Generador de plasma de corona de bajo costo para la limpieza, modificación y mejoramiento de la adhesión de las superficies de los sustratos utilizados para la fabricación de microchips (microfluidics)

MARCO A. SEIA; CARLOS FONTAN; GERMÁN A. MESSINA.; JULIO RABA

Mendoza

Congreso; 7º congreso argentino de química analítica.; 2013

AAQA

El plasma de corona es una descarga eléctrica visible que ocurre cuando se aplica un alto voltaje de elevada frecuencia a un electrodo metálico de diámetro pequeño, que se encuentra relativamente cerca de una tierra eléctrica. Cuando esta descarga de alta energía se aplica cerca de un material no conductor (vidrio, acrílico, poliestireno, PDMS [1,2], etc.) se modifican las uniones moleculares en la superficie del material por la interacción de radicales libres, iones y otras partículas que existen en el campo muy activo de la descarga corona. Como resultado de esas interacciones se forman grupos polares adicionales y las superficies formadas de esa manera muestran una fuerte tendencia a unirse con tintas, fotopolímeros, distintos tipos de recubrimientos, inclusive con el mismo material tratado de la misma manera. Si bien el plasma de corona no es adecuado para el tratamiento de superficies grandes por no ser homogéneo como otro tipo de plasma (de oxígeno, o de RF), lo es para el caso de la fabricación de microchips, donde la superficie a modificar es unos pocos centímetros cuadrados. También, la instrumentación utilizada para generar este tipo de plasma tiene un costo mucho menor que la requerida, por ejemplo, para la generación del plasma de oxígeno. Pero aún así, en muchos casos, su adquisición resulta inaccesible. Por esa razón, este trabajo se orientó hacia la fabricación de un generador de plasma de descarga corona económico, utilizando para ello componentes comunes, obtenidos en casas de venta de accesorios electrónicos de la Argentina. El generador fabricado consta de una fuente de alimentación (12 o 60V, 5A), un módulo oscilador (armado con un CI CD4093D) para generar un voltaje pulsante, una etapa de potencia (transistor bipolar o MOSFET de potencia), y un transformador de alto voltaje (flyback de televisor de 23?). El generador de plasma fabricado fue aplicado con buenos resultados para la modificación de superficies de vidrio y de PDMS.