2011年1月6日 星期四

表面處理於R2R壓印製程之應用-6

2.軟性基材的表面處理
為了在壓印製程得到品質良好的圖案結構,壓印前對(來料)軟性基材進行清潔相當重要;由於材料在包裝、運送、保存時,多少因為環境的變異造成在基材上沾附或多或少之污染,只要一個分子層厚度的污染即可能造成後續光阻與基材的附著不良。但軟性塑膠基材容易在水洗過程吸附大量的水份,除了後續需要烘烤趕走水份外,更可能在烘烤時再次造成污染,或者因含水量變化,造成尺寸改變,增加後製程的困難度。因此若能以乾式方式對軟性基材清潔,將可省去許多麻煩,相對也可節省可觀的生產成本。
大氣電漿11因為不需要真空腔體,處理效果佳,速度快,因此是乾式清潔的首選, R2R製程最常見的電漿為電暈放電,電暈放電因為電極與被處理物直接面對,所以放電效果佳,但它絲狀放電特性,易造成較差之均勻性,甚至容易打傷材料;電暈放電的另一個缺點是不適合處理導電材料,當電暈放電遇到導電材料時,容易造成電漿集中放電而似閃電般將材料擊傷,如圖5所示。因此對於像是軟性顯示器或軟性電子,在軟性板材上已佈上線路或元件之場合,並不適合應用電暈電漿。適合用來處理軟性顯示器或軟性電子基材的大氣式電漿必需不對基材放電,不會像閃電般將基材擊傷。圖6為國內廠商自行開發適合用在R2R製程之兩款大氣式電漿,圖6(a)為陣列式噴射電漿(plasma jet array),具有相當高之電漿密度,因此清潔效果佳,處理速度快,電漿有效距離較長(約3-10mm),當所處理之基材寬度愈大時,需要合併更多之電漿單元,成本相對較高。圖6(b)遠距離DBD電漿,其特點為單位寬度成本較低,電漿均勻性較佳,適合大面積之材料清潔;但缺點為電漿有效距離較短(約1-5mm),電漿密度較低,電漿清潔速度較慢。





圖7為PET基材經大氣電漿處理前後之水滴接觸角變化,處理前為76∘,處理後為40∘,顯示經大氣電漿處理後確實提升PET表面之親水性,及表面能。由XPS表面分析及AFM量測發現大氣電漿除了可以清除材料表面油污外,兼具表面改質與表面粗化的效果,如圖8及圖9所示。



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