导言

 

清洗就是通过物理的、化学的和机械的手段，清除污染物，使材料获得一定的洁净度，防止材料在贮运、生产过程外观受损，材质受到侵蚀破坏，保证生产正常进行。

 

清洗的目的

 

电容触摸屏产品的生产过程中，生产的设备、管线、厂房、建筑物、原材料、产品或半成品等，在与大气、环境、生产原料、介质、产品、机械油等接触的过程中，由于发生物理的、化学与电化学或生物学的作用，会在其表面残留、沉积和生成各种对生产运行、产品质量或人身健康有害的污染物。

 

清洗就是通过物理的、化学的和机械的手段，清除这些污染物，使材料获得一定的洁净度，防止材料在贮运、生产过程外观受损，材质受到侵蚀破坏，从而导致生产不能正常进行，产品质量降低，原材料与能源消耗增加，生产事故频繁发生。

 

清洗工艺在电容触摸屏生产中是必不可少的工艺，清洗的效果对触摸屏产品的质量、精度、外观等方面的影响十分重要。在生产过程中如何保证电容触摸屏产品的高可靠性和高成品率？如何保证电容触摸屏生产的安全性及生产过程中对环境的保护？在又安全又环保的前提下，如何彻底清除材料表面的污物？这些都成了电容触摸屏从业人员每天都要思考和关注的话题。

 

特别是针对目前使用黄光工艺制程进行生产的OGS触摸屏产品的生产过程中，和使用毛毛虫SENSORS图案黄光制程进行生产的触摸屏产品的生产过程中，还有高品质的保护盖板丝印过程中，以及用水性光学胶对产品进行全贴合加工过程中，高效率、高品质的清洗工艺，对提升触摸屏产品品质，提高触摸屏产品生产效率，降低生产营运成本，有着十分积极的意义。

 

清洗的最终目的，是让电容触摸屏的ITO导电玻璃或膜材的接触角表面能稳定一致，为后续的表面加工工序打好基础。

 

污染的来源——包装

 

一般拿来做电容触摸屏的材料，都是真空溅镀出来的ITO导电材料。按道理来说产品在生产过程中，已经经过类似等离子的粒子轰击过，材料表面的一些异物已经被轰击清除，留下的，都是干净的ITO导电层。但是ITO导电玻璃也好，ITO PET导电膜也好，在生产出来后，转运到应用客户手中的过程中，都要进行表面物理保护包装，象玻璃，要垫上间隔纸张，防止玻璃表面与ITO导电面摩擦被损伤；而ITO PET膜，由于是低温制程生产出来的，ITO导电层的密度和强度更低，则会覆上PE或PET保户膜，一来防止外物物理损伤表面，二来也是防止ITO变质劣化。

 

而电容触摸屏工厂ITO导电材料上线之前，拆除包装时候，ITO膜表面会因各种原因，残留一些人体皮脂、静电吸附的灰尘、粘附在上面的纸屑和各种纤维。这些表面的污染物，如果不清除的话，一是会影响ITO的电学性能如接触电阻等，二是会影响ITO膜的光学性能，如透过率等，三是会污染生产车间环境，降低洁净厂房的洁净等级，给生产中使用的其它原材料带来二次污染。

 

污染的来源——工序接触

 

并且在电容触摸屏生产过程中，ITO导电玻璃等材料，在搬运、加工过程中，也难免被操作人员的机器油污、人体皮脂、空气湿气等外物污染；并且包装ITO玻璃原材料的隔纸本身也会吸空气中的水气和二氧化碳，形成碳酸后，腐蚀隔纸和ITO层，腐蚀反应后生成的一些杂质，就会附在ITO表层上面，导致ITO导电玻璃表面产生污染。

 

相比ITO导电玻璃，ITO PET膜的表面，因为是保护膜密闭保护，所以相对要好很多，但是，如果你的加工工序的环境要求，高于ITO PET膜生产环境上的要求，那么，加工之前，你还是要清洗，才能清除保护膜里面残留的超标异物，让导电玻璃或膜材的接触角表面能稳定一致，保证后续加工工序的加工良率。

 

污染的来源——微生物

 

另一种污染比较重要的污染，是工件接触的水或空气中细菌等微生物的污染，除微生物本身的污染外，也有细菌分解排泄物的污染。

 

电容触摸屏的很多工序，都是在ITO导电材料表面进行加工的，在进行这些表面加工工序之前，如果工件表面受到污染，就会影响后序的加工品质与产品良率，所以，即使在电容触摸屏的生产过程中，如果出现不稳定的加工状态，也应该考虑工件表面的污染程度，采取相关的清洗工艺，进行补救。

 

污染的类别

 

污染的来源 

 

（1） 大气：二氧化硫、硫化氢、二氧化碳、氧气；

 

（2） 冷却介质：钙离子、镁离子、碳酸氢根离子  ；

 

（3） 生产原料与产品；

 

（4） 机械油：润滑油、防锈油、液压油及添加剂等 ；

 

（5） 微生物 ；

 

（6） 表面加工产物；

 

（7） 腐蚀产物  锈垢。

 

污染的分类： 

 

（1） 按化学组成 ：

 

a. 无机污染物：金属氧化物，水垢，泥沙等 ；

 

b.有机污染物：如油垢、聚合物、碳水化合物、蛋白质等 。

 

（2）按化学性质： 

 

a.亲水性污染物；

 

b.亲油性污染物 。

 

（3）按污污染物的物理状态来分 

 

（4）按污染物再被清洗表面的作用力与来源 

 

（5）清洗对象的化学转化 

 

（6）清洗对象表面的契入物 

 

清洗的方法

 

清洗的方法，分为物理清洗和化学清洗。

 

物理清洗是借助各种机械外力和能量使污垢粉碎、分解并剥离离开物体表面，达到清洗的效果。物理清洗一般是清除颗粒比较大、无机类的异物，污染物与工件之间的作用力，主要是分子间作用力。物理清洗主要的清洗方式有：接触摩擦清洗（刷洗）、超声波清洗、射流压力冲洗等等。

 

化学清洗是采用一种或几种化学药剂(或其水溶液)清除表面污垢的方法。它是借助清洗剂对表面污染物或覆盖层进行化学转化、溶解、剥离以达到除油、除锈、除垢、去污的作用。化学清洗一般是清除油脂、有机类异物，这些污染物与工件之的作用力，除了分子间的作用力外，有些还有化学键存在。化学清洗的主要清洗方式有：清洗剂反应清洗、光学分解清洗、等离子清洗等等。

 

来料ITO导电材料的清洗

 

一、来料ITO导电材料的清洗，一般的流程是：

 

1、UV杀菌分解；

 

2、水喷淋浸润；

 

3、碱液脱脂；

 

4、刷洗；

 

5、表面活性剂清洗；

 

6、超声波清洗；

 

7、纯水压力清洗；

 

8、压缩空气热风烘干。

 

UV杀菌分解

 

UV杀菌分解，是利用特定波长的紫外线打断有机污染物的分子键结，使其具有一定的亲水能力，从而更容易被水清洗。再者，紫外线能使空气中的氧气转化成臭氧，氧化分解有机污染物，生成水、一氧化碳、二氧化碳等，然后被机器的抽风系统带走，从而达到对材料表层的清洁。UV杀菌分解在电容触摸屏生产过程中，主要是分解一些ITO导电材料表面的细菌、油脂、皮屑等有机物。

 

水喷淋浸润

 

这一步的主要功能是初步清洗ITO导电材料表面的浮尘、纤维和被UV杀菌分解后的没带走干净有机污染物。

 

碱液脱脂

 

碱液脱脂，主要是针对ITO导电材料表面残留的油污和被杀菌分解成小分子的胶脂类污染物，交换其中的OH基团，生成溶解于水的物质，清除油脂、蛋白质等。

 

刷洗

 

刷洗是在前面这些化学清洗有机污染物后，再把无机污染物给物理剥离的清洗过程。

 

表面活性剂清洗

 

表面活性剂也叫界面活性剂，是具有在两种物质的界面上聚集，且能显著改变液体表面张力和两相间的界面性质的一类物质。可以改变体系的界面状态，从而产生湿润或反湿润、乳化或破乳、起泡或消泡，以及增溶等一系列作用。

 

表面活性剂清洗主要是把前面化学清洗过程中生成的表面能比较强的，不易溶于水的物质，进一步湿润乳化，从而溶解在水里被带走清洗掉。

 

超声波清洗

 

超声清洗的原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质—清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相同的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000大气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。 

 

超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面：因空化泡破灭时产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡，由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透，由于这种小气泡和声压同步膨胀，收缩，象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，污垢层一层层被剥离，气泡继续向里渗透，直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂对污垢的溶解过程，化学力与物理力相结合，加速清洗过程。

 

纯水压力清洗

 

纯水压力清洗，是把前面所有清洗下来后ITO导电材料表面的残留溶液进一步冲洗带走。

 

压缩空气热风烘干

 

压缩空气经过加热后，从风刀刃口中高速吹出，迅速把残留在ITO导电材料表面的水膜蒸发吹走，把产品表面均匀一致的接触角表面能稳定下来。

 

二、加工过程中ITO导电材料的清洗

 

加工过程中的ITO导电材料清洗，一般采用UV清洗或碳氢清洗剂清洗 。

 

UV清洗与改质

 

加工过程中ITO导电材料的UV清洗，跟前面来料清洗的方式和功效是一样的。一般是都是在要进入下一道工序前马上进行，如果UV清洗后放置时间过长，会失去部分清洗效果。

 

对于电容触摸屏的丝印工序来说，UV清洗机的短波长紫外线照射油墨层的高分子材料后，还对油墨材料表面层，具有改质作用。油墨层材料表面的C-H、C-C结合被切断，同时跟活性氧反应，形成C-OH、-COOH以及＝C＝O等富氧功能基。这些分子基团的电子结合具有电气极性，因此提高了油墨材料表面亲水性和接着力以及附着力。

 

表面改质后的油墨层材料，由于接着性和亲水性得到了提高，因此特别是在电镀以及贴膜和粘结工艺中会起到意想不到的效果。是提高产品质量和效果的重要解决办法之一。

 

碳氢清洗剂清洗

 

而对于电容触摸屏生产过程中，ITO导电材料因空气污染、机器设备污染、员工个人卫生污染或工装夹具中的溶液溶剂污染等形成的表面污渍，一般会采用碳氢清洗剂进行在线或局部清洗。碳氢清洗剂的作用除了清洗外，还可以对材料表面起到活化、渗透、润湿作用，这在电容触摸屏生产的丝印工序中，可以起到重要的辅助作用。

 

碳氢清洗剂具有良好的环保特性和清洗能力，逐步成为一类重要的工业清洗剂之一。碳氢清洗剂按馏程范围分为：普通碳氢清洗剂和窄馏碳氢清洗剂。 

 

普通碳氢清洗剂的馏程范围较宽，成分复杂，分子结构不规则，芳烃毒性大。其中的轻质分使清洗剂闪点降低，而重质分又使清洗力和干燥性变差。

 

窄馏碳氢清洗剂是电容触摸屏生产中的主要清洗剂

 

窄馏碳氢清洗剂的馏程在150～190℃之间，结合工业清洗中造成溶剂酸化的四大因素（空气、金属、水、杂质）添加了专用稳定剂，能够预防溶剂分解，在产生分解的初期将酸中和，具有超强的抗酸能力，确保清洗材质不受腐蚀。 

 

碳氢清洗剂的特点

 

外观：透明无色液体

 

气味：轻微

 

结构分子式：CnH2n+2

 

密度：0.77(25℃)

 

对水溶解度：难溶

 

蒸气压(20℃,KPA)：0.6

 

黏度(20℃,mm2/s)：1.0  

 

表面张力(20℃,dyne/cm)：24

 

芳香烃总含量 % weight:：＜0.01 2.1.2

 

碳氢清洗剂的优点

 

a、清洗性能好。碳氢清洗剂与大多数的润滑油、防锈油、机加工油同为非极性的在石油馏分，根据相似相容的原理，碳氢清洗剂清洗矿物油更好于卤代烃和水基清洗剂。 

 

b、蒸发损失小。碳氢清洗溶剂沸点在150℃以上，在使用保管过程中挥发损失小，对包装物和设备的密封要求很低。 

 

c、毒性极低。经毒理试验，碳氢清洗剂的吸放毒性、经口毒性和皮肤接触毒性均为超低毒，且不属于致癌物质，清洗操作人员使用更安全。 

 

d、材料相容性好。碳氢清洗剂中不含水分和氯、硫等腐蚀物，对各种金属材料不会产生腐蚀和氧化。碳氢清洗剂又属于非极性溶剂，对大部分塑料和橡胶没有溶解、溶胀和脆化作用。 

 

e、清洗工艺流程简单。只需清洗——清洗——漂洗——漂洗——烘干（或晾干），对ITO导电材料不存在腐蚀。 

 

f、可彻底挥发无残迹。碳氢清洗剂是非常纯净的精制溶剂，在常温和加热状态下均可完全挥发，没有任何残留。 

 

g、不破坏环境。碳氢清洗剂可以自动降解，清洗废液可以放入燃煤或燃油锅炉中焚烧，焚烧生成物主要为CO2和水，对空气无污染。碳氢清洗剂中不含氯，对臭氧的破坏系数为零。

 

碳氢清洗剂的应用场合

 

实际电容触摸屏加工过程中，如果发现ITO导电材料受到污染，或检测到材料的接触角表面能发生比较大的变化，都会直接使用碳氢清洗剂进行在线清洗或局部手工清洗，以保证材料进入下一道工序前，能得到更好的加工效果，特别是在丝印工序之前和贴合工序之前。

 

产品贮存滞留在空气中超过一定的期限后，产品的接触角表面能也会发生变化，在转入下一道工序前，也需要进行清洗。

 

选择不同清洗工艺时的注意事项

 

电容触摸屏生产中ITO导电材料污染清洁，就是利用不同的清洗方式，把产品表面的污染物，按不同的性质，以化学分解溶融或物理剥离进行清除。一般有机污染物采用化学分解溶融的方式为主，无机污染物以物理剥离的方式为主。在化学分解溶融过程中，要注意化学物质不要损伤产品表面，在物理剥离过程中则要注要外来能量，不要破坏产品里面的物理结构。

 

清洗工艺的主要载体是设备，如何根据不同的清洗对象进行设备合理设计与配置，避免设备本身的使用不当造成产品重复污染，也是清洗过程中的重要方面。ITO导电PET膜材是使用化学合成聚合物做为基材，它的密度比玻璃低很多。这些化学聚合物多数对超声波不但没有增幅作用，反而更多的是吸收和衰减超声波的能量。因些在湿法清洗过程中，超声波空穴里的微小气泡会吸附在材料表面，在附壁作用下，不但不能清洗产品表面，反而把溶液中的污染物带到材料表面，使材料表面污染更严重。所以，一般ITO导电PET膜材的清洗，更侧重于用水或化学溶液浸泡冲洗、喷淋或UV清洗这种非接触干清洗。

 

电容触摸屏产品生产过程中，表面清洗工艺，常常影响产品的品质、良率和生产效率，特别是在产品的精细程度越来越高，产品品质要求越来越严的情况下，如何正确有效的使用各种表面清洗方法，提高ITO导电材料表面洁净度，得到稳定一致的加工效果，越来越受到人们的重视。

 

图例：净化无尘车间里的自动化清洗线