表面工藝

主要用于以下兩方面。

①等離子體表面處理:為了提高*、模具等的性能，可以用等離子體對金屬表面進行氮、碳、硼或碳氮的滲透。這種方法的特點是,不是在表面加一覆蓋層,而是改變基體表面的材料結構及其性能。處理過程中，工件溫度比較低，不使工件變形，這對精密的部件很重要。這一方法可以應用于各種金屬基體，主要有輝光放電滲氮，氮碳共滲，滲硼。

②等離子體在電子工業中的應用:大規模集成電路片心的生產工藝，過去采用化學方式，采用等離子體方法代替之后，不僅降低了工藝過程中的溫度，還因將涂膠、顯影、刻蝕、除膠等化學濕法改為等離子體干法，使工藝更簡單，便于實現自動化，提高成品率。等離子體方法加工的片心分辨率及保真度都高，對提高集成度及可靠性均有利。

等離子體沉積薄膜

用等離子體聚合介質膜可保護電子元件，用等離子體沉積導電膜可保護電子電路及設備免遭靜電荷積累而引起損壞，用等離子體沉積薄膜還可以制造電容器元件。在電子工業、化學工業、光學等方面有許多應用。①等離子體沉積硅化合物。用SiH4+N2O〔或Si(OC2H4)+O2〕,制成SiOxHy。氣壓1~5托(1托≈133帕)，電源13.5兆赫。氮化硅沉積用SiH4+SiH3+N2。溫度300℃，沉積率約180埃/分。非晶碳化硅膜由硅烷加含碳的共反應劑得SixC1+x:H，x是Si/Si+C比例。硬度大于2500千克/毫米2。在多孔基片上,用等離子體沉積一層薄聚合膜，制成選擇性的滲透膜及反滲透膜，可用于分離混合氣中的氣體，分離離子與水。也可以組合超薄膜層，以適應不同的選擇性，如分子大小，可溶性，離子親合性，擴散性等。在碳酸鹽-硅共聚物基片上,用一般方法沉積0.5毫米薄膜,氫/甲烷的滲透性比為0.85，甲烷的滲透性比氫的高。若用等離子體在基片上沉積苯甲氰單體,這一比值增為33,分離作用大為提高。反滲透膜可用于海水脫鹽。在水流量低于一定閾值時，排鹽效果才好。烯烴族、雜芳香族及芳香胺等的聚合膜具有滿意的反滲透性。②等離子體沉積膜可用于光學元件，如消反射膜，抗潮、抗磨損等薄膜。在集成光學中，用等離子體可以按照所需的折射率沉積上穩定的膜，用于聯接光路中各元件。這種膜的光損失為0.04分貝/厘米。

等離子體用于材料表面改性

主要有以下幾個方面:①改變潤濕性(又稱浸潤性)。一些有機化合物表面的潤濕性對顏料、墨、粘結劑等的粘結性，對于材料表面的閃絡電壓及表面漏泄電流等電性能，都有很大的影響。衡量潤濕性的量稱為接觸角。表1中列出一些材料的不同處理對接觸角的影響。②增強粘附性。用等離子體活化氣體處理一些聚合物及金屬之后，可使材料與粘附劑的結合強度得到加強。原因可以是聚合物表面的交聯加強了邊界層的粘附力;或是等離子體處理過程中引入了偶極子而提高了聚合物表面粘附強度;也可能是等離子體處理消除了聚合物表面的污層，改善了粘附條件。電暈處理也有同樣效果。表2列出一些聚合物與金屬粘附的結果，等離子體處理的效果明顯。③強化聚合物與聚合物的粘附。例如玻璃絲加強的環氧樹脂用氦等離子體處理后，與硫化橡膠的粘附增強233%。聚酯輪胎線經過等離子體處理(如NH3)后，與橡膠的粘附強度提高8.4倍。