Plasma chân không là gì?
Đây quá trình trong đó một chất khí bị ion hóa trong buồng chân không để tạo thành plasma. Thông thường, plasma oxy và argon được sử dụng. Nhờ đó, bề mặt có thể được làm sạch, ăn mòn hoặc kích hoạt hiệu quả.
Plasma color in O2 gas of Ulvac system
Lịch sử và vai trò của plasma
Thực tế, các phương pháp xử lý này đã xuất hiện từ đầu những năm 1970. Kể từ đó, chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.
Đặc biệt, plasma thường dùng để làm sạch các tạp chất hữu cơ và chất gây ô nhiễm trên bề mặt. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ trong công đoạn quang khắc. Đồng thời, nó cũng được ứng dụng để làm sạch các sản phẩm điện tử như bảng mạch.
Điều kiện vận hành plasma
Quá trình plasma diễn ra trong buồng chân không với áp suất từ E-3 đến 1 Pa. Tuy nhiên, mức áp suất cụ thể sẽ thay đổi tùy theo mục tiêu xử lý.
Nhìn chung, phương pháp này được ứng dụng trong sản xuất thiết bị điện tử, y tế, dệt may, nhựa và cao su. Thực tế, gần như mọi loại vật liệu đều có thể xử lý trong buồng plasma.
Khả năng xử lý bề mặt vượt trội của công nghệ plasma
Công nghệ plasma có thể thấm sâu vào sản phẩm. Vì vậy, cả bề mặt bên trong và bên ngoài đều được xử lý đồng đều.
Nhờ đó, khả năng liên kết, in, sơn, phủ và thấm ướt được cải thiện rõ rệt.
Mặc dù người quan sát bình thường không nhìn thấy các chất gây ô nhiễm hữu cơ, nhưng chúng lại ảnh hưởng lớn đến tương tác vật liệu.
Do đó, hệ thống plasma có thể loại bỏ hoàn toàn các chất gây ô nhiễm này. Kết quả là độ bám dính của keo hoặc chất hàn được tăng cường. Đồng thời, khả năng kiểm soát độ ẩm cũng tốt hơn. Ngoài ra, các lớp in, sơn hoặc phủ sẽ bám chắc hơn trên bề mặt.
Tại sao plasma cần môi trường chân không?
Plasma được tạo ra trong chân không vì nhiều lý do. Tuy nhiên, có hai lý do chính.
Thứ nhất, các loại khí không thể bị ion hóa hiệu quả dưới áp suất thường. Vì vậy, cần tạo chân không trước khi hình thành plasma.
Thứ hai, môi trường chân không giúp kiểm soát chính xác thành phần khí trong buồng. Nhờ đó, quá trình này có tính lặp lại cao hơn và ổn định hơn.
Thời gian xử lý plasma
Thời gian plasma phụ thuộc vào ứng dụng và yêu cầu chất lượng.
Ví dụ, khi làm sạch bản mạch dẻo, thời gian chỉ khoảng 3 phút. Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt, quá trình này có thể kéo dài tới 48 giờ.
Ứng dụng plasma trong thực tế
ULVAC Vacuum coating system
Plasma được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Trước hết, để tăng độ kết dính, bề mặt cần phải hoàn toàn sạch.
Ví dụ, trong sản xuất chao đèn ô tô, lớp phủ nhôm được áp dụng lên nhựa ABS. Khi đó, việc sử dụng cùng một chất kết dính đòi hỏi bề mặt phải sạch tuyệt đối. Nhờ đó, điều này trở nên khả thi.
Cụ thể, plasma tạo ra các gốc tự do trên bề mặt nhựa. Những gốc này giúp tăng cường liên kết giữa vật liệu và hơi nhôm (Al).
Đáng chú ý, các gốc tự do này không ổn định về mặt hóa học. Tuy nhiên, chính điều đó lại tạo ra lực liên kết rất mạnh. Vì vậy, công nghệ này luôn được tích hợp trong các máy phủ chân không (vacuum coater) của ULVAC.
Ứng dụng trong in ấn
Trong lĩnh vực in ấn, plasma cũng đóng vai trò quan trọng. Đặc biệt, nó giúp xử lý các bề mặt khó bám mực.
Ví dụ, khi in trên bề mặt bóng, cần kích hoạt plasma trước. Nhờ vậy, bề mặt có thể tiếp nhận mực tốt hơn. Đồng thời, chất lượng in trở nên sắc nét và chống nhòe hiệu quả.
Ứng dụng trong công nghệ cao
Ứng dụng của plasma trong chân không rất đa dạng. Từ những tác vụ đơn giản như làm sạch bản mạch cho đến các quy trình phức tạp như quang khắc.
Trong ngành bán dẫn, plasma có thể xử lý các lớp vật liệu cực mỏng, chỉ vài nguyên tử.
Hiện nay, trên thế giới, TSMC đã sản xuất chip 2nm. Để đạt được điều này, cần sử dụng máy quang khắc cực tím EUV. Đây được xem là một trong những kỳ quan công nghệ hiện đại.
Đáng chú ý, tia cực tím này được tạo ra từ bức xạ plasma.
Kết luận
Trên đây là một số chia sẻ từ ULVAC. Đây là một trong những nhà sản xuất góp phần thúc đẩy sự phát triển của khoa học và công nghệ trên toàn thế giới.
