聚酰亚胺薄膜表面高分辨银图案的制备及性能研究

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银图案作为电子器件互连的核心组件,被广泛应用在柔性印制线路板(FPC)、无线射频识别标签和大面积传感器等领域。目前银图案的制备方法仍沿用光刻技术,制造流程复杂且依赖光刻胶模板,污染大,成本高。因此本文旨在寻求高效环保的的银图案制备方法,通过将其与印刷技术结合,实现在聚酰亚胺薄膜表面制备高分辨高导电且界面粘结性强的银图案的同时不破坏基体固有性能。本文基于制备银层的离子自金属化法,创新提出了表面改性原位金属化法和原位选择离子交换法两种银图案制备方法。其中表面改性原位金属化法利用了流变性可控的碱性胶液在薄膜表面构筑图案化离子交换改性层。通过傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)研究了其中的机理;扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)研究了制备过程中银粒子的形貌和聚集状况。通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP)和四探针测试研究了刻蚀剂浓度、刻蚀时间、离子交换液种类、交换时间与薄膜导电性的关系;最终制得的银图案方块电阻低至1Ω/sq、界面粘结性达到ISO 0级,并且可实现线宽在0.2 mm以上的任意形状编辑。原位选择离子交换法直接利用聚酰胺酸进行原位图案化离子交换。通过X射线衍射(XRD)、SEM、X射线光电子能谱(XPS)等测试研究了图案化过程中银粒子的形成机理,同时发现不同基体表面银金属化效果存在差异,选择化学还原结合热环化可以有效缩短流程时间,制备方块电阻约低于2Ω/sq,拉伸强度约100 MPa,线宽约0.5 mm的任意形状银图案。
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