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【6h】

玻璃纤维/环氧树脂微孔表面的导电化处理

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摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 微孔导电化处理的研究现状

1.2.1 化学镀铜

1.2.2 直接孔金属化

1.2.3 磁控溅射

1.3 导电高分子简介

1.3.1 导电高分子研究现状

1.3.2 聚吡咯概述

1.4 聚吡咯在印制板微孔导电化中的应用

1.4.1 技术原理

1.4.2 典型工艺流程

1.5 课题的研究目标及主要内容

1.5.1 课题的研究目标

1.5.2 课题的主要研究内容

2 聚吡咯导电薄膜原位聚合方法设计

2.1 聚吡咯聚合原理

2.2 原位聚合基本原理

2.3 聚吡咯原位聚合工艺设计

2.4 实验仪器与试剂

2.4.1 仪器

2.4.2 试剂

2.5 导电性能的测定方法与表征

2.5.1 聚合物导电性能的测定方法

2.5.2 表征方法

3 探索聚吡咯导电膜的原位聚合配方及工艺

3.1 引言

3.2 不同聚合工艺条件对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.2.1 吡咯单体浓度对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.2.2 聚合温度对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.2.3 浸单体时间对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.2.4 聚合时间对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.2.5 导电掺杂剂AH-12用量对聚毗咯薄膜电导率的影响

3.2.6 聚合pH值对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.2.7 引发剂用量对聚吡咯薄膜电导率的影响

3.3 表征

3.3.1 FTIR分析

3.3.2 SEM形貌分析

3.3.3 聚吡咯薄膜环境稳定性的检验

3.3.4 聚吡咯薄膜与基体结合力的测试

3.4 本章小结

4 单层玻璃纤维/环氧树脂微孔导电化处理的方法

4.1 引言

4.2 工艺流程

4.3 钻孔

4.4 微孔电阻的测定方法及技术指标

4.4.1 测定方法

4.4.2 技术指标

4.5 微孔预处理工艺

4.5.1 清洁除油处理

4.5.2 高锰酸盐溶液粗化处理

4.6 微孔内聚吡咯薄膜聚合工艺优化

4.6.1 聚合温度的影响

4.6.2 浸单体时间的影响

4.6.3 聚合时间的影响

4.6.4 聚合助剂BM-17的影响

4.6.5 浸渍次数的影响

4.7 单层基板不同孔径微孔导电化处理后的电阻情况

4.7.1 孔径Φ=0.8 mm的微孔电阻情况

4.7.2 孔径Φ=1.0 mm的微孔电阻情况

4.7.3 孔径Φ=1.2 mm的微孔电阻情况

4.8 微孔内聚吡咯薄膜的表征

4.8.1 FTIR分析

4.8.2 SEM形貌分析

4.8.3 微孔电阻的环境稳定性测试

4.8.4 各孔径微孔聚吡咯薄膜结合力的测试

4.9 本章小结

5 多层玻璃纤维/环氧树脂微孔导电化处理的方法

5.1 引言

5.2 多层板实验模具

5.3 多层PCB微孔导电化处理的三种工艺流程

5.3.1 静置聚合工艺

5.3.2 超声聚合工艺

5.3.3 添加聚合助剂BM-17聚合工艺

5.4 三种多层PCB微孔导电化处理方法的比较

5.5 多层PCB各孔径微孔的导电情况

5.5.1 孔径Φ=0.8 mm的微孔电阻随基板层数变化情况

5.5.2 孔径Φ=1.0 mm的微孔电阻随基板层数变化情况

5.5.3 孔径Φ=1.2 mm的微孔电阻随基板层数变化情况

5.6 多层PCB微孔的性能表征

5.6.1 环境稳定性测试

5.6.2 结合力测试

5.7 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况

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摘要

随着电子技术的飞速发展,PCB的层数和密度越来越高,起层间导通作用的微孔的孔厚径比也越来越大,这无疑增大了对PCB微孔导电化处理的难度。本文采用原位化学氧化聚合的方法对玻璃纤维/环氧树脂微孔进行导电化处理,得到了膜层均匀、结合力、环境稳定性和导电性良好的聚吡咯导电薄膜。具体内容分别如下:
  首先,以玻璃纤维/环氧树脂平面基板为成膜基层,通过单因素实验研究了吡咯薄膜聚合的配方及工艺,为玻璃纤维/环氧树脂微孔导电化处理奠定了基础。FTIR、SEM、热震试验等测试分析结果表明,聚吡咯在玻璃纤维/环氧树脂表面形成的薄膜均匀、致密、结合力良好。当吡咯单体浓度为0.041 mol·L-1时,在20℃、pH值为2.6的条件下聚合20 min,在玻璃纤维/环氧树脂平面基板上原位聚合形成的聚吡咯薄膜电导率最高可达9.259 S·m-1。
  其次,研究了玻璃纤维/环氧树脂微孔的预处理方法,探讨了KMnO4浓度、粗化处理酸碱性、粗化时间对微孔电阻的影响。通过实验得到了微孔预处理工艺为:15g·L-1的酸性KMnO4处理3 min。
  最后,基于上述玻璃纤维/环氧树脂平面基板条件下所确定的聚吡咯原位聚合配方和工艺,研究了吡咯在预处理后的微孔表面原位聚合的方法,通过实验分别确定了单层及多层PCB微孔内的导电化处理工艺,并分别对1、3、5、7、9、11层基板孔径为0.8、1.0和1.2 mm的微孔进行了导电化处理。SEM、热震试验等测试分析结果表明,微孔表面膜层均匀,覆盖完全,结合力良好。当吡咯单体浓度为0.041 mol·L-1时,在20℃、pH2.6的条件下加入20%聚合助剂BM-17聚合20 min,平均单层孔电阻最小为1.09 kΩ(Φ=0.8 mm),导电性能良好。

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