一文了解真空plasma处理机选用气体为氧、氢、氮时的注意事项

说到真空plasma处理机,很多人可能觉得这是个高大上的设备,离日常生活很远。其实它在电子、医疗、汽车等行业应用非常广泛,比如手机屏幕镀膜、医疗器械消毒、汽车零件表面处理等,都离不开它。这种设备通过电离气体产生等离子体,对材料表面进行清洗、活化或涂层,效果比传统方法好得多。而在这个过程中,选择合适的气体非常关键,直接影响到处理效果和安全性。今天咱们就聊聊常用的氧气、氢气和氮气,在使用时需要注意哪些问题。


一文了解真空plasma处理机选用气体为氧、氢、氮时的注意事项(图1)


先说说氧气吧,这可是真空plasma处理中的明星气体。氧气处理最大的特点就是氧化能力强,特别适合去除有机物污染和表面活化。比如在电子行业,电路板表面常有油脂或残留物,用氧气plasma一处理,立马干干净净。不过氧气也不是随便用的,浓度太高容易导致材料表面过度氧化,反而影响性能。一般建议氧气浓度控制在20%-50%之间,具体要看处理什么材料。还有个重要问题就是安全,氧气本身不燃烧,但会助燃,所以设备密封性一定要好,周围不能有明火或易燃物。

氢气处理在真空plasma中也很常见,它的还原性特别强。有些金属表面有氧化物,用氢气plasma处理可以完美去除,恢复金属原有的活性。在半导体行业,这个特性就很有用。但氢气是出了名的危险,易燃易爆可不是开玩笑的。使用时要特别注意浓度控制,通常不超过5%,还要配备氢气检测报警装置。设备接地必须可靠,最好在通风良好的专用区域操作。如果条件允许,可以考虑用氢氩混合气,既安全效果也不错。

氮气处理相对来说温和很多,属于惰性气体plasma。它不会像氧气那样剧烈氧化,也不会像氢气那么危险,特别适合对材料表面要求不高的基础清洗。很多新手操作者都喜欢从氮气开始练手。氮气plasma处理后的表面会引入含氮基团,这对某些特殊涂层很有帮助。不过氮气的电离效率比氧气低,处理时间通常要长一些。还有个细节要注意,市面上的氮气纯度差别很大,工业级氮气可能含有氧气等杂质,建议至少使用99.9%的高纯氮气。

实际工作中,经常需要根据材料特性选择气体。举个简单例子,处理塑料件时,如果想提高表面粘接性能,用氧气plasma最合适;要是处理金属件去除氧化物,氢气效果更好;而普通清洗又不希望改变材料性质时,氮气就是首选。有时候还会用到混合气体,比如氧氮混合气,可以兼顾氧化性和安全性。深圳市诚峰智造有限公司的工程师建议,新用户最好先做小样测试,记录不同气体参数的处理效果,慢慢积累经验。

最后说说操作中的共性问题。不管用哪种气体,真空度都要控制好,一般在10-100Pa之间。功率设置也很关键,功率太低效果差,太高可能损伤材料。处理时间要根据材料厚度和污染程度调整,不是越长越好。定期检查气体管路和电极很重要,特别是使用氢气时。如果发现处理效果不稳定,可能是气体纯度不够或者设备需要维护了。这些细节注意到位,真空plasma处理机才能发挥最佳性能。

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