Abstract
Enhancement of adhesion between polymer films and metal films are obtained by forming the hydrophilic functional groups on the polymer surfaces by ion assisted reaction which uses ion beam in reactive gas environments. In ion assisted reaction, ion dose, blown gas flow rate and ion energy were changed from $5\times 10^{14}$ to $1\times 10^{17}\textrm{ions/cm}^2$, from 0 to 8 sccm, and 0.3 to 1.2 kV, respectively. Wetting angle of water on polymer films modified by $ Ar^+$ ion without blowing oxygen decreases to ~$40^{\circ}$. Contact angle of water on polymer films modified by $ Ar^+$ ion with blowing oxygen decreases to ~$20^{\circ}$, and the surface free energy increases to ~70 dyne/$\textrm{cm}^2$. However, contact angle of water on polytetraflouroethylene (PTFE) modified by ion assisted reaction increases with ion dose. The adhesion strength of metal film deposited on the polymer surface was investigated. In the case of the metal film deposited on the untreated polymers, the metal films are detached from the polymer surface. While, In the case of the metal film deposited on the polymers treated by ion assisted reaction, the metal films are strongly adhere to the polymer surfaces.
금속과 고분자 사이에 접착력을 향상시키기 위하여 이온 보조 반응법을 이용하여 고분자의 표면을 친수성으로 처리하였다. 이온 보조 반응법은 기존의 이온빔을 이용한 고분 자 개질 방법과는 달리 이온조사시 시료 표면에 반응성 가스를 흘려줌으로써 반응성 가스와 고분자 표면에 반응이 일어나게 하여 새로운 기능성 그룹을 형성하는 방법이다. 이온보조 반응법에서는 이온의 양은 $5\times 10^{14}$에서 $1\times 10^{17}\textrm{ions/cm}^2$까지 변화시켰고 반응성 가스의 양은 0에서 8sccm까지 변화시켰으며 이온의 에너지는 0.3keV에서 1.2keV까지 변화시켰다. 이온 보조 반응법을 이용하여 처리한 고분자의 경우 접촉각은 단순히 Ar+이온만을 이용하여 처 리한 경우 $40^{\circ}$근처의 값을 나타내었다. 그러나, 반응성 가스인 산소를 표면에 주입하여 주 었을 경우 접촉각은 20도 미만의 값을 나타내었다. 그리고 이때의 표면에너지는 ~ 70dyne/cm2까지 증가하였다. 그러나 테프론(polytetraflouroethylene: PTFE)의 경우 이온의 양이 증가하면 원래의 접촉각 보다도 큰 값을 나타내었다. 이렇게 처리된 고분자 위에 금속 을 증착 시켰을 때 금속과 고분자사이에 접착력을 조사하여 본 결과 처리하지 않은 시료의 경우 증착한 박막이 벗겨져 나가는데 반하여 이온 보조 반응법에 의하여 처리된 고분자 표 면에 증착된 금속막은 떨어져 나가지 않음을 관찰 할 수 있었다.
