172nm准分子灯的特点、原理及应用

在工业应用中，最常用的准分子波长是 172 nm。其 7.23 eV 的能量足以直接裂解有机分子的所有主要键，但碳和氧 (C=O) 之间的键和一些无机氧化物之间的键除外。这使其成为表面改性、光清洗、光固化的绝佳选择。

图：针对平板显示器光清洗技术工艺流程

基材表面被污染物覆盖，这些污染物可能是有机物质，例如脂肪和/或氧化物。辐射172 nm波长的准分子灯可以直接破坏基板表面上的分子键，其残留物保留在表面上。在准分子模块与基板之间的气隙中，被 172 nm 辐射激发后会产生高能氧自由基和臭氧，自由基氧化残留物并将其清除。

什么是准分子灯

准分子灯，又称紫外线准分子灯，通过采用准分子气体配比获得不同单色波长，如172nm、222nm或308nm等高强度的准分子紫外光。准分子发射的紫外线光具有单光谱特性，狭窄的光谱线和单色紫外辐射光谱使得它能用更集中的功率来进行光处理。与传统汞紫外线灯比较，准分子紫外线灯光强超大，靶向精准，无汞危害，绿色环保，可回收，无二次污染，克服现有技术瓶颈，以其高能量密度、低反应温度、大反应面积、反应时间短的卓越特性，在微电子、医学、材料科学和环境保护等领域获得广泛和独特的应用。

准分子光源特点

1、单色性好，紫外输出能量集中，紫外输出强度高,可达100mW/cm²;2、非相干光有利于大面积加工;3、无传统光源固有的电极腐蚀现象，使用寿命极大加长;4、可随时瞬间开启熄灭，无需预热，无需快门，开关次数不影响使用寿命;5、开启和运行不受周围环境温度影响;6、冷光源，不产生红外输出，对被处理对象无明显加热效应，适用于热敏材料处理;7、绿色环保，制造无需用汞，无二次污染和废旧回收处理问题。

准分子光源作用原理

基于准分子光源特点，我们来看看准分子光源是如何产生作用的。以准分子波长172 nm为例，紫外线照射固体表面后，表面的污染物有机分子结合被强的光能切断、氧化，而后分解成氧气和氢气等易挥发性物质，最终挥发消失，被清洗后的表面清洁度极高。

1、打破分子键

打破有机物质的分子键的能量需要超过物质结合能的光能，同时物质的能量吸收(激发)越大，就越容易引发反应(分解)并且所需的处理时间越短。因此使用低压紫外线灯无法打破的结合能可以使用准分子灯产生的 172nm 波长进行分解。

2、大量产生激发态氧原子

准分子紫外线灯与传统汞紫外线灯比较，光强超大，靶向精准，无汞制造，绿色环保，可回收，无二次污染。与低压紫外灯的185nm波长相比，准分子灯172nm波长的分子氧吸收系数大20倍左右。这不仅可以产生高密度的活性氧，而且通过直接作用于氧气，可以产生具有强大氧化能力的强激发氧。

准分子灯功能应用

1、增加表面能量和亲水性

准分子辐射通过增加表面能来“激活”表面，表面能以每米毫牛顿 (mN/m) 为单位。表面能决定了流体和固体表面之间的接触角。准分子光清洗作为其他清洗设备对表面处理的替代品，准分子的冷光极大减少了类似红外线等产生的多余热量。这种降低的热负荷意味着不会损坏基材表面结构，从而保证更好的粘接结果为了确保附着力和均匀分布。例如在印刷和粘合等应用中，需要实现更小的接触角，提高清洁度。

虽然聚合物和其他复合材料的表面辐照可能是准分子最常用的用途，但这种处理也几乎适用于任何表面。将准分子技术应用于硅晶片、金属和玻璃时，清洁、涂层和粘合也可以得到显着改善。

图表展示了玻璃、矿物和聚合物类型的例子，可以使用准分子技术结合。

粘合优势分析：√强/极强 ○弱

2、更广泛的应用范围

在某些情况下，可以实现完全亲水化，其中整个表面变得润湿。此时，液体的接触角达到零度，将液滴转化为液膜。目前，准分子灯正用于生态学、光化学、光生物学、医学、物理学、微电子学以及包括智能制造工业在内的各种工业分支等等。

图：铜、铝、硅的在准分子灯照射下接触角变化

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原文标题：172nm准分子灯的特性及应用

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