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Funcionalização de superfícies por plasma
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Funcionalização de superfícies por plasma

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Palestra realizada no dia 1 de junho de 2011 na UCS para um público de cerca de 50 pessoas, no contexto da Semana Acadêmica do CCET. Organização: Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies e ...

Palestra realizada no dia 1 de junho de 2011 na UCS para um público de cerca de 50 pessoas, no contexto da Semana Acadêmica do CCET. Organização: Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies e Curso de Engenharia de Materiais da UCS.

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Funcionalização de superfícies por plasma Presentation Transcript

  • 1.
  • 2. Metalurgia
  • 3.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13. metro
  • 14.
  • 15.
  • 16. Eletrodo de alta tensão
    Linhas de campo
    Eletrodo aterrado
    Concentração de elétrons
    ③ Fase de formação da baínhacatódica
    ① Fase de Towsend
    Canal de descarga
    Carga de superfície
    ② Fase de ionização ou streamer
    ④ Fase de extinção
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
  • 21.
  • 22.
  • 23.
  • 24. Medidor de pressão
    Gerador de microondas 300W
    Surfaguide
    Sistema de aquecimento
    Folha de cobre
    TudoemQuartzo
    Tuboem Pyrex
    Fluxímetros
    Pressão:
    ~ 5 mbar
    N2
    H2
    O2
    Borbulhador de APTMS
    Bomba de vácuo
  • 25.
  • 26. Pré-tratamento:
    Tratamento APTMS:
    N2 + H2
    N2 + APTMS
    Condiçõesexperimentais:
    • Fluxo de N2: 1 slm
    • 27. Fluxo de H2: entre 20 e 100 sccm
    • 28. Potência: 200 W
    • 29. Pressão: 1.8 mbar
    • 30. Tempo de tratamento: 1 min
    • 31. Temperatura de tratamento: 25 e 70°C
    Condiçõesexperimentais:
    • Fluxode N2: 1 slm
    • 32. Fluxo de gásportador de APTMS: 2 slm de N2
    • 33. Potência: 200 W
    • 34. Pressão: 5 mbar
    • 35. Tempo de tratamento: 2 min
    • 36. Temperatura de tratamento: 25 e 70°C
  • Pré-tratamento:
    Tratamento APTMS:
    N2 + H2
    N2 + APTMS
    Epóxi
    Revestimento
    Baixaadesãorevestimento/substrato:
    Peel-test
    Cobre
    Força de pelagem (N.mm-1)
    Distância de pelagem (mm)
  • 37. Pré-tratamento:
    Tratamento APTMS:
    N2 + O2
    N2 + APTMS
    Condiçõesexperimentais:
    • Fluxo de N2: 1 slm
    • 38. Fluxo de O2: 100 sccm
    • 39. Potência: 200 W
    • 40. Pressão: 1.8 mbar
    • 41. Tempo de tratamento: 1 min
    • 42. Temperatura de tratamento: 25 e 70°C
    Condiçõesexperimentais:
    • Fluxo de N2: 1 slm de N2
    • 43. Fluxo de gásportador de APTMS: 2 slm de N2
    • 44. Potência: 200 W
    • 45. Pressão: 5 mbar
    • 46. Tempo de tratamento: 2 min
    • 47. Temperatura de tratamento: 25 e 70°C
  • Pré-tratamento:
    Tratamento APTMS:
    N2 + O2
    N2 + APTMS
    Tratamento a 70°C:
    Peel-test
    70°C
    Epóxi
    Força de pelagem (N.mm-1)
    Revestimento
    ?
    Ruptura interfacial oucoesiva
    25°C
    Revestimento
    Cobre
    Distância de pelagem (mm)
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 51.
  • 52. Pré-tratamento:
    Tratamento APTMS:
    N2 + O2
    N2 + APTMS
    Tratamento a 70°C:
    Peel-test
    70°C
    Epóxi
    Força de pelagem (N.mm-1)
    Revestimento
    ?
    Ruptura interfacial oucoesiva
    25°C
    Revestimento
    Cobre
    Distância de pelagem (mm)
  • 53. Tratamento APTMS:
    Pré-tratamento:
    N2 + APTMS +O2
    N2 + O2
    Condiçõesexperimentais:
    • Fluxo de N2: 1 slm
    • 54. Fluxo de O2: 100 sccm
    • 55. Fluxo de gásportador de APTMS: 2 slm de N2
    • 56. Potência: 200 W
    • 57. Pressão: 5.1 mbar
    • 58. Tempo de tratamento: 2 min
    • 59. Temperatura de tratamento: 70°C
    Condiçõesexperimentais:
    • Fluxo de N2: 1 slm
    • 60. Fluxo de O2: 100 sccm
    • 61. Potência: 200 W
    • 62. Pressão: 1.8 mbar
    • 63. Tempo de tratamento: 1 min
    • 64. Temperatura de tratamento: 70°C
  • (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2 : 1.1 N.mm-1
    Pré-tratamento
    Fase de revestimento
    Epóxxi
    Revestimento
    ?
    Rupturacoesivaou interfacial
    Revestimento
    Cobre
  • 65. Tratamento 1:
    (N2 + H2) + N2 + APTMS (0.1 N.mm-1)
    Tratamento 2:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS (0.65 N.mm-1)
    Tratamento 3:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2(1.1 N.mm-1)
  • 66. Perfilemprofundidadeusando XAES
    Revestimento
    Cobre (PVD)
    Wafer de silício
  • 67. XPS(X-rayphotoelectronspectroscopy)
    Níveis específicos de energia do elemento
    Raio-X
    Fotoelétron
    Energia de Ligação (eV)
    Raio-X
    Fotoelétron
    Intensidade
    XAES(X-rayexcitedAugerelectronspect.)
    Elétron Auger-KLL
    Elétron excitado pelos raios-X
    Energia Cinética (eV)
    Níveis específicos de energia do elemento
  • 68. Perfilemprofundidadeusando XAES
    Revestimento
    Cobre (PVD)
    Wafer de silício
  • 69. Tratamento 1:
    (N2 + H2) + N2 + APTMS (0.1 N.mm-1)
  • 70. Revestimento
    Tratamento 1:
    (N2 + H2) + N2 + APTMS (0.1 N.mm-1)
    C-X
    Presença de carbono = baixaadesãorevestimento/substrato?
    Cobre
  • 71. Tratamento 2:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS (0.65 N.mm-1)
  • 72. Revestimento
    Revestimento
    Tratamento 2:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS (0.65 N.mm-1)
    Ausência de carbonona interface = boa adesãorevestimento/substrato?
    Revestimento
    Cobre
  • 73. Tratamento 3:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2(1.1 N.mm-1)
  • 74. Contaminação de superfície:
    C-X
    Cobre
    Limpezadafolha de cobre:
    COx
    Cobre
  • 75. Contaminação de superfície:
    C-X
    Copper
    Limpeza+ oxidaçãodafolha de cobre:
    COx
    Cu-O-Si…
    Responsávelpela boa adesão com o APTMS?
    Óxido de Cobre
    Cobre
  • 76. Cu + N2+O2 plasma
    Cu decapadoem 5% H2SO4
    Satélite Cu2+
    Intensidade (u.a.)
    Intensidade (u.a.)
    Formação de CuO
    Energia de ligação (eV)
    Energia de ligação (eV)
  • 77. Tratamento 3:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2(1.1 N.mm-1)
  • 78. Tratamento 3:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2(1.1 N.mm-1)
    Cu 2p
    Aparentemente o óxidofoireduzidopelo precursor!
    CuOnão é observado!
    Satélite Cu2+
    Intensity (a.u.)
    Cobre
    Revestimento
    Binding energy (eV)
  • 79.
  • 80. (N2 + H2) + N2 + APTMS = 1% at. F
    Tratamento 1:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS = 1% at. F
    Tratamento 2:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2 = 0% at. F
    Tratamento 3:
  • 81.
  • 82. (N2 + H2) + N2 + APTMS = 1.7% at. F
    Tratamento 1:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS = 1.6% at. F
    Tratamento 2:
    (N2 + O2) + N2 + APTMS + O2 = 1.4% at. F
    Tratamento 3:
  • 83.
  • 84.
  • 85. DBD Convencional =1 N.mm-1
    Tocha DBD =0.95 N.mm-1
  • 86.
  • 87. DBD Convencional =1 N.mm-1
    Tocha DBD =0.95 N.mm-1