Analyse und Überwachung von Plasmaprozessen für die Kunststoffverarbeitung mittels optischer Emissionsspektroskopie (OES)

In der Kunststoff verarbeitenden Industrie haben Niederdruck-Plasmaprozesse für die Oberflächentechnik einen sehr wichtigen Stellenwert. Sie werden bereits vielfach zur Reinigung, Strukturierung, Funktionalisierung und Beschichtung von Kunststoffen eingesetzt und ihr Einsatz nimmt stetig zu. Gründe dafür liegen in den wirtschaftlichen, umwelttechnischen und technologischen Vorteile der Plasmaprozesse, z. B. gegenüber nasschemischen Verfahren der Oberflächentechnik.
Aufgrund der Vielzahl möglicher Einflussfaktoren auf den Plasmaprozess und die durch ihn erzielten Schicht- und Oberflächeneigenschaften, können Prozessstörungen nie ausgeschlossen werden. Ein geeignetes System zur Überwachung und Regelung industrieller Plasmaprozesse in der Kunststoffverarbeitung stellt die optische Emissionsspektroskopie (OES) dar.
In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss verschiedener Substratmaterialien, Fertigungsparameter und Randbedingungen (Anlagenzustand) auf die optische Emission von mikrowellen- und niederfrequenzangeregten Plasmaprozessen untersucht. Zusätzlich werden anhand der Plasmabehandlung von Fluorpolymeren und der Herstellung glasartiger SiOx-Schichten mittels Plasmapolymerisation, die Möglichkeiten der OES zur Analyse und Überwachung von Plasmaprozessen für die Behandlung und Beschichtung von Kunststoffen aufgezeigt.  Vervollständigt wird die Arbeit durch die Beschreibung relevanter Plasmaprozesse in der Kunststoffverarbeitung, gängiger Verfahren zur Überwachung von Plasmaprozessen sowie der Funktionsweise und des Aufbaus der OES.