论文总字数：28803字

摘 要

为了使聚酰亚胺薄膜表面具有良好的活性，采用NaOH溶液对其进行化学改性，在其表面制备金属银微粒，然后进行化学镀铜。采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR/FT-IR）、显微电子探针（EDS）、X射线衍射（XRD)、扫描电镜（SEM)和RTS-8型四探针测试仪等对复合薄膜的结构和性能进行表征,并讨论了AgNO₃溶液中处理时间对镀铜层的影响。结果表明：聚酰亚胺表面在NaOH溶液中发生水解，在硝酸银溶液中实现Na 和Ag 间的离子交换，经过硼氢化钠还原，在聚酰亚胺薄膜表面形成金属银微粒；该银微粒可以引导化学镀铜反应的发生。试验中，其他条件不变，在硝酸银溶液（2 g/L）中离子交换20 min可以制得形貌和电性能良好的PI/Cu复合薄膜。

关键词：聚酰亚胺；银；铜；金属化

Abstract

In order to have a good activity on the surfaces of PI films, these films were chemically modified by NaOH, and preparing silver particles on them, then electroless copper planting can be conducted successfully. The structure and property of the composite polyimide films were characterized and analyzed by IR, EDS, XRD, SEM and four-point probe meter，and the influence of copper coating by the time of silver ion exchange was researched.The results showed that, hydrolysis taken places on the surface of polyimide films in NaOH solution, ion exchange taken places between Ag and Na in AgNO₃ solution, after the reduction by NaBH₄ ,Ag changed into elemental silver; these silver particles can guide the electroless copper planting. In the experimenting, when the ion exchange persisted for 20min, it can be a copper coating with a perfect morphology and electrical properties with other conditions unchanged.

Key words: polyimide; silver; copper; metallization

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 聚酰亚胺的概述 1

1.3 聚酰亚胺的合成制备与分类 2

1.3.1聚酰亚胺的合成制备 2

1.3.2聚酰亚胺的分类 4

1.4 聚酰亚胺的性能与应用 4

1.4.1 聚酰亚胺的性能的优点 4

1.4.2 聚酰亚胺的应用 5

1.5 聚酰亚胺的发展现状 7

1.6 PI薄膜表面活化之碱液处理 9

1.7 PI/Cu复合薄膜的概述 10

1.7.1金属铜的介绍 10

1.7.2 化学镀铜 11

1.7.3 化学镀铜法的优点 11

1.8 本文研究的内容及意义 12

第二章 实验部分 13

2.1 实验部分 13

2.1.1 实验原料及试剂 13

2.1.2 实验仪器 14

2.2 化学镀铜法制备PI/Cu复合薄膜的实验原理及操作过程 14

2.2.1实验原理 14

2.2.2 聚酰亚胺薄膜的水解 15

2.2.3 聚酰亚胺表面银微粒的制备 16

2.2.4 PI表面化学镀铜 16

2.3 实验过程 17

2.4 PI/Cu复合薄膜表面铜层厚度的计算 18

2.5 形貌结构和性能表征 19

第三章 实验结果与讨论 20

3.1 聚酰亚胺/铜复合薄膜制备过程中表面结构的变化 20

3.2 复合薄膜表面银微粒的确定 21

3.3 复合薄膜表面铜层的确定 21

3.4 PI/Cu复合薄膜表面铜颗粒的生长过程 22

3.5 PI/Cu复合薄膜表面铜层厚度的计算 24

3.6 PI/Cu复合薄膜表面铜层结合力的研究 25

3.7 不同工艺条件对PI薄膜表面化学镀铜效果的影响 26

3.7.1 不同AgNO₃溶液处理时间对化学镀铜效果的影响 27

3.7.2 不同AgNO₃溶液处理时间的PI/Cu复合薄膜的制备 27

3.7.3 不同AgNO₃溶液处理时间的PI/Cu复合薄膜性能表征及分析 27

结 论 31

参考文献 32

致 谢 35

第一章 文献综述

1.1 前言

聚酰亚胺是主链上含有酰亚胺基团的一类芳香族有机化合物，由于酰亚胺基团的存在使得聚酰亚胺具有良好的绝缘性以及较高的机械强度、柔软、质轻、耐腐蚀等优点，在电子、微电子、航空航天、光伏等领域具有无可取代的应用前景，成为未来最具发展潜力的重要材料之一。

21世纪科学技术飞速发展，多种新型产品相继出现、老产品更新换代，一些原有的材料已经不能满足新产品的要求，新材料的研究主要朝着高性能化、多功能化和低成本化方向发展。聚酰亚胺材料集多种优良性能与一身，被广泛用于多种领域，近年来，聚酰亚胺薄膜的改性受到了广泛关注，其中，表面金属化是非常重要的发展方向之一。金属铜是与人类关系最为密切的有色金属之一，是非常好的导电材料，已经在电子、电气、轻功、国防等领域得到广泛的应用。

聚酰亚胺材料和铜的结合具有重大的实用价值。聚酰亚胺/铜复合薄膜既具有铜的优良的导电性能，又具有聚酰亚胺薄膜的高绝缘、柔韧、质轻等优点，成为最具发展潜力的多功能复合材料之一，是当下材料研究的热点。

1.2 聚酰亚胺的概述

聚酰亚胺（Polyimide简称PI）是芳香族二酐和芳香二胺缩聚而成的环链聚合物，是一类新型的耐高温材料^[1]，耐高温达400 ℃以上，长期使用温度范围200-300℃，无明显熔点，具有高绝缘性能^[2]。其结构式如图1-1。

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