Oude Meer, März 2018 – In den letzten zehn Jahren haben Excimer-Strahlungsquellen
in vielen Bereichen der Oberflächenreinigung, Oberflächenaktivierung und Hydrophilisierung wie der Halbleiter-
und Flachbildschirmherstellung, aber auch in exotischen Anwendungen wie der Photofunktionalisierung menschlicher
Implantate für eine schnellere Heilung immer mehr an Bedeutung gewonnen. Alle diese Anwendungen basieren auf der Wirkung hochenergetischer
Strahlung in Kombination mit Sauerstoffradikalen, die durch die Strahlung aus der Luft gewonnen werden.
Verfahren auf Basis hochenergetischer Photonen
Die Behandlung erfolgt im Rahmen eines zweistufigen Verfahrens, bei dem biologische Verunreinigungen rückstandsfrei
von allen Arten von Oberflächen entfernt werden. In einem ersten Schritt werden die chemischen Bindungen der organischen Moleküle
durch eine 172 nm Strahlung direkt gespalten. In einem zweiten Schritt werden die Rückstände der gespaltenen Moleküle
durch radikalen Sauerstoff und Ozon von der Oberfläche entfernt, die durch die 172 nm Strahlung aus der
dünnen Luftschicht zwischen dem Modul und der Oberfläche erzeugt werden.
Die Vorteile dieser Technik liegen darin, dass kein Staub entsteht und
die Oberfläche nicht beschädigt oder erhitzt wird.
Im Allgemeinen funktioniert die Technik auf allen Arten von Substraten, während ursprünglich hauptsächlich Glas, Silizium und
andere Metalle gereinigt wurden.
Auch bei Polymeren läuft die Reinigung so ab, dass prozessbedingte Verunreinigungen sowie die ersten
Adsorptions- und Reaktionsschichten auf dem Polymer mit geringerer Oberflächenenergie entfernt werden. Zusätzlich
konnte im Rahmen einer XPS-Analyse gezeigt werden, dass der Sauerstoffgehalt der Oberflächenschichten teilweise signifikant
erhöht ist (z. B. 5 % bis 35 % bei PVC), was auch die Qualität der nachfolgenden Klebeprozesse
verbessert.
Keine Beschädigung der dünnen Schichten
Ushios Excimer-Strahlung ist bereits für ihre exzellente Oberflächenaktivierung und -reinigung bekannt.
Das ist neu:
Excimer-Strahlung kann auch auf bestehenden Beschichtungen wie funktionalen Schichten oder
Lacken sehr effizient eingesetzt werden.
Ein aktuelles Beispiel mit weitreichenden Anwendungsmöglichkeiten ist die Behandlung auf einer ITO-Schicht vor der Beschichtung mit einer
wasserbasierten lichtempfindlichen Polymerschicht im Rahmen des PhotoFlex-Projekts zur Herstellung organischer Solarzellen (http://
www.lat.rub.de/inhalt/forschung/photonflex.html). Bei diesem Test konnte die Oberflächenenergie der ITO-Schicht
Vor der Beschichtung Nach der Beschichtung
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Erfolgsgeschichte: Sunshower
auf PET von nur 25 mN/m auf bis zu 70 mN/m in einer Rolle-zu-Rolle-Anwendung verbessert werden. Nur mit
der Excimer-Technologie ist es daher möglich, die dünne ITO-Schicht (100 nm Dickenbereich) zu beschichten, da jede
andere Behandlungsmethode den empfindlichen Film zerstören würde.
Keine Lücken
Im Vergleich kann man direkt erkennen, dass die behandelte Folie ideal benetzt ist (rechts), während
die Beschichtungsflüssigkeit bei der unbehandelten Folie an der Düse haften bleibt.
Die Messungen zeigen auch, dass der Film auf der behandelten ITO-Schicht homogen und lückenlos ist.
Mit dieser Technik lassen sich auch innovative Materialkombinationen realisieren. Mit dem Auftragen
von Masken ist es sogar möglich, nur bestimmte Muster auf den Substraten zu behandeln, sodass das Material nur dort
behandelt wird, wo es erforderlich ist. Zudem können auch Funktionsmuster erzeugt werden.
Erstellung von Funktionsmustern möglich
Excimer-Strahlung kann mithilfe von Masken im μm-Bereich geformt werden. Dies kann einerseits
Prozesse ermöglichen, bei denen nur ausgewählte Bereiche bereits bearbeiteter Chips behandelt werden,
während andere, sensible Bereiche nicht betroffen sind.
Darüber hinaus ist es sogar möglich, organische Halbleiterkomponenten wie Transistoren herzustellen, während
eine hydrophobe Schicht auf dem Substrat mit einem Excimer-Lichtmuster behandelt wird. Anschließend wird eine metallische Nanotinte
aufgetragen, die nur an den zuvor beleuchteten Stellen aufgebracht wird. Dieses Muster bilden dann die
organischen Halbleiter, die u. a. von Takeo Minari herausgebracht werden.
Excimer Application Laboratory
Als Teil des Lösungsportfolios, das Ushio derzeit anbietet, können Kunden
das firmeninterne, maßgeschneiderte Excimer Application Laboratory nutzen, um Excimer-Anwendungen zu testen, Anwendungsdesigns zu verfeinern,
Einblicke zu gewinnen, sich technisches Wissen anzueignen und den Weg für bahnbrechende Innovationen
bei Excimer-Anwendungen zu ebnen.
Wenn Sie weitere Informationen darüber benötigen, wie Ushio mit Ihnen zusammenarbeiten kann, um durch die
Nutzung des Excimer Application Laboratory exzellente Ergebnisse zu erzielen, schicken Sie bitte eine E-Mail an Herrn Andreas Schäfert (excimer@ushio.eu).
Pressemitteilung (PDF) lesen: Ushios Excimer-Technologie ermöglicht die Produktion organischer Zellen – ermöglicht die Beschichtung dünner ITO-Schichten – ermöglicht innovative Materialkombinationen
