模塑材料表面导电线路的直写技术研究

摘要

近年来,随着微电子技术的快速发展和高聚物材料的广泛应用,传统的微电子制作技术已经不能满足电子产品向多样化、集成化、微型化等方向发展的要求。直写技术以其无需掩模、精度高、柔性化程度高的特点,成为模塑材料表面制作导电线路领域的研究热点。本论文从微细笔直写技术与激光直写技术两个方面探讨了高聚物材料表面导电线路的制作,为模塑结构三维金属线路的制作提供了新的方法和思路。
　　利用微细笔直写技术,在聚酰亚胺材料表面沉积导电银胶制作了由双臂平面等角螺旋天线和双臂圆锥对数螺旋天线复合的三维微带天线。这两种螺旋天线被分别进行建模和直写加工,然后再进行复合。实验表明,制作的三维微带天线中导电膜层均匀致密,一致性好,导电性与粘附性好,制作工艺简单,制作周期短。
　　提出了利用脉冲激光辅助化学镀的方法在聚碳酸酯材料表面制作导电线路的工艺。用波长为1064nm的脉冲激光先在预置有活化剂的聚碳酸酯的模塑结构表面刻蚀出设计图形,清洗之后实施化学镀,在聚碳酸酯材料的刻蚀区域沉积出金属层,从而得到所需图形的导电线路。研究了激光功率密度、扫描速度、扫描线条长度等加工参数对刻蚀效果及金属镀层形貌的影响规律。通过微观形貌、粗糙度、接触角、红外光谱、电子散射谱等物理、化学的表征技术探讨了脉冲激光辅助化学镀的机理,认为激光对聚碳酸酯材料的物理粗化微融和活性剂对基体的吸附以及扩散是可以实现化学镀和镀层性能良好的主要原因。测试表明,得到的导电线路的表面形貌、粘附性能和导电性能良好。该工艺无需掩模,利用激光直写加工,柔性化程度高,选择性好,工艺流程简单,成本低,工业应用前景良好。

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1 绪 论

1.1 前言

1.2 微笔直写技术

1.3 激光直写技术

1.3 研究目标、技术路线、技术关键及创新

2 实验材料、设备及方法

2.1 主要实验材料及仪器

2.2 微细笔加工设备

2.3 脉冲激光加工设备

2.4 表征技术及相关测试仪器方法

2.5 本章小结

3 微细笔直写技术制备复合式结构天线技术的研究

3.1 前言

3.2 复合式结构天线的建模

3.3 复合式结构天线的加工制作及性能测试

3.4 本章小结

4 脉冲激光选择性辅助化学镀制作导电线路的研究

4.1 前言

4.2 聚碳酸酯材料表面导电线路的制作

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

5 全文总结与展望

5.1 主要结论

5.2 问题与展望

致谢

参考文献