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UV光清洗简介
来源: | 作者:mob4c393f | 发布时间: 2019-07-06 | 294 次浏览 | 分享到:

     UV紫外光表面清洗机可用于LCD、OLED显示屏生产,及半导体硅晶片、光学玻璃、石英晶体、膜块、磁头、集成电路、敷铜箔层压板、高精度印制电路板以及金属、橡胶、塑料等生产中对各种表面进行光清洗或光改质处理。经清华大学化学系分析中心俄歇电子能谱仪检测,对ITO玻璃基片进行光清洗后,达到了原子清洁度。
1.光电子产品的高性能、微型化要求表面洁净度越来越高,常规的清洗方法(如水洗、化学溶液洗、超声波清洗等)已不能满足要求,UV光清洗能够达到常规的清洗方法难以达到的高清洁度,而且不存在三废处理问题,有利于环境保护。
2. 光清洗是在常温、常压的环境中进行的,是一种非接触式的干法清洗技术。被清洗的表面除了光子,不与任何物体发生接触,有机物经过紫外光照射发生光敏氧化反应后,生成可挥发性气体(CO2、CO、H2O等)从表面消散,随着排风系统抽走,不可能重返被清洗的表面,不会像溶液清洗时发生二次污染。
3. 一般情况下,光清洗的表面不会受到损伤,由于光子的能量相对比氩等离子体溅射或惰性气体离子轰击的能量小,光清洗后的表面不会受到损伤或发生晶体缺陷的现象。
4.光清洗对物体表面微细部位(如孔穴、微细沟槽等)具有有效而彻底的清洗效果。由于紫外光是纳米短波紫外线,能够射入材料表面的极为细微的部位,发生光敏氧化反应,充分表现出光清洗的彻底性。
一、紫外光表面清洗和改质的工作原理
    低压紫外汞灯发射的双波段短波紫外光照射到试件表面后,与有机污染物发生光敏氧化作用,不仅能去除污染物而且能改善表面的性能,从而提高物体表面的浸润性和粘合强度,或者使材料表面得到稳定的表面性能。根据不同需要,既可以对物体进行紫外光表面清洗,也可以进行紫外光表面改质(或叫表面改善),紫外光表面清洗和改质的机理有相同点,但也有区别。
    1.1 紫外光清洗工作原理
    VUV低压紫外汞灯能同时发射波长254nm和185nm的紫外光,这两种波长的光子能量可以直接打开和切断有机物分子中的共价键,使有机物分子活化,分解成离子、游离态原子、受激分子等。与此同时,185nm波长紫外光的光能量能将空气中的氧气(O2)分解成臭氧(O3);而254nm波长的紫外光的光能量能将O3分解成O2和活性氧(O),这个光敏氧化反应过程是连续进行的,在这两种短波紫外光的照射下,臭氧会不断的生成和分解,活性氧原子就会不断的生成,而且越来越多,由于活性氧原子(O)有强烈的氧化作用,与活化了的有机物(即碳氢化合物)分子发生氧化反应,生成挥发性气体(如CO2,CO,H2O,NO等)逸出物体表面,从而彻底清除了粘附在物体表面上的有机污染物。
    紫外光表面清洗原理表达式:

 


1.2 紫外光改质工作原理
    低压紫外汞灯发射的185nm和254nm波长的紫外光除有清洗去除物体表面的有机污染物的功能外,而且还能够进行表面改质。其基本原理为:光子能量把物体的表层分子键打开的同时拉出H原子和C原子,与空气中的氧气分解出来的活性氧(O)生成极性很强的原子团(OH,CHO,COOH)即羟基等活性基,同时材料表面有机污染物的清洗效果显著,活化的基体表面具有良好的粘合力和键合特性,这些羟基和涂料、粘合剂、电镀材料相结合,形成新的化学键,从而使材料表面得到通常情况下得不到的很强的粘结强度,或者使材料得到稳定的表面性能。
    紫外光表面改质原理表达式:


     E:为紫外线光子能量
     

二、紫外光表面清洗和改质技术的先进性
    2.1 光清洗技术是随着当代光电子信息技术发展起来的,光电子产品的高性能、微型化要求表面洁净度越来越高,常规的清洗方法(如水洗、化学溶液洗、超声波清洗等)已不能满足要求,UV光清洗能够达到常规的清洗方法难以达到的高清洁度,而且不存在三废处理问题,有利于环境保护。
    2.2 光清洗是在常温、常压的环境中进行的,是一种非接触式的干法清洗技术。光清洗时被清洗的表面除了光子,不与任何物体发生接触,因为有机物经过紫外光照射发生光敏氧化反应后,生成可挥发性气体(CO2、CO、H2O等)从表面消散,随着排风系统抽走,不可能重返被清洗的表面,不会像溶液清洗时发生二次污染。
    2.3 一般情况下,光清洗的表面不会受到损伤,由于光子的能量相对比氩等离子体溅射或惰性气体离子轰击的能量小,光清洗后的表面不会受到损伤或发生晶体缺陷的现象。
    2.4光清洗对物体表面微细部位(如孔穴、微细沟槽等)具有有效而彻底的清洗效果。由于紫外光是纳米短波紫外线,能够射入材料表面的极为细微的部位,发生光敏氧化反应,充分表现出光清洗的彻底性。
    2.5 世界上先进工业化国家已经开始将光清洗技术由光电产品向金属、光学、塑料、橡胶等相关产品的生产过程发展,光清洗技术的应用范围十分广阔,具有很强的技术生命力。
     

 三、光清洗效果实例    我公司曾用自行研制的系列UV光表面清洗机对白玻璃、ITO玻璃、半导体材料、光学玻璃、铬板玻璃、膜块、液晶屏斑马线以及残余的光刻胶和聚酰亚胺等多种材料进行了光清洗试验,均取得了满意效果。经过光清洗后的物体表面清洁度更高,浸润性更好,粘合力更强,可使脏点、黑点、白点、针孔、起皮等影响涂敷的质量问题大大减少,膜层更加牢固。
    3.1 对ITO玻璃用光清洗机进行光清洗前后对比试验,检测情况如下:


 

   3.1.1 采用扫描俄歇微探针仪对LCD用ITO玻璃样片进行光清洗试验的检测结果




                                                   CA=49.69度                                               CA=25.46度


                                                                                                    


                                                   a光清洗前                                                 b光清洗后

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