導言

 

清洗就是通過物理的、化學的和機械的手段，清除污染物，使材料獲得一定的潔凈度，防止材料在貯運、生產過程外觀受損，材質受到侵蝕破壞，保證生產正常進行。

 

清洗的目的

 

電容觸摸屏產品的生產過程中，生產的設備、管線、廠房、建筑物、原材料、產品或半成品等，在與大氣、環(huán)境、生產原料、介質、產品、機械油等接觸的過程中，由于發(fā)生物理的、化學與電化學或生物學的作用，會在其表面殘留、沉積和生成各種對生產運行、產品質量或人身健康有害的污染物。

 

清洗就是通過物理的、化學的和機械的手段，清除這些污染物，使材料獲得一定的潔凈度，防止材料在貯運、生產過程外觀受損，材質受到侵蝕破壞，從而導致生產不能正常進行，產品質量降低，原材料與能源消耗增加，生產事故頻繁發(fā)生。

 

清洗工藝在電容觸摸屏生產中是必不可少的工藝，清洗的效果對觸摸屏產品的質量、精度、外觀等方面的影響十分重要。在生產過程中如何保證電容觸摸屏產品的高可靠性和高成品率？如何保證電容觸摸屏生產的安全性及生產過程中對環(huán)境的保護？在又安全又環(huán)保的前提下，如何徹底清除材料表面的污物？這些都成了電容觸摸屏從業(yè)人員每天都要思考和關注的話題。

 

特別是針對目前使用黃光工藝制程進行生產的OGS觸摸屏產品的生產過程中，和使用毛毛蟲SENSORS圖案黃光制程進行生產的觸摸屏產品的生產過程中，還有高品質的保護蓋板絲印過程中，以及用水性光學膠對產品進行全貼合加工過程中，高效率、高品質的清洗工藝，對提升觸摸屏產品品質，提高觸摸屏產品生產效率，降低生產營運成本，有著十分積極的意義。

 

清洗的最終目的，是讓電容觸摸屏的ITO導電玻璃或膜材的接觸角表面能穩(wěn)定一致，為后續(xù)的表面加工工序打好基礎。

 

污染的來源——包裝

 

一般拿來做電容觸摸屏的材料，都是真空濺鍍出來的ITO導電材料。按道理來說產品在生產過程中，已經經過類似等離子的粒子轟擊過，材料表面的一些異物已經被轟擊清除，留下的，都是干凈的ITO導電層。但是ITO導電玻璃也好，ITO PET導電膜也好，在生產出來后，轉運到應用客戶手中的過程中，都要進行表面物理保護包裝，象玻璃，要墊上間隔紙張，防止玻璃表面與ITO導電面摩擦被損傷；而ITO PET膜，由于是低溫制程生產出來的，ITO導電層的密度和強度更低，則會覆上PE或PET保戶膜，一來防止外物物理損傷表面，二來也是防止ITO變質劣化。

 

而電容觸摸屏工廠ITO導電材料上線之前，拆除包裝時候，ITO膜表面會因各種原因，殘留一些人體皮脂、靜電吸附的灰塵、粘附在上面的紙屑和各種纖維。這些表面的污染物，如果不清除的話，一是會影響ITO的電學性能如接觸電阻等，二是會影響ITO膜的光學性能，如透過率等，三是會污染生產車間環(huán)境，降低潔凈廠房的潔凈等級，給生產中使用的其它原材料帶來二次污染。

 

污染的來源——工序接觸

 

并且在電容觸摸屏生產過程中，ITO導電玻璃等材料，在搬運、加工過程中，也難免被操作人員的機器油污、人體皮脂、空氣濕氣等外物污染；并且包裝ITO玻璃原材料的隔紙本身也會吸空氣中的水氣和二氧化碳，形成碳酸后，腐蝕隔紙和ITO層，腐蝕反應后生成的一些雜質，就會附在ITO表層上面，導致ITO導電玻璃表面產生污染。

 

相比ITO導電玻璃，ITO PET膜的表面，因為是保護膜密閉保護，所以相對要好很多，但是，如果你的加工工序的環(huán)境要求，高于ITO PET膜生產環(huán)境上的要求，那么，加工之前，你還是要清洗，才能清除保護膜里面殘留的超標異物，讓導電玻璃或膜材的接觸角表面能穩(wěn)定一致，保證后續(xù)加工工序的加工良率。

 

污染的來源——微生物

 

另一種污染比較重要的污染，是工件接觸的水或空氣中細菌等微生物的污染，除微生物本身的污染外，也有細菌分解排泄物的污染。

 

電容觸摸屏的很多工序，都是在ITO導電材料表面進行加工的，在進行這些表面加工工序之前，如果工件表面受到污染，就會影響后序的加工品質與產品良率，所以，即使在電容觸摸屏的生產過程中，如果出現不穩(wěn)定的加工狀態(tài)，也應該考慮工件表面的污染程度，采取相關的清洗工藝，進行補救。

 

污染的類別

 

污染的來源 

 

（1） 大氣：二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、氧氣；

 

（2） 冷卻介質：鈣離子、鎂離子、碳酸氫根離子  ；

 

（3） 生產原料與產品；

 

（4） 機械油：潤滑油、防銹油、液壓油及添加劑等 ；

 

（5） 微生物 ；

 

（6） 表面加工產物；

 

（7） 腐蝕產物  銹垢。

 

污染的分類： 

 

（1） 按化學組成 ：

 

a. 無機污染物：金屬氧化物，水垢，泥沙等 ；

 

b.有機污染物：如油垢、聚合物、碳水化合物、蛋白質等 。

 

（2）按化學性質： 

 

a.親水性污染物；

 

b.親油性污染物 。

 

（3）按污污染物的物理狀態(tài)來分 

 

（4）按污染物再被清洗表面的作用力與來源 

 

（5）清洗對象的化學轉化 

 

（6）清洗對象表面的契入物 

 

清洗的方法

 

清洗的方法，分為物理清洗和化學清洗。

 

物理清洗是借助各種機械外力和能量使污垢粉碎、分解并剝離離開物體表面，達到清洗的效果。物理清洗一般是清除顆粒比較大、無機類的異物，污染物與工件之間的作用力，主要是分子間作用力。物理清洗主要的清洗方式有：接觸摩擦清洗（刷洗）、超聲波清洗、射流壓力沖洗等等。

 

化學清洗是采用一種或幾種化學藥劑(或其水溶液)清除表面污垢的方法。它是借助清洗劑對表面污染物或覆蓋層進行化學轉化、溶解、剝離以達到除油、除銹、除垢、去污的作用?；瘜W清洗一般是清除油脂、有機類異物，這些污染物與工件之的作用力，除了分子間的作用力外，有些還有化學鍵存在?；瘜W清洗的主要清洗方式有：清洗劑反應清洗、光學分解清洗、等離子清洗等等。

 

來料ITO導電材料的清洗

 

一、來料ITO導電材料的清洗，一般的流程是：

 

1、UV殺菌分解；

 

2、水噴淋浸潤；

 

3、堿液脫脂；

 

4、刷洗；

 

5、表面活性劑清洗；

 

6、超聲波清洗；

 

7、純水壓力清洗；

 

8、壓縮空氣熱風烘干。

 

UV殺菌分解

 

UV殺菌分解，是利用特定波長的紫外線打斷有機污染物的分子鍵結，使其具有一定的親水能力，從而更容易被水清洗。再者，紫外線能使空氣中的氧氣轉化成臭氧，氧化分解有機污染物，生成水、一氧化碳、二氧化碳等，然后被機器的抽風系統帶走，從而達到對材料表層的清潔。UV殺菌分解在電容觸摸屏生產過程中，主要是分解一些ITO導電材料表面的細菌、油脂、皮屑等有機物。

 

水噴淋浸潤

 

這一步的主要功能是初步清洗ITO導電材料表面的浮塵、纖維和被UV殺菌分解后的沒帶走干凈有機污染物。

 

堿液脫脂

 

堿液脫脂，主要是針對ITO導電材料表面殘留的油污和被殺菌分解成小分子的膠脂類污染物，交換其中的OH基團，生成溶解于水的物質，清除油脂、蛋白質等。

 

刷洗

 

刷洗是在前面這些化學清洗有機污染物后，再把無機污染物給物理剝離的清洗過程。

 

表面活性劑清洗

 

表面活性劑也叫界面活性劑，是具有在兩種物質的界面上聚集，且能顯著改變液體表面張力和兩相間的界面性質的一類物質?？梢愿淖凅w系的界面狀態(tài)，從而產生濕潤或反濕潤、乳化或破乳、起泡或消泡，以及增溶等一系列作用。

 

表面活性劑清洗主要是把前面化學清洗過程中生成的表面能比較強的，不易溶于水的物質，進一步濕潤乳化，從而溶解在水里被帶走清洗掉。

 

超聲波清洗

 

超聲清洗的原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質—清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區(qū)形成、生長，而在正壓區(qū)迅速閉合。在這種被稱為“空化”效應的過程中，氣泡閉合可形成超過1000大氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到物件表面凈化的目的。 

 

超聲波清洗的作用機理主要有以下幾個方面：因空化泡破滅時產生強大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來、分散、乳化、脫落。因為空化現象產生的氣泡，由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹，收縮，象剝皮一樣的物理力反復作用于污垢層，污垢層一層層被剝離，氣泡繼續(xù)向里滲透，直到污垢層被完全剝離。這是空化二次效應。超聲波清洗中清洗液超聲振動對污垢的沖擊。超聲加速化學清洗劑對污垢的溶解過程，化學力與物理力相結合，加速清洗過程。

 

純水壓力清洗

 

純水壓力清洗，是把前面所有清洗下來后ITO導電材料表面的殘留溶液進一步沖洗帶走。

 

壓縮空氣熱風烘干

 

壓縮空氣經過加熱后，從風刀刃口中高速吹出，迅速把殘留在ITO導電材料表面的水膜蒸發(fā)吹走，把產品表面均勻一致的接觸角表面能穩(wěn)定下來。

 

二、加工過程中ITO導電材料的清洗

 

加工過程中的ITO導電材料清洗，一般采用UV清洗或碳氫清洗劑清洗 。

 

UV清洗與改質

 

加工過程中ITO導電材料的UV清洗，跟前面來料清洗的方式和功效是一樣的。一般是都是在要進入下一道工序前馬上進行，如果UV清洗后放置時間過長，會失去部分清洗效果。

 

對于電容觸摸屏的絲印工序來說，UV清洗機的短波長紫外線照射油墨層的高分子材料后，還對油墨材料表面層，具有改質作用。油墨層材料表面的C-H、C-C結合被切斷，同時跟活性氧反應，形成C-OH、-COOH以及＝C＝O等富氧功能基。這些分子基團的電子結合具有電氣極性，因此提高了油墨材料表面親水性和接著力以及附著力。

 

表面改質后的油墨層材料，由于接著性和親水性得到了提高，因此特別是在電鍍以及貼膜和粘結工藝中會起到意想不到的效果。是提高產品質量和效果的重要解決辦法之一。

 

碳氫清洗劑清洗

 

而對于電容觸摸屏生產過程中，ITO導電材料因空氣污染、機器設備污染、員工個人衛(wèi)生污染或工裝夾具中的溶液溶劑污染等形成的表面污漬，一般會采用碳氫清洗劑進行在線或局部清洗。碳氫清洗劑的作用除了清洗外，還可以對材料表面起到活化、滲透、潤濕作用，這在電容觸摸屏生產的絲印工序中，可以起到重要的輔助作用。

 

碳氫清洗劑具有良好的環(huán)保特性和清洗能力，逐步成為一類重要的工業(yè)清洗劑之一。碳氫清洗劑按餾程范圍分為：普通碳氫清洗劑和窄餾碳氫清洗劑。 

 

普通碳氫清洗劑的餾程范圍較寬，成分復雜，分子結構不規(guī)則，芳烴毒性大。其中的輕質分使清洗劑閃點降低，而重質分又使清洗力和干燥性變差。

 

窄餾碳氫清洗劑是電容觸摸屏生產中的主要清洗劑

 

窄餾碳氫清洗劑的餾程在150～190℃之間，結合工業(yè)清洗中造成溶劑酸化的四大因素（空氣、金屬、水、雜質）添加了專用穩(wěn)定劑，能夠預防溶劑分解，在產生分解的初期將酸中和，具有超強的抗酸能力，確保清洗材質不受腐蝕。 

 

碳氫清洗劑的特點

 

外觀：透明無色液體

 

氣味：輕微

 

結構分子式：CnH2n+2

 

密度：0.77(25℃)

 

對水溶解度：難溶

 

蒸氣壓(20℃,KPA)：0.6

 

黏度(20℃,mm2/s)：1.0  

 

表面張力(20℃,dyne/cm)：24

 

芳香烴總含量 % weight:：＜0.01 2.1.2

 

碳氫清洗劑的優(yōu)點

 

a、清洗性能好。碳氫清洗劑與大多數的潤滑油、防銹油、機加工油同為非極性的在石油餾分，根據相似相容的原理，碳氫清洗劑清洗礦物油更好于鹵代烴和水基清洗劑。 

 

b、蒸發(fā)損失小。碳氫清洗溶劑沸點在150℃以上，在使用保管過程中揮發(fā)損失小，對包裝物和設備的密封要求很低。 

 

c、毒性極低。經毒理試驗，碳氫清洗劑的吸放毒性、經口毒性和皮膚接觸毒性均為超低毒，且不屬于致癌物質，清洗操作人員使用更安全。 

 

d、材料相容性好。碳氫清洗劑中不含水分和氯、硫等腐蝕物，對各種金屬材料不會產生腐蝕和氧化。碳氫清洗劑又屬于非極性溶劑，對大部分塑料和橡膠沒有溶解、溶脹和脆化作用。 

 

e、清洗工藝流程簡單。只需清洗——清洗——漂洗——漂洗——烘干（或晾干），對ITO導電材料不存在腐蝕。 

 

f、可徹底揮發(fā)無殘跡。碳氫清洗劑是非常純凈的精制溶劑，在常溫和加熱狀態(tài)下均可完全揮發(fā)，沒有任何殘留。 

 

g、不破壞環(huán)境。碳氫清洗劑可以自動降解，清洗廢液可以放入燃煤或燃油鍋爐中焚燒，焚燒生成物主要為CO2和水，對空氣無污染。碳氫清洗劑中不含氯，對臭氧的破壞系數為零。

 

碳氫清洗劑的應用場合

 

實際電容觸摸屏加工過程中，如果發(fā)現ITO導電材料受到污染，或檢測到材料的接觸角表面能發(fā)生比較大的變化，都會直接使用碳氫清洗劑進行在線清洗或局部手工清洗，以保證材料進入下一道工序前，能得到更好的加工效果，特別是在絲印工序之前和貼合工序之前。

 

產品貯存滯留在空氣中超過一定的期限后，產品的接觸角表面能也會發(fā)生變化，在轉入下一道工序前，也需要進行清洗。

 

選擇不同清洗工藝時的注意事項

 

電容觸摸屏生產中ITO導電材料污染清潔，就是利用不同的清洗方式，把產品表面的污染物，按不同的性質，以化學分解溶融或物理剝離進行清除。一般有機污染物采用化學分解溶融的方式為主，無機污染物以物理剝離的方式為主。在化學分解溶融過程中，要注意化學物質不要損傷產品表面，在物理剝離過程中則要注要外來能量，不要破壞產品里面的物理結構。

 

清洗工藝的主要載體是設備，如何根據不同的清洗對象進行設備合理設計與配置，避免設備本身的使用不當造成產品重復污染，也是清洗過程中的重要方面。ITO導電PET膜材是使用化學合成聚合物做為基材，它的密度比玻璃低很多。這些化學聚合物多數對超聲波不但沒有增幅作用，反而更多的是吸收和衰減超聲波的能量。因些在濕法清洗過程中，超聲波空穴里的微小氣泡會吸附在材料表面，在附壁作用下，不但不能清洗產品表面，反而把溶液中的污染物帶到材料表面，使材料表面污染更嚴重。所以，一般ITO導電PET膜材的清洗，更側重于用水或化學溶液浸泡沖洗、噴淋或UV清洗這種非接觸干清洗。

 

電容觸摸屏產品生產過程中，表面清洗工藝，常常影響產品的品質、良率和生產效率，特別是在產品的精細程度越來越高，產品品質要求越來越嚴的情況下，如何正確有效的使用各種表面清洗方法，提高ITO導電材料表面潔凈度，得到穩(wěn)定一致的加工效果，越來越受到人們的重視。

 

圖例：凈化無塵車間里的自動化清洗線