一、?紫外光表面清洗和改質(zhì)的工作原理：
低壓紫外汞燈發(fā)射的雙波段短波紫外光照射到試件表面后，與有機(jī)污染物發(fā)生光敏氧化作用,不僅能去除污染物而且能改善表面的性能，從而提高物體表面的浸潤(rùn)性和粘合強(qiáng)度，或者使材料表面得到穩(wěn)定的表面性能。根據(jù)不同需要，既可以對(duì)物體進(jìn)行紫外光表面清洗，也可以進(jìn)行紫外光表面改質(zhì)（或叫表面改善），紫外光表面清洗和改質(zhì)的機(jī)理有相同點(diǎn)，但也有區(qū)別。
1.1紫外光清洗工作原理：
VUV低壓紫外汞燈能同時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)254nm和185nm的紫外光，這兩種波長(zhǎng)的光子能量可以直接打開和切斷有機(jī)物分子中的共價(jià)鍵，使有機(jī)物分子活化，分解成離子、游離態(tài)原子、受激分子等。與此同時(shí)，185nm波長(zhǎng)紫外光的光能量能將空氣中的氧氣（O2）分解成臭氧（O3）:而254nm波長(zhǎng)的紫外光的光能量能將O3分解成O2和活性氧（O），這個(gè)光敏氧化反應(yīng)過程是連續(xù)進(jìn)行的，在這兩種短波紫外光的照射下，臭氧會(huì)不斷的生成和分解，活性氧原子就會(huì)不斷的生成，而且越來越多，由于活性氧原子（O）有強(qiáng)烈的氧化作用，與活化了的有機(jī)物（即碳?xì)浠衔铮┓肿影l(fā)生氧化反應(yīng)，生成揮發(fā)性氣體（如CO2，CO，H2O，NO等）逸出物體表面，從而徹底清除了粘附在物體表面上的有機(jī)污染物。
紫外光表面清洗原理表達(dá)式：
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1.2紫外光改質(zhì)工作原理：
低壓紫外汞燈發(fā)射的185nm和254nm波長(zhǎng)的紫外光除有清洗去除物體表面的有機(jī)污染物的功能外，而且還能夠進(jìn)行表面改質(zhì)。其基本原理為：光子能量把物體的表層分子鍵打開的同時(shí)拉出H原子和C原子，與空氣中的氧氣分解出來的活性氧（O）生成極性很強(qiáng)的原子團(tuán)（OH，CHO，COOH）即羥基等活性基，同時(shí)材料表面有機(jī)污染物的清洗效果顯著，活化的基體表面具有良好的粘合力和鍵合特性，這些羥基和涂料、粘合劑、電鍍材料相結(jié)合，形成新的化學(xué)鍵，從而使材料表面得到通常情況下得不到的很強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，或者使材料得到穩(wěn)定的表面性能。
紫外光表面改質(zhì)原理表達(dá)式：
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二、紫外光表面清洗和改質(zhì)技術(shù)的先進(jìn)性：
2.1光清洗技術(shù)是隨著當(dāng)代光電子信息技術(shù)發(fā)展起來的，光電子產(chǎn)品的高性能、微型化要求表面潔凈度越來越高，常規(guī)的清洗方法（如水洗、化學(xué)溶液洗、超聲波清等）已不能滿足要求，UV光清洗能夠達(dá)到常規(guī)的清洗方法難以達(dá)到的高清潔度，而且不存在三廢處理問題，有利于環(huán)境保護(hù)。
2.2光清洗是在常溫、常壓的環(huán)境中進(jìn)行的，是一種非接觸式的干法清洗技術(shù)。光清洗時(shí)被清洗的表面除了光子，不與任何物體發(fā)生接觸，因?yàn)橛袡C(jī)物經(jīng)過紫外光照射發(fā)生光敏氧化反應(yīng)后，生成可揮發(fā)性氣體（CO2、CO、H2O等）從表面消散，隨著排風(fēng)系統(tǒng)抽走，不可能重返被清洗的表面，不會(huì)像溶液清洗時(shí)發(fā)生二次污染。
2.3一般情況下，光清洗的表面不會(huì)受到損傷，由于光子的能量相對(duì)比氬等離子體濺射或惰性氣體離子轟擊的能量小，光清洗后的表面不會(huì)受到損傷或發(fā)生晶體缺陷的現(xiàn)象。
2.4光清洗對(duì)物體表面微細(xì)部位（如孔穴、微細(xì)溝槽等）具有有效而徹底的清洗效
果。由于紫外光是納米短波紫外線，能夠射入材料表面的極為細(xì)微的部位，發(fā)生光敏
氧化反應(yīng)，充分表現(xiàn)出光清洗的徹底性。
2.5世界上先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家已經(jīng)開始將光清洗技術(shù)由光電產(chǎn)品向金屬、光學(xué)、塑料、橡膠等相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程發(fā)展，光清洗技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣闊，具有很強(qiáng)的
技術(shù)生命力。
二、?光清洗效果實(shí)例
曾用自行研制的系列UV光表面清洗機(jī)（GQX-LX型、GQX-WF型等）對(duì)白玻璃、ITO玻璃、半導(dǎo)體材料、光學(xué)玻璃、鉻板玻璃、膜塊、液晶屏斑馬線以及殘余的光刻膠和聚酰亞胺等多種材料進(jìn)行了光清洗試驗(yàn)，均取得了滿意效果。經(jīng)過光清洗后的物體表面清潔度更高，浸潤(rùn)性更好，粘合力更強(qiáng)，可使臟點(diǎn)、黑點(diǎn)、白點(diǎn)、針孔、起皮等影響涂敷的質(zhì)量問題大大減少，膜層更加牢固。
3.1對(duì)ITO玻璃用GQX—LX光清洗機(jī)進(jìn)行光清洗前后對(duì)比試驗(yàn)，檢測(cè)情況如下：
3.1.1采用掃描俄歇微探針儀對(duì)LCD用ITO玻璃樣片進(jìn)行光清洗試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果
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a光清洗前
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b光清洗后
圖1ITO玻璃樣片光清洗前后的俄歇能譜分析曲線對(duì)比圖
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對(duì)相同的二片ITO玻璃基片，同時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格的化學(xué)溶液清洗，再把其中一片置于光清洗工作室內(nèi)進(jìn)行光清洗，然后把二片基片同時(shí)送入掃描俄歇微探針儀中進(jìn)行分析。圖1為ITO玻璃基片光清前后的俄歇能譜分析曲線的對(duì)比圖?？v坐標(biāo)為元素能譜能量，橫坐標(biāo)為元素能譜位置，C元素能譜位置為271.5，從能譜圖上可知：圖1a未經(jīng)光清洗的ITO玻璃片的俄歇能譜曲線，我們可以看出對(duì)應(yīng)271.5能譜位置上能譜曲線有明顯的碳峰，而碳峰是表征碳?xì)浠衔铮ㄓ袡C(jī)污染物）存在與否的標(biāo)示；圖1b是經(jīng)光清洗后ITO玻璃的俄歇能譜曲線，此曲線上的碳峰消失了，這表明經(jīng)過光清洗后，ITO玻璃基片表面上的有機(jī)污染物已經(jīng)清除，達(dá)到了原子清潔度。
3.1.2與上述同一試驗(yàn)，采用接觸角測(cè)試儀對(duì)ITO玻璃樣片進(jìn)行光清洗試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果
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圖2ITO玻璃樣片光清洗前后的接觸角測(cè)試對(duì)比圖
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本次接觸角測(cè)試是在普通工作間進(jìn)行的，光清洗后的ITO玻璃在空氣中會(huì)受到二次污染。接觸角測(cè)試法是一種半定量檢測(cè)方法。從圖2可以看出光清洗后接觸角下降了24.23度,表明ITO玻璃表面的潔凈度大大提高了。
3.2對(duì)OLED用ITO玻璃光清洗前后進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果我們用GQX-WF02UV光清洗機(jī)在北京某公司OLED生產(chǎn)線，采用經(jīng)過化學(xué)清洗后的ITO玻璃進(jìn)行了光清洗前后對(duì)比試驗(yàn)，并送清華大學(xué)分析中心檢測(cè)，其俄歇能譜曲線如下：
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由圖3可知，經(jīng)過嚴(yán)格的化學(xué)清洗后，樣品表面依然存在碳峰，再經(jīng)過光清洗后，碳峰被徹底清除。GQX-WF02光清洗機(jī)一年后的反饋報(bào)告中指出：「ITO玻璃在涂膜前經(jīng)過光清洗能夠提高表面的潔凈度，增加表面潤(rùn)濕性和粘接強(qiáng)度，對(duì)提高OLED產(chǎn)品質(zhì)量是有益的?！?/span>
3.3對(duì)半導(dǎo)體砷化鎵(GaAs)光清洗效果檢測(cè)結(jié)果我們采用由北京某公司提供的GaAs晶片,對(duì)經(jīng)過化學(xué)清洗后的GaAs晶片進(jìn)行光清洗,其對(duì)比如下:
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圖4半導(dǎo)體砷化鎵(GaAs)光清洗前后俄歇能譜曲線對(duì)比
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由圖4可知,砷化鎵樣品化學(xué)清洗后表面碳峰較大,再經(jīng)過光清洗后,碳峰徹底去除。
3.4對(duì)電子膜塊進(jìn)行光清洗結(jié)果：2007年6月上海某航天研究所在使用GQX-WF03光清洗機(jī)對(duì)電子膜塊加工工藝后出具的使用反饋報(bào)告指出：關(guān)于光清洗效果的檢測(cè)方法較多，例如：水滴檢查法、水膜檢查法、水蒸氣檢查法、接觸角檢測(cè)法、掃描俄歇微探針儀和X射線光電子能譜儀檢測(cè)方法去檢查其清潔度。其中掃描俄歇微探針儀和X射線光電子能譜儀檢測(cè)方法是定量檢測(cè)，精度最高。
四、光清洗技術(shù)的應(yīng)用范圍
光清洗技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，目前在現(xiàn)代信息技術(shù)行業(yè)中使用光清洗技術(shù)比較普遍，隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，光清洗和光改質(zhì)技術(shù)還將逐步應(yīng)用于金屬、塑料、橡膠等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。
4.1在LCD、OLED生產(chǎn)中，在涂光刻膠、PI膠、定向膜、鉻膜、色膜前經(jīng)過光清洗，可以極大的提高基體表面潤(rùn)濕性，增強(qiáng)基體表面的粘合力；
4.2印制電路板生產(chǎn)中，對(duì)銅底板，印刷底板進(jìn)行光清洗和改質(zhì)，在導(dǎo)線焊接前進(jìn)行光清洗，可以提高熔焊的接觸面積，大大增加連接強(qiáng)度。特別是高精度印制電路板，當(dāng)線距達(dá)到亞微米級(jí)時(shí)，光清洗可輕易地去除在線距之間很小的微粒，可以大大提高印制電路板的質(zhì)量。
4.3大規(guī)模集成電路的密度越來越高，晶格的微細(xì)化越來越密，要求表面的潔凈度越來越高，光清洗可以有效地實(shí)現(xiàn)表面的原子清潔度，而且對(duì)芯片表面不會(huì)造成損傷。
4.4在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，硅晶片涂保護(hù)膜、鋁蒸發(fā)膜前進(jìn)行光清洗，可以提高粘合力，防止針孔、裂縫的發(fā)生。
4.5在光盤的生產(chǎn)中，沉積各種膜前作光清洗準(zhǔn)備，可以提高光盤的質(zhì)量。
4.6磁頭固定面的粘合，磁頭涂敷，以及提高金屬絲的連接強(qiáng)度，光清洗后效果更好。
4.7石英晶體振蕩器生產(chǎn)中，除去晶體檢測(cè)后涂層上的墨跡，晶體在銀蒸發(fā)沉積前，進(jìn)行光清洗可以提高鍍膜質(zhì)量和產(chǎn)品性能。
4.8在IC卡表面插裝ROM前，經(jīng)過光清洗可提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4.9彩色濾光片生產(chǎn)中，光清洗后能徹底洗凈表面的有機(jī)污染物。
4.10敷銅箔層壓板生產(chǎn)中，經(jīng)過光照改質(zhì)，不僅表面潔凈而且表面形成十分均勻的保護(hù)氧化層，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。
4.11光學(xué)玻璃經(jīng)過紫外光清洗后，鍍膜質(zhì)量更好。
4.12樹脂透鏡光照后，能加強(qiáng)與防反射板的粘貼性。
4.13對(duì)清除石蠟、松香、油脂、人體體油、殘余的光刻膠、環(huán)氧樹脂、焊劑，以及帶有氧化膜的金屬表面處理，去除導(dǎo)電聚酰亞胺粘合劑上的有機(jī)污染物，光清洗是十分有效的方法。
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