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探究经等离子处理后的PDMS实现不可逆键合的*工艺参数

时间:2021-12-08  点击次数:696

探究经等离子处理后的PDMS实现不可逆键合的*工艺参数。



工艺参数,因为不同物质表面硬度、活性条件等都可能不同,故对异质的等离子清洗工艺参数也需要探究。

等离子法影响不可逆键合的因素有许多,每种因素下具有多个水平,而且多个因素之间也可能会有交互式影响。因此在进行PDMS同质异质不可逆键合试验之前,需要设计科学、合理并且高效的试验设计方案与方法,对探究PDMS同质异质不可逆键合的最佳工艺条件是十分必要的。

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设计科学的试验方法




在工艺优化中,应用最多的试验设计方法为正交设计。等离子处理法涉及的主要工艺参数有三个:射频功率,空气流量,改性时间。不同的参数组合,会产生不同的改性效果,其主要体现在键合面积百分比大小,所以以键合面积百分比为指标。为找出三种参数最佳组合,需要做大量的试验,为了减少成本,提高效率,需要采取正试验方法。正交试验在全面样品试验点中挑出具有代表性的样品点进行试验,这些点具有“均匀分散,齐整可比"的特点,其*的代表性使正交试验法成为分式析因设计的主要方法,是一种快速、经济、高效率的试验方法。


在不同射频功率下,一定范围的空气流量和改性时间,都可以实现PDMS/PDMS的不可逆键合,但键合效果参差不齐,甚至差别极大




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各参数对键合强度的影响




保持空气流量与改性时间不变只变动射频功率时,PDMS/PDMS的键合强度随着射频功率增大而逐渐增大,表明射频功率越大,等离子处理对PDMS表面改性作用增强。保持射频功率与改性时间不变只变动空气流量时,PDMS/PDMs的键合强度随着空气流量的增大而逐渐增大,表明空气流量的增大对键合强度有促进作用。

保持射频功率与空气流量不变只变动改性时间,PDMS/PDMS的键合强度并没有随着改性时间的增大而增大,而是先增大后减小,可见改性时间在一定范围内可以增大键合强度,但超过某一临界值,促进作用减小,甚至有副作用。


等离子法中各因素影响从主到次的顺序为:

空气流量>改性时间>射频功率。

其键合面积百分比随键合时间与键合加载压力增加而增加,但两者均有临界点,超过临界点对键合面积百分比的促进作用迅速减弱。

三种参数搭配恰当并且保证键合时间充裕,键合面积百分比都会超过90%,达到实验要求。在PDMS/PDMS产生不可逆键合的前提下,盖片与基底的PDMS配比越低,键合强度越大,PDMS/PDMS键合强度随随射频功率增大而增大,随空气流量增大而增大,改性时间对其的影响却不稳定。


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工艺参数分析


对于等离子法处理时,射频功率越高越好,改性时间越久越好,中低频对表面的改性效果较差,高频对表面的改性效果较好。


键合强度测量结果

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