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超聲波清洗對PVD涂層質(zhì)量的影響

發(fā)布時(shí)間：2019-05-22

　　清洗是通過化學(xué)或(及)物理的方法將工件上的油污、銹跡、灰塵等去除干凈，確保工件獲得較好的涂層結(jié)合力和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。清洗是PVD涂層前必不可少的一道工序，也是PVD涂層生產(chǎn)中最重要的工藝，清洗出了問題，涂層生產(chǎn)不得不延遲、涂層過程可能中斷、或涂層結(jié)合力出現(xiàn)問題而導(dǎo)致客戶投訴和賠償，尤其是在涂層設(shè)備的技術(shù)能力不高的情況下，清洗出了問題，更容易發(fā)生上述風(fēng)險(xiǎn)。

　　有四個(gè)因素影響著清洗的質(zhì)量，分別為：清洗時(shí)間、化學(xué)藥劑、機(jī)械作用以及清洗液溫度，這四個(gè)因素之間也相互影響，一個(gè)因素的減弱，可以通過增強(qiáng)另外三個(gè)因素的作用來彌補(bǔ)，反之亦然。在這四個(gè)因素中，清洗時(shí)間的最小化也是追求的目標(biāo)，這樣可以提高清洗的效率．縮短生產(chǎn)時(shí)間和交貨周期。

　　清洗主要方法和步驟應(yīng)包括：化學(xué)藥劑噴淋、化學(xué)藥劑浸泡與超聲波清洗、漂洗、烘干。

　　1)化學(xué)藥劑噴淋

　　噴淋對于清洗來說非常有效，它能夠清除掉工件上絕大部分油污及污染物。尤其對有孔工件來說，更加有效，噴淋到工件上的化學(xué)藥劑會流入孔中或化學(xué)藥劑被直接噴進(jìn)孔中對孔內(nèi)壁進(jìn)行沖洗。所以清洗裝卡時(shí)，一定要讓工件都能被噴淋到。另外，如果噴淋到工件上的化學(xué)藥劑不能及時(shí)馬上流走，會阻礙新鮮的化學(xué)藥劑繼續(xù)清洗工件，且在后面的烘干步驟中也不易烘干，所以裝卡時(shí)，要保證流到工件上的藥劑能自然流走。

　　2)化學(xué)藥劑浸泡與超聲波清洗

　　超聲波是一種人所感覺不到的聲波，同時(shí)也是一種機(jī)械波，它在液體中會形成高壓區(qū)和低壓區(qū)(壓力低于大氣壓)，超聲波在低壓區(qū)產(chǎn)生幾百萬個(gè)氣穴效應(yīng)氣泡，這些氣泡逐漸增大，并在大到一定時(shí)突然向內(nèi)破裂，釋放出巨大的能量而撞擊工件，從而對工件表面起到“微型刷子”的清潔作用，這種“微刷”的頻率很高，用于清洗的超聲波頻率在20000到50000赫茲之間。

　　由于超聲波在傳遞過程中會產(chǎn)生低壓區(qū)和高壓區(qū)，并且氣穴現(xiàn)象只在低壓區(qū)發(fā)生。所以被清洗工件在超聲波中需要上下振動，使工件上的每個(gè)區(qū)域都經(jīng)過低壓區(qū)以獲得“微型刷子”的清潔作用。超聲波在水中的傳遞速度為1500m/s，假設(shè)超聲渡的頻率為30000Hz，則所使用的超聲渡波長

　　λ=速度／頻率=1500／30000=0.05m=5cm

　　所以，如使用30000Hz的超聲波，工件的上下振動距離應(yīng)不小于5厘米．對于其他頻率的超聲波．震動距離可以同理計(jì)算出來。在純粹的化學(xué)藥劑浸泡清洗中，清洗溶液首先溶解工件最表層的污染物，并逐漸向污染層內(nèi)部滲透溶解，在這個(gè)過程中，在工件表層會逐漸形成一層溶解飽和層．這層飽和層將新鮮的化學(xué)清洗液與深層的污染物隔離，阻礙清洗液對深層污染物的繼續(xù)溶解，如果這層飽和層不能被破壞去掉，清潔就停止了。對于比較臟的工件，純粹的浸泡清洗方式很難將工件徹底清潔干凈。利用超聲波的“微型刷子”的作用就可以破壞掉表層的溶解飽和層，新的化學(xué)藥劑到達(dá)較深的污染層繼續(xù)溶解，超聲波接著繼續(xù)破壞掉新形成的溶解飽和層，如此循環(huán)，清潔不斷進(jìn)行下去，直到工件被清潔干凈。

　　3)漂洗

　　漂洗是為了將殘留在工件上的清洗液或其他臟物徹底清理干凈，使工件在烘干之前更加干凈。工件上的殘留物在烘干后將很難清理干凈。在工業(yè)領(lǐng)域中．通常使用去離子水來進(jìn)行漂洗，用去離子水而不用自來水進(jìn)行漂洗．可避免自來水中的雜質(zhì)及污染物殘留在工件上。但是，去離子水的侵蝕性強(qiáng)，會對工件造成腐蝕。所以，必須在去離子水中加入一定量的防銹劑，才能用來漂洗工件．以防止工件在漂洗及烘干過程中被銹蝕。

　　4)烘干

　　清洗完的工件一般放入烤箱中烘干，烤箱包括箱體、排水管路、加熱系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)及溫度控制系統(tǒng)。永的沸騰、汽化溫度為100℃，因而烘烤溫度必須大于100℃，最好在110℃～130℃之間，這樣既可以將水分快速蒸發(fā)烘干工件．又不至于烘干后，工件溫度太高而需要很長時(shí)間冷卻。

　　

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