它们之间不会脱离。下图为针座在等离子清洗机中进行表面清洗活化处理.6.4.2导尿管的处理导尿管给需要留置导尿的患者带来了福音,在临床上的应用越来越广,但随着其应用的增多,导尿管拔除困难的情况也越来越常见。特别是长期留置的导尿管,有时由于橡胶的老化会造成气囊管腔的阻塞,强行拔除时可能会引起严重的并发症。为了防止硅橡胶与人体接触表面的老化,需要对其表面进行氧等离子处理。用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR-ATR)和表面接触角研究天然胶乳导尿管经氧等离子体处理前后的表面结构、性能和化学成分的变化,结果表明用氧等离子体处理后的导尿管表面变滑,表面接触角由84°减少至67°,表面无有害基团产生,说明氧等离子体处理是一种有效的表面处理方法。另外,可用等离子处理硅橡胶以增加其表面活性,然后在表面涂度一层不易老化的疏水材料,其效果也非常好。(7)等离子技术在纺织纤维行业的应用无纺布的优越性能使其应用范围非常广泛,在医疗卫生、家庭装饰、服装、工业、农业中均有应用。根据不同需要,无纺布在生产制作过程中要在表面进行阻燃处理、烧毛处理、泼水处理、止滑处理、抗静电处理、涂层处理、抗菌防臭处理、印花处理、无纺布与各种纺织品的针刺复合处理,以及无纺布与各种材料(塑料、胶膜、纺织品等)粘合等,为了达到非常好的印花、粘合等效果,需要对无纺布基体进行表面处理。等离子卷筒型清洗机是专门用于无纺布电缆等细长件的表面处理,该机处理效果好、效率高,适合大批量生产加工。4、等离子技术应用展望等离子技术在橡塑行业的应用已非常成熟,其相关产值逐年增加,国外市场比国内市场产值高,但国内可发展空间大,应用前景诱人。经济的发展,人们的生活水平不断提高,对消费品的质量要求也越来越高,等离子技术随之逐步进入生活消费品生产行业中;另外,科技的不断发展,各种技术问题的不断提出,新材料的不断涌现,越来越多的科研机构已认识到等离子技术的重要性,并投入大量资金进行技术攻关,等离子技术在其中发挥了非常大的作用。我们深信等离子技术应用范围会越来越广;技术的成熟,成本的降低,其应用会更加普及.