聚合物薄膜在多孔基板上的转移程序,具有最小化的缺陷

为了研究膜应用中的聚合物薄膜，材料必须从抛光、光滑的基材转移到多孔基材，其方式不会折叠、皱褶、撕裂或塑性变形薄膜。本视频描述了一个 3D 可打印排空室，旨在实现这一目标，并关注此处显示的工艺流程中的四至六个步骤。本工作中使用的样品由硅晶片基板组成，其中旋转涂层一叠水溶性聚丙烯酸，然后是随机共聚聚合物垫和聚苯乙烯块聚甲基甲基丙烯酸酯块共聚物胶质。

步骤四至六的目的是将这种孔形成块共聚合物从硅晶片转移到多孔阳极氧化铝膜上，以便随后转换为功能过滤装置。排水室由顶部斜坡组成，可引入聚合物薄膜堆栈，底部可容纳多孔基板和去压水。顶部部分从 PLA 从灯丝打印机打印，底部从喷墨 3D 打印机打印。

使用灯丝打印机还从 PLA 打印样品传输工具。第一部分连接到实验室插孔，以便样品可以平稳地升起和降低，并且不会因手部运动而产生振动。第二部分将 BCP 晶圆片保持到位。

这样，传输过程就可以开始了。首先，组装 BCP 工具。夹紧部分是螺纹的，因此螺钉可以固定到实验室插孔。

然后，使用钳子将阳极氧化氧化铝基板放置在排放室的底部。接下来，插入橡胶 O 环以确保防水密封。排放室的斜坡部分紧紧拧紧。

最后，透明乙烯基管连接到排水室底部的喷口，另一端连接到注射器泵内部的注射器，以便能够控制排水速率。接下来，将带聚合物堆栈的硅晶片放置在转移工具上，排放室也充满去电化水。硅晶片然后慢慢降低到水中，导致聚丙烯酸层开始溶解。

这种溶解使硅晶片中的聚合物薄膜脱光，使其漂浮在水面上。下一步拆下转移工具，通过启动注射器泵激活排水。水通过氧化铝基板吸出，然后泵从腔室中抽出。

此处显示的排水速度为每分钟 1 毫升。斜坡的角度和腔室的设计将聚合物薄膜指向气缸的中心。在这里，膜和水位已达到设备的圆柱体，创造了一个更突出的半月板，它保持膜紧绷和居中，因为它低于底层，阳极氧化铝膜。

一旦水被排干，聚合物与膜接触，可以拧开腔室，使剩余的水蒸发。整个过程，包括设置和排水，大约需要15分钟，但这次可以通过提高排水速率和通过建造需要更小的体积的室内来缩短。此处显示的是使用多孔膜直接从水浴表面挖出的薄膜。

膜的撕裂和位置的中心是显而易见的。对于各种放置的膜，膜中心到基板中心的距离显示在右侧。在这里，我们看到利用排放室的可重复性改进。

完好无损的薄膜是明显的，膜中心到基板中心的距离被显示最小化。排水室减少了在手动方法上撕裂和折叠薄膜的机会。清洁的实验室环境没有灰尘，将限制附带的污染。

这种薄膜膜转移方法明确减少了对薄膜的损害，并提高了其放置在基材上的精度和可重复性。通过手动去除在水面上操纵薄膜的艰巨任务，对基本排水室设计的修改可以实现不同的聚合物样品尺寸和多孔基板类型。