基于激光诱导的柔性基材表面电子线路成型工艺研究

发布时间：2020-06-06 17:15

【摘要】：柔性电子线路作为实现电子器件柔性互联的重要组件,被广泛应用在航空航天、穿戴设备、医疗电子等领域。针对柔性电子线路广阔的应用前景和日益增加的市场需求,开发绿色、快速、低成本、批量化生产的柔性电子线路成型新工艺具有极大的应用价值。本文将成型精度高、可实现快速选区加工的激光诱导技术和低成本、便于批量化生产的化学镀金属化方法相结合,提出了激光诱导柔性基材表面电子线路成型新工艺。本研究以综合性能优良的聚酰亚胺薄膜作为实验基体,通过飞秒激光对基体进行刻蚀处理,改性后基体表面形成大量刻蚀微孔,基体的粗糙度和亲水性显著提高,为活化液的涂覆和活化微粒的吸附提供了场所。以硫酸铜、次磷酸钠、六偏磷酸钠、乳酸为活性成分配制的酸性活化液涂覆于改性后的基体表面,形成一层活化液膜层,利用450nm蓝光激光器辐照诱导实现基体化学镀铜前的活化。活化后基体表面形成一层具有催化活性线路图形,经检测该活性成分为铜微粒,最后通过镀铜工艺实现柔性材料表面电子线路的制备。该工艺以激光诱导实现了选区活化,避免了银、钯等贵金属的使用,具有便于批量化生产、绿色安全等优点,在柔性电子行业具有良好的而应用前景。通过接触角检测仪分别对酸碱处理、等离子改性、飞秒激光刻蚀改性后基体亲水性检测,结合镀铜质量筛选出飞秒激光刻蚀改性为基体最佳改性方法。利用单因素分析法对飞秒激光改性工艺、活化液配方、激光活化参数进行了优化,并采用综合平衡法优化了镀铜液中各添加剂比例。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析手段分析了活化反应原理和镀层质量。采用最优工艺在柔性聚酰酰亚胺薄膜表面成功制备了电子线路,线路镀层轮廓清晰,边角整齐,电阻率为3.6×10~(-8)Ω·m,热循环实验表明镀层结合性良好。
【图文】：

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图 1-1 刚性印刷电路Fig.1-1 Rigid circuit board性电路板又称柔性印刷电路板（Flexible Print Circuit）是一种利用覆铜或性基体上制备的具备一定弯曲能力的电子线路。早期的柔性电子线路板柔性聚酯薄膜表面上粘贴金属薄膜的方式来制备导电线路，该构想为柔的工业化生产提供了技术参考。1965 年，美国杜邦公司开始工业化生产，并将之应用到柔性线路板的批量化生产中。我国的柔性电子线路板生早可追溯到上个世纪 60 年代，由电子部首先开展初期研发工作，并于 7

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西南科技大学硕士学位论文到了广泛应用。尤其是当可穿戴设备、柔性医疗检测仪器、仿生功能器件等产品走入大众的生活，柔性电子线路的需求也逐渐增加。柔性电子线路以其轻薄、空用率高、可弯曲甚至拉伸等优点在柔性电子领域中具有不可代替的地位。同时，，增加的市场需求也对柔性电子线路制造工艺提出了新的要求，精细化、低成本、化生产成型工艺已成为了当前研究重点。图 1-2 为不同工艺条件下制备的柔性电路。
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ320.673

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