CN117534339A - 包含板材和载体的方法和制品 - Google Patents

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Abstract

一种制品，其包含载体、板材和表面改性层，所述载体包含载体结合表面，所述板材包含板材结合表面，且所述表面改性层设置在载体结合表面和板材结合表面中的至少一种上。表面改性层包含等离子体聚合材料。等离子体聚合材料使载体结合表面和板材结合表面中的至少一种平面化。载体结合表面和板材结合表面与表面改性层结合，以使载体与板材暂时结合。一种制造制品的方法，所述方法包括在载体结合表面和板材结合表面的至少一种上沉积表面改性层。所述方法还包括使载体结合表面和板材结合表面与表面改性层结合，以使载体与板材暂时结合。

Description

包含板材和载体的方法和制品
本申请是申请人为康宁股份有限公司、发明名称为“包含板材和载体的方法和制品”、申请号为201680037632.2的中国发明专利申请的分案。该母案是国际申请号为PCT/US2016/038663、国际申请日为2016年6月22日的国际申请的中国国家阶段，要求美国专利申请62/185,095的优先权，优先权日为2015年6月26日。
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求2015年6月26日提交的序列号为62/185095的美国临时申请的优先权，本申请以其内容为基础，并通过参考将其全文纳入本文。
技术领域
本公开总体上涉及包含板材和载体的方法和制品，更具体而言，涉及提供暂时结合至载体的板材的方法和制品。
背景
希望提供一种挠性玻璃板材，其能够为制造更薄、更轻、更有挠性且更耐久的显示结构提供可能性。然而，玻璃板挠性的增加对利用通常设计用于处理相对较厚且相对较硬的玻璃板的设备来加工玻璃板造成了障碍。为了解决这一问题，可使挠性玻璃板暂时结合至载体。所得到的制品相比于挠性玻璃板本身相对更厚且相对更硬。随后，在玻璃板与载体保持结合的同时，利用加工玻璃板的设备来处理该制品。经过加工后，可将挠性玻璃板从载体上移除，然后用于显示器或其它装置中。
希望通过使用足以在利用加工设备处理制品的同时使板材与载体保持结合的载体范德华结合来将挠性板材(例如挠性玻璃板)暂时结合至载体。此外，希望按照该方式使挠性板材暂时结合至载体，从而抑制(例如防止或减弱)板材和载体之间共价键的形成，所述共价键的形成可使得后续在不损伤或损毁板材和/或载体的条件下从载体上除去板材变得复杂或不可行。增加载体结合表面和板材结合表面中的一种的表面粗糙度可抑制(例如防止或减弱)后续高温加工过程中或之后的板材和载体之间共价键的形成。然而，增加了的表面粗糙度可显著降低在低温加工过程中用于使板材和载体结合在一起的范德华结合力，以至于表面的自发结合不能发生，或者所产生的表面结合会很弱，使得该结合在利用设备进行加工的过程中无法维持。
发明概述
下文对本公开进行了简单的小结，以提供对于详述中所描述的一些示例性的方面的基本理解。本公开提供了一种包含等离子体聚合材料的表面改性层。等离子体聚合材料使载体结合表面和板材结合表面中的至少一种平面化，所述载体结合表面和板材结合表面中的至少一种在平面化之前具有中等表面粗糙度(本文所述的表面粗糙度是指均方根表面粗糙度，Rq)。通过利用等离子体聚合材料降低表面粗糙度，范德华结合力可足够高，以允许板材对载体产生初始结合，该初始结合将会在利用设备进行加工的过程中得到保持。同时，等离子体聚合材料能够抑制(例如防止或减弱)板材与载体之间共价键的形成，所述共价键的形成会阻止加工后板材与载体分离。
在本公开的第一方面中，一种制品包含载体、板材和表面改性层，所述载体包含载体结合表面，所述板材包含板材结合表面，且所述表面改性层设置在载体结合表面和板材结合表面中的至少一种上。表面改性层包含等离子体聚合材料。等离子体聚合材料使载体结合表面和板材结合表面中的至少一种平面化。载体结合表面和板材结合表面与表面改性层结合，以使载体与板材暂时结合。
在第一方面的一个例子中，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。
在第一方面的另一个例子中，载体结合表面和板材结合表面中的至少一种具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。
在第一方面的另一个例子中，载体结合表面和板材结合表面中的至少一种具有大于约2.0nm的表面粗糙度Rq。
在第一方面的另一个例子中，表面改性层具有弹性模量和塑性中的至少一种，以使载体结合表面的一部分和板材结合表面的一部分中的至少一种可侵入表面改性层。例如，弹性模量在约0.6GPa至约20GPa的范围内。
在第一方面的另一个例子中，载体和板材中的至少一种包含玻璃。
在第一方面的另一个例子中，载体具有在约200微米至约3mm范围内的厚度。
在第一方面的另一个例子中，板材具有小于或等于约300微米的厚度。
在第一方面的另一个例子中，表面改性层具有在约0.1nm至约100nm范围内的厚度。
第一方面可单独提供，或者以与上述第一方面的一个例子或多个例子的任意组合相结合的形式提供。
在本公开的第二方面中，一种制品包含载体、板材以及载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种，所述载体包含载体结合表面，所述板材包含板材结合表面，所述载体表面改性层设置在载体结合表面上，且所述板材表面改性层设置在板材结合表面上。载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种包含等离子体聚合材料。等离子体聚合材料使载体结合表面和板材结合表面中的至少一种平面化。载体结合表面和板材结合表面与载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种结合，以使载体与板材暂时结合。
在第二方面的一个例子中，对于载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种，制品只包含载体表面改性层。板材结合表面的至少一部分侵入载体表面改性层。
在第二方面的另一个例子中，对于载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种，制品只包含板材表面改性层。载体结合表面的至少一部分侵入板材表面改性层。
在第二方面的另一个例子中，对于载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种，制品包含载体表面改性层和板材表面改性层。满足以下中的至少一项：(i)板材结合表面的一部分侵入载体表面改性层；以及(ii)载体结合表面的一部分侵入板材表面改性层。
在第二方面的另一个例子中，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。
在第二方面的另一个例子中，载体结合表面和板材结合表面中的至少一种具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。
第二方面可单独提供，或者以与上述第二方面的一个例子或多个例子的任意组合相结合组合的形式提供。
在本公开的第三方面中，一种制造制品的方法，所述方法包括在载体的载体结合表面和板材的板材结合表面的至少一种上沉积表面改性层。表面改性层包含等离子体聚合材料。等离子体聚合材料使载体结合表面和板材结合表面中的至少一种平面化。所述方法包括使载体结合表面和板材结合表面中的至少一种与表面改性层结合，以使载体与板材暂时结合。
在第三方面的一个例子中，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。
在第三方面的另一个例子中，载体结合表面和板材结合表面中的至少一种具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。
在第三方面的另一个例子中，所述方法还包括表面改性层的弹性模量和塑性中的至少一种，所述弹性模量和塑性允许载体结合表面的一部分和板材结合表面的一部分中的至少一种侵入表面改性层。
第三方面可单独提供，或者以与上述第三方面的一个例子或多个例子的任意组合相结合的形式提供。
附图的简要说明
参照附图阅读本发明的以下详细描述，可以更好地理解本发明的上述和其它特征、方面和优点，其中：
图1例示了一种处于未组装(例如未结合)状态下的示例性制品；
图2例示了一种处于组装(例如暂时结合)状态下的示例性制品；以及
图3～14例示了各种实施方式，利用这些实施方式，载体结合表面和板材结合表面中的至少一种与表面改性层结合，以使载体与板材暂时结合。
发明详述
在此将参照附图更完整地描述各个例子。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。。
参考图1和图2，提供了一种具有各种可单独或组合使用的示例性特征的示例性制品100。图1所示的示例性制品100处于未组装(例如未结合)状态，而图2所示的示例性制品100处于组装(例如结合)状态。如图所示，制品100可包含载体110、板材120和表面改性层130。载体可包含载体结合表面115。板材可包含板材结合表面125。如图2所示，载体结合表面115、板材结合表面125和表面改性层130可结合在一起以形成制品100，以使载体110与板材120暂时结合。
载体110可由以下物质制成或包含以下物质：玻璃(例如铝硅酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐且可含有碱金属或不含碱金属)、陶瓷、玻璃-陶瓷、金属、硅、多晶硅、单晶硅、蓝宝石、石英或单独或与其它材料组合的包括未在本文中明确列出的任意其它材料。另外，载体110可包含一个层(如图所示)，或者包含彼此结合的多个层(包括相同或不同材料的多个层)。另外，载体110可为1代(Gen 1)尺寸或更大，例如2代、3代、4代、5代、8代或更大(例如，板材尺寸为100mm×100mm～3米×3米或更大)。板材120可由以下物质制成或包含以下物质：玻璃(例如铝硅酸盐、硼硅酸盐、铝硼硅酸盐、钠钙硅酸盐且可含有碱金属或不含碱金属)、陶瓷、玻璃-陶瓷、金属、一种聚合物或多种聚合物、一种聚合物或多种聚合物与玻璃的复合材料、硅、多晶硅、单晶硅、蓝宝石、石英或单独或与其它材料组合的包括未在本文中明确列出的任意其它材料。另外，板材120可为1代(Gen 1)尺寸或更大，例如2代、3代、4代、5代、8代或更大(例如，板材尺寸为100mm×100mm～3米×3米或更大)。此外，板材120可以是包含通孔的插入件(例如插入板或插入晶片)。
制品100可具有制品厚度101，载体110可具有载体厚度111，且板材120可具有板材厚度121，表面改性层130可具有表面改性层厚度131。制品厚度101包含载体厚度111、板材厚度121和表面改性层厚度131。在一个例子中，制品100具有在约0.4mm至约3.0mm范围内的制品厚度101，包括但不限于大于或等于0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、2.0mm或3.0mm。应当理解的是，制品100的制品厚度101可以是任意厚度，包括未在本公开中明确公开的任意厚度(例如小于0.4mm的厚度、大于3.0mm的厚度或任意其它厚度)。在另一个例子中，载体110可具有在约0.2mm至约3mm范围内的载体厚度111，包括但不限于0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、1.0mm、2.0mm或3.0mm。应当理解的是，载体的载体厚度111可以是任意厚度，包括未在本公开中明确公开的任意厚度(例如小于0.2mm的厚度、大于3mm的厚度或任意其它厚度)。在另一个例子中，板材120可具有小于或等于约300微米的板材厚度121，包括但不限于10～50微米、50～100微米、100～150微米、150～300微米或小于或基本上等于300、250、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60、50、40、30、20或10微米。应当理解的是，板材120的板材厚度121可以是任意厚度，包括未在本公开中明确公开的任意厚度(例如大于300微米的厚度或任意其它厚度)。在另一种例子中，表面改性层130可具有在约0.1nm至约100nm范围内的表面改性层厚度131。应当理解的是，表面改性层130的表面改性层厚度131可以是任意厚度，包括未在本公开中明确公开的任意厚度(例如小于0.1nm的厚度、大于100nm的厚度或任意其它厚度)。
在一些例子中，制品厚度101可配置成提供可在加工设备(包括现有的加工设备)中加工的具有制品厚度101的制品100。例如，载体结合表面115、板材结合表面125和表面改性层130可被结合在一起，随后经历各种加工。在经过加工后，可分离板材120和载体110，包括可在加工过程中制造在板材上的任意装置，且例如可重复使用载体110。一些加工类型包括真空加工、湿法加工、超声清洁加工、旋转-清洁-干燥(SRD)加工和高温加工，例如FPD加工、p-Si和氧化物TFT制造、IGZO背板加工和LTPS、非晶硅(aSi)底栅TFT、多晶硅(pSi)顶栅TFT、非晶氧化物(IGZO)底栅TFT、触摸屏制造和插入件制造。
对表面改性层130进行配置以控制载体结合表面115与板材结合表面125之间的结合强度(例如粘合能或结合能)。具体而言，表面改性层130以一种方式与载体结合表面115和板材结合表面125结合，该方式的结合足以在制品100的加工过程中使板材120与载体110结合在一起，同时允许在加工后分离板材120和载体110而不产生损伤(例如毁灭性的损伤，例如使载体110或板材120破裂成两片或更多片碎片)，也就是说，使板材120与载体110暂时连接。表面改性层130可包含例如通过等离子体沉积形成的等离子体聚合材料。将会在下文中更详细讨论，等离子体聚合材料可使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种平面化。
通常，最早由Dupre(1869)定义的两个表面之间的粘合能(W)由下式给出：
W＝Y1+Y2-Y12 (1)
(《用于预估表面和界面能的理论：I.推导和应用于界面张力》(A theory for theestimation of surface and interfacial energies.I.derivation and applicationto interfacial tension)L.A.Girifalco和R.J.Good。物理化学期刊(J.Phys.Chem.)，第61卷，第904页)，其中，(Y1)、(Y2)和(Y12)、Y1、Y2和Y12分别是表面1、表面2的表面能以及表面1和表面2的界面能。单独的表面能(Y)通常是两个项的组合：色散部分Yd和极性部分(YP)，其中：
Y＝Yd+Yp (2)
当粘合主要是由于伦敦(London)色散力(Yd)和极性力(Yp)(例如氢键)产生时，界面能(Y12)可由下式给出：
(Girifalco和R.J.Good，如上所述)。
将(3)代入(1)后，粘合能(W)可近似为：
在上式(4)中，只考虑了粘合能的范德华力(和/或氢键)部分。这包括极性-极性相互作用[基桑(Keesom)力]、极性-非极性相互作用[德拜(Debye)力]和非极性-非极性相互作用(伦敦力)。然而，也可存在其它吸引能，例如共价键合和静电结合。因此，以更普遍的形式，上式(4)可写成：
其中，(Wc)和(We)是共价和静电粘合能。
结合能是指将板材与载体分离所需要的能量。结合能可通过各种方式测量。例如，如本文所用，结合能按照以下方式测量。
可使用双悬臂梁法(也称为滑楔法)测量结合能。在这种方法中，在结合的板材和载体的边缘处放置厚度(t)已知的滑楔。滑楔能够产生特有的脱层距离(L)。测量该脱层距离，并将其用于计算结合能(YBE)。
其中，(E1)是载体的弹性模量，(t1)是载体的厚度，(E2)是板材的弹性模量，(t2)是板材的厚度。
共价粘合能(例如在硅晶片结合中)包括一种情况，在该情况中，将一对通过氢键初始结合的晶片加热至较高的温度以使大量或全部的硅醇-硅醇氢键转化成Si-O-Si共价键。最初的室温氢键(或范德华力)能够产生约100～200mJ/m2的粘合能，其足以在某一加工过程中使晶片保持在一起，同时仍然允许结合的表面分离。然而，在高温加工过程中(例如，包含在约400至约800℃范围内的温度的加工)，形成了完全共价键合的晶片对，且无法分离结合表面。在高温加工过程中产生的键具有约1000～3000mJ/m2的粘合能，且两个晶片作为一个整体件发挥作用(例如板材结合表面125永久地结合至载体结合表面115)。
在另一个例子中，如果将要结合的两个表面都完全地涂覆有低表面能材料(例如烃聚合物或氟聚合物)，且该低表面能材料具有足够厚的厚度以屏蔽下方基材的效应，则粘合能就是该低表面能涂覆材料的粘合能。该结合可能很弱，导致结合表面之间的粘合很弱或不粘合，以使结合的制品无法在例如板材120不与载体110分离的条件下经历加工。
考虑以下两种情况：(a)在室温下通过氢键结合将硅烷醇基团饱和的两个经过标准清洁1(在本领域中被称为SC1)清洁的玻璃表面结合在一起(从而粘合能约为100～200mJ/m2)，然后将其加热至能够将硅烷醇基团转化为共价Si-O-Si键的高温(从而粘合能变成约1000～3000mJ/m2)；(b)在室温下使完全涂覆有具有低表面粘合能(例如每个表面约为12mJ/m2)的两个玻璃表面结合，并将其加热至高温。在情况(a)中，加热至高温后的粘合能过强而使得这对玻璃表面不可分离。在情况(b)中，不但在室温下表面没有结合(因为当将表面放在一起时，约为24mJ/m2总粘合能过低)，而且它们在高温下也不结合，因为不存在(或存在过少的)极性反应基团。因此，在这两种极端情况之间存在一个粘合能范围，例如在约50～1000mJ/m2之间，该范围内的粘合能可产生所需程度的受控或暂时结合。
本申请公开了用于提供制品100的方法，所述制品100包含表面改性层130，所述表面改性层130配置成例如在加工过程中使载体结合表面115与板材结合表面125暂时结合，同时还允许在加工后使载体110与板材120分离。式(5)阐述了粘合能是四种表面能参数加上了共价和静电能(如果有)的函数。因此，可通过控制表面改性材料(例如表面改性层130)来实现合适的粘合能。在一个例子中，载体110和板材120中的至少一种包含玻璃。
此外，本申请公开了出人意料的结果。具体而言，曾预期在载体结合表面115和板材结合表面125的至少一种上沉积涂层或层(例如表面改性层130)不会对载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)产生影响(例如保持不变)或加强(例如增大)载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)。然而，本申请公开了设置在载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种上的表面改性层130，其中，表面改性层130包含等离体聚合材料，且其中，出人意料的是，等离子体聚合材料能够使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种平面化(例如降低了载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的表面粗糙度)。
基于该令人吃惊且出人意料的与等离体体聚合材料相关联的平面化，载体结合表面115、板材结合表面125和表面改性层130被结合在一起，从而制品100能够经历加工，且在经过加工后，载体110和板材120可彼此分离，即，载体110与板材120临时结合。应当理解的是，关于表面改性层130使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的“平面化”，表面改性层130应当被理解为设置在载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种上。即，表面改性层在载体结合表面115和板材结合表面125中至少一种上形成了层或涂层，且所述层或涂层一旦形成于这些表面上，单独或者与下方载体结合表面115和板材表面125中的至少一种的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)相结合，所述层或涂层的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)小于下方载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)。
例如，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种可具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。在另一个例子中，未平面化的载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种可具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。在另一个例子中，未平面化的载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种可具有大于约2.0nm的表面粗糙度Rq。在另一个例子中，表面改性层130具有弹性模量和塑性。弹性模量和塑性中的至少一种可使得载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的至少一部分可侵入表面改性层130。例如，弹性模量可在约0.6GPa至约20GPa的范围内。应当理解的是，表面改性层130可具有弹性模量和塑性中的至少一种，以使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的至少一部分可侵入表面改性层130，包括未在本文中明确公开的任意弹性模量或塑性(例如小于0.6GPa的弹性模量、大于20GPa的弹性模量或任意其它弹性模量或塑性)。
一种示例性的制造制品的方法，所述方法包括在载体110的载体结合表面115和板材120的板材结合表面115的至少一种上沉积表面改性层130。表面改性层130包含等离子体聚合材料。等离子体聚合材料使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种平面化。所述方法还包括使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种与表面改性层130结合。在一个例子中，所述方法还包括对表面改性层130的弹性模量和塑性中的至少一种进行选择，以允许载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种的至少一部分侵入表面改性层130。
图3～14例示了各种不同的实施方式，利用这些实施方式，载体结合表面115和板材结合表面125可与表面改性层130结合，以使载体110与板材120暂时结合。出于例示目的，载体结合表面115、板材结合表面125以及表面改性层130的相应表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)以相对表面粗糙度显示。此外，可在载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一者的整体(例如100％覆盖率)上设置表面改性层130。在另一些例子中，可在载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一者的小于整体(例如小于100％覆盖率)上设置表面改性层130。
此外，应当理解的是，所例示的表面粗糙度是锯齿状或三角形图案，这只是出于例示目的，不应当被解读为限制本公开的范围。本文中可考虑载体结合表面115、板材结合表面125和表面改性层130中的任一种或更多种上具有任意形状、尺寸或突起物分布。此外，载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种可侵入表面改性层130中任意量。应当理解的是，载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种侵入表面改性层130中越深，载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种与表面改性层130相接触的相应表面积就越大，且载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种与表面改性层130之间的结合强度(例如粘合能)也越大。可通过以下中的至少一种来控制侵入量：例如，调整表面改性层130的弹性模量和塑性中的至少一种；(例如通过层压或在高压锅中)在载体110和板材120中的至少一种上施加变化量的压力；以及改变表面改性层130的厚度，以使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种侵入表面改性层130的量更大或更小。
如图3所示，载体结合表面115和板材结合表面125可具有图示为相对较平滑(例如小于0.8nm)的相同或相似的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，且载体结合表面115与板材结合表面125可通过表面改性层130结合，以使载体110与板材120暂时结合。如图4所示，载体结合表面115可具有图示为相对平滑(例如小于0.8nm)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，而板材结合表面125可具有图示为中等粗糙(例如在约0.8nm至约5.0nm范围内)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)。如图所示，表面改性层130使中等粗糙的板材结合表面125平面化，从而载体结合表面115和板材结合表面125可与表面改性层130结合，以使载体110与板材120暂时结合。如图5所示，载体结合表面115可具有图示为中等粗糙(例如在约0.8nm至约5.0nm范围内)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，而板材结合表面125可具有图示为相对平滑(例如小于0.8nm)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)。如图所示，表面改性层130使中等粗糙的载体结合表面115平面化，从而载体结合表面115和板材结合表面125可与表面改性层130结合，以使载体110与板材120暂时结合。如图6所示，载体结合表面115和板材结合表面125可具有图示为中等粗糙(例如在约0.8nm至约5.0nm)的相同或相似的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)。如图所示，表面改性层130可使中等粗糙的载体结合表面115和中等粗糙的板材结合表面125平面化，从而载体结合表面115和板材结合表面125可与表面改性层130结合，以使载体110与板材120暂时结合。在另一些例子中，载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种可具有任意表面粗糙度(例如大于5.0nm的表面粗糙度Rq)，包括未在本文中明确公开的表面粗糙度Rq，且表面改性层130可使载体结合表面115和板材结合表面125平面化，以使载体结合表面115和板材结合表面125可与表面改性层130结合，从而载体110与板材120暂时结合。
如图3～6所示，载体结合表面115和板材结合表面125可通过位于它们之间的表面改性层130而彼此隔开(例如不触碰)。在这种配置中，即使在高温下进行加工之后，也几乎观察不到至观察不到在载体结合表面115与板材结合表面125之间存在共价键合。取而代之的是，在这种配置中，将载体结合表面115、板材结合表面125和表面改性层130结合在一起的主要作用力是载体结合表面115与表面改性层130之间的范德华力和板材结合表面125与表面改性层130之间的范德华力。板材结合表面125与表面改性层130之间的共价键合以及载体结合表面115与表面改性层130之间的共价键合也可发生，只要上述共价键合对于加工后将载体110与板材120彼此分离的能力的影响最小或没有影响。例如，可通过粘合失效(例如，在粘合失效中，表面改性层130与载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一者分离)和内聚失效(例如，在内聚失效中，表面改性层130与其自身分离)中的至少一种来使载体110与板材120彼此分离。
如图7～9所示，载体结合表面115和板材结合表面125可通过位于它们之间一些位置处的表面改性层130彼此隔开(例如不触碰)，并且在其它位置处彼此接触，且在它们之间没有表面改性层130。在这种配置中，即使在高温下加工后，在载体结合表面115和板材结合表面125通过位于它们之间的表面改性层130而彼此隔开(例如不触碰)的位置处也几乎观察不到或观察不到在载体结合表面115与板材结合表面125之间存在共价键合。可在载体结合表面115与板材结合表面125彼此接触且在它们之间没有表面改性层130的区域中观察到载体结合表面115与板材结合表面125之间的共价键合。在这种配置中，将载体结合表面115、板材结合表面125和表面改性层130结合在一起的主要作用力仍然是载体结合表面115与表面改性层130之间的范德华力和板材结合表面125与表面改性层130之间的范德华力。如同上述图3～6中所例示的示例性实施方式那样，图7～9中所例示的示例性实施方式的板材结合表面125与表面改性层130之间的共价键合以及载体结合表面115与表面改性层130之间的共价键合也可发生，只要上述共价键合对于加工后将载体110与板材120彼此分离的能力的影响最小或没有影响。例如，可通过粘合失效(例如，在粘合失效中，表面改性层130与载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一者分离)和内聚失效(例如，在内聚失效中，表面改性层130与其自身分离)中的至少一种来使载体110与板材120彼此分离。而且，因为使载体110与板材120结合的主要作用力是表面改性层130与载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种之间的范德华力，在载体结合表面115与板材结合表面125之间(例如在载体结合表面115与板材结合表面125接触的区域中)形成的任意共价键可(例如在加工后)在不损伤载体110和板材120中的一种或两种(例如破碎成两片或更多片)的条件下被打破，以允许载体110与板材120分离。
如图7所示，载体结合表面115可具有图示为相对平滑(例如小于0.8nm)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，而板材结合表面125可具有图示为中等粗糙(例如在约0.8nm至约5.0nm范围内)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，且中等粗糙的板材结合表面125在一些位置处与相对平滑的载体结合表面115接触，且在它们之间没有表面改性层130，而中等粗糙的板材结合表面125在另一些位置处与相对平滑的载体结合表面115通过它们之间的表面改性层130而隔开。如图所示，表面改性层130使中等粗糙的板材结合表面125平面化，以使载体结合表面115、板材结合表面125以及表面改性层130可结合在一起，以在载体110与板材120之间形成临时结合。
如图8所示，载体结合表面115可具有图示为中等粗糙(例如在约0.8nm至约5.0nm范围内)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，而板材结合表面125可具有图示为相对平滑(例如小于0.8nm)的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，且中等粗糙的载体结合表面115在一些位置处与相对平滑的板材结合表面125接触，且在它们之间没有表面改性层130，而中等粗糙的载体结合表面115在另一些位置处与相对平滑的板材结合表面125通过它们之间的表面改性层130而隔开。如图所示，表面改性层130使中等粗糙的载体结合表面115平面化，以使载体结合表面115、板材结合表面125以及表面改性层130可结合在一起，以在载体110与板材120之间形成临时结合。
如图9所示，载体结合表面115和板材结合表面125可具有图示为中等粗糙(例如在约0.8nm至约5.0nm范围内)的相同或相似的表面粗糙度(例如表面粗糙度Rq)，且中等粗糙的板材结合表面125在一些位置处与中等粗糙的载体结合表面115接触，且在它们之间没有表面改性层130，而中等粗糙的板材结合表面125在另一些位置处与中等粗糙的载体结合表面115通过它们之间的表面改性层130而隔开。如图所示，表面改性层130可使中等粗糙的载体结合表面115和中等粗糙的板材结合表面125平面化，以使载体结合表面115、板材结合表面125以及表面改性层130可结合在一起，以在载体110与板材120之间形成临时结合。
图10～14显示了包含载体结合表面115的载体110、包含板材结合表面125的板材120以及设置在载体结合表面115上的载体表面改性层130a和设置在板材结合表面125上的板材结合表面改性层130b中的至少一种。载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种包含等离子体聚合材料。等离子体聚合材料使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种平面化。使载体结合表面115、板材结合表面125以及载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种结合在一起，以在载体110与板材120之间形成临时结合。
关于图10～14中所例示的示例性实施方式，即使在高温下进行加工之后，也几乎观察不到至观察不到在载体结合表面115与板材结合表面125之间存在共价键合。取而代之的是，在这种配置中，使载体结合表面115、板材结合表面125以及载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种结合在一起的主要作用力是：(i)载体结合表面115与载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种之间的范德华力；(ii)板材结合表面125与板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种之间的范德华力；以及(iii)在表面改性层130a和130b都存在的情况下，载体表面改性层130a与板材表面改性层130b之间的范德华力。另外，即使在高温下加工后，在载体结合表面115和板材结合表面125通过位于它们之间的载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种而彼此隔开(例如不触碰)的位置处也几乎观察不到或观察不到在载体结合表面115与板材结合表面125之间存在共价键合。可在载体结合表面115与板材结合表面125彼此接触且在它们之间没有载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种的区域中观察到载体结合表面115与板材结合表面125之间的共价键合。在这种配置中，使载体结合表面115、板材结合表面125以及载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种结合在一起的主要作用力仍然是：(i)载体结合表面115与载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种之间的范德华力；(ii)板材结合表面125与板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种之间的范德华力；以及(iii)在表面改性层130a和130b都存在的情况下，载体表面改性层130a与板材表面改性层130b之间的范德华力。如同上述图3～9中所例示的示例性实施方式那样，图10～14中所例示的示例性实施方式的载体结合表面115与载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种之间的共价键合、板材结合表面125与板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种之间的共价键合以及当表面改性层130a和130b都存在时表面改性层130a与130b之间的共价键合也可发生，只要上述共价键合对于加工后将载体110与板材120彼此分离的能力的影响最小或没有影响。例如，可通过粘合失效(例如，在粘合失效中，载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种与载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种分离)和内聚失效(例如，在内聚失效中，载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种与它们自身和彼此中的至少一种分离)中的至少一种来使载体110与板材120彼此分离。而且，因为使载体110和板材120结合的主要作用力是：(i)载体结合表面115与载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种之间的范德华力；(ii)板材结合表面125与板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种之间的范德华力；以及(iii)在表面改性层130a和130b都存在的情况下，载体表面改性层130a与板材表面改性层130b之间的范德华力，所以载体结合表面115与板材结合表面125之间(例如在载体结合表面115与板材结合表面125接触的区域中)形成的任意共价键可(例如在加工后)在不损伤载体110和板材120中的一种或两种(例如破碎成两片或更多片)的条件下被打破，以允许载体110与板材120分离。
图10显示了对于载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种，制品包含设置在载体结合表面115上的载体表面改性层130a和设置在板材结合表面125上的板材表面改性层130b。在一个例子中，板材结合表面125中的至少一种的至少一部分侵入载体表面改性层130a，且载体结合表面115侵入板材表面改性层130b。在另一些例子中，板材结合表面125可不延伸超出板材表面改性层130b，且载体结合表面115可不延伸超出载体表面改性层130a。在另一些例子中，板材结合表面125的至少一部分可侵入载体表面改性层130a，而载体结合表面115可不延伸超出载体表面改性层130a。而在另一些例子中，载体结合表面115的至少一部分可侵入板材表面改性层130b，而板材结合表面125可不延伸超出板材表面改性层130b。
图11显示了对于载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种，制品只包含设置在板材结合表面125上的板材表面改性层130b。如图13所示，载体结合表面115的至少一部分侵入板材表面改性层130b。如图所示，板材表面改性层130b使板材结合表面125平面化，以使载体结合表面115、板材结合表面125以及板材表面改性层130b结合在一起(且载体结合表面115的至少一部分侵入板材表面改性层130b中)，以在载体110与板材120之间形成临时结合。
图12显示了对于载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种，制品只包含设置在载体结合表面115上的载体表面改性层130a。如图14所示，板材结合表面125的至少一部分侵入载体表面改性层130a。如图所示，载体表面改性层130a使载体结合表面115平面化，以使载体结合表面115、板材结合表面125以及载体表面改性层130a结合在一起(且板材结合表面125的至少一部分侵入载体表面改性层130a中)，以在载体110与板材120之间形成临时结合。
如图13和图14所示，可在以下各项之间形成间隙(例如本领域已知的空气间隙或“气泡”)：(i)载体结合表面115与载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种之间；和/或(ii)板材结合表面125与板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种之间。在另一些例子(例如图10)中，可对(i)载体结合表面115进入载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种的侵入量；和/或(ii)板材结合表面125进入板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种的侵入量进行控制，以使得在(i)载体结合表面115与载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种之间；以及/或者在板材结合表面125与板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种之间不形成气泡。例如，可通过以下各项中的至少一种措施使载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种侵入载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种的量更大或更小：调整载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种的弹性模量和塑性中的至少一种；(例如通过层压或在高压釜中)在载体110和板材120中的至少一种上施加变化量的压力；以及改变载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种的厚度。在另一些例子中，以下两种侵入中的至少一种可提供小于、等于或大于其间例如不具有表面改性层(例如贴合的表面层)的表面之间的(例如基于范德华力和共价键合中的至少一种的)粘合能的(例如基于范德华结合的)粘合能：(i)载体结合表面115侵入载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种；以及(ii)板材结合表面125侵入板材表面改性层130b和载体表面改性层130a中的至少一种，这与上述表面中的一个或两个的相对表面粗糙度无关。
应当理解的是，可对图3～14中所例示的实施方式中的任一种或更多种组合进行结合，以使载体110与板材120暂时结合。此外，在一个例子中，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种可具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。在另一个例子中，在平面化以前，载体结合表面115和板材结合表面125中的至少一种可具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。如上所述，本文中也考虑载体结合表面115、板材结合表面125以及载体表面改性层130a和板材表面改性层130b中的至少一种的其它表面粗糙度。
如上所述，表面改性层130可包含等离子体聚合材料。在一个例子中，等离子体聚合材料可包括利用化学气相沉积法形成的等离子体聚合物膜，在化学气相沉积法中，利用等离子体活化和沉积前体，以形成聚合材料。在另一个例子中，等离子体聚合材料(例如等离子体聚合物膜)可包含脂族烃或芳族烃、聚酯或聚酰亚胺。在另一些例子中，可在大气压力或降低了的压力下沉积等离子体聚合物。此外，可通过等离子体沉积来形成等离子体聚合离子聚合材料，所述等离子体沉积包括由源气体的等离子体激发(例如DC或RF平行板、电感耦合等离子体(ICP)、电子回旋共振(ECR)、下游微波或RF等离子体)。在一些例子中，源气体可包括碳氟化合物源(例如CF4、CHF3、C2F6、C3F6、C2F2、CH3F、C4F8、含氯氟烃或氟氯烃化合物)；烃(例如烷烃，包括甲烷、乙烷、丙烷或丁烷)；烯烃(包括例如乙烯或丙烯)；炔烃(包括例如乙炔)；或者芳族化合物(包括例如苯或甲苯)。在另一些例子中，源气体可包括氢气或其它源气体，包括SF6。另外，等离子体聚合形成了一层高度交联的材料。在一些例子中，可利用对反应条件和源气体的控制来控制膜的厚度、密度和化学性质以例如使官能团适合所需的应用。应当理解的是，本文所描述的特定的等离子体聚合物膜是非限定性的具有代表性的例子，本领域技术人员将会意识到，相似的优势可通过不同的等离子体几何构型和原材料来实现，包括未在本文中明确公开的等离子体聚合物。具体而言，本申请预期在本公开范围内的任意配置成使表面平面化的等离子体聚合材料。
而且，以下特定实施例是关于上文所述的示例性实施方式，应理解为非限制性的具有代表性的实施例。
在第一个实施例中，在Oxford PlasmaLab 100蚀刻工具中使用甲烷和氢气沉积脂族等离子体聚合物膜。处理条件为2标准立方厘米每分钟(sccm)的甲烷、38sccm的氢气、25毫托(mT)压力、275瓦(W)、13.56兆赫兹(MHz)无线电频率(RF)。改变处理时间以将等离子体聚合物的厚度从11纳米(nm)调节至60纳米。在n&k分析仪上使用无定形碳模型来测量厚度。在相同的Oxford工具中以25sccm的氮气、25sccm的氧气、O2 10mT、300W RF以及5秒(sec.)的处理时间来活化表面。此外，在433毫升(ml)去离子(DI)水、106ml的盐酸以及11ml的49％氢氟酸的水溶液中在室温下蚀刻200微米(um或微米)厚度的玻璃基材1分钟(min.)。这产生了1.0nm均方根(RMS，Rq)表面粗糙度，其由原子力显微镜(AFM)测量。使粗糙化的薄玻璃结合至等离子体聚合物表面，随后，通过将基材施加至载体来使其与载体结合在一起。因为等离子体聚合物具有高表面能，表面结合自发蔓延。使用特氟龙(Teflon)橡胶辊除去结合正面中由颗粒和弯部形成的截留气泡。在MPT快速热处理系统(RTP)中在碳化硅基座上在流动氮气中于300℃下对结合的试样进行10分钟的退火。利用滑楔测试来测量结合能。如以下表1所示，观察到粗糙度(Rq)随着等离子体聚合物厚度的增加而减小。结合能随着聚合物厚度的增大而增大，随着表面粗糙度减小至0.8nm RMS(Rq)以下而到达一个值，在该值附近，预期为薄玻璃和经过处理的等离子体聚合物涂覆载体之间的范德华相互作用。
表1
在第二个实施例中，通过激光损伤工艺来利用由EAGLE/>玻璃制成的200um厚玻璃基材形成一组薄玻璃插入件，以形成通孔，并且在如上所述的HF-HNO3溶液中进行蚀刻。通孔的蚀刻将基材的厚度减小至180um，生成了50um直径的通孔，且AFM显示蚀刻后的表面粗糙度为1nm Rq。利用针对第一实施例所述的各种厚度的等离子体聚合物涂覆这些插入件试样，并使它们结合至由/>玻璃制成的0.7mm厚的玻璃载体。在RTP系统中在N2中于300℃下对试样进行10分钟的退火。结合能(BE，单位为毫焦每平方米(mJ/m2))对等离子体聚合物厚度(单位为nm)的变化情况示于以下的表2中。对于厚度大于40nm的等离子体聚合物厚度，可实现大于200mJ/m2的合适的结合能。
表2
在第三个实施例中，通过激光损伤工艺来利用由EAGLE/>玻璃制成的200um厚玻璃基材形成一组薄玻璃插入件，以形成通孔，并且在如上所述的HF-HNO3溶液中进行蚀刻。通孔的蚀刻将基材的厚度减小至180um，并且生成了30um直径的通孔。如同第一个实施例中所述的那样在Oxford工具中利用各种厚度的等离子体聚合物涂覆这些插入件试样，不同之处是，等离子体聚合物沉积条件为：10sccm的乙烯、50sccm的氢气、5mT的压力、1500W的RF施加至线圈50W RF偏压，随后在35sccm的氮气、5sccm的氧气、15mT的压力、800W的RF施加至线圈50W RF偏压下处理时间为5秒。使插入件结合至由/>EAGLE玻璃制成的0.7mm厚的玻璃。在RTP系统中在N2中于300℃下对试样进行10分钟的退火。发现对于13.7nm的聚合物厚度，结合能为312mJ/m2。
对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求保护的主体的精神和范围的情况下对本公开进行各种修改和变动。

Claims (20)

1.一种制品，其包含：
载体，所述载体包含载体结合表面；
板材，所述板材包含板材结合表面；以及
表面改性层，所述表面改性层设置在所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种上，其中，所述表面改性层包含等离子体聚合材料，其中，所述等离子体聚合材料使所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种平面化，且其中，所述载体结合表面和所述板材结合表面与所述表面改性层结合，以使所述载体暂时结合至所述板材。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。
3.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。
4.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种具有大于约2.0nm的表面粗糙度Rq。
5.如权利要求1～4中任一项所述的制品，其特征在于，所述表面改性层具有弹性模量和塑性中的至少一种，所述弹性模量和塑性中的至少一种配置成允许所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种的至少一部分侵入所述表面改性层。
6.如权利要求5所述的制品，其特征在于，所述弹性模量在约0.6GPa至约20GPa的范围内。
7.如权利要求1～6中任一项所述的制品，其特征在于，所述载体和所述板材中的至少一种包含玻璃。
8.如权利要求1～7中任一项所述的制品，其特征在于，所述载体具有在约200微米至约3mm范围内的厚度。
9.如权利要求1～8中任一项所述的制品，其特征在于，所述板材具有小于或等于约300微米的厚度。
10.如权利要求1～9中任一项所述的制品，其特征在于，所述表面改性层具有在约0.1nm至约100nm范围内的厚度。
11.一种制品，其包含：
载体，所述载体包含载体结合表面；
板材，所述板材包含板材结合表面；以及
载体表面改性层和板材表面改性层中的至少一种，所述载体表面改性层设置在所述载体结合表面上，所述板材表面改性层设置在所述板材结合表面上，其中，所述载体表面改性层和所述板材表面改性层中的至少一种包含等离子体聚合材料，其中，所述等离子体聚合材料使所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种平面化，且其中，所述载体结合表面和所述板材结合表面与所述载体表面改性层和所述板材表面改性层中的至少一种结合，以使所述载体与所述板材暂时结合。
12.如权利要求11所述的制品，其特征在于，对于所述载体表面改性层和所述板材表面改性层中的至少一种，所述制品只包含所述载体表面改性层，且其中，所述板材结合表面的至少一部分侵入所述载体表面改性层。
13.如权利要求11所述的制品，其特征在于，对于所述载体表面改性层和所述板材表面改性层中的至少一种，所述制品只包含所述板材表面改性层，且其中，所述载体结合表面的至少一部分侵入所述板材表面改性层。
14.如权利要求11所述的制品，其特征在于，对于所述载体表面改性层和所述板材表面改性层中的至少一种，所述制品包含所述载体表面改性层和所述板材表面改性层，且其中，满足以下中的至少一项：(i)所述板材结合表面的至少一部分侵入所述载体表面改性层；以及(ii)所述载体结合表面的至少一部分侵入所述板材表面改性层。
15.如权利要求11～14中任一项所述的制品，其特征在于，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。
16.如权利要求11～15中任一项所述的制品，其特征在于，所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。
17.一种制造制品的方法，所述方法包括：
在载体的载体结合表面和板材的板材结合表面中的至少一种上沉积表面改性层，其中，所述表面改性层包含等离子体聚合材料，且其中，所述等离子体聚合材料的沉积使所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种平面化；以及
使所述载体结合表面和所述板材结合表面与所述表面改性层结合，以使所述载体与所述板材暂时结合。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，平面化的载体结合表面和平面化的板材结合表面中的至少一种具有小于约0.8nm的表面粗糙度Rq。
19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种具有在约0.8nm至约5.0nm范围内的表面粗糙度Rq。
20.如权利要求17～19中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面改性层的弹性模量和塑性中的至少一种允许所述载体结合表面和所述板材结合表面中的至少一种的至少一部分侵入所述表面改性层。
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