[发明专利]一种无胶自排气保护膜及其制备方法

说明书

本发明提供的无胶自排气保护膜包含一薄膜基材，薄膜表面具有等级凸起结构。第一级凸起结构形成于该薄膜表面，形成微米尺度的凸起阵列，第二级纳米尺度凸起结构位于第一级凸起结构之上，产生“壁虎脚”效应，通过两级凸起结构来适应起伏粗糙的被贴附物表面，实现保护膜纳米尺度凸起与被帖物之间的理想接触，进而保证大量范德华力的叠加产生足够的黏附力；同时，等级凸起结构之间的间隙提具有等级孔道的供导气孔路以实现快速排气，保证大面积的理想贴合。

技术领域

本发明涉及一种保护膜及其制备方法，特别是关于一种无胶自排气保护膜及其制备方法。

背景技术

现有保护膜产品多为有胶保护膜，通过在膜基材表面涂一层亚克力、聚氨酯或硅胶类的压敏胶，经烘烤干燥后制得。此工艺过程中有溶剂挥发，污染环境，并且保护膜在贴服被粘物一段时间后易产生残胶鬼影等现象。也有部分工艺对其进行改进，使用无胶配方，是通过在膜基材上添加自粘性高分子来实现的，但其温度敏感性较强，粘接强度不易调节，在较高温度下依然有残胶风险。

在自然界中，壁虎脚掌表面没有胶黏性物质，却可以飞檐走壁，其奥妙就在于壁虎脚掌表面的特殊结构。壁虎脚表面具有分级结构细微突出结构，末端最细微的刚毛结构达到纳米尺度，近年来的研究成果表明实验证实壁虎超强黏附力源于脚掌上大量刚毛与物体表面的分子间作用力，即范德华力，壁虎这种特殊的多分级黏附系统结构，特别是其最小黏附单元达到纳米量级，保证脚掌能轻易地与各种表面达到近乎完美的结合。无论多粗糙的表面，由于壁虎最小黏附单元非常精细，微观上都接近理想光滑结构，因此两者能形成理想接触，进而保证大量范德华力的叠加产生超强黏附力。

单从累积范德华力实现有效的黏附角度讲，理论上单个范德华力黏附单元越小越好，密度越大越好，极端条件密集的纳米尺度黏附单元会聚集起来成为一种光滑平面结构，绝大多数的范德华力黏附单元无法实现与被粘附表面的理想接触，显然地无法获得较高的黏附力。所以在兼顾累积范德华力的同时，更要考虑黏附单元与被帖附表面的结合效率，需要凸起的黏附单元可以在较大的尺度上适应被帖附物表面的起伏粗糙结构。

现有技术中，有技术人员报道了利用类似原理通过在胶带保护膜表面设置单级微纳米尺度凸起结构实现无胶黏附的技术方案，该技术方案中凸起黏附单元的尺度介于100~1000nm之间，可以对光滑的晶圆表面具有较佳的黏附力。但显然地，该结构只适用于高度光滑的表面，即理论上粗糙结构尺度不超过1000nm的光滑表面，如该技术方案中提及的半导体晶圆。在日常生活中鲜有如此光滑表面的应用场景，对于常规的更粗糙一些的结构表面，上述技术方案结构黏附单元与被贴服表面的结合效率显然会大大降低，无法达到有效粘合效果。而为了解决这样的问题，亦难以通过增加的凸起结构的高度来实现，因为为了保证有效的范德华力黏附，单个黏附单元与被帖附物接触面积越小越好，在这样的前提下单纯增加凸起结构的高度，将会导致凸起结构具有非常大的长径比。这不仅给加工制程带来极大的挑战，更无法平衡凸起结构的柔性与硬度，或由于材料过软导致凸起结构产生倒伏无法实现预期的界面接触效果，或材料过硬致使无法适应被帖物表面的起伏粗糙结构，无法保证黏附单元与被帖物表面的结合效率。

综上，通过单级凸起结构实现累积范德华力进而产生有效黏附只适合在个别非常光滑的表面上应用。大大限制了其应用范围。

同时在现有技术中，保护膜多为平纹，在粘贴过程中容易因为空气无法完全排出而产生气泡，使保护膜无法完美贴平。即便前述提及的单级凸起结构无胶黏附技术方案，由于其凸起结构间隙尺度很小，也无法实现快速有效的排气，保证平整帖附。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种无胶自排气保护膜及其制备方法。

本发明的技术方案如下：一种无胶自排气保护膜，包含薄膜基材，和设置于薄膜一侧具有等级凸起结构，所述等级凸起结构包含设置于薄膜表面的一级微米尺度凸起结构，和设置于一级凸起结构另一侧的二级纳米尺度凸起结构。