กระบวนการพอลิเมอไรเซชันโดยตรงด้วยพลาสมา

กระบวนการพอลิเมอไรเซชันโดยตรงด้วยพลาสมา

กระบวนการพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมาค่อนข้างง่าย ทั้งสำหรับอุปกรณ์พอลิเมอไรเซชันแบบใช้ขั้วไฟฟ้าภายในและแบบใช้ขั้วไฟฟ้าภายนอก แต่การเลือกพารามิเตอร์มีความสำคัญมากกว่าในกระบวนการพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมา เนื่องจากพารามิเตอร์มีผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างและประสิทธิภาพของฟิล์มพอลิเมอร์ในระหว่างกระบวนการพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมา

ขั้นตอนการดำเนินงานสำหรับการพอลิเมอไรเซชันพลาสมาโดยตรงมีดังนี้:

(1) การดูดฝุ่น

สุญญากาศพื้นฐานของการพอลิเมอไรเซชันภายใต้สภาวะสุญญากาศควรถูกดูดออกให้เหลือ 1.3×10⁻¹ Pa สำหรับปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันที่ต้องการข้อกำหนดพิเศษในการควบคุมปริมาณออกซิเจนหรือไนโตรเจน ความต้องการสุญญากาศพื้นฐานจะสูงขึ้นไปอีก

(2) ประจุโมโนเมอร์ปฏิกิริยาหรือก๊าซผสมของก๊าซพาหะและโมโนเมอร์

ระดับสุญญากาศอยู่ที่ 13-130 Pa สำหรับงานพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมา จำเป็นต้องเลือกโหมดควบคุมการไหลและอัตราการไหลที่เหมาะสม โดยทั่วไปอยู่ที่ 10-100 มล./นาที ในพลาสมา โมเลกุลของโมโนเมอร์จะถูกแตกตัวเป็นไอออนและแยกออกจากกันโดยการชนของอนุภาคพลังงานสูง ส่งผลให้เกิดอนุภาคที่ออกฤทธิ์ เช่น ไอออนและยีนที่ออกฤทธิ์ อนุภาคที่ออกฤทธิ์ซึ่งถูกกระตุ้นด้วยพลาสมาสามารถเกิดพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมาได้ที่ส่วนต่อประสานระหว่างเฟสแก๊สและเฟสของแข็ง โมโนเมอร์เป็นแหล่งของสารตั้งต้นสำหรับพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมา และก๊าซปฏิกิริยาและโมโนเมอร์ที่ป้อนเข้าจะต้องมีความบริสุทธิ์ในระดับหนึ่ง

(3) การเลือกแหล่งจ่ายไฟกระตุ้น

สามารถสร้างพลาสมาได้โดยใช้แหล่งพลังงานกระแสตรง ความถี่สูง คลื่นวิทยุ หรือไมโครเวฟ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมพลาสมาสำหรับการเกิดพอลิเมอร์ การเลือกใช้แหล่งพลังงานนั้นขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับโครงสร้างและประสิทธิภาพของพอลิเมอร์

(4) การเลือกโหมดการปล่อยประจุ

สำหรับความต้องการด้านพอลิเมอร์ การพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมาสามารถเลือกโหมดการปล่อยประจุได้สองแบบ คือ การปล่อยประจุแบบต่อเนื่อง หรือการปล่อยประจุแบบเป็นจังหวะ

(5) การเลือกพารามิเตอร์การปล่อย

ในการสังเคราะห์พอลิเมอร์ด้วยพลาสมา จำเป็นต้องพิจารณาพารามิเตอร์การปล่อยประจุจากพารามิเตอร์ของพลาสมา คุณสมบัติของพอลิเมอร์ และข้อกำหนดด้านโครงสร้าง ขนาดของกำลังไฟฟ้าที่ใช้ในระหว่างการสังเคราะห์พอลิเมอร์นั้นถูกกำหนดโดยปริมาตรของห้องสุญญากาศ ขนาดของอิเล็กโทรด อัตราการไหลและโครงสร้างของโมโนเมอร์ อัตราการสังเคราะห์พอลิเมอร์ และโครงสร้างและประสิทธิภาพของพอลิเมอร์ ตัวอย่างเช่น หากปริมาตรของห้องปฏิกิริยาคือ 1 ลิตร และใช้การสังเคราะห์พอลิเมอร์ด้วยพลาสมาแบบ RF กำลังไฟฟ้าที่ปล่อยประจุจะอยู่ในช่วง 10-30 วัตต์ ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว พลาสมาที่เกิดขึ้นสามารถรวมตัวกันเพื่อสร้างฟิล์มบางๆ บนพื้นผิวของชิ้นงาน อัตราการเติบโตของฟิล์มพอลิเมอร์ด้วยพลาสมาจะแตกต่างกันไปตามแหล่งจ่ายไฟ ชนิดและอัตราการไหลของบริษัทโมโนเมอร์ และสภาวะของกระบวนการ โดยทั่วไป อัตราการเติบโตจะอยู่ที่ 100 นาโนเมตร/นาที ถึง 1 ไมโครเมตร/นาที

(6) การวัดพารามิเตอร์ในพอลิเมอไรเซชันพลาสมา

พารามิเตอร์ของพลาสมาและพารามิเตอร์ของกระบวนการที่จะต้องวัดในการพอลิเมอไรเซชันด้วยพลาสมา ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าในการปล่อยประจุ กระแสไฟฟ้าในการปล่อยประจุ ความถี่ในการปล่อยประจุ อุณหภูมิของอิเล็กตรอน ความหนาแน่น ประเภทและความเข้มข้นของกลุ่มปฏิกิริยา เป็นต้น

——บทความนี้เผยแพร่โดยบริษัท Guangdong Zhenhua Technologyผู้ผลิตเครื่องเคลือบผิวทางแสง.