일반기술

플라즈마 이온 주입에 의한 고분자 소재의 표면 개질 방법 및 그 장치

본 발명은 진공조 내에 위치한 시료대 위에 판상의 고분자 시료를 위치시키고, 진공조 내에 가스를 도입하여 가스로부터 이온 플라즈마를 발생시키고, 부(-)의 고전압 펄스를 시료에 가臼 플라즈마로부터 추출된 이온이 고에너지를 보유한 채 고분자 시료의 표면에 주입되도록 하는 것이 특징인 고분자 소재의 표면 개질 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법을 따르면, 입사되는 이온의 에너지가 종래의 플라즈마를 이용한 고분자 표면 개질 방법에서의 이온 에너지보다 매우 높으므로 표면 개질 효율이 탁월하고 표면 이하 깊은 층까지 개질시 킬 수 있어 처리 후 시간에 따른 표면 특성 저하를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 고분자 표면 개질 방법은 대면적의 시료를 단시간내에 용이하게 균일 처리할 수 있으며, 고전압 펄스를 조절하여 이온 에너지를 쉽게 변화시킬 수 있을 뿐 아니라 장치의 구조 또한 매우 단순화시키므로 대량 생산 장치에 유리하다.1. 진공조 내에 위치한 시료대 위에 판상의 고분자 소재를 위치시키는 단계, 진공조 내에 플라즈마원 가스를 도입하는 단계, 도입된 플라즈마원 가스로부터 이온 플라즈마를 발생시키는 단계, 펄스 전압이 -1kV내지 -20kV이고, 펄스-오프 시의 전압이 0V내지 -1kV이면, 펄스 폭이 1μsec내지 50μsec이고, 펄스 주파수가 10Hz내지 500kHz인 부(負)의 고전압 펄스를 상기 고분자 소재 시료에 가하여, 플라즈마로부터 추출된 이온이 고에너지를 보유한 채 상기 시료의 표면에 주입되도록 하는 단계로 이루어진 것이 특징인 고분자 소재의 표면 개질 방법.2.제 1항에 있어서, 고분자 소재 시료의 표면을 플라즈마원 가스로서의 질소, 산소,아르곤 일산화탄소, 헬륨 또는 그들의 혼합가스를 사용하여 처리함으로써 친수 특성을 향상시키는 것이 특징인 방법.3. 제 1항에 있어서, 고분자 소재 시료의 표면을 플라즈마원 가스로서의 메탄 또는 CF₄가스를 사용하여 처리함으로써 소수 특성을 향상시키는 것이 특징인 방법.4. 제 1항에 있어서, 플라즈마원 가스로서 상기 제2항 및 제 3항에 기재된 가스들의 혼합 가스르르 사용하거나 교대로 사용하여 고분자 소재 시료의 표면을 처리하는 것이 특징인 방법.5. 접지된 진공조(1)및 진공 펌프(2), 이 진공조 내에 가스를 도입하는 가스 도입 장치(3), 진공조 내에 시료를 지지하는 시료대(8), 시료에 가할 부(負)의 호전압 펄스를 발생시키는 고전압 펄스 발생 장치(9)로 이루어진 고분자 표면 개질용 플라즈마 이온 주입 장치에 있어서, 시료대(8)의 고분자 시료 상면에만 플라즈마 이온이 대면적으로 균일하게 주입되도록 시료대가 플레이트 모양인 것이 특징인 고분자 표면 개질용 플라즈마 이온 주입 장치.6. 제 5항에 있어서, 플라즈마가 진공조 내의 안테나(5)와 RF전력 공급 장치(7)및 매칭 네트워크(6)에 의해 진공조 내에 도입된 가스로부터 발생되는 것이 특징인 장치.7. 제 5항에 있어서, 플라즈마가 시료에 대향하여 접지된 진공조의 내벽을 이용하여 시료에 고전압 펄스가 가해질 때 시료와 접지체 사이에 형성되는 강한 전기장에 의해 진공조 내에 도입된 가스로부터 발생되는 것이 특징인 장치.