聚合物化學(xué)鍍前等離子表面處理技術(shù)

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2023-06-06

隨著當(dāng)今社會(huì)電子設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電子設(shè)備已經(jīng)無(wú)處不在。面對(duì)電子產(chǎn)品越來(lái)越快的更新迭代，對(duì)其性能的要求也隨之提高。另一方面電子設(shè)備正逐步向著小型化、智能化、可穿戴等方向發(fā)展。聚合物以其質(zhì)量輕、穩(wěn)定性和柔韌性好、絕緣性能佳、成本低、易成形加工等優(yōu)點(diǎn)在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。目前，常用在電子領(lǐng)域的聚合物有環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺（PI）、ABS塑料、液晶聚合物（LCP）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）、聚氨基甲酸酯（PU）和聚苯乙烯（PS）等。

在電子產(chǎn)品中，除聚合物外，金屬材料在導(dǎo)電互連、導(dǎo)熱散熱、電磁屏蔽等方面起到非常重要的作用。化學(xué)鍍（electroless plating）是實(shí)現(xiàn)聚合物表面金屬化的重要方法。例如，現(xiàn)在常用多層ＰＣＢ的制造中，聚合物基材化學(xué)鍍孔金屬化互連是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。與真空濺射等金屬化方法相比，化學(xué)鍍具有不受基體的材料和形狀的制約、金屬鍍層均勻、成本低、易規(guī)模化生產(chǎn)、不需昂貴設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。聚合物化學(xué)鍍的工藝流程簡(jiǎn)單，一般可分為清洗、粗化、活化、化學(xué)鍍四大步驟（如圖１）。清洗是為了除去基體材料表面上的油脂等污物，一般使用表面活性劑配合超聲處理，清洗步驟操作簡(jiǎn)單利于實(shí)現(xiàn)。粗化是為使聚合物表面變得粗糙，從而提高化學(xué)鍍金屬層與基體表面之間的結(jié)合力?；瘜W(xué)鍍時(shí)，鍍液中的金屬離子需要催化劑的催化作用才能被還原成金屬，活化處理則是使催化劑顆粒能夠更好附著到基體表面并充分暴露出來(lái)提供催化化學(xué)鍍反應(yīng)進(jìn)行的活性位點(diǎn)。粗化和活化是影響聚合物表面化學(xué)鍍性能的最重要的步驟，對(duì)于化學(xué)鍍金屬層質(zhì)量和鍍層結(jié)合力非常關(guān)鍵。

由于可以應(yīng)用于電子領(lǐng)域的聚合物基底材料越來(lái)越多，對(duì)不同材料選擇不同粗化和活化作為化學(xué)鍍前處理方法就變得更為重要。根據(jù)聚合物自帶的有機(jī)基團(tuán)，在化學(xué)鍍之前可以進(jìn)行一系列的表面處理設(shè)計(jì)。如粗化處理中，可以通過(guò)水解刻蝕，令聚合物表面的基團(tuán)打開(kāi)；也可以對(duì)表面基團(tuán)進(jìn)行接枝改性；還可以通過(guò)等離子體處理，在聚合物表面引入新基團(tuán)。

聚合物表面粗化方法

化學(xué)刻蝕
聚合物化學(xué)鍍前化學(xué)刻蝕粗化是通過(guò)化學(xué)試劑對(duì)聚合物基體表面進(jìn)行氧化、水解等處理以達(dá)到增強(qiáng)基體表面粗糙度和親水性的目的。目前常用的化學(xué)刻蝕劑主要是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，例如硝酸、硫酸、氫氧化鈉、重鉻酸、高錳酸鉀等。聚合物表面在化學(xué)刻蝕反應(yīng)中被降解的部分常會(huì)形成微小凹坑而增強(qiáng)表面粗糙度，在氧化、水解刻蝕反應(yīng)中還會(huì)在聚合物表面引入羧基、羥基、氨基等親水的極性基團(tuán)。

等離子體處理
等離子體處理是通過(guò)放電、激光、高溫等方法作用于氨氣氣等惰性氣體或者一些含氧氣體,使這些氣體發(fā)生電離,獲得等離子體。這些等離子體與聚合物基體表面接觸時(shí)會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),會(huì)使聚合物基體表面發(fā)生氧化、變性等,從而達(dá)到使基體表面粗糙的目的。而且在等離子體處理時(shí),往往會(huì)在基體表面產(chǎn)生活性官能團(tuán),這些官能團(tuán)會(huì)改善聚合物表面的親水性,有利于后續(xù)活化過(guò)程中吸附化學(xué)鍍催化劑以及提高化學(xué)鍍金屬層與聚合物之間的結(jié)合強(qiáng)度。

聚合物化學(xué)鍍前處理中，粗化和活化工藝對(duì)化學(xué)鍍鍍層的質(zhì)量影響巨大。粗化工藝的思路第一種是提高基體的物理粗糙度，以增大活化過(guò)程中與催化粒子的接觸和吸附概率以及與金屬鍍層的結(jié)合力；第二種思路是提高基體的化學(xué)粗糙度，即通過(guò)等離子體處理、光照、水解、刻蝕等方法使基體表面產(chǎn)生化學(xué)基團(tuán)，通過(guò)基團(tuán)進(jìn)行催化粒子的吸附，實(shí)現(xiàn)活化并提高聚合物基體與金屬鍍層的結(jié)合力。