等離子設(shè)備,也被稱為等離子體物理裝置,是一種利用高能量的電磁輻射來(lái)產(chǎn)生等離子體的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。它正在被廣泛應(yīng)用于核聚變、材料加工、環(huán)保和醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域中。
一、等離子體的概念
等離子體是四態(tài)物質(zhì),與固體、液體和氣體不同。等離子體是由正、負(fù)離子及自由電子組成的一種高度電離的氣體。等離子體具有很高的電導(dǎo)率、介電常數(shù)以及熱傳導(dǎo)吸收系數(shù),因此可以產(chǎn)生大量的電磁輻射和能量輸出。
二、等離子設(shè)備的類型
等離子體展示設(shè)備:這種設(shè)備主要用于展示等離子體的性質(zhì)和特點(diǎn),如等離子云球、閃電球和火焰。
低溫等離子體設(shè)備:這種設(shè)備也稱為非熱等離子體設(shè)備,它是在室溫下產(chǎn)生等離子體。低溫等離子體設(shè)備被廣泛應(yīng)用于材料表面處理、納米制造、慢性傷口治療等領(lǐng)域。
高溫等離子體設(shè)備:這種設(shè)備被用于核聚變實(shí)驗(yàn),它通常包括托卡馬克、磁約束聚變中心和慣性約束聚變中心。高溫等離子體設(shè)備需要達(dá)到百萬(wàn)攝氏度以上的高溫才能產(chǎn)生并維持等離子體狀態(tài)。
等離子噴射處理設(shè)備:這種設(shè)備主要用于材料的表面處理和改性。它以高能等離子體流為工作介質(zhì),可以清除焊接縫、去除腐蝕層、增強(qiáng)表面硬度等。
三、等離子設(shè)備的應(yīng)用
核聚變實(shí)驗(yàn):高溫等離子體設(shè)備被廣泛應(yīng)用于核聚變實(shí)驗(yàn),在其中進(jìn)行控制聚變反應(yīng),研究能源問(wèn)題。
材料加工:等離子噴射處理設(shè)備被廣泛應(yīng)用于金屬表面處理、陶瓷涂覆及納米顆粒制造等領(lǐng)域。
環(huán)保:低溫等離子體技術(shù)被應(yīng)用于廢水、廢氣、工業(yè)垃圾以及醫(yī)療廢棄物的處理。
醫(yī)學(xué):低溫等離子體技術(shù)被用于慢性傷口治療、消毒以及癌癥治療的研究。
四、等離子設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)
有效:等離子設(shè)備可以在非常短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫或高能狀態(tài),可以在材料加工或清潔領(lǐng)域快速有效地進(jìn)行處理。
精度:由于等離子體流對(duì)原物質(zhì)影響很小,因此等離子體加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微觀尺寸上的準(zhǔn)確控制。
環(huán)保:等離子體處理技術(shù)可以使廢棄物的數(shù)量大大減少,并且不會(huì)產(chǎn)生任何有害污染。
可持續(xù):等離子體技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展技術(shù),它可以利用可再生能源來(lái)實(shí)現(xiàn)核聚變等目的,也可以用于清洗和改善環(huán)境。
五、結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,等離子設(shè)備已經(jīng)成為了許多領(lǐng)域中的關(guān)鍵工具和方法。從核聚變到材料加工,從醫(yī)療治療到環(huán)保,等離子設(shè)備可以幫助我們更好地理解和應(yīng)對(duì)我們所面臨的各種復(fù)雜問(wèn)題。未來(lái),等離子設(shè)備的應(yīng)用前景將會(huì)隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展而不斷拓展。等離子處理在現(xiàn)在的市場(chǎng)應(yīng)用范圍
(1)等離子處理在橡塑行業(yè)產(chǎn)品上的作用機(jī)理
我們?cè)诠I(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些橡膠塑料件在進(jìn)行表面連接的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)粘接困難的問(wèn)題,這是因?yàn)榫郾?、PTFE等橡膠塑料材料是沒(méi)有極性的,這些材料在未經(jīng)過(guò)表面處理的狀態(tài)下進(jìn)行的印刷、粘合、涂覆等效果非常差,甚至不進(jìn)行。
有些工藝用一些化學(xué)藥劑對(duì)這些橡塑表面進(jìn)行處理,這樣能改變材料的粘接效果,但這種方法不易掌握,化學(xué)藥劑本身具有毒性,操作非常麻煩,成本也較高,而且化學(xué)藥劑對(duì)橡塑材料原有的優(yōu)良性能也有影響。
利用等離子處理對(duì)這些材料進(jìn)行表面處理,在高速高能量的等離子體的轟擊下,這些材料結(jié)構(gòu)表面得以大化,同時(shí)在材料表面形成一個(gè)活性層,這樣橡膠、塑料就能夠進(jìn)行印刷、粘合、涂覆等操作,如圖2所示。應(yīng)用等離子技術(shù)對(duì)橡塑表面處理,其操作簡(jiǎn)單,處理前后沒(méi)有有害物質(zhì)產(chǎn)生,處理效果好,效率高,運(yùn)行成本低。
(2)等離子處理在橡膠、塑料行業(yè)的應(yīng)用
等離子表面處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括橡膠、復(fù)合材料、玻璃、布料、金屬等,涉及各行各業(yè),這篇文章中我們主要介紹其在橡膠、塑料領(lǐng)域一些行業(yè)的具體應(yīng)用。
(3)等離子處理在汽車行業(yè)的應(yīng)用
與金屬粘接的表面性能,而不能影響另一面的性能。工業(yè)中用萊鈉溶液處理雖然能在一定程度上提高粘接效果,但是卻改變了原有PTFE的性能。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,用等離子體轟擊需粘接的PTFE表面后,其表面活性明顯增強(qiáng),與金屬之間的粘接牢固可靠,滿足了工藝的要求,而另一面保持原有的性能,其應(yīng)用也越來(lái)越被廣泛認(rèn)同。針對(duì)AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)機(jī)檢查的PCB整體布局
器件到PCB的邊緣應(yīng)該至少留有3mm(0.12”)的工 藝邊。片式器件必須優(yōu)先于圓柱形器件。布局上建議考慮 傳感器技術(shù),因?yàn)橛袝r(shí)檢查只能通過(guò)垂直(正交)角度,而其他時(shí)候又需要一個(gè)輔助的角度來(lái)進(jìn)行。
對(duì)一個(gè)穩(wěn)定的工藝過(guò)程來(lái)說(shuō),一個(gè)重要的因素是元器 件,這不僅與PCB上直接的器件布局有關(guān),而且或多或少 也與“工藝流程設(shè)計(jì)”有關(guān)。元器件的采購(gòu)趨勢(shì)是盡 可能地便宜,而不管它在顏色、尺寸等參數(shù)上的不同。不 幸的是,這些選擇在日后對(duì)AOI或AXI檢查過(guò)程中造成的影 響往往被忽略了。始終采用同樣的材料和產(chǎn)品能夠顯著地 減少檢查時(shí)間和誤報(bào),而這些問(wèn)題主要是通過(guò)元器件以及 PCB的突然變化而出現(xiàn)的。
IPC-7350標(biāo)準(zhǔn)描述了器件的尺寸,并對(duì)某些焊盤的尺 寸提出了建議。根據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn),器件的長(zhǎng)度和引腳的寬度可 以有一個(gè)較大變化范圍,相反,焊盤的尺寸卻是相對(duì)固定 的。此外,PCB制造公差的影響相對(duì)于這些器件的變化來(lái)說(shuō) 也是是很小的。
通常,設(shè)備能夠檢查 出所有不同單板的顏色, 盡管檢查中的某些細(xì)節(jié)處 理是不倚賴于顏色的。例 如, 一塊白色和一塊綠 色的PCB有著不同的對(duì)比 度,因此設(shè)備需要一些特 定的補(bǔ)償。在一種極端情 況下,橋接在亮背景下呈 現(xiàn)黑色,而在另一種極端情況下,橋接在黑背景下卻是呈現(xiàn)出亮色。這里我們建議 使用無(wú)光澤的阻焊層。在我們的實(shí)踐中,焊盤間(甚至是 細(xì)間距引腳)的區(qū)域也應(yīng)該覆蓋著阻焊層,這個(gè)建議也已 經(jīng)被焊料供應(yīng)商所響應(yīng)。
所有印有圖案的PCB也是能夠被檢查的,例如,當(dāng)元 器件的邊框或元器
件本體上的字母單獨(dú)出現(xiàn)在組件的某個(gè) 區(qū)域從而干擾對(duì)其他部分的檢查時(shí),可以手工調(diào)整檢查程 序。盡管如此,在生產(chǎn)允許的范圍內(nèi),圖案的印刷范圍仍 然有一個(gè)較大的選擇,因此,減少非反射性標(biāo)識(shí)印刷(黑 或暗黃)值得加以考慮。另外一個(gè)可能出現(xiàn)的情況是需要 有選擇地印刷標(biāo)識(shí):例如,當(dāng)某些特定的器件(如霍爾傳 感器)正面向下時(shí)就必須印刷成白色;而另一種情況是印 有極性標(biāo)志的有傾斜角的鉭電容器件;這樣能使標(biāo)識(shí)和背 景形成鮮明的對(duì)比,使得檢查的圖像更加清晰。
設(shè)備可以檢查所有 類型的基準(zhǔn)點(diǎn),而且任 何構(gòu)件都可以被定義成 一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。
雖然三個(gè)基 準(zhǔn)點(diǎn)可以補(bǔ)償一塊單板的 變形,但通常情況下只需 要確定兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)就可以 了。每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)至少離單 板邊緣5mm(0.2”)。 十字形、菱形、星形等比較適用,并建議使用統(tǒng)一的黑背 景。此外,十字形的基準(zhǔn)點(diǎn)特別有優(yōu)勢(shì),他們?cè)跈z測(cè)光下的圖像十分穩(wěn)定且可以被快速和容易地判定。。
設(shè)備有能力檢查所有已知類型的壞板標(biāo)識(shí)。板上的任 何構(gòu)件都可以被定義為壞板標(biāo)識(shí)。這里建議采用與上述基 準(zhǔn)點(diǎn)的判定相類似的方法,即在可能的情況下,首先通過(guò) 檢查整板或已完成組裝的單板上的單個(gè)壞板標(biāo)識(shí)來(lái)進(jìn)行確 認(rèn)。板上每個(gè)單獨(dú)的壞板標(biāo)識(shí)只有在整板的壞板標(biāo)識(shí)檢查失敗后才會(huì)被逐一檢查;整板的壞板標(biāo)識(shí)應(yīng)該定位于PCB的邊上。
避免焊點(diǎn)反射
焊點(diǎn)的形狀和接觸角是焊點(diǎn)反射的根源。焊點(diǎn)的形成 依賴于焊盤的尺寸、器件的高度、焊錫的數(shù)量和回流工藝 參數(shù)。為了防止焊接反射,應(yīng)當(dāng)避免器件對(duì)稱排列。
經(jīng)過(guò)波峰焊后,焊點(diǎn)所有的參數(shù)會(huì)有很大的變化,這 主要是由于焊爐內(nèi)錫的老化導(dǎo)致焊盤反射特性從光亮到灰 暗,因此,在檢查時(shí)算法上必須要包含這些變化。在波峰焊 中,典型的缺
陷是短路和焊珠。當(dāng)檢測(cè)到短路時(shí),假如印刷 的圖案或者無(wú)反射印刷這兩種情況的減少以及應(yīng)用阻焊層, 就可以消除這些誤報(bào)。如果基準(zhǔn)點(diǎn)沒(méi)有被阻焊膜蓋住而過(guò)波 峰焊,可能會(huì)導(dǎo)致一個(gè)圓形基準(zhǔn)點(diǎn)上錫成了一個(gè)半球,其內(nèi) 在的反射特性將會(huì)發(fā)生改變;應(yīng)用十字型作為基準(zhǔn)點(diǎn)或者用 阻焊層覆蓋基準(zhǔn)點(diǎn),可以防止這種情況的發(fā)生。