Plasma chân không là một quá trình trong đó một chất khí bị ion hóa trong buồng chân không để tạo thành plasma. Các plasma oxy và argon thường được sử dụng để làm sạch, ăn mòn hoặc kích hoạt bề mặt.
Những phương pháp xử lý này đã có từ đầu những năm 1970. Nó thường được sử dụng như một cách để làm sạch các tạp chất hữu cơ và chất gây ô nhiễm trên bề mặt. Plasma cũng hữu ích trong việc hỗ trợ ở công đoạn quang khắc hoặc làm sạch các sản phẩm điện tử như bảng mạch.
Quá trình plasma được thực hiện trong buồng chân không có áp suất chân không từ E-3 đến 1 Pa, tùy thuộc vào kết quả mong muốn của việc xử lý theo phương pháp plasma.
Những phương pháp xử lý này thường được sử dụng trong sản xuất thiết bị điện tử, thiết bị y tế, dệt may, nhựa, cao su, v.v. Hầu như bất kỳ vật liệu nào cũng có thể được xử lý trong buồng plasma.
Công nghệ này có thể tạo ra plasma với khả năng thấm hoàn toàn vào sản phẩm, cho phép xử lý bề mặt bên trong và bên ngoài nhằm cải thiện khả năng liên kết, in, sơn, phủ hoặc thấm ướt, làm sạch…
Người quan sát bình thường không thể nhìn thấy các chất gây ô nhiễm hữu cơ trên bề mặt, nhưng chúng ảnh hưởng lớn đến khả năng tương tác của vật thể với các vật liệu khác.
Hệ thống xử lý plasma có thể loại bỏ 100% các chất gây ô nhiễm hữu cơ này. Điều này làm tăng cường độ liên kết của chất hàn hoặc keo, tăng hoặc giảm độ ẩm và đảm bảo mọi loại hình in, sơn hoặc lớp phủ vẫn còn trên bề mặt của vật thể.
Tại sao cần tạo môi trường chân không cho plasma?
Plasma được tạo ra trong chân không vì nhiều lý do, nhưng có hai lý do chính khiến chân không được yêu cầu.
Các loại khí mà chúng ta đưa vào buồng sẽ không bị ion hóa dưới áp suất, vì vậy chân không phải được tạo ra trước khi khí bị ion hóa và plasma được tạo ra.
Ngoài ra, chân không cho phép chúng ta kiểm soát loại khí nào có trong buồng. Sự kiểm soát này rất quan trọng đối với khả năng lặp lại của các quy trình plasma.
Thời gian Plasma thường là bao lâu?
Tùy thuộc vào các ứng dụng cụ thể cũng như yêu cầu chất lượng mà quyết định thời gian Plasma. Ví dụ để làm sạch các bản mạch dẻo thời gian plasma chỉ khoảng 3 phút. Nhưng một số ứng dụng thì plasma có thể kéo dài tới 48H.
Sử dụng plasma chân không ở đâu?
Plasma được sử dụng bởi nhiều ngành công nghiệp. Muốn tăng độ kết dính thì cần một bề mặt hoàn toàn sạch. Ví dụ, khi cần top coating cho các loại chao đèn ô tô chúng ta cần phủ nhôm lên bề mặt nhựa ABS. Điều này tạo ra một tình huống mà cách duy nhất để sử dụng cùng một chất kết dính trên cả hai vật liệu là đảm bảo rằng mỗi bề mặt đều sạch sẽ và độ kết dính giữa 2 vật liệu này sẽ tăng lên trong môi trường plasma. Kích hoạt plasma để lại một gốc tự do trên bề mặt vật liệu nhựa để cho phép liên kết mạnh hơn giữa bề mặt vật liệu và hơi nhôm (Al). Các gốc tự do này được tạo ra trên bề mặt vật liệu và không ổn định về mặt hóa học; chúng giúp tạo ra sức mạnh liên kết thực sự đáng kinh ngạc. Công nghệ này luôn có mặt trong các máy phủ chân không ( vacuum coater) của ULVAC.
Trong công nghệ in ấn việc tạo ra các gốc tự do này cũng hữu ích khi in trên bề mặt thường không tiếp nhận mực tốt. Khi in trên bề mặt bóng cần phải kích hoạt plasma để cho phép bề mặt tiếp nhận mực và tạo ra bề mặt in chống nhòe.
Ứng dụng Plasma trong môi trường chân không rất đa dạng. Từ những ứng dụng đơn giản như làm sạch bản mạch cho tới dùng để quang khắc một lớp vật liệu dày vài nguyên tử trong quá trình sản xuất chip. Hiện nay, trên thế giới TSMC đã sản xuất được chip 2nm và để sản xuất được nó phải cần máy quang khắc cực tím EUV, một kỳ quan công nghệ của thế giới hiện tại. Và tia cực tím được Plasma bức xạ ra.
Trên đây là một vài chia sẻ của ULVAC, một trong những maker góp phần cho sự phát triển của khoa học công nghệ nhân loại.
