紫外線ランプ・紫外線表面処理・紫外線硬化・紫外線殺菌|サンエナジー株式会社

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洗浄・改質洗浄・改質

あらゆる部品の製造工程内には洗浄工程が含まれていますが、この洗浄の良し悪しが歩留まりの向上に重要な影響を与えます。
最近のエレクトロニクスにおける微細加工技術の発展に伴って従来の洗浄方法では不充分な分野が多くなり、新しい洗浄方法が開発されています。
ここで提案する紫外線による洗浄・改質技術は、洗浄と改質の二つの効果を併せ持つ新時代の技術として注目されています。    

洗浄のメカニズム

紫外線波長185nmが大気中の酸素(O2)に照射されると、オゾン
(O3)を生成します。このオゾンに紫外線波長254nmが吸収されると、オゾンは分解されて励起状態の活性酸素(O)を作り出します。活性酸素は強力な酸化力を持っており、紫外線のエネルギーによって切断された有機汚染質(C)と化学的に結合し、二酸化炭素や水などの揮発性物質に分解反応させて除去します。   

洗浄のメカニズム洗浄のメカニズムイメージ

改質のメカニズム

活性酸素(O)は、紫外線によって基板表面層の分子鎖を切断された分子と反応して、表面に新たな官能基(OH、CHO、COOHなど)を形成します。
これら官能基は親水性が高く、塗料・接着剤・コーティング剤などと相性が良いため、接着性を飛躍的に改善・向上させます。洗浄と改質のメカニズムは異なりますが、どちらも親水化、ぬれ性改善、接着性向上などの効果は同じです。各種素材表面の特性によって、洗浄と改質の作用は異なります。

改質のメカニズム改質のメカニズムイメージ

低圧水銀ランプについて

紫外線による洗浄・改質には一般的に高純度の合成石英製の低圧水銀ランプを使用します。低圧水銀ランプから出ている主波長は、185nmと254nmです。
波長は、短ければ短いほどエネルギーは高く、185nmは大半の有機物の分子結合を切断するエネルギーを持っています。この波長が持つエネルギーで洗浄・改質を行います。

         紫外線ランプ         波長      エネルギー(KJ/mol)
       低圧水銀ランプ 185nm 647
254nm  472
       高圧水銀ランプ 365nm 328

分子が持つ結合エネルギー

紫外線エネルギーが有機物の分子結合エネルギーよりも上回っていれば、その有機物の分子結合を切断することができます。

結合分子 結合エネルギー(KJ/mol) 結合分子 結合エネルギー(KJ/mol)
O-O 138.9 H-Cl 431.8
C-N 291.6 C-F 441.0
C-Cl 328.4 O-H 462.8
C-C 347.7 O=O 490.4
C-O 351.5 H-F 563.2
Si-O 369.0 C=C 607.0
N-H 390.8 C=O 796.0
C-H 413.4 C≡N 931.0
結合分子 結合エネルギー(KJ/mol)

紫外線洗浄・改質の評価方法 -ぬれ性(接触角)評価-

洗浄後の表面の清浄度を評価する手段としては、一般的に水滴を表面に滴下して水に対するぬれ性(接触角)を測定する方法があります。
清浄な表面は高いエネルギーを持ち、汚染された表面は低いエネルギーのため、同量の水滴を滴下すると清浄な表面では大きく広がり小さな接触
角となり、汚染された表面では広がらず大きな接触角となります。接触角は「ぬれ」を表す指標としては直感的でわかりやすく、表面の清浄度や接
着性、親水性などの重要な指標となります。

ぬれ性評価(接触角)            ぬれ性評価(接触角)

紫外線洗浄・改質のアプリケーション

紫外線による洗浄・改質技術は、ガラス・樹脂・金属などの各種素材に密着強度の向上や親水性の向上・ぬれ性改善など様々な効果を生み出す技術として、液晶、
半導体、電子材料などの製造プロセス分野では欠かすことのできないプロセス技術です。そのアプリケーションの一部を紹介します。

業界 製品 用途 洗浄 改質
自動車 外装関連 ランプリフレクター PPS・PBT・LCPほかと金属蒸着膜との密着性向上
●
外装パーツ 各種ポリプロピレンと塗料や接着剤との密着性向上
●
内装関連 シート ウレタン樹脂などの樹脂材と接着剤との接着性向上

●
インストルメント・パネル 化粧用転写フィルムとの密着性向上   ●
バックミラー ガラスと金属蒸着膜との密着性向上 ● ●
機能部品関連 各種樹脂コネクター エンプラなどの樹脂材と充填用樹脂との密着性向上   ●
エンジン周辺部品 金属と塗料との密着性向上、PPSと接着剤、塗料との密着性・接着性向上 ● ●
エレクトロニクス 電子部品関連 セラミック基板 セラミックとモールド材(エポキシなど)との密着性向上   ●
プリント基板 レジスト膜上の有機物除去 ●  
コンデンサ PPSとマーキングインクとの密着性向上   ●
圧電ブザー 金属基板とセラミックとの密着性向上 ● ●
筐体関連 携帯電話・デジカメ・冷蔵庫 各種樹脂基材と塗料との密着性向上、金属表面と塗料との密着性向上 ● ●
そのほか キーボード(テンキー) シリコンゴムとインクとの密着性向上   ●
エンブレム ABS樹脂とめっきとの密着性向上   ●
タッチパネル ITO膜とガラス・フィルムとの密着性向上 ● ●
液晶パネル ガラス ガラス表面の有機物除去 ●  
カラーフィルター ガラス基板の前洗浄 ●  
半導体  ウエハー 成膜前の洗浄、レジスト塗布前の洗浄 ●  
リードフレーム リードフレーム(金属、プラスチック)とモールド材との密着性向上 ● ●
光学製品  ガラスレンズ ガラス表面の有機物除去 ●  
樹脂レンズ コーティング剤との密着性向上   ●
結合分子 結合エネルギー(KJ/mol)

製品紹介

実験、研究開発から量産タイプまでワークサイズや処理方法に合わせて幅広く揃えています。

紫外線/オゾン洗浄改質装置卓上バッチタイプ □50mm対応
卓上バッチタイプ □50mm対応

紫外線/オゾン洗浄改質装置卓上バッチタイプ □100mm対応
卓上バッチタイプ □100mm対応

紫外線/オゾン洗浄改質装置卓上バッチタイプ □200mm対応
卓上バッチタイプ □200mm対応

紫外線/オゾン洗浄改質装置卓上バッチタイプ □300mm対応
卓上バッチタイプ □300mm対応

紫外線/オゾン洗浄改質装置 ユニット
ユニットタイプ

紫外線/オゾン洗浄改質装置 スタンドアローン型バッチタイプ
スタンドアローン型バッチタイプ

紫外線/オゾン洗浄改質装置 スタンドアローン型コンベアタイプ
コンベア搬送タイプ

紫外線/オゾン洗浄改質装置スタンドアローン型ロボット搬送タイプ
ロボット搬送タイプ

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