【摘 要】
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随着5G/6G电子通信技术朝超高频率、超高速率以及低延迟的方向发展,对电子基材的电性能以及力学性能提出了新的挑战。以玻璃纤维环氧树脂（FR4）和聚苯硫醚（PPS）为代表的高频介质基材因具有低介电常数、低介电损耗以及较强的耐化学性等优点被视为开发5G/6G高频通信技术的理想材料。由于FR4与PPS受到表面粗糙度较小且缺乏可吸附金属粒子的极性基团的条件限制,使得难以在其表面制备粘附强度较高的金属层。因
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随着5G/6G电子通信技术朝超高频率、超高速率以及低延迟的方向发展,对电子基材的电性能以及力学性能提出了新的挑战。以玻璃纤维环氧树脂（FR4）和聚苯硫醚（PPS）为代表的高频介质基材因具有低介电常数、低介电损耗以及较强的耐化学性等优点被视为开发5G/6G高频通信技术的理想材料。由于FR4与PPS受到表面粗糙度较小且缺乏可吸附金属粒子的极性基团的条件限制,使得难以在其表面制备粘附强度较高的金属层。因此本课题提出了一种简单高效、低成本且可靠的表面金属沉积策略,在FR4与PPS两种基材表面成功制备了高质量的导电金属铜层,具体研究内容如下:（1）通过对比实验选择MnO2-Na4P2O7-H2SO4在60℃条件下对PPS基材微蚀刻处理40分钟为最佳微蚀刻工艺,经处理后的PPS基材表面粗糙度为152.0 nm,表面水接触角由76.0°降低至42.0°,亲水性有较大改善。（2）通过对比实验确定浓硫酸在95℃条件下对FR4基材微蚀刻处理40分钟为最佳微蚀刻工艺,经处理后的FR4基材表面粗糙度为243.3 nm,表面水接触角由92.4°降低至68.4°,亲水性有较大提升。（3）通过紫外辅助邻苯二酚/四乙烯五胺溶液对PPS基材和FR4基材进行接枝改性,确定了最佳的沉积时间为3.5小时。通过FTIR、XPS、SEM以及接触角测试证明了聚邻苯二酚/四乙烯五胺在基材表面的成功制备以及紫外辐照处理可加速其聚合过程。同时在基材表面引入了大量的酚羟基和氨基使改性后的基材表面粗糙度降低时仍能保持较好的亲水性,并能对活性金属粒子产生较强的吸附作用,从而保证金属层与基材之间的结合强度。（4）采用甲醛化学镀体系实现基材表面的金属层制备,并对在最佳条件下所制备的金属铜层表面形貌、化学成分以及性能进行表征分析,发现所制备的金属铜层表面光亮平整、均匀致密,结晶度较高且无明显杂质存在。此外,金属铜层还具有较好的导电性能以及力学性能,PPS基材表面金属铜层的电阻率低至2.7μΩ·cm,仅为块状铜的1.6倍;FR4基材表面金属铜层的电阻率仅为3.1μΩ·cm。同时两种改性后的基材与表面所沉积的金属铜层之间的结合强度都达到ASTM D3359-02中的5B等级标准。
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