Recubrimiento por plasma

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El recubrimiento por plasma o la deposición química de vapor asistida por plasma (PECVD) es una aplicación que utiliza plasma para modificar las propiedades de los materiales y recubrir una superficie. Se aplican capas ultrafinas de diferentes grupos moleculares o monómeros sobre objetos y superficies. Con la ayuda de este proceso de recubrimiento por plasma, las superficies pueden volverse hidrofóbicas o hidrófilas, resistentes a los rayones o a la corrosión o funcionalizadas para permitir la unión.

Principios funcionales del recubrimiento por plasma

Para el recubrimiento por plasma de baja presión, se introduce un vapor de monómero líquido o gaseoso en la cámara de plasma. Este gas o vapor del proceso se enlaza molecularmente con la ayuda del plasma. Este recubrimiento se aplica en el rango de 10-19 angstroms a micrones, según los parámetros del proceso.

Para el recubrimiento mediante un proceso por plasma atmosférico, los monómeros gaseosos se introducen directamente en el chorro de plasma por medio de un gas portador. Por lo tanto, el plasma se enfoca en el monómero de la superficie y lo polimeriza.

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Monómero hidrofóbico - Hexametildisiloxano (HMDSO)

El proceso de producción de un recubrimiento de deposición química de vapor asistida por plasma utilizando hexametildisiloxano (HMDSO) como materia prima puede producir un recubrimiento hidrofóbico. Este proceso de producción de un recubrimiento hidrofóbico o un recubrimiento similar a un polímero utilizando HMDSO es posible si se limita o se elimina la cantidad de oxígeno usada en los gases del proceso al momento de la deposición. La ausencia de oxígeno en el proceso produce un recubrimiento con un rendimiento similar al de un polímero. Al añadir oxígeno al proceso en concentraciones más altas, se produce un recubrimiento hidrófilo con una concentración de óxido más alta. A medida que la concentración de gas del proceso aumenta en concentración de oxígeno, la deposición producida se vuelve menos orgánica y aumenta la concentración de óxido de silicio.

Monómero similar al PTFE: gases del proceso con flúor, también denominado proceso de epilamización

El proceso de producción de un recubrimiento de deposición química de vapor asistida por plasma utilizando gases fluoromonómeros como materia prima puede producir un recubrimiento hidrofóbico similar al politetrafluoroetileno (PTFE). Hay muchos gases fluoromonómeros optimizados como materias primas para el plasma. Estas optimizaciones en el rendimiento del recubrimiento pueden variar ampliamente según la aplicación o los requisitos de la industria. Los ejemplos de algunas de las optimizaciones incluirían ángulo de contacto, rendimiento de desgaste mecánico, conductividad eléctrica, conductividad térmica, biocompatibilidad, resistencia al agua o resistencia química.

Monómero hidrófilo: acetato de vinilo, hexametildisiloxano mezclado con oxígeno en una proporción determinada (significativamente más HMDSO que O2)

El proceso de producción de un recubrimiento de deposición química de vapor asistida por plasma utilizando el gas monomérico inestable de vinilo de acetato como materia prima puede producir un recubrimiento hidrófilo similar al acetato de polivinilo (PVA). El PVA se utiliza en adhesivos, cintas adhesivas, pieles de salchichas, cortezas de queso y revestimientos de alfombras porque es inofensivo. El proceso de producción de un recubrimiento hidrofóbico o un recubrimiento similar a un polímero utilizando HMDSO es posible si se limita o se elimina la cantidad de oxígeno usada en los gases del proceso al momento de la deposición. La ausencia de oxígeno en el proceso produce un recubrimiento con un rendimiento similar al de un polímero hidrofóbico. A medida que la concentración de gas del proceso disminuye en concentración de oxígeno, la deposición producida se vuelve más orgánica y más similar al polímero.

Recubrimiento por plasma de baja fricción. El proceso de recubrimiento por plasma de baja fricción aplica un recubrimiento de carbono a la superficie de la pieza que desea tratar.

El proceso de producción de un recubrimiento de deposición química de vapor asistida por plasma para disminuir el coeficiente de fricción en una superficie es posible con el procesamiento por plasma. Esta reducción de la fricción superficial se puede realizar con tratamientos de deposición por plasma con MHDSO, carbono y materiales similares al PTFE. El proceso de utilizar carbono como recubrimiento de baja fricción es el menos costoso de estos recubrimientos. Este proceso simple y de bajo costo se utiliza, a menudo, para recubrir juntas tóricas y sellos elastoméricos a fin de generar una condición en la que estos componentes sean más fáciles de manipular y puedan colocarse en alimentadores vibratorios en la fabricación de alto volumen. El método de utilizar lubricación seca en sellos de este tipo también reduce la posibilidad de que la contaminación se adhiera a la superficie de una pieza que se ha lubricado con lubricante líquido.

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Estrategia de limpieza y grabado por plasma

Industrias y usos del recubrimiento por plasma

La fabricación industrial es líder en la aplicación de la deposición química de vapor asistida por plasma (PECVD). El proceso de PECVD se utiliza para producir un recubrimiento con el fin de cambiar permanentemente la energía superficial en los materiales, aplicar recubrimientos de baja fricción o recubrir un material para mejorar el rendimiento o las propiedades de los materiales.

La fabricación de dispositivos médicos ha utilizado PECVD como un método para producir cambios en el rendimiento de los materiales. La optimización de la fricción y la resistencia química es un requisito común en el diseño de productos médicos. Generalmente, los productos médicos requieren un fluido para humedecer una superficie o funcionalizar una superficie con una estructura molecular específica. El recubrimiento por plasma es una excelente opción para este tipo de aplicación.

Sistemas de recubrimiento por plasma populares

Plasma Etching

Nano Version 4

Control Cabinet:
W 560 mm H 600 mm D 600 mm

Chamber:
Ø 10.5 in, L 16.5 in

Chamber Volume:
24

Gas Supply:
Mass flow controllers

Generator:
1 pc. with 40 kHz
(optional: 13.56 MHz or 2.45 GHz)

Control:
Touch Screen

Plasma Coating

Nano Version 6

Control Cabinet:
W 600 mm H 1700 mm D 800 mm

Chamber:
Ø 10.5 in, L 16.5 in

Chamber Volume:
24

Gas Supply:
Mass flow controllers

Generator:
1 pc. with 40 kHz
(optional: 13.56 MHz or 2.45 GHz)

Control:
PC

Plasma Activation

Special Tetra 120-LF-PC

Control Cabinet:
W 600 mm H 1700 mm D 800 mm

Chamber Volume:
120

Gas Supply:
Mass flow controllers

Generator:
1 pc. with 40 kHz
(optional: 13.56 MHz or 2.45 GHz)

Control:
PC

Plasma Activation

Special Tetra 130-LF-PC

Control Cabinet:
W 600 mm H 1700 mm D 800 mm

Gas Supply:
Mass flow controllers

Generator:
1 pc. with 40 kHz
(optional: 13.56 MHz or 2.45 GHz)

Control:
PC

Plasma Activation

Special Tetra 375-LF-PC

Control Cabinet:
W 870 mm H 1860 mm D 1400 mm

Chamber Volume:
375

Gas Supply:
Mass flow controllers

Generator:
1 pc. with 40 kHz
(optional: 13.56 MHz or 2.45 GHz)

Control:
PC

Plasma Etching

Special Tetra 7500-LF-PC

Control Cabinet:
W 600 mm H 2100 mm D 800 mm

Chamber Volume:
7500

Gas Supply:
Mass flow controllers

Generator:
1 pc. with 40 kHz
(optional: 13.56 MHz or 2.45 GHz)

Control:
PC

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