1284591 Μ < • 34c流量調節裝置 36a負電墨發生器 3 6b 柵極 4〇 卸栽室 42 開〇部 44 閘門 閘門閥 60d真空泵 7〇d 輸送裳置 50 - 50a > sou )〇b 、 5〇c ) 60 - 60a n 1 b〇b 、 6〇c 70 、 70a 、 7nu ， ’〇b 、 70c M 立體成型物 學式 、有化學<時，請揭#最能顯示發明特徵的化 盤。 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種立體成型物聚合 特別是-概触彡成和立體成_聚合體二置I、處理方法， 層’以提高經處理聚合體的硬度及表面導料0目應的等離子殼 體處理裝置及其處理方法。 。的立體成型物聚合 【先前技術 760送件中文說明書 5 ^284591 :合材料因其具有輕量、可成型、可加工、透 声“ 具有各種各樣的用途’且被人們 :為使用。而這種聚合材料根據其使用目的 1變=材料整體性質的情況下僅需改變其表面特 材料為親水性或疏水性的表面特性對聚合 ’醋（Wettablllty)、可印刷性(primability)、著色 ^ colors 水性和防濕性等特性起著 用各種方法來提高這些性質。作用目此人們利 這種聚合材料的表面改性方法一般有化學處理 Ί軍處理法（刪na)、等離子處理法等方法，其 中等離子處理法署—插表丨 聚合體處理方法]用低壓環境下的等離子的 等離子被視為第四物質狀態，表示一部分被離 子化的氣體’其組成成份為電子、正離子、中性原 子中I·生刀子等。當對氣體粒子加以能量時，由於 其最外層電子從軌道脫離成為自由電子，氣體粒子 便帶有正電荷。如此形成的眾多電子和被離子化的 氣體聚集在-起，在整體上維持電中性狀態，並由 其組成粒子間的相互作用而放射出特殊光線，且粒 子被啟動而具有高度的反應特性。利用這種等離子 760送件中文說明書 6 1284591 的等離子處理方法，和電暈處理法相比具有可選擇 反應氣體和可調節處理壓力等工藝參數的優點。 習知等離子處理方法有利用離子束或等離子氮 化物，提高金屬等材料表面硬度的技術。此外最近 還出現一種利用等離子源離子注入法（Plasma source ion implantation)，來處理金屬和聚合體表面 的技術。 > 但利用上述習知技術對立體成型物注入離子 時，因對其侧面和彎曲部分的離子注入不到位，導 致聚合體表面導電率的分佈不均勻。導致這一現象 的理由是所形成的等離子殼層形狀不像聚合體表面 彎曲。 此外，由於離子注入深度淺，導致在聚合體表面 解離H20或者聚合體表面的雙鍵及網狀結構的結 _ 合力減弱，因此經過一段時間或溫度上升時，會導 致其表面導電率明顯下降的問題。 【發明内容】 本發明基於上述習知技術中所存在的問題，提供一種立體成型 物聚合體的處理裝置，經過這一處理裝置的立體成型物聚合體不 因時間的變遷和溫度上升而導致其表面導電率的下降。 本發明的另一個目的是提供一種立體成型物聚 760送件中文說明書 7
Cs) 1284591 « .»· 合體的處理方法，通過該方法處理的立 。體不叫間的變遷和溫度上升而導致其表面導電率的下降，且 通過该方法可批量處理立體成型物聚合體。 . 為了實現上述目的，本發明採取如下技術手段·· 本發明立體成型物聚合體處理裝置，包括·· 處理室，其内部可形成密閉空間； 、高頻電源供應裝置，其由高頻電力供給裝置、E配箱、天線構 • 成’用於提供高頻電源，以在所述處理室内部發生等離子； 工作氣體供應裝置，其紅作氣體供絲、卫作氣體供應道、 流量調節裝置組成，藉以供給能夠在所述處理室内部形成等離子 的工作氣體； 真空泵，用於減壓所述處理室内部壓力，使所述處理室内部成 為真空狀悲：，及 橋極部，其由負電壓發生器、柵極組成，用於聚集離子。 • 其中所述天線和柵極之間隔開250〜350mm。 本發明中所述栅極部由多個柵極連接而成，每個拇極間的距 離設成15〜140mm，由此使轉子沿立體成型物㈣曲表面順利 形成殼層，以順利完成對立體成型物聚合體的離子注入。 , 還有，本啦明中隶好把所述栅極的正面和背面相連接形成“〔 ~ 型結構，且使忒正面和背面相隔30〜90mm，以同時處理立體成 型物的正面及背面，且不致等離子層中又形成另一層等離子。 此外，本發明中所述工作氣體最好為由C2H2、CH4、Ar+、、 760送件中文說明書 (s) 8 1284591 - $ . .H2構成的多組份工作氣體，以提高等離子中ch4-的含量。 此時，所述多組份工作氣體的組成比最好依此為c2H2: H2-80 . 20 ’ CH4 : Η2=70 : 30，Ar+ : H2=90 : 1〇。 還有’本發明處理裝置進一步包括連接於所述處理室的前處 理室’所述祕理室具有和所述處理室相_結構，但以低於所 述處理室的電壓對所述立體成型物進行等離子處理，藉以清除立 體成型物中所存有的水份及氣體，由此大幅縮短在處理室令的處 理時間，以讓工程能夠進行批量處理。 另外，本發明處理裝置進—步包括連接於所述前處理室，並 由外部接收立體成型物’再將其供向所述前處理室的裝載室 (loading Chamber);及連接於所述處理室，由所述處理室接收經 處理的立體成雜，再將其輸出射卜部的㈣室（uni〇ading chamber )。其中所述裝載室、前處理室、處理室、卸載室之間進 -步配置用於啟開和義每—個工作室的閘⑽（gatevaive)，以 讓所述被處理物即立體成型物㈣被自動裝卸，並以—定速产在 每一工程階段間自動移動，由此實現1藝全過程的自動化。又 本發明還提做體成型«合體的處财法，該綠包括如下 步驟： 體成型物導入處於大氣壓狀態 (1)將表面形成有聚合體的立 的裝載室； (2)對所述裝载室減壓， 使之形成真空環境，並將所述立體 760送件中文說明書 9 1284591 * 4 · .成型物聚合體輸制鱗簡真钟賴前處理室丨 * ⑴在所述前處職，彻轉子清除存於輯立體成型物 中的水份（H2〇)及氣體； ⑷將所述立體成型物輪制始終雜真空魏的處理室； (5)在所摘理S ’糊等離子處理所述立體成型物聚合體 的表面；及 、（6)將所述立體細物輸送戦空狀態之卸載室，並將所述 P載至的氣C提升至大氣壓水平後向外界輸丨所述立體成型物。 本發明方法巾，在所述步驟⑴巾最好將立體成型物處理成 t表面導電率維持在1G6〜⑽aem2,由此驗步驟⑴的處理 時間，並使處理過程變得容易。 另外在步驟（5)巾’最好將所述立體成型物處理成其表面導 電率維持在10·6〜l〇-4〇/cm2，以使其成為超導電體。 【實施方式】 下面結合附圖，對本發明進行更為詳細的說明。 實施例 首先具體說明本發明立體成型物聚合體處理裝 置（1 )的結構及性能。 如圖1所示，本實施例立體成型物聚合體處理 装置（1)由裝載室（10)、前處理室（20)、處理室 (30)、卸載室（40)組成，其中處理室（3〇)可具 760送件中文說明書 t 1284591 有兩個以上。 ' 每一個工作室要配有用於使工作室内部形成低 .真空環境的真空栗（60)。為此本實施例採用旋轉聚 (她ry pump)和機械助力泵（MECHanical b〇〇ster PUMP)。用此旋轉I和顧助力H將玉作抑壓力降低 到10 Torr。而為了將工作室内壓力降低到1〇_6丁阶，最好再設置 渦輪泵（Turbopump)和低溫抽氣i (Ciy〇pump)。㈣前處理 験室（20)和處理室（30)需要高真空環境，最好對這兩室配備渦 輪泵和低溫抽氣泵，而裝载室（1〇)和卸載室（40)並不-定要 具備這兩種栗。 另外在每I作至之間形成的隔離壁上形成用於使立體成型 物經過的通道’ *在每—通道上設有閘_ ⑼， 補門閥（50)聽紅或輯缸的射_和關，由此隔離或 連通各工作室之間’以讓立體成型物能夠通過。 j中衣載至（1〇)為首次將被處理物即立體成型物（M) 核理衣置⑴的結構要素。所述裝載室。〇)使其内部在 氣β 工狀恕間相互父替，不斷從外部輪進立體成型物。即， 導入立體__使裝魅⑽）_維持大鍾環境，而當導 入之後將裝载室（1〇)和外 、 卜界_亚啟動真空泵（6Ga)，使裝 部變成真轉境。如此使频室⑽）内部變成直 空狀態的理由是，由於和該裝載室⑽鄰接設置的前處理室⑽ 760送件中文說明書 •1284591 * ,. ，始終要保持真空狀態，因此所述兩個室保持相同的室内壓力，有 ’幻於把立體成型物（M)輸送到前處理室（2〇)。所述裝載室（10) -勺上方配置彳"^外17卩接收立體成型物，並將其輸送到前處理室（2〇) 的輸送裝置（70a)。 所迷刖處理室（20)鄰接設置於所述裝載室⑽），該室由所 迦裝載室（10)接收立體成型物（M)，並彻等離子，處理所述 立體成型物（M)。在所述前處理室（2〇)，要對立體成雜（M) • 施加等離子，以清除立體成型物中的水份（H2〇)及氣體，並將其 處理成其表面導電率維持在1〇6〜1〇、cm2。為此，所辅處理室 (20)配備對其内部發生等離子的裝置，即該裝置包括，由高頻 電力供給裝置（22a)、匹配箱（22b)、天線（22〇構成的高頻電 源ί、應衣置（22) ’由工作氣體供應源（24a)、工作氣體供應道 (24b)、流置調節裝置（24c)組成的工作氣體供應裝置; 由負電壓發生$ (26a)和栅極（26b)組成，用於形成適於立體 • 成型物形狀之等離子的柵極部（26)。 其中所述高頻電力供給裝置（22a)最好對前處理室（2〇)提 供100〜1000W的射頻功率（RF功率）。一般來說，处功率為 1〇〇〇W時，離子發生密度最高。所述天線（22c)和栅極（26b) •的形狀與立體成型物（Μ)的形狀相應，且天線（22e)和柵極（施） .間的間距最好是250〜350mm。這是為了確保所發生離子的活動半 徑，以讓離子能夠順利地供應到立體成型物。 760送件中文說明書
Cs： 4 1284591 ^ · Λ 如圖1所示，本實施例中所述柵極（26b)由多數柵極連接而 成。每個柵極間相隔一定距離相連接，其間距（L)最好維持15 〜140mm，以讓等離子殼層（piasma sheath )能夠拐進來。如果 等離子殼層如此能夠拐進來，就能沿立體成型物的彎曲表面形成 等離子殼層，由此可以均勻處理立體成型物的所有表面。 叫參圖2 ’所述柵極（26b)具有正面和背面相連接的結構， 圖2是本實施例柵極的側視結構示意圖，其正面和背面相連接而 保持一定的距離，由此，立體成型物（M)得以通過所述柵極（26b) 的正、月面之間形成的空間。此時，所述柵極的正、背面的間距 (D)最好是30〜90mm，這一範圍有利於防止出現等離子層内形 成另一層等離子的現象。如果發生這一現象，就不能聚集離子， 導致立體成型物的變形。另外，由於本實施例可讓立體成型物連 續通過柵極正、背面間的空間而接受處理，因此本發明具有可連 續批量處理立體成型物的優點。 此外，為了處理三維立體成型物，需要注入正離子，為此所述 栅極（26b)被施加負電壓脈衝功率。 本實施例中所述工作氣體供應源供給由c2h2、Ch4、Ar+、、 H2構成的多組份工作氣體，這是為了提高等離子中的含量。 此時’所述多組份工作氣體的組成比最好依此為c2h2 : h2=80 : 20，CH4 : H2二70 : 30，Ar+ ·· Η产90 : 10。 另外和爾违裝載室（1〇)相同，所述前處理室（2〇)的上方配 760送件中文說明書 1284591 , t ， Μ •置用於接收及輸送立體成型物（M)的輸送裝置（7〇b)，因此可 由裝載室（10)接收立體成型物（M)，並傳至處理室（3〇)。 所述處理室（30)可由前處理室（2〇)接收並處理所述立體成 型物（M)。即所述處理室（30)具有和所述前處理室（2〇)相同 的結構，並同樣地在其内部發生轉子處理立體成型物的表面。 但以高於前處理室（20)的Rp功率處理立體成型物。由此，經處 理至（30)處理的立體成型物（M)具有1〇-6〜ι〇_4ω/⑽2的表面 導電率。 本實施射所述處理室⑼最好再設置碳環聚合體形成裝 置。所述碳環聚合體形成裝置向處理室（3〇)提供特定有機物， 使該有機物核理室崎料的伽下讎子化，並和惰性氣體 所產生的離子成具穩定碳環的聚合體。 本實施例對麵聚合體形絲置公開兩種方式。
性式為’㈣3所示’所述碳環聚合體形成裝置由惰 理室提二二31a)、有機物供應源、嘴射器構成，其向所述處 理至&供惰性氣體和有機物 其中所述有機物供應 價有機物。所述二職裝在其内的多 用於氣化經所物^在所顿㈣⑶b)的後方， “… （lb)鼓泡的有機物。 飞化的夕仏有機物藉由所述惰性氣體供應源⑶^所 760送件中文說明書 14 1284591 • * $ •七、⑺的^性氣體的移動，供給到處理室（30)内，因此所述惰性 氣版同日寸作為輸送氣體發揮作用。為此，所述惰性氣體供應源 (3U)結合於鼓泡器（31b)的前端，向鼓泡器（31b)和氣化器 (3lc)供應惰性氣體。 被氣化的多價有機物通過特殊噴射器（未圖示）喷射到高真空 〇〇 Torr)處理室（3〇)内。喷射到處理室（3〇)内的多價有機 物及惰性氣體在等離子的作用下被離子化，形成具穩定碳環的聚 | &體此日可所供給的有機物最好是甲醇（⑶々η)、乙醇（〔此㈤） 等夕4貝醇或者己烧（hexane)、庚烧（heptane)等。 由這種方式可處理的立體成型物有，元件托盤（m〇duletray)、 液晶顯不器托盤（LCD panel tray)、印刷電路板托盤（pCB tray)、 軟性電路板托盤（FPCBtray)、半導體托盤、積體電路板托盤（lc tray)等。 第二種方式為，如圖4所示，所述碳環聚合體形成裝置由惰性 # 氣體供應源（33a)、有機金屬化合物供應源（33b)構成，其向 所述處理室（30)提供惰性氣體和有機金屬化合物，以形成穩定 的碳環聚合體。 其中所述有機金屬化合物供應源（33b)為冷凍褒置（chiller)， ， 其將有機金屬化合物冷卻至-20°C〜〇°C，並以蒸氣壓（vap〇r • presure)氣化所述有機金屬化合物。另外，所述惰性氣體供應源 (33a)設置在所述冷束裝置（33b)的前端，向冷束裝置（33b) 760送件中文說明書 1284591 •提供惰性氣體。因此被所述冷;東裝置（則氣化的有機金屬化合 , 物在惰性氣體的帶動下供應到處理室（3〇)内。 _ 肖所述處理至（3Q)所供應的有機金屬化合物及惰性氣體通過 2殊的喷射H (未圖示）喷射到處理室㈤内。㈣射到處理 至（30)的多價有機物及惰性氣體在等離子的作用下被離子化， 形成具穩定碳環的聚合體。此時所供應的有機金屬化合物可以是 砥自乙酰丙酮化銅（Cu(aeae)2)、四曱基錫（Tet職卿如）、 ♦二價銅錯合物（Cu(hfac)2)、三乙基鋁（Triethyl aluminium )、硝 酸銀（silver nitrate )、nickel( Π) acetyl ace_te )、氧化姻（i oxide) 'in^i^acetylacetcmate)、lithiumc〇balt(m)〇xide、氧 化鎂（magnesium oxide)、甲基矽烷（methyl诏咖）、聚胺基 苯石黃酸（polyanilinesulfonicacid)、聚吼嘻（p〇lypyrr〇le)、卜 2，5-二乙基吡咯（)、三異丁基矽烷 (triisobuthylsilane)、二茂鐵（f⑽cen〇的任何一種化合物。 φ 纟這一方式可處理的立體成型物聚合體有，液晶顯示器模組 托盤（LCD module tray)、積體電路托盤（IC tray)、組件托盤 (moduletray)、背光源托盤（back〗ighttray)、行動電話外殼、電 視機後殼、電視機前蓋等。 ， 所述卸載室（40)用於從所述處理室（10)接收立體成型物 • (M)，再將其輸出到外部。即，在其真空狀態内部環境下由所述 處理室（30)接收立體成型物後再向所述卸載室内注入惰性氣體 760送件中文說明書 16 1284591 等穩定氣體，使苴内邱厭士 · '^ 力提升至大缝水平，之後向外勢+ 立體成型物。和所述裝載 十之後向外稍出 戰（〇)相同，所述卸載室（40)的上 方亦权置用於輪送立體成型物的輪送裝置（70d)。 下面=明通過前述裝置（〗）處理立體成型物的方法 包括如下步驟·· 十々古 本牛成麵(M)導人錢嶋的_(1GXS110)。 == 的開始階段，向大氣壓狀態的裝載室⑽ 褒置二步驟中’立體成型物（M)結合於輸送 、虎到域室（1G)’而待立體成型物向裝載室導入 Γ卜開放触载室開口部⑼被閘門⑼關，裝载 至（10)則與外部隔離。 2)將立體成型物輪送到前處理室⑽⑶20)。本步驟中， 需要將立體成型物輪送到始終要保持真空狀態的前處理室（別 内’因此f要對_(1G)_成真空魏。為此，驅動配 置在所述裝載室（10)的真空泵（6〇a)，排放裝載室（叫内的 «’使所述裝載室（10)内部環境變成真空狀態。待所述裝载 至（10)内部Μ力和前處理室（20)内部覆力相同，啟開用於隔 離裝載室⑽和_理室⑽的閘⑽（則，並驅動輪送 裝置（則，向所述前處理室⑽輸送立體成型物（Μ)。 本心例t ’之所㈣不直接把立體賴 理室⑼而先使用嫩（⑹的原因如下：本工程需= 760送件中文說明書 1284591 子，以對立體成型物進行規定的前處理。 部产产ΓΓΐ 1 2〇)發生等離子’必須使前處理室（20)的内 體==:球態。因此為了從大氣壓狀態的外部環境導入立 再細真空=1=)變成和外部相同的_環境後 壓和真空間嫩。姊此在大氣 心轉換，需要消耗很多時間。因此為了繼短工 =間’使前树⑽鱗刪 所 處理室叫設置裝载室⑽。當所— =ΓΜ)進行規定的處理時，所述裝·⑽又從外部導 有::立體成型物’並將其内部環境變成真空狀態。由此，更加 有效地將立體成型物搬到前處理室。 型物進處理（S13G)。本步驟將產生等離子，並對立體成 的雜理。转清除讀趣财縣份(h2〇) 乳=此’由於立體成街氣體所具有的潛嫩 後細驗碎，因此必縣全雜。本步驟中， == 成其表面具有106〜109 ―2的導電率， 攻樣將有利於縮短後續工程時間。 4)將立體成型物輸送到處理室（3〇)⑶則。 =驟中’啟開前處理室㈤和處理室㈤間的閑門闕 〇仙），並驅動前處理 型物（M)傳遞到處理室（待衣置（7〇b)，將立體成 待立體成型物傳遞完畢，關閉 760送件中文說明書 1284591 閘門闕（50b)，隔離所述處理室（3〇)的内部。 5) 利用等離子在處理室（則域理立體成型物的表面 (S150)。本步驟通過高於前處理步驟的财功率笋 此利用更為強力的轉子處理讀成㈣M。持驟通過由 吼、0¾、Ar+、N2+、H2組成的多組份工作氣體進行處理，將所 这立體成型物（M)處理成其表面導群維持在1(r6〜i(r^m2。 6) 向外部輸出立體成型物⑽（sl6〇)。本步驟中，啟開處 理室（30)和卸载室（4G)間的閘_⑽），並驅動處理室⑽ 的輸送裝置⑽），向處於真空狀態的卸魅⑷輸出立體成型 物(M)。然後進行排氣(刪㈣)操作，即關閉閘門閥(π。)後 向卸載至（4G),认特定氣體，以提升卸魅内部壓力。待所述 卸載室（40)内部壓力提升至和大氣壓相同時，啟開用以連接卸 载室（40)和外界的開口部（42)，向外部輸出立體成型物㈤）。 如此元成對立體成型物的全部處理過程。 下表1表不通過本發明裝置及方法，處理立體成型物的幾例結 果0 (表1) (§) RF功 率(W) 多組份氣體 組成比 (seem) 負電壓 脈衝功率 (KV) 頻率 (Hz) 負電壓 脈衝幅 (psec) 殼層 形成距 離(mm) 離子 活動 距離 表面 導電率 (Q/cm2) 760送件中文說明書 19 ---------- / 1284591 100〜 1 200 Ar+(l〇 〜30) -25 400 300〜 2 1000 C2H2:H2=80: 20 -25 500 3 500 CH4:H2=90：1 0 -30 450 100〜 4 250 N2(40 〜50) -27 500 5 500 C2H2:H2=90： 10 -30 500〜100 0 6 700 一 C2H2：H2=85: 15 ~ ---—-- -28 800 2 0 〜2 5 20 〜30 25 20 20 〜3〇 25 100 -—〜 100〜15 0 150 90 150 140 (mm) 200 106 〜ΙΟ9 250〜300 10-6〜100 280〜350 ΙΟ·4 〜ΙΟ2 330 ΙΟ8 〜ΙΟ9 350 10·4〜1(Γ2 330 ΙΟ-6 〜1(Τ3 導電率具有極優秀的處 有效處理立體成型物聚合體，尤其對表面 理效果。 過本發_立體成難處縣置，可形成和立體成型物的表 面寫、曲相應的等離子殼層，並能夠麵適當的離子活動距離，由 此可均勻處理立體成型物的所有表面。 尤其是’離子可深人注人立體成型物的表面，由此能夠獲得 表面導電率極優良的立體成型物聚合體。 【圖式簡單說明】 圖1是本發明立體成型物聚合體處理裝置一實 施例的剖面結構示意圖。 760送件中文說明書 20
I 1284591 圖2是本發明一實施例中柵極結構側視圖。 圖3是本發明一實施例中處理室結構的剖面示 意圖。 圖4是本發明另一實施例中處理室結構的剖面 示意圖。 圖5是本發明立體成型物聚合體處理方法一實 施例的流程圖。 【主要元件符號說明】 ^ 1 立體成型物處理裝置 10 裝載室 12 裝載室開口部 14 閘門 < 20 前處理室 22 高頻電源供應裝置 22a 高頻電力供給裝置 22b 匹配箱 22c 天線 24 工作氣體供應裝置 24a 工作氣體供應源 24b 工作氣體供應道 24c 流量調節裝置 26 拇極部 760送件中文說明書 21 1284591 26a 負電壓發生器 26b 拇極 30 處理室 31a 惰性氣體供應源 31b 鼓泡器 31c 氣化器 32 高頻電源供應裝置 32a 高頻電力供給裝置 32b 匹配箱 32c 天線 34 工作氣體供應裝置 34a 工作氣體供應源 34b 工作氣體供應道 34c 流量調節裝置 3 6a 負電壓發生器 36b 柵極 40 卸載室 42 開口部 44 閘門 50、 50a、50b、50c 閘門閥 60、 60a、60b、60c、60d 真空泵 760送件中文說明書 22 1284591 Λ 70、70a、70b、70c、70d 輸送裝置 D 間距 M 立體成型物 S110將立體成型物導入裝載室的步驟 S120將立體成型物導入前處理室的步驟 S130前處理步驟 S 140將立體成型物導入處理室步驟 > S150處理步驟 S160輸出步驟
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