金基片的清洗与其接触角和表面能的大小.pdfVIP

材料科学 化工之友 2006.NO.11 金基片的清洗与其接触角和表面能的大小 1.2 2 2 马纪伟 张爱东 涂海洋 （1.华中师范大学化学学院 湖北武汉 430079南阳医学高等专科学校2. 河南南阳 473058） 摘 要：通过视频光学接触角测量仪OCA20分别测定Pirhna清洗、UV/O和等离子清洗的金基片的静态接触角和动态接触角， 3 用纯净水和二碘甲烷作滴定液体测得不同方法清洗所得的金基片的表面能大小，证明了等离子清洗的金基片润湿性最好、接触角滞 后现象最小、表面能最大，说明等离子清洗洁净度最高，基片表面平整性最好并且具有较强的吸附能力。 关键词：等离子 接触角 表面能 自组装膜金基片的清洗，现有的清洗技术有化学清洗 1个大气压和空气湿度60％的条件下，使用OCA20接触角测量 （Pirhna清洗或铬酸清洗）、UV/O和等离子清洗等方法。化 仪，用针管把约2μL超纯水滴在样品上，使针头浸入液滴内 3 学清洗使用了化学溶剂，属于湿法清洗，清洗后的基片容易残 部，控制注水体积和抽水体积为2μL，注射速率为1μL，循 留和吸附清洗试剂的化学分子。UV/O清洗的清洗效果较弱， 环次数为3次，由程序进行实时跟踪计算。 3 往往达不到预期的目的。等离子清洗机理之一是离子与基片上污 物的碰撞作用，经过碰撞，吸附或黏附在基片上的污物被溅射 3结果与讨论 离开基片，二是离子与污物的化学作用，高热能的氧离子会很 由表面化学理论知道，金表面为高能表面，对油和水均浸 [1] 容易氧化污物分子，使其易于被离子的碰撞离开基片 。在清洗 润。而油和水则是互不润湿的。根据扬氏 （T·Yong）方程： 过程中经等离子表面活化形成的自由基，能够进一步形成特定的 γ -γ =γ cosθ[3] Sg SL Lg 官能团，这种特定官能团的引入，特别是含氧官能团，对改善 则cosθ=（γ -γ ）/γ SQ SL LQ [2] 材料的粘着性和润湿性起着明显的作用 。 γ 为固-气界面张力，γ 为固-液界面张力，γ 为 Sg SL Lg 液-气界面张力,θ为接触角 1仪器与试剂 由此式可见，作为润湿标准，接触角愈小，则润湿性能越 微电脑卧式干燥消毒柜 （万和）、SHZ-D（Ⅲ）、循环 好;清洗前后金表面对水的润湿接触角差值愈大，则表示清洗的 [4] 水式真空泵 （巩义市英峪予华仪器厂）、PDC-32G PLASMA效果越好。 CLEANER、视频光学接触角测量仪OCA20（北京东方德菲胶体 静态接触角的表征 化学仪器有限公司）、二碘甲烷 （太仓市嘉鹤化工有限公司）、无 我们分别将纯金片和组装后测定接触角为101.1°～104.3° 水乙醇（上海振兴化工一厂）、30％分析纯过氧化氢（国药集团化 的金片分别用等离子清洗、Piranha清洗和UV/O清洗，测得 3