1、等離子體直接聚合工藝

    無論是內(nèi)電極式聚合設(shè)備，還是外電極式聚合設(shè)備，等離子體聚合的工藝過程相對簡單，但是等離子體聚合中參數(shù)選擇較為重要，因?yàn)榈入x子體聚合時(shí)參數(shù)對聚合薄膜的結(jié)構(gòu)和性能影響較大。

等離子體直接聚合的操作步驟如下:

(1)抽真空

    在真空條件下聚合的本底真空要抽到 1.3x10-1Pa。對需要控制氧或氮含量等有特殊要求的聚合反應(yīng)，本底真空要求還要高。

(2)充入反應(yīng)單體或載氣和單體的混合氣體

真空度為13~130Pa。對要求態(tài)工作的等離子體聚合，應(yīng)當(dāng)選取適當(dāng)?shù)牧髁靠刂品绞胶土髁?，一般流量?0.100mL/min。在等離子體中，單體分子受到載能粒子的轟擊產(chǎn)生的電離、離解，得到離子、活性基因等活性粒子。被等離子體激活的活性粒子可以在氣相、固相界面發(fā)生等離子體聚合反應(yīng)。單體是等離子體聚合的前驅(qū)體來源，輸入的反應(yīng)氣體和單體要求有一定的純度。

(3)激發(fā)電源的選擇 

可以采用直流、高頻、射頻或微波電源產(chǎn)生等離子體為聚合提供等離子體環(huán)境。電源的選擇則依據(jù)對聚合物的結(jié)構(gòu)和性能等要求確定。

(4)放電模式的選擇

針對聚合物要求，等離子體聚合可以選擇連續(xù)放電或脈沖放電兩種放電模式。

(5)放電參數(shù)的選擇 

在進(jìn)行等離子體聚合時(shí)，放電參數(shù)需要從等離子體參數(shù)、聚合物性能和結(jié)構(gòu)要求考慮。聚合時(shí)外加電源功率的大小由真空室體積、電極尺寸、單體流量和結(jié)構(gòu)、聚合速率以及聚合物結(jié)構(gòu)和性能等確定。例如，反應(yīng)腔體容積為 1L時(shí)，采用射頻等離子體聚合，則放電功率在 10~30W 范圍內(nèi)。在這樣的條件下產(chǎn)生的等離子體就能在工件表面聚合生成薄膜。等離子體聚合膜的生長速率隨電源功率、單體的種類和流量，以及工藝條件的不同而有變化，一般生長速率為100nm/min~1um/min。

(6)等離子體聚合過程中的參數(shù)測量 

在等離子體聚合中需要測量的等離子體參數(shù)和工藝參數(shù)有:放電電壓、放電電流、放電頻率、電子溫度、密度、反應(yīng)基團(tuán)種類和濃度等。

——本文由真空等離子設(shè)備廠家廣東振華科技發(fā)布。