等離子體處理可以提高噴墨打印基板表面潤濕性,改善打印效果

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-11-04

近年來，印刷電子因成本低、能耗低、工藝簡便等優(yōu)勢，在微電子制造領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，引起了人們的廣泛重視。噴墨打印作為一種重要的印刷電子工藝，能夠通過電腦編程直接實(shí)現(xiàn)圖形化，相比真空光刻工藝，具有快速、靈活等優(yōu)勢，因此一直以來都是學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。噴墨打印中涉及到墨水材料的噴射及其在打印基底上的沉積過程，在這個過程中墨水將接觸到噴頭及基板材料并發(fā)生潤濕行為，因此材料界面的潤濕問題關(guān)系到打印的圖形化以及功能化效果，對最終打印結(jié)果有著重要影響。對襯底進(jìn)行等離子體處理，經(jīng)過處理后，墨水與基底的接觸角明顯發(fā)生改變，可以有效解決了墨水浸潤性差，無法打印出理想圖形的問題。

噴墨打印機(jī)

從界面的角度來看，噴墨打印中的潤濕問題主要是墨水-打印基底的界面潤濕問題;單純從表面的角度來看，噴墨打印中的潤濕問題可以分為墨水(液相)的潤濕性問題以及基板(固相)的潤濕性問題。墨水成分、基板材料很大程度上決定了其表面張力以及表面自由能，通過調(diào)整墨水溶劑的配方或加入添加劑以及改變基板材料成分能夠顯著改變其潤濕性。此外，對固體基板來說，還可以對其進(jìn)行各種表面修飾和處理，通過改變其表面物理化學(xué)結(jié)構(gòu)來調(diào)整表面自由能，從而改善液相與固相的潤濕效果，或使基板不同區(qū)域產(chǎn)生潤濕性差異，約束液相在特定固相區(qū)域上的潤濕行為，從而實(shí)現(xiàn)特殊的打印需求。

等離子體處理可以提高基板表面潤濕性、改善打印效果

等離子體是氣體分子在真空、放電等特殊場合下產(chǎn)生的獨(dú)特現(xiàn)象和物質(zhì)。典型的等離子的包括：電子、離子、自由基和質(zhì)子等。一定量的離子體是由帶電粒子和中性粒子（包括原子、離子和自由粒子）混合組成。

等離子處理是基板表面改性的重要工藝之一，其原理是利用交變電場使氣體分子電離產(chǎn)生等離子，氣體所產(chǎn)生的自由基和離子活性很高，其能量足以破壞幾乎所有的化學(xué)鍵。等離子體對基板表面進(jìn)行物理轟擊和化學(xué)反應(yīng)，改變表面的物理化學(xué)組成，引入親水基團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)表面改性，可以增大基底材料表面能和表面張力，減小其與墨水間的接觸角大小。

含氧基團(tuán)尤其是C=O的含量上升是表面親水性提升的關(guān)鍵。等離子處理還有清除表面污染物的作用。研究發(fā)現(xiàn)基板表面的污染物對噴墨打印中墨滴在基板上的形狀具有重要影響。因此通過氧等離子處理來移除這些污染物能夠顯著改善打印圖形的質(zhì)量。

現(xiàn)階段的研究表明，通過對墨水組分和基板材料進(jìn)行調(diào)節(jié)以及對基板進(jìn)行表面處理能夠有效改善噴墨狀態(tài)、墨水鋪展效果以及打印表面形貌。此外，在保證良好打印質(zhì)量的基礎(chǔ)上，通過改變基板特定區(qū)域的親疏水性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)一些預(yù)設(shè)的圖形化效果，如高分辨打印?，F(xiàn)階段研究主要從墨水的潤濕性控制以及基板的潤濕性控制兩個方面展開，其中對基板潤濕性的研究較多。這是由于基板作為承載打印圖形的載體，能夠直接影響到打印的圖形化效果。

等離子處理作為重要的表面改性工藝，具有優(yōu)異的親水處理效果，可以方便快捷地進(jìn)行大面積且均勻的親水處理，因而在噴墨打印領(lǐng)域能夠發(fā)揮重要作用。處理后的基板如果暴露在空氣中，其處理效果將隨時間延長而迅速減弱，因此在處理后需要盡快使用。