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概述
   电子工业清洗是一个很广的概念,包括任何与去除污染物有关的工艺,但针对不同的对象,清洗的方法有很大的区别。目前在电子工业中已广泛应用的物理化学清洗方法,从运行方式来看,大致可分为两种:湿法清洗和干法清洗。湿法清洗已经在电子工业生产中广泛应用,清洗主要依靠物理和化学(溶剂)的作用,如在化学活性剂吸附、浸透、溶解、离散作用下辅以超声波、喷淋、旋转、沸腾、蒸气、摇动等物理作用下去除污渍,这些方法清洗作用和应用范围各有不同,清洗效果也有一定差别。CFC清洗在过去的清洗工艺中,从清洗效力及后续工序上都占有很重要的地位,但由于其损耗大气臭氧层,而被限制使用。对于替代工艺,在清洗过程中,不可避免的存在需后续工序的烘干(ODS类清洗不需烘干,但污染大气臭氧层,目前限制使用)及废水处理,人员劳动保护方面的较高投入,特别是在电子组装技术,精密机械制造的进一步发展,对清洗技术提出越来越高的要求。环境污染控制也使得湿法清洗的费用日益增加。相对而言,干法清洗在这些方面有较大优势,特别是以等离子清洗技术为主的清洗技术已逐步在半导体、电子组装、精密机械等行业开始应用。因此,有必要了解等离子清洗的机理及其应用工艺。


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______________YZD08—2B型 YZD08—3A型 YZD08—5A型 YZD08—5B型

__________________小型等离子清洗机技术使用说明书

____小型等离子清洗机泛指容积在5升以下,射频电源功率在200瓦以下的等离子清洗机。根据不同的清洗和处理要求,又以射频频率划分为40KHz, 13.56MHz和2.54GHz三种。相比较而言,工作在40KHz 射频频率时,其匹配简单,所提供的射频电源效率高,故常规的材料处理和清洗应用中较为普及。我院提供的YZD08—5A(5B)型、YZD08—2B型、YZD08—3A型都属于40Kz的射频电源,其中YZD08—5B2型为双气体输入型。
____YZD08—2B型是YZD08—2A的升级版,都属于内置不锈钢仓体,容积为2升,结构为国际上的通用机型。YZD08—3A型则是外置石英玻璃仓体,其容积为3升,由于采用了新型的外观设计技术和电极匹配技术,使的其有效容积增大,可处理直径为130毫米、高度为130毫米的物体,又因其具有透明的特点,可直观物体的处理过程,特别适用科学实验和教学。

一、小型等离子清洗机的基本结构

1. 射频电源部分:射频源,射频调节,功率放大,功率调节,功率输出,输出保护,等离子电极,温度保护。
2. 系统控制部分:数字自控,I/O控制,真空度A/D检测,脉宽比例D/A调节,参数记忆,时钟设定。
3. 真空与气路部分:真空系统,外加气体,流量调节,回气与管路


____________________图1.YZD08—3A型等离子清洗机

____________________图2.YZD08—2B型等离子清洗机

____对于小型等离子清洗机而言,由于射频功率较小,其射频电源与控制都组装在一个机箱内,一是减少空间的占用,二是便于操作和放置,同时与大型清洗机相比较,从检测功能与控制功能的设置上尽量简练。图1和图2分别为两种小型机外形。


________________________图3. YZD08-5A型等离子清洗机

二、小型等离子清洗机的工作流程和技术条件

____系统在满足设定真空度的条件下,启动射频源工作,产生40KHz 的射频脉冲,经过功率放大送到输出级,输出级的作用有三点:一是隔离,二是升压,三是匹配,使具有足够能量的射频脉冲去激发高压极板产生等离子。

___功率大小的控制与调节可在系统中进行数字设置,也可通过手动调节。实质上功率的调节是由改变射频脉冲宽度来实现的,图4和图5两个射频脉冲坐标示意图很形象的说明了功率调节的原理。

____

____我们这里所说的理想情况下的射频脉冲输出,是不考虑器件和磁性材料的损耗而表示的,实际的射频脉冲波形都是有一定畸变的,但当畸变程度过大时,就会使输出的有效功率大大降低,不仅不能正常产生等离子,而且还会烧毁设备。另外过多谐波脉冲分量也会造成射频效率的降低,使设备不能正常工作,甚至烧毁。因此等离子清洗机对射频电源的技术要求是很高的。

三、设备的通用技术参数

____YZD08—2B型机与YZD08—3A型机除了仓体材料和安装方式不同外,其电气参数都是一样的。而YZD08—5A、YZD08—5B及YZDO8—5B2型只是单双气体输入的差别,故在此一并列出:
*供电电源: AC220V
*工作电流: 整机工作电流不大于1.2A(不含真空泵)
*射频电源功率: YZD08—2B、YZD08—3A型为150W、YZD08—5A、YZD08—5B型为200W
*射频频率: 40KHz(偏移量小于0.2KHz)
*频率偏移量: 小于0.2KHz
*特性阻抗: 50欧姆,自动匹配
*真空度: 10Pa—1000Pa
*气体流量: 60—600ml/min
*过程控制: MCU自动与手动方式
*外形尺寸: YZD08—2B型__440x450x200
  YZD08—5A型__500x450x250
  YZD08—5B型__550x450x250
  YZD08—3A型__340x385x145(不含外置真空仓体)
*重量: YZD08—2B型__17.5Kg
  YZD08—3A型__12.6Kg
  YZD08—5A型__21Kg
  YZD08—5B型__22.5Kg
*真空泵: YZD08—2B、YZD08—3A型机配2ZX—1型
  YZD08—5A、YZD08—5B型机配2ZX—2型
*真空室温度: 小于65°C
*冷却方式: 强制风冷

四、操作与使用

1.控制面板按键按钮说明

a. Power 220V电源开关
b. Standby 真空泵手动按钮
c. Setting 功率手动微调
d. Pump 真空泵气路按钮
e. Generator 高压允许按钮
f. Gas 外加气体允许按钮
g. Air/Vent 进气按钮(真空复位)

2.PVC膜薄膜微动按键说明

a. Reset 复位按键
b. Set 设置按键
c. + 数据增加键
d. - 数据减少键
e. Enter 确认键(YZD08—3A型)
f. Confirm 确认键(YZD08—2B型)

3.初始安装

初始安装时,遵循下列步骤:

第一步 连接好等离子清洗机与真空泵之间的真空管路,紧固好O型卡和锁紧帽,做到连接处密封且不漏气。
第二步 接通供电电源和真空泵电源,在此之前检查所有按钮必须处于复位状态,同时检查所供电源插座的L、N、E的接线是否与机箱后的AC220V输入插头相一致,以免发生危险动作。
第三步 第一次开机前,先取出托载盘(专指不锈钢内置仓体机,而对于外置石英玻璃仓体则绝不允许撤出托载盘),旋好仓门,此时会听到仓门限位开关发出动作声音,此音响表明允许后续的处理操作能正常进行。
第四步 按下Power开关,开关上指示灯亮;按下真空泵Standby按钮,启动真空泵,紧接按下Pump按钮,进入抽真空状态。
第五步 第一次开机抽真空时间应持续15分钟且不做其他操作,目的是去潮除湿,同时检查是否有漏气部位:听漏气声响;看真空泵软管接口气泡;拉动真空仓门;若无上述状况即为正常,或观察真空表指针是否已超过—0.1Mpa。
第六步 在抽真空15分钟完成后,复原Pump按钮,关真空泵,按下Air/Vent按钮,回气使仓体恢复常压,并在3—5秒后复原Air/Vent按钮。打开仓门,送入托载盘,做好常规使用的准备。


4. 参数设置

命令注释:左边第一个数码管LED1是命令显示,由Set键循环控制操作,各命令注释如下:

“P”命令 初始上电;待机状态;任意复位的显示。
“1”命令 指在自动状态的运行开始命令,确认键后执行。
“2”命令 等离子清洗处理时间,单位为秒,确认键后存储记忆。
“3”命令 射频功率设置,显示为最大功率的百分比。确认键后存储记忆。
“4”命令 E表示自动控制,n表示非自动控制(手动控制)。在此命令下,按下“+”键显示为E,按下“—”键显示为n,确认键后存储记忆。
“5”命令 抽真空时间,设置单位为分(运转时显示以秒变化),确认键后存储记忆。
“6”命令
 
____以上各命令都可在Reset键下终止,回到复位状态。所有数字量都可由“+”键、“—”键调整,确认键后记忆保存,断电不丢。当数字量初始置入和发生改变 时请先按“+”键进行调整,以确保可靠和减少写入时间。

5.__“P”状态下的手动运行处理

a. 将被处理物体放置到仓内,关好仓门,按下Pump钮,开始抽真空。
b. 真空度达到要求时,按下Generator钮,加入射频高压,处理过程开始。
c. 到达处理时间后,先复原Pump钮,再复原Generator钮,而后按下Air/Vent钮,3秒左右恢复常压,无进气声响时复原Air/Vent钮。
d. 打开仓门,取出被处理物,一个处理过程结束。
e. 若为计时方便,在“4”命令下设置为n的手动状态,并将“5”命令下抽真空时间设置的远大于一个处理周期,利用“1”命令进行计时。

6.“1”命令下的自动处理

____在“1”命令下的自动处理过程(“4”命令下已设置为E)都是在微计算机控制下连续完成的,只需事先将各参数量值设置准确即可。需说明的是时间参数和功率参数都是由实验中得到的。

7.经验与直观目测

____由于等离子材料表面处理技术是一项新的学科,更因处理的材料种类繁多,且技术要求也不相同,故没有统一的技术标准,所以各个参数标准以使用者的实际应用参数为准。结合等离子清洗机的常规应用,介绍给用户:
* 真空仓内的可见光越白,说明真空度越高,该现象只说明真空系统的密封性好,而不能应用于实际的材料处理,因其状态下等离子数目太少,达不到处理效果。
* 对本设备而言,在一般的材料处理时,所供气体流量在200ml/min左右,其等离子密度较为适宜,流量过大时等离子密度较高,但能量较低,也无法达到理想的处理效果。
* 一般实验用的金属材料处理时间在3分钟左右选取,其功率也由30%开始引入,最后优选出最佳技术参数。根据处理目的(例如枝接)的不同,可能有些材料的处理时间不能大于20秒,超过此时间反而影响处理效果。
* 对于一些特殊材料的处理,如聚四氟等,应需外加特殊气体进行处理才能达到预期效果。
* 最基本的处理效果检测:取一块新的光盘,剪成面积大小适宜的块状,经等离子适当的处理后,与未经处理的光盘块进行亲水性比对,即可判定处理效果。
* 正常处理时,外加气体的多少不仅影响到真空仓内的压力环境,也涉及到等离子数目的多少,直至影响处理的效果。实际应用时,轻轻旋动玻璃浮子流量计的旋钮,顺时针为小,直至关断,逆时针为大,同时观察真空仓内的辉光色谱,图7给出的是正常光线下的辉光(不锈钢仓体);图8是3A型机在暗室下的辉光(石英仓体)。其流量计的浮子指示在200ml左右即为正常。调整时可以图示的色谱为参考。

______________________
________图7.气体流量与辉光图__________图8.暗室下的辉光

五. 注意事项

1. 等离子清洗机的摆放位置要略高真空泵,以免真空泵的微量回油进入清洗机内。
2. 请不要使被处理物体与高压极板相接触,特别是金属物体会造成射频高压对地短路而损坏设备。
3. 在使用手动控制处理结束后应复原全部电气按钮。
4. 设备加电后请勿打开机盖,防止高压触电,个别情况烧毁保险管需更换时,请在断电5分钟后进行。
5. 在手动控制处理过程中(即加有高压情况下),请勿按PVC膜上的Reset复位键,以防止发生射频功率突变。
6. 当主机与真空泵连接好后,尽量不要移动位置,以避免真空管路松弛泄漏,导致真空度下降,真空管路的轻微泄漏会大大延长真空泵的抽取时间。
7. 环境温度过高或使用时间过长时,温度保护控制可能会切断射频电源,此时应停止处理操作,但不要关断设备电源,因风扇的运转会加速设备的冷却。
8. 由于等离子射频电源的特殊性,在接入~220V电源时,一定要按所配接电源线插头的标志正确接入:即所提供的电源与三角插头的接线标志要准确对应(L、N、E),否则会造成设备不能正常工作。

六. 售后服务与保修

1. 等离子清洗机主机保修期限为2年,时间以标牌上的出厂日期为准。
2. 真空泵为外购设备,保修期限为1年。
3. 设备发货抵达用户的过程中因运输和包装等原因所造成的损坏由供货方负责。
4. 用户在设备使用过程中因人为的机械性损坏(物理形变)不在保修范围:如仓门、流量计、旋钮、电气按钮、高压极板等。

七.设备清单

1. 等离子清洗机主机(型号以合同为准) 一台
2. 真空泵(2XZ—1型或2XZ—2型) 一台
3. 真空高压胶管__ 1根
4. O型卡 4个
5. 保险管(0.2A、1.5A)_ 各3个
6. 说明书_ 一套

附1:C型机的补充说明:

____C型机指YZD08—2C与YZD08—5C、YZD08—5C2三个机型。从外观结构上与B型机完全一样,唯一不同之处在于C型机内部的真空系统与电气系统之间加有一个美国霍尼韦尔压力传感器,由此传感器检测真空仓的真空压力(绝对压力),此压力信号经D/A转换后作为MCU控制等离子射频电源启动的依据,使系统在材料处理过程中的 控制精度更高,处理效果更佳。
由于压力传感器的存在,使得C型机在命令设置与操作上略有差别:
1. 原命令设置“5”是预抽真空的时间设置,由于改进后MCU对传感器的压力信号实时采集,克服了以时间参数间接判定真空度的方式,使的等离子电源在最佳真空度下启动。
故C型机的命令设置“5”已改为真空度设置。
2. 真空度的置入于显示:初始状态下,命令“5”显示的数值为“98.0”,其单位为Kpa(千帕),而实际要求的真空压力约为99.6—99.8Kpa,故需用“+”键调整到合适的数值。然后确认存储,其设置98.0的初值目的就是为了减少调节时间。
3. 真空压力置入依据:初次使用时,若在常压下显示为“P”,关好仓门启动真空泵,按下真空阀的按钮,开始抽真空,随着真空度的增加,右边的三个LED进入真空压力的显示,当压力大于99.5时,用手动给高压,(Genera tor),观察真空仓的颜色是否发白,若为红色或者打火花,即刻停止高压,继续抽真空,随着压力数值的增加,再用上述方法实验,找到发白光的准确的压力值,在复位后用命令“5”写入该数值即可。即作为真空度的标准值。
4. 在正常的情况下,建议C型机使用自动方式进行常规的处理。一是高压启动准确,二是减少人工操作的繁琐性。
5. 手动通风时(泄压),右边三个LED显示的压力值递减,直到显示“P”时表示已达到常压,允许打开仓门。

附2:设备电气接线图(略)

   


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