電漿（plasma）
氣體分子因光、放射線、電子等具有能量的粒子衝撞而激發、離子化(電子衝撞所致氣體激發及離子化的現象稱為放電)，因放電而激發及離子化的氣體(ionized gas)中，有中性分子、原子、各種離子、電子，此為「電漿狀態」。像這樣「氣體被離子化後所產生的物質狀態」與傳統的物質三態（即固、液、氣態）明顯不同，被科學家稱為物質的第四態，科學家估計宇宙中百分之九十九的物質是以電漿狀態存在
◎產生方式
藉由外加的電場能量來促使氣體內的電子獲得能量並加速撞擊不帶電中性粒子，由於不帶電中性粒子受加速電子的撞擊後會產生離子與另一帶能量的加速電子，這些被釋出的電子，在經由電場加速與其他中性粒子碰撞。如此反覆不斷，進而使氣體產生崩潰效應(gas breakdown)，形成電漿狀態
◎電漿性質
1.整體來說，電漿的內部是呈電中性的狀態，也就是帶負電粒子的密度與帶正電粒子的密度是相同的
2.因為電漿中正、負離子的個數幾乎是一比一，因此電漿呈現電中性
3.電漿是由一群帶電粒子所組成，所以當有一部分受到外力作用時，遠處部份的電漿，乃至整群的電漿粒子都會受到影響，這叫做「電漿的群體效應」
4.具有良好的導電性和導熱性
◎日常生活中的電漿
1.日常生活中最常見的日光燈，就是電漿的應用！當我們開燈時，點燈器會產生極高的電壓，並產生電漿粒子，這些電漿粒子會轟擊燈管中的水銀蒸氣、螢光物質，而使其發光。五顏六色的霓虹燈也是相同原理
2.富士通（Fujitsu）於1993年發表的電漿顯示器（Plasma Display Pannel），其基本顯像原理：由前、後二塊玻璃基板夾成，玻璃上附有透明電極、誘電層、保護層、紅綠藍三色螢光體等結構。這二塊玻璃基板中間的間隙只有0.1mm，而在這0.1mm空間中填充了一種氣體。當施加電壓於電極上時，電極會放電而產生紫外線光。而當紫外線光打擊到玻璃基板上的紅、綠、藍螢光物質時，這些螢光物質就會產生紅、綠、藍三原色，這些紅綠藍三原色最後就合成各種彩色影像
◎自然界的電漿
1.雷雨時，空中閃電光亮處之氣體
2.太陽就是融熔態的電漿體
3.彗星的離子尾
4.南北極的極光
5.電離層(Ionosphere)：離地表三百公里附近，由於高度高，空氣稀薄，中性氣體密度低，在白天受到陽光的照射後，中性分子、原子氣體吸收光能發生光化游離現象(Photon Ionization)後，由於密度低，碰撞頻率小，不會立刻全部重新結合(Recombination)成中性粒子，因此形成部分游離的電漿(Partially Ionized Plasma)氣體。中華衛星一號的主要科學目的之一，就是研究電離層對衛星通訊、定位和導航的阻礙、擾亂及影響
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2012年7月10日 星期二
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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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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