اصول و طبقه بندی فناوری اچینگ
اچینگ به زبان ساده حذف بخشی از سطح یک ماده با روش های فیزیکی یا شیمیایی برای دستیابی به هدف تغییر شکل، اندازه یا خواص سطح آن است. برای اچینگ فیلم پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE). ، روش های رایج اچینگ شامل اچ لیزری، اچ پلاسما و اچ شیمیایی می باشد. این روش ها ویژگی های خاص خود را دارند، مانند اچینگ لیزری دارای دقت بالا اما هزینه بالا. اچ پلاسما سازگار با محیط زیست است و می تواند گروه های عملکردی فعال را معرفی کند، اما عمق اچ باید کنترل شود. عمل اچ شیمیایی آسان است، اما ممکن است شامل مواد شیمیایی مضر باشد. انتخاب یک روش اچینگ مناسب مستلزم در نظر گرفتن همه جانبه عواملی مانند الزامات کاربردی خاص، مقرون به صرفه بودن و اثرات زیست محیطی است.
تشکیل ریزساختار و منافذ در مقیاس نانو
در طول فرآیند اچینگ، سطح فیلم PTFE تحت یک سری واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی پیچیده قرار می‌گیرد. با در نظر گرفتن اچ پلاسما به عنوان مثال، هنگامی که فیلم در معرض یک محیط پلاسمایی پر انرژی قرار می گیرد، زنجیره های مولکولی روی سطح آن شکسته می شوند تا رادیکال های آزاد را تشکیل دهند. این رادیکال های آزاد سپس با ذرات فعال پلاسما (مانند اکسیژن، نیتروژن و غیره) واکنش می دهند تا ترکیبات فرار تولید کنند و از سطح جذب شوند و ریزساختارها و منافذ در مقیاس نانو را بر روی فیلم باقی بگذارند. تشکیل این ساختارها نه تنها مورفولوژی سطح فیلم را تغییر می دهد، بلکه باعث افزایش قابل توجه سطح و زبری آن می شود.
افزایش سطح و زبری
افزایش سطح و زبری اثر مستقیم فرآیند اچ بر روی ویژگی‌های سطح فیلم‌های PTFE است. وجود ریزساختارها و منافذ نانومقیاس باعث می شود سطح فیلم ناهموارتر شود و در نتیجه سطح تماس واقعی آن افزایش یابد. این تغییر برای بهبود پیوند بین فیلم و سایر مواد بسیار مهم است، زیرا سطح تماس بزرگتر به معنای نقاط فعل و انفعال فیزیکی و شیمیایی بیشتر است که منجر به تشکیل یک رابط پیوند قوی تر می شود.
بهبود نیروی پیوند و استحکام سطح
افزایش نیروی باند نمود مستقیمی از بهبود استحکام سطح لایه های PTFE اچ شده است. در کاربردهای زیست پزشکی، پیوند تقویت شده به این معنی است که فیلم می تواند بهتر با بافت های بیولوژیکی یا پوشش های دارویی پیوند بخورد، خطر ریزش را کاهش دهد و پایداری و ایمنی ایمپلنت ها را بهبود بخشد. در زمینه میکروالکترونیک، اتصال تقویت شده به فیلم کمک می کند تا با قطعات الکترونیکی هماهنگ شود و قابلیت اطمینان و دوام ساختار بسته بندی را بهبود بخشد. علاوه بر این، گروه‌های عاملی فعال معرفی‌شده در طول فرآیند اچ کردن نیز ممکن است ترشوندگی و قطبیت سطح فیلم را بهبود بخشند، و سازگاری و پیوند با مواد دیگر را افزایش دهند.
