[发明专利]一种实现硅橡胶膜与金属钛Ti层永久性粘结的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于材料加工技术领域，特别涉及一种简单方便的硅橡胶膜与金属钛Ti层永久性粘结的方法。

【背景技术】

硅橡胶，例如聚二甲基硅氧烷橡胶PDMS，具有很多突出的优点，如高透明度和柔韧性、宽的工作温度范围(-50℃——200℃)以及对酸碱的强耐受度等。这些优点使其在微系统和柔性电子器件中可得到广泛应用。但是，硅橡胶的表面能很低导致硅橡胶膜与其它无机材料，尤其是金属材料的粘结性能很差。目前主要采用粘结剂来进行硅橡胶膜与金属的粘结，但其粘结效果差、强度低，导致硅橡胶膜与金属很容易脱落。

【发明内容】

本发明的目的在于提出了一种简单方便的硅橡胶膜与金属钛Ti层粘结方法，可在硅橡胶膜与金属Ti之间形成高强度的永久性粘合，其粘结强度取决于硅橡胶膜的撕裂强度，即粘结层的损坏只有在硅橡胶膜被破坏后才会出现。

为了实现上述目的，本发明具有以下有益效果：

一种实现硅橡胶膜与金属钛Ti层永久性粘结的方法，包括以下步骤：将洁净的硅橡胶膜、金属Ti层放入反应离子刻蚀机，采用氧气等离子体对硅橡胶膜、金属Ti层的表面进行刻蚀加工；将刻蚀后的硅橡胶膜的刻蚀面与金属Ti层的刻蚀面贴合在一起；然后将贴合在一起的硅橡胶膜与金属Ti放入烘箱中进行加热处理；加热完成后，从烘箱取出硅橡胶膜与金属Ti，完成了硅橡胶膜与金属Ti的永久性粘结。

优选的，硅橡胶膜通过以下方法清洁至洁净：将硅橡胶膜依次分别放入丙酮、乙醇和去离子水溶液中，采用超声清洗的方式对硅橡胶膜的表面进行清洁，每次的超声时间均为10分钟；结束后，采用洁净的氮气将硅橡胶膜吹干。

优选的，金属Ti层通过以下方法清洁至洁净：将金属Ti层依次分别放入丙酮、乙醇和去离子水溶液中，采用超声清洗的方式对Ti层的表面进行清洁，每次的超声时间可为10分钟；结束后，采用洁净的氮气将金属Ti层吹干。

优选的，所述硅橡胶膜为PDMS膜。

优选的，在刻蚀过程中，刻蚀机的功率为1W-600W、氧气压力为10Pa-1000Pa、刻蚀时间为10-600S。

优选的，烘箱中的为80℃-160℃，热处理时间为40分钟-100分钟。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出的粘结方法不需要额外的粘结剂，只需要对硅橡胶膜与Ti层进行表面处理——反应离子刻蚀，然后将它们贴合在一起，最后进行加热处理即可。

【附图说明】

图1为硅橡胶膜与金属钛Ti层永久性粘结的制造工艺流程图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明一种实现硅橡胶膜与金属钛Ti层永久性粘结的方法，包括以下步骤：

(1)将硅橡胶膜(如聚二甲基硅氧烷橡胶PDMS膜)依次分别放入丙酮、乙醇和去离子水溶液中(三种溶液可均为市售的)，采用超声清洗的方式对硅橡胶膜的表面进行清洁，每次的超声时间可均为10分钟。结束后，采用洁净的氮气将硅橡胶膜吹干；

(2)将金属Ti层(如市售的金属Ti板或沉积的Ti膜)依次分别放入丙酮、乙醇和去离子水溶液中(三种溶液可均为市售的)，采用超声清洗的方式对Ti层的表面进行清洁，每次的超声时间可均为10分钟。结束后，采用洁净的氮气将金属Ti层吹干；

(3)将洁净后的硅橡胶膜、金属Ti层放入反应离子刻蚀机(市售)，采用氧气等离子体对硅橡胶膜、金属Ti层的表面进行刻蚀加工。在刻蚀过程中，功率可在1W-600W、氧气压力可在10Pa-1000Pa、刻蚀时间可在10S-600S；

(4)将刻蚀后的硅橡胶膜与金属Ti层贴合在一起，注意应该使它们的刻蚀面相互贴合。

(5)将贴合在一起的硅橡胶膜与金属Ti放入烘箱中进行加热处理，加热温度为80℃-160℃，加热时间为40分钟-100分钟。

(6)加热完成后，从烘箱取出硅橡胶膜与金属Ti，此时既完成了硅橡胶膜与金属Ti的永久性粘结。