[发明专利]一种脉冲偏压辅助等离子体高速处理有机薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲偏压辅助等离子体高速处理有机薄膜的方法，属于等离子体材料表面处理领域。

背景技术

高分子薄膜在柔性电子基板、光学组件、包装材料、微型传感器基板、生物应用等其他方面有着广泛的应用。虽然高分子薄膜具有多种优良性能，但是对于应用于柔性基底材料而言，由于高分子材料的表面能低、化学惰性及存在弱边界等引起的表面惰性和憎水性，使得高分子材料在使用过程中，其表面难以与其他物质很好的黏附。

发明内容

本发明的目的是解决由于高分子材料的表面能低、化学惰性及存在弱边界等引起的表面惰性和憎水性，难以与其他物质很好的黏附问题，提供一种设计合理、结构清晰、操作简便的脉冲偏压辅助等离子体高速处理有机薄膜的方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种脉冲偏压辅助等离子体高速处理有机薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将PET膜置于去离子水中超声清洗15-30分钟；

步骤2，取出PET膜，再置于浓度大于等于99.7％的酒精中超声清洗10-20分钟；

步骤3，取出PET膜，静置于培养皿内4-24小时，使PET膜自然晾干；

步骤4，将晾干的PET膜放入反应腔的载物台，并将其固定；

步骤5，打开仪器电源，通过抽气系统，抽至1×10^-4-3.6×10^-4Pa；

步骤6，打开进气系统，冲入氧氩混合气体；

步骤7，直至气压回升至0.1-20Pa时，同一时刻开启电脉冲与偏压脉冲，开始放电；

步骤8，不断调整脉冲偏压值，并观察PET膜接触角的变化。

优选地，所述超声清洗的超声功率均为100-300W。

优选地，步骤6中所述的氧氩混合气体中氧气与氩气的比例为1∶6-1∶20。

优选地，步骤7中所述放电所需的射频电源为2-100MHz，放电功率为50-450W，脉冲调制频率为100HZ-100KHZ，占空比为10-100％，偏压脉冲电源电压400-12000V，调制频率范围为100HZ-10KHZ，占空比为10-90％。

本发明的设备简单易控，通过此方法处理的有机薄膜接触角明显下降，可显著提高薄膜与其它材料的黏结性。脉冲偏压辅助等离子体放电处理高分子材料是通过信号控制脉冲偏压的开启位置、大小和时间，从而控制对高分子材料的处理效果。本发明通过对放电方法的优化设计，提高了等离子体处理材料表面的效果，能够在短时间内实现对有机薄膜材料表面亲水性、生物相容性等的改善，具有设计合理、结构清晰、操作简便、快速、高效的特点。

附图说明

图1为脉冲偏压辅助等离子体高速处理有机薄膜的实验装置图；

图2为不同条件下PET膜接触角和剥离力的变化关系(处理时间：10s；调制频率：1KHZ；电源13.56MHZ)；

图3(a)为在未处理PET膜的条件下薄膜的表面形貌；

图3(b)为在偏压为3000V的条件下薄膜的表面形貌(处理时间：10s；调制频率：1KHZ；电源13.56MHZ)；

图4为在偏压为12000V的条件下薄膜的表面形貌(处理时间：5s；调制频率：100KHZ；电源2MHZ)；

图5为在偏压为1000V的条件下薄膜的表面形貌(处理时间：5s；调制频率：100HZ；电源100MHZ)；

图6为在偏压为400V的条件下薄膜的表面形貌(处理时间：15s；电源13.56MHZ)；

如图7所示，为在偏压为2000V的条件下薄膜的表面形貌(处理时间：5s；调制频率：100KHZ；电源13.56MHZ)。

附图标记说明

1为抽气系统，2为进气系统，3为偏压电极，4为射频线圈，5为射频电源，6为脉冲偏压系统，7为反应腔，8为载物台，9为信号发生及控制系统，10为石英玻璃侧壁。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。