疏水層、其制作方法、具有疏水層的物品及模具的制作方法
【專利摘要】一種具有疏水層的物品，包含一基材及一疏水層。該疏水層由施加于該基材表面的一反應氣體經等離子處理而形成于該基材表面。該反應氣體的主成分為揮發態的烷基硅烷分子。該疏水層的主要成分為硅與氧，且厚度為300納米至500微米。該疏水層具有優良的疏水性，且對酸、堿、有機溶液的耐受性佳，并能承受高溫加熱，而提升疏水層在物品制作過程以及使用上的穩定性。
【專利說明】疏水層、其制作方法、具有疏水層的物品及模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種疏水層，特別是指一種耐化學性佳且耐高溫的疏水層。
【背景技術】
[0002]物品的親水性或疏水性可借由調整物品表面的粗糙度或表面能而加以控制。例如中國臺灣證書號第1334879號專利即提出一種疏水層及其制法，將該疏水層制作于物品的表面，可借由表面粗糙度的提升以及表面能的降低，而呈現疏水效果。
[0003]但是一般物品在加工制造時，經常需要經過酸、堿、有機溶液處理，或施以高溫制程，因此需要一種對酸、堿、有機溶液的耐受性佳，且能承受高溫加熱的疏水層，以提升疏水層在物品制作過程或使用上的穩定性。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種具有優良疏水性，且對酸、堿、有機溶液的耐受性佳，并能承受高溫加熱的疏水層及其制作方法。
[0005]本發明疏水層，形成于一基材表面。該疏水層的制作方法，包含以下步驟:(A)制備一基材；(B)產生一反應氣體,該反應氣體主要成分為揮發態的烷基硅烷分子；(C)施加該反應氣體及一等離子于該基材的一表面；及(0)形成一疏水層于該基材的該表面。
[0006]較佳地，該基材的材質選自半導體材料、玻璃、金屬、塑膠、橡膠、高分子聚合物、陶瓷材料、纖維材料、巖石、土質材料、膠結性材料及涂料所組成的群組。
[0007]較佳地，在步驟(B)該反應氣體是借由通入一前驅氣體并與一反應溶液的揮發氣體混合而成，該前驅氣體為氮氣，該反應溶液主要成分為液態的烷基硅烷分子。
[0008]較佳地，在步驟(C)對應該反應氣體與該基材處施以一等離子，該等離子是由一等離子單元產生；該等離子單元包括一腔體及一連通于該腔體的噴管；步驟(C)中施以該等離子的細步驟為:通入一用于產生該等離子的制程氣體于該腔體，且施加一電壓于該噴管，使流通于該噴管中的該制程氣體解離產生該等離子，并讓該等離子從該噴管遠離該腔體的一管口導出而施加于該反應氣體與該基材。
[0009]另一方面，步驟(C)中施以該等離子的細步驟也可以是通入一制程氣體及該反應氣體于該腔體，且施加一電壓于該噴管，使流通于該噴管中的該制程氣體與該反應氣體解離產生該等離子，并讓該等離子與該反應氣體從該噴管遠離該腔體的一管口導出而施加于該基材。
[0010]進一步來說，該制程氣體為壓力至少5公斤/平方厘米的干燥潔凈空氣。
[0011]較佳地，該噴管與該基材的距離為5至30厘米。
[0012]較佳地，該疏水層主要由硅及氧構成。
[0013]較佳地，該步驟(A)還在該基材施予一部分覆蓋該表面的圖案層；該步驟(D)中所形成的該疏水層覆蓋該圖案層以及該基材未受該圖案層覆蓋的部分表面；步驟(D)之后還包含一步驟(E)去除該圖案層以及覆蓋于該圖案層上的疏水層，而形成一圖案化的疏水層。[0014]進一步來說，該圖案層的材料為感光的光阻；步驟(E)是借由一有機溶劑去除該圖案層并同時剝離該圖案層上的疏水層。
[0015]較佳地，該疏水層的厚度為300納米至500微米。
[0016]本發明的另一目的，在提供一種使用前述疏水層的物品。
[0017]于是，本發明具有有疏水層的物品，包含一基材及一疏水層。其中，該基材的材質選自半導體材料、玻璃、金屬、塑膠、橡膠、高分子聚合物、陶瓷材料、纖維材料、巖石、土質材料、膠結性材料及涂料所組成的群組。該疏水層由前述制作方法制成。
[0018]本發明的再一目的，在提供一種模具的制作方法，該模具是依據疏水層而對應制成。
[0019]于是，本發明模具的制作方法，包含以下步驟:(A)制備一疏水層，該疏水層以前述制作方法制成；(B)借由電鑄技術在該疏水層的表面形成一金屬層，該金屬層連接于該疏水層的表面完全貼合于該疏水層對應的表面；及(0分離該金屬層。
[0020]較佳地，步驟(B)包含以下細步驟:(BI)借由物理氣相沉積技術或金屬鍍膜技術覆蓋一金屬起始層于該疏水層的表面；及化2)借由電化學沉積技術于該金屬起始層上形成該金屬層。
[0021]本發明的有益效果在于:由揮發態的烷基硅烷分子經等離子處理而形成的疏水層具有優良的疏水性、耐化學性及耐溫性，而提升疏水層在物品制造加工過程的穩定性，并提升其耐用程度。此外，由疏水層對應制作的模具能將該疏水層的粗糙表面形貌轉印至一可固化的塑性材料，而增進該塑性材料的疏水性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是一示意圖，說明本發明疏水層的制作方法的一較佳實施例；
[0023]圖2是該疏水層的制作流程圖；
[0024]圖3及圖4是該疏水層的應用示意圖；
[0025]圖5是制作一圖案化疏水層的示意圖；
[0026]圖6是制作該圖案化疏水層的流程圖；
[0027]圖7是該疏水層的表面形貌圖；
[0028]圖8是由該疏水層制作一模具的流程圖；及
[0029]圖9是制作該模具的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖示的兩個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。
[0031]參閱圖1至圖2為本發明疏水層12及其制作方法的一較佳實施例。
[0032]步驟S1:準備一物品1，該物品I可以是行動電話、集成電路芯片、玻璃瓶等，但不以此為限。物品I具有一基材11，基材11的材質選自半導體材料、玻璃、金屬、塑膠、橡膠、高分子聚合物、陶瓷材料、纖維材料、巖石(如大理石、花崗石)、土質材料(如磚、瓦、粘土)、膠結性材料(如水泥、混凝土、浙青及石膏)及涂料(如油漆及亮光漆)所組成的群組。
[0033]執行下一步驟前，可視需要對基材11進行表面清潔處理。舉例來說，若基材11的材質為娃，可通過RCA (Radio corporation of America)清潔技術去除基材11表面的有機物、氧化物及金屬離子等不潔物質。但上述基材11的清潔步驟并非必要的執行步驟。
[0034]步驟S2:產生一主要成分為揮發態的烷基硅烷分子的反應氣體3。該反應氣體3是借由通入一前驅氣體并與一反應溶液的揮發氣體混合而成。此處，該前驅氣體為氮氣，該反應溶液主要成分為液態的烷基硅烷分子
[0035]具體來說，將包含液態烷基硅烷分子的反應溶液盛裝在一密閉容器中(圖中未繪制)，并通入氮氣于該密閉容器，揮發的氣態烷基硅烷分子與氮氣混合后即為用于形成疏水層12的反應氣體3。
[0036]要特別說明的是，本實施例使用的前驅氣體為氮氣，但不以此為限，也可以是氬氣、大氣等氣體，只要不與氣態烷基硅烷分子產生化學反應即可。
[0037]步驟S3:通過一導氣管22施加該反應氣體3于基材11的一表面,并于對應于反應氣體3與基材11接觸處施以一等離子5，而使反應氣體3解離、改質并沉積薄膜于基材11表面，而形成疏水層12。
[0038]此處，等離子5是由一等離子單元21產生。等離子單元21包括一腔體211及一連通于該腔體211的噴管212。通入一用于產生等離子5的制程氣體4于腔體211后，施加一電壓于噴管212，使流通于噴管212中的制程氣體4解離產生等離子5，該等離子5從噴管212遠離該腔體211的一管口 213導出并施加于反應氣體3與基材11接觸處。
[0039]上述過程中，制程氣體4為壓力至少5公斤/平方厘米的干燥潔凈空氣(Clean dryair, CDA)，且噴管212與 基材11的距離為5至30厘米，具體數值視需要而定。
[0040]要特別說明的是，上述反應氣體3也可以直接通入等離子單元21的腔體211，并與制程氣體4混合后通過高電壓解離產生等離子5，而在基材11表面形成疏水層12。
[0041]步驟S4:疏水層12經由步驟S3而形成于基材11表面。其中，疏水層12的厚度由施加反應氣體3與等離子5的時間決定，較佳的厚度為300納米至500微米，但不以此為限。
[0042]表一
[0043]
【權利要求】
1.一種疏水層的制作方法，其特征在于，該制作方法包含以下步驟: (A)制備一基材； (B)產生一反應氣體,該反應氣體主要成分為揮發態的烷基硅烷分子； (C)施加該反應氣體及一等離子于該基材的一表面'及 (D)形成一疏水層于該基材的該表面。
2.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該基材的材質選自半導體材料、玻璃、金屬、塑膠、橡膠、高分子聚合物、陶瓷材料、纖維材料、巖石、土質材料、膠結性材料及涂料所組成的群組。
3.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:步驟(B)該反應氣體是借由通入一前驅氣體并與一反應溶液的揮發氣體混合而成，該前驅氣體為氮氣，該反應溶液主要成分為液態的烷基硅烷分子。
4.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:在步驟(C)該等離子是由一等離子單元產生，該等離子單元包括一腔體及一連通于該腔體的噴管；步驟(C)該反應氣體及該等離子是分別施加于該基材相對應的表面，且施以該等離子的細步驟為:通入一用于產生該等離子的制程氣體于該腔體，且施加一電壓于該噴管，使流通于該噴管中的該制程氣體解離產生該等離子，并讓該等離子從該噴管遠離該腔體的一管口導出而施加于該反應氣體與該基材。
5.如權利要求4所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該制程氣體為壓力至少5公斤/平方厘米的干燥潔凈空氣。
6.如權利要求4所述的疏 水層的制作方法，其特征在于:該噴管與該基材的距離范圍為5至30厘米。
7.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:在步驟(C)該等離子是由一等離子單元產生；該等離子單元包括一腔體及一連通于該腔體的噴管；步驟(C)中施以該等離子的細步驟為:通入一制程氣體及該反應氣體于該腔體，且施加一電壓于該噴管，使流通于該噴管中的該制程氣體與該反應氣體解離產生該等離子，并讓該等離子與該反應氣體從該噴管遠離該腔體的一管口導出而施加于該基材。
8.如權利要求7所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該制程氣體為壓力至少5公斤/平方厘米的干燥潔凈空氣。
9.如權利要求7所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該噴管與該基材的距離范圍為5至30厘米。
10.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該疏水層主要由硅及氧構成。
11.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該步驟(A)還在該基材施予一部分覆蓋該表面的圖案層；該步驟(D)中所形成的該疏水層覆蓋該圖案層以及該基材未受該圖案層覆蓋的部分表面；步驟(D)之后還包含一步驟(E)去除該圖案層以及覆蓋于該圖案層上的疏水層，而形成一圖案化的疏水層。
12.如權利要求11所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該圖案層的材料為感光的光阻；步驟(E)是借由一有機溶劑去除該圖案層并同時剝離該圖案層上的疏水層。
13.如權利要求1所述的疏水層的制作方法，其特征在于:該疏水層的厚度為300納米至500微米。
14.一種疏水層,形成于一基材表面,其特征在于:該疏水層借由權利要求1至13項中任一項的制作方法制成。
15.一種具有疏水層的物品，其特征在于:該物品包含 一基材；及 一疏水層，形成于該基材表面， 其中，該疏水層借由權利要求1至13項中任一項的制作方法制成。
16.如權利 要求15所述的具有疏水層的物品，其特征在于:該基材為一集成電路芯片的金屬引腳，且該疏水層是形成于該金屬引腳的底端與頂端之間。
17.一種具有疏水層的物品，其特征在于:該物品包含 一基材；及 一疏水層，由施加于該基材表面的一反應氣體經等離子處理而形成于該基材表面，該反應氣體的主要成分為揮發態的烷基硅烷分子，該疏水層主要成分為硅及氧且厚度為300納米至500微米。
18.如權利要求17所述的具有疏水層的物品，其特征在于:該基材的材質選自半導體材料、玻璃、金屬、塑膠、橡膠、高分子聚合物、陶瓷材料、纖維材料、巖石、土質材料、膠結性材料及涂料所組成的群組。
19.一種模具的制作方法，其特征在于，該制作方法包含以下步驟 (A)制備一疏水層，該疏水層以權利要求1至13項中任一項的制作方法制成； (B)借由電鑄技術在該疏水層的表面形成一金屬層,該金屬層連接于該疏水層的表面完全貼合于該疏水層對應的表面；及 (C)分離該金屬層，而形成該模具。
20.如權利要求19所述的模具的制作方法，其特征在于:步驟(B)包括以下細步驟: (BI)借由物理氣相沉積技術或金屬鍍膜技術覆蓋一金屬起始層于該疏水層的表面；及 (B2)借由電化學沉積技術在該金屬起始層上形成該金屬層。
【文檔編號】C23C16/40GK103710679SQ201210380980
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年10月9日 優先權日:2012年10月9日
【發明者】楊啟榮, 蔡宗翰, 吳思賢, 張天立 申請人:楊啟榮