论文总字数：20864字

摘 要

聚酞亚胺(PI)是一种具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能的高性能聚合物材料，广泛应用于航空航天、微电子和通讯等高技术领域。科学技术的发展对材料提出了更高更新的要求，材料的研究在不断地朝着高性能化、多功能化和低成本化方向发展。而化学镀铜技术不受基体大小、形状和导电与否的影响，是非金属表面金属化的一种非常有效的方法，是化学家和材料学家研究的热点。

本论文中基于本课题组前期研究方法，使用化学镀法制备聚酰亚胺/铜复合薄膜，并对相关机理进行了探讨。该方法先通过使用NaOH水溶液对聚酰亚胺薄膜进行表面处理，使其表面的一层聚酰亚胺结构开环形成聚酰胺酸（此处以盐的形式存在），然后通过离子交换使金属银离子与钠离子进行离子交换，得到聚酰亚胺酸与金属银的络合物；通过NaBH₄溶液还原的方法使得金属银离子还原为银原子，并迁移至表面形成银层，从而在聚酰亚胺薄膜上制备出一层具有良好催化活性的银微粒，最后将具有催化银层的聚酰亚胺薄膜浸泡在镀铜液中进行化学镀铜，以得到聚酰亚胺/铜复合薄膜。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等现代物理测试技术对铜镀层的结构、形貌及组成进行了表征。

关键词：聚酰亚胺薄膜 化学镀铜 表面改性

PI / Cu composite film preparation and research

Abstract

Polyimide (PI) is an important high-performance polymer widely used in aerospace, microelectronics, communication fields and so on for their marked thermal-stability, excellent mechanical, electrical and radiation-resistance properties. With the development of science and technology, new requirements for the material such as high performance, multi-functional and low cost are raised. On the other side, electroless copper plating isn’t influenced by the size, shape and conductivity property of matrix. It is a very effective method to metalizing the surface of nonmetal material and its industrial application is expanding. It is a hot topic for chemists and materials scientists.

This paper, based on the previous study, prepared the PI/Cu films by electroless, and discussed related mechanism. In first, using an aqueous solution of NaOH treated polyimide film’s surface, and prepared polyamic acid and the metal complex of silver by changing sodium ion with silver ion. In the NaBH₄ solution, made the silver ions into silver atoms and migrate to the surface to form a silver layer, to prepare a layer of silver particles having excellent catalytic activity in the polyimide film, in the end, the polyimide film was immersed in a silver layer having a copper plating solution for chemical plating. The variation of surface morphology, chemistry structure and microcrystalline structure for the copper plating were analyzed using TGamp;DSC, SEM, FTIR and XRD.

Key words: Polyimide Film; Electroless Copper Plating; Surface Modification

目 录

摘要 I

Abstract II

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 聚酰亚胺表面改性 4

1.3.1 聚酰亚胺薄膜的表面研究 4

1.3.2 碱表面处理 5

1.3.3 等离子表面处理技术 5

1.3.4离子注入法 6

1.3.5表面接枝法 7

1.4 聚酰亚胺金属复合材料的研究概述 7

1.5 化学镀铜工艺研究进展 9

1.5.1化学镀铜介绍 9

1.5.2 化学镀铜溶液的研究进展 9

1.5.3 化学镀铜镀层生长机理 12

1.5.4 化学镀铜的特性及优势 13

1.6 本课题的研究内容及意义 14

第二章 实验方法及条件 15

2.1 实验原料 15

2.2 实验仪器 16

2.3 实验过程 17

2.4实验结果与讨论 18

2.4.1 薄膜的XRD分析 18

2.4.2 复合薄膜的表面形貌观察 19

2.4.3 复合薄膜表面方块电阻的测定 19

2.4.4 称重及测厚 19

第三章 结论与展望 21

3.1 结论 21

3.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 25

第一章 文献综述

1.1前言

聚酰亚胺是主链上含有酰亚胺环的一类芳香杂环聚合物材料，刚性酰亚胺结构赋予其卓越的耐热性能以及优异的机械、电、耐辐射、耐腐蚀等性能，是电子、电机领域的重要原料之一^[1]，同时也广泛应用于航空航天、核电、微电子、光伏、机械等领域。

近年来，鉴于聚酰亚胺优异的综合性能和广泛的应用前景，越来越多的被选作纳米复合材料的基体材料。纳米金属，由于在光、电、磁等方面特殊的性能可以有效赋予聚酰亚胺某种特殊的功能，同时聚酰亚胺优异的性能可以满足纳米复合材料在苛刻条件下的使用。目前，以聚酰亚胺为基体的纳米金属复合材料己经成为人们广泛关注的重要研究方向^[2-5]。

1.2聚酰亚胺的概述

聚酰亚胺Polyimide（简称PI）是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物材料，结构式如图1-1，是迄今为止在工业应用方面耐热等级最高的聚合物材料。

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