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等離子清洗過程中高能電子碰撞反應(yīng)氣體分子,使之離解或電離,利用產(chǎn)生的多種粒子轟擊被清洗表面或與被清洗表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而有效清除被清洗表面的有機(jī)污染物或改善表面狀態(tài)。

鍍金層的膠粘劑粘接特性

從金屬的性質(zhì)而言，它們的表面能是較大的。如液態(tài)的金，約為1124mJ/m2。但是，有研究者在常溫、大氣環(huán)境測(cè)得金表面接觸角約為40~79.5°，這是疏水性表面所表現(xiàn)的接觸角，它所對(duì)應(yīng)的金表面能約為45mJ/m2。根據(jù)吸附理論，若表面能低，難以形成良好的膠接。

通常，金屬或無機(jī)物表面能低是因?yàn)槠浔砻嬗形狡渌镔|(zhì)，降低了表面能。另一種觀點(diǎn)是金層表面的原子重構(gòu)，降低了表面能。

在空氣中，即使在有水分存在的情況下，金不發(fā)生氧化，甚至在高溫條件下也不與氫、氧、氮、硫、碳起化學(xué)反應(yīng)。金是唯一在高溫下不與氧起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。鍍金表面不形成氧化物，應(yīng)該沒有酸堿的相互作用。金層形貌上，比較光滑、無孔洞。

等離子清洗對(duì)鍍金層表面能潤(rùn)濕性的影響

為了研究等離子清洗法對(duì)鍍金層表面能的影響，分別測(cè)試了等離子清洗前后的鍍金層表面水滴接觸角。因膠粘劑的粘度較大，在金層表面的接觸角不易在顯微鏡下觀察到差別，故用去離子水代替膠粘劑來測(cè)接觸角以達(dá)到評(píng)估基材金層表面能大小的目的。

接觸角樣品準(zhǔn)備與測(cè)試方法如下：1）共2個(gè)樣品。樣品1，來料基材，不作任何表面清洗à滴一滴去離子水在鍍金層上；樣品2，來料基材，等離子清洗à滴一滴去離子水在鍍金層上。2）在顯微鏡下觀察接觸角。

結(jié)果如圖1.1所示，等離子清洗前鍍金層（樣品1）上的水滴呈半球狀，接觸角約為75°；而等離子清洗后鍍金層上水滴很好地鋪展開，接觸角約為10°。

（ a ）等離子清洗前 （ b ）等離子清洗后

由上圖可判斷，經(jīng)過等離子清洗后，鍍金層的親水性變好，表面能（表面張力）變大，這使得膠粘劑能夠更好地潤(rùn)濕鍍金層。

根據(jù)膠粘劑粘接的吸附理論，更好的潤(rùn)濕使得兩者間的接觸更加緊密，有利于提高膠水與基材之間實(shí)際接觸面積，膠粘劑和鍍金層之間的分子間作用力增強(qiáng)，因此提高了界面結(jié)合力。

等離子清洗除了能提高鍍金層表面的表面能，還能去除表面臟污。鍍金過程中殘留的或在環(huán)境中吸附的有機(jī)污染物不利于膠粘劑對(duì)鍍金層的潤(rùn)濕，并且可能在粘接界面上形成弱邊界層而使粘接力下降。氧氣等離子清洗具有較強(qiáng)的反應(yīng)性。在氧氣等離子體中含有O+、O-、O2+、O2-、O、O3，亞穩(wěn)態(tài)的O2和電子，在這些粒子的形成及電離重組中釋放能量和光子，發(fā)出微弱的輝光和輻射大量的紫外線。紫外線帶寬內(nèi)的光子以及高能氧原子有足夠的能量來打斷在基材表面因吸附臟污而存在的C—C鍵和C—H鍵，形成可氣化的低分子量的物質(zhì)。真空隨后把這些物質(zhì)抽走。

等離子清洗可以獲得較為干凈的鍍金層粘接表面，提高了金層的表面能，且改善鍍金層的親水潤(rùn)濕性，因此膠粘劑在金層上容易潤(rùn)濕，使膠粘劑與金層的界面結(jié)合力提高。