Mis on laserpuhastusmasina põhimõte ja mõju mõjutavad tegurid?

Laserpuhastus on tõhus meetod määrdunud osakeste ja erineva suurusega ja erineva suurusega kilekihtide eemaldamiseks tahketelt pindadelt. Tänu suure heleduse ja hea suunaga pidev- või impulsslaserile, optilise teravustamise ja punktide kujundamisele, et moodustada laserkiire spetsiifiline täpikuju ja energiajaotus, kiiritatakse puhastamist vajava saastunud materjali pinnale, kinnitatud saasteaine neelab laserenergiat, tekitab vibratsiooni, sulamist, põlemist ja isegi gaasistamist ning mitmeid keerulisi füüsikalisi ja keemilisi protsesse. Ja lõpuks tehke saasteained materjali pinnalt välja, isegi kui laser mõjub puhastatud pinnale, peegeldub enamik neist maha, mis ei kahjusta aluspinda, et saavutada puhastusefekt.

Laserpuhastust saab klassifitseerida erinevate klassifikatsioonistandardite järgi. Näiteks see, kas aluspinna pind on laserpuhastusprotsessis kaetud vedela kilega, jaguneb kuivlaserpuhastuseks ja märglaserpuhastuseks. Esimene on laseri otsene kiiritamine saasteaine pinnale ja teine ​​nõuab laserpuhastuspinnale niiskuse või vedela kile kandmist. Märglaserpuhastuse efektiivsus on kõrge, kuid märg laserpuhastus nõuab vedela kile käsitsi katmist, nii et vedelkile koostis ei saa muuta maatriksmaterjali enda omadusi. Seetõttu on kuivlaserpuhastustehnoloogiaga võrreldes märglaserpuhastuse kasutusaladel teatud piirangud. Kuivlaserpuhastus on kõige laialdasemalt kasutatav laserpuhastusmeetod, mille käigus kiiritatakse laserkiirega vahetult töödeldava detaili pinda, et eemaldada osakesi ja kilesid.

Laseri keemilise puhastuse põhiprintsiip seisneb selles, et pärast osakeste ja materjali substraadi kiiritamist laseriga muundatakse neeldunud valgusenergia hetkega soojusenergiaks, mis põhjustab osakeste või substraadi või mõlema hetkelise soojuspaisumise. samal ajal ning osakeste ja substraadi vahel tekib koheselt kiirendus. Kiirendusest tekkiv jõud ületab osakese ja substraadi vahelise adsorptsioonijõu ning paneb osakese substraadi pinnalt välja pääsema.

Vastavalt laserkeemilise puhastuse erinevatele absorptsioonimeetoditele võib laserkeemilise puhastuse jagada peamiselt kaheks järgmiseks vormiks:

1. Tolmuosakeste puhul, mille sulamistemperatuur on kõrgem kui alusmaterjalil (või mille laseri neeldumiskiiruse erinevus on suur): osakesi neelduv laserkiirgus on sel ajal tugevam kui substraadi neeldumine (a) või vastupidine (b). osakeste neeldumislaseri valgusenergia muundatakse soojusenergiaks, põhjustades osakeste soojuspaisumise, kuigi soojuspaisumise hulk on väga väike, kuid soojuspaisumine toimub väga lühikese aja jooksul, nii et see tekitab tohutu hetkelise kiirenduse substraadile, samal ajal kui substraat reageerib osakesele. Jõud ületab üksteisele avaldatava sidumisjõu ja eraldab osakesed substraadist. Skemaatiline diagramm on järgmine:

2. Madala keemistemperatuuriga mustuse puhul: pinnamustus neelab otse laserenergiat, kohene kõrgel temperatuuril keemine aurustub ja otsene aurustamine eemaldab mustuse, nagu on näidatud järgmisel joonisel.

Lasermärgpuhastust tuntakse ka kui laseraurupuhastust, võrreldes keemilise puhastusega on märgpuhastus puhastusosa pinnal õhukese paari mikroni paksuse vedela kile või keskmise kile kihiga, vedelkile laserkiirgusega vedela kile temperatuur tõuseb. koheselt ja tekitavad suure hulga mullide gaasistamisreaktsiooni. Gaasistamise plahvatuse tekitatud löögijõud ületab osakeste ja substraadi vahelise adsorptsioonijõu. Vastavalt osakesele, vedelale kile ja substraadile on laseri lainepikkuse neeldumiskoefitsient erinev, lasermärgpuhastus võib jagada kolme tüüpi.

1. Substraat neelab tugevalt laserenergiat

Kui laserit kiiritatakse substraadile ja vedelikukilele, on laseri neeldumine substraadi poolt palju suurem kui vedelkilel, nii et substraadi ja vedela kile vahelisel liidesel tekib plahvatuslik gaasistumisnähtus, nagu näidatud. alloleval joonisel. Teoreetiliselt, mida kitsam on impulsi aeg, seda lihtsam on ristmikul üle kuumeneda, mille tulemuseks on suurem plahvatuslik löök.

2. Vedeliku kile neeldumise laserenergia tugevalt

Selle puhastamise põhimõte seisneb selles, et vedelkile neelab suurema osa laserenergiast ja vedela kile pinnal toimub plahvatusohtlik gaasistumine, nagu on näidatud alloleval joonisel. Sel ajal ei ole laserpuhastuse efektiivsus nii hea kui substraadi neeldumine, kuna plahvatuslöögi jõud on sel ajal vedela kile pinnal. Kui aluspind neelab, tekivad mull ja plahvatus aluspinna ja vedela kile ristumiskohas ning plahvatuse löögijõul on osakesi kergem substraadi pinnalt eemale lükata, seega on substraadi neeldumise puhastusefekt parem.

3. Substraat ja vedelkile neelavad mõlemad laserenergiat

Sel ajal on puhastusefektiivsus väga madal, pärast vedelale kilele laserkiirgust neeldub osa laserenergiast, energia hajub kogu vedelikukilesse, vedelkile keeb ja tekitab mullid ning ülejäänud osa laserenergia neelab substraat pärast vedelikukile läbimist, nagu on näidatud joonisel. See meetod nõuab rohkem laserenergiat keevate mullide tekitamiseks, mis võib põhjustada plahvatuse. Seega on see meetod väga ebaefektiivne.

Substraadi neeldumise meetodi kasutamisel lasermärgpuhastuseks, kuna põhiosa neelab suurema osa laserenergiast, kuumeneb vedela kile ja aluspinna vaheline ühenduskoht üle ning liideses tekivad mullid. Võrreldes keemilise puhastusega kasutab märg tüüp laserpuhastuse saavutamiseks ristmiku mulli plahvatuse tekitatud löögijõudu. Samal ajal võib vedelale kilele lisada teatud keemilist ainet, et see reageeriks keemiliselt saasteainete osakestega, et vähendada osakeste ja substraadi materjali vahelist adsorptsioonijõudu, et vähendada laserpuhastuse läve. Seetõttu võib märgpuhastus puhastamise tõhusust teatud määral parandada, kuid samal ajal on teatud raskused, vedela kile sisseviimine võib põhjustada uut reostust ja vedela kile paksust on raske kontrollida.