Aanbrengen en bewerken van chemisch inerte elektrisch

Aanbrengen en bewerken van chemisch inerte elektrisch
geleidende microstructuren op flexibele polymeren
Prof. Dr. ir. Stefaan Peeters
Universiteit Antwerpen, Departement Natuurkunde, Labo Medische Elektronica
ir. Dirk Anthierens
Hogeschool Antwerpen, Departemenet IW&T, Vakgroep Elektromechanica
ir. Jef De Wachter
Karel de Grote Hogeschool, Departement IW&T, Vakgroep Elektromechanica
ing. Annik De Boeck
Hogeschool Antwerpen, Departement IW&T, Vakgroep Elektromechanica
Doelstelling en applicaties
Proces
De technologie², die ontwikkeld wordt, maakt gebruik van zuiver
platina en medische siliconen om biocompatibele geleidende
flexibele objecten te vervaardigen. De toepassingsmogelijkheden
Siliconenfolies worden met
1
een spin coater tot een
gewenste dikte vervaardigd.
zijn zeer breed dankzij de elektrische en mechanische
Na uitharding worden deze
eigenschappen.
met UV-licht
gepreconditioneerd.
Applicatievoorbeelden:
- rek- druk- en buigsensoren
De preconditionering van het substraat
- flexibele geleiders in kleding en robotica
houdt het ableren van enkele
2
micrometers polymeermateriaal in
- zachte stimulatiecontacten in medische implantaten
met behulp van een UV-laser.
² Gebaseerd op het US patent 5599592, Process for the metallization of plastic materials and products thereto obtained,
L.D. Laude, februari 1997
Door middel van ‘direct write’ of
maskerprojectie kunnen patronen op de
Ablatie van polymeren
folies aangebracht worden.
De ablatie van polymeren geschiedt
Bij de optimalisatie van het proces werd
hoofdzakelijk op twee manieren,
de reactie van het substraat bij
fotochemisch en fotothermisch.
bestraling met verschillende golflengtes
bestudeerd.
Door de korte golflengte van het licht
worden chemische bindingen aan het
oppervlak verbroken.
De lokale opwarming van het substraat
zorgt voor explosies in het materiaal
waardoor deeltjes naar het oppervlak
De chemische depositie van platina wordt verkregen door
Ablatie van silicone polymeren
3 zones:
• Warmte-beïnvloedde-zone
• Originele silicone substraat
gestuwd worden.
een gecontroleerde reductie van platina-ionen op het
3
• Geableerde zone
substraat. Dit door toevoeging van een reductiemiddel,
hydrazine, aan het chemisch bad. Om de reductie
gedurende het proces stabiel te houden worden chloorionen bijgevoegd.
Resultaten en analyses
De resultaten werden geanalyseerd met een digitale
optische microscoop (tot x 5000) en een
elektronenmicroscoop (SEM).
SEM opnames van een substraat na bestraling met v.l.n.r. 213 nm, 248 nm
Digitale microscoop Keyence
en 266 nm. De 3D structuur van de korrels vergroot naarmate de golflengte
langer wordt.
De chemische procesparameters werden verfijnd en
verschillende UV-golflengtes werden op een achttal
Afbeelding van een gemetalliseerde feed-through met een
types silicone folies uitgetest.
diameter van 50µm
1