聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展

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1、万方数据聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展／黄培等·107·聚酰亚胺薄膜表面改性研究进展黄培，阙正波，蒋英，王晓东(南京工业大学材料化学工程国家重点实验室，南京210009)摘要聚酰亚胺薄膜因表面光滑和亲水性差，导致其粘接性能低，有丛要对其进行表面改性。从聚酰亚胺薄膜表面性质出发，详细介绍了酸碱处理、等离子处理、离子束和表面接枝等几种不同的聚酰亚胺薄膜表面改性方法及其研究进展。通过这些改性方法，聚酰亚胺薄膜表面与其他材料的粘接性能得到显著提高。’关键词聚酰亚胺薄膜表面改性表面处理·中图分类号：TQ245．1文献标识码：AResearchDevelopmentofSurfaceModifi

2、cationofPolyimideFilmHUANGPei，QUEZhengbo，JIANGYing，WANGXiaodong(StateKeyLaboratoryofMaterialsq3rientedChemicalEngineering，NanjiI唱UniversityofTechnology，Nanjing210009)AbstractDuetotheirhydrophobicsurfacesandpooradhesion，itisessentialtomodifypolyimidesurfaces．Basedonthesurfacepropertiesofpolyimi

3、defilm。thedevelopmentofsurfacemodificationmethodsofpolyimidefilms，suchasacid-basetreatment，plasmatreatment，ionbeamandgraftingmodificationareintroducedandreviewed．Ad—hesionbetweenpolyimidefilmandothermaterialsisenhancedbythesemodificationmethods．Keywordspolyimidefilm，surfacemodification，surface

4、treatment0引言聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)薄膜以其优异的机械性能、耐高温性能、耐辐射性能、低介电常数和高电阻率等优异性能，广泛应用于微电子行业作为介电空间层、金属薄膜的保护覆盖层和基材，尤其用于挠性覆铜板领域[1-s]。然而PI薄膜因表面亲水性差，导致其与胶粘剂、金属粘合性差“]。为了改善粘合性，有必要对PI薄膜表面进行改性处理[5]。PI薄膜表面处理主要有酸碱处理、等离子处理、离子注入和表面接枝等方法[6J]。本文详细介绍了国内外PI薄膜表面性能和改性的研究进展。1PI薄膜表面性能研究在一些应用领域里，PI薄膜的表面性质可为其粘接性能提供极其重要的信息。近年

5、来，研究者采用各种方法来研究P1薄膜表面性质，如离子和电子显微镜、振动光谱，表面能设备等。Factor等Is]采用掠射X射线扫描仪研究了旋转涂布制备的PMDA-ODA体系聚酰亚胺薄膜的表面结构。研究发现空气面附近的薄膜比体相更有序，完全固化的PI薄膜的表面性质不同于体相。Zuo等[9]从接触角的角度研究了不同亚胺化程度的PI薄膜表面自由能的变化情况。研究发现随着亚胺化程度的加深，表面接触角逐渐增大，表明PI薄膜表面的极性变弱。当亚胺化温度为300℃时，接触角高达800。黄培：男，1967年生，博士，教授E-mail．phuang(萤njut．ed,,-cn由于PI薄膜表面光滑和亲水

6、性差，导致其表面粘接性能差。在不改变Pl薄膜整体性能的前提下，有必要对PI薄膜进行表面改性来提高其粘接性能ClO-lZ]。2PI薄膜表面改性2．1酸碱处理酸碱处理法是PI薄膜表面改性的有效方法之一。因为PI不耐强碱，所以碱能在很短的时间内使P1薄膜表面发生结构和形态上的变化。酸碱处理法主要是使Pl薄膜表面的酰亚胺基团水解成聚酰胺酸和聚酰胺酸金属盐n引。这些极性基团使得PI薄膜表面能增大、接触角变小、润湿性提高，从而使粘合剂能均匀地浸润到薄膜表面，提高薄膜粘接性能。处理液主要有：氢氧化钠、氢氧化钾、高锰酸钾和有机胺溶液等。Park等CZ]研究发现用KOH溶液处理PI薄膜，可以在薄膜表

7、面形成C=O官能团，O／C比例随着处理时间的延长而增大，表面自由能得到提高。同时，由原子力显微镜(AFM)观察得出，薄膜表面粗糙度随处理时间的延长而增大。处理后的PI薄膜与铝箔的剥离强度从原来的0．98N／iTffn增加到2．35N／ram。Yun等[5]考察了不同结构的胺、胺分子量、浓度、处理时间以及干燥温度等因素对P1与环氧粘接强度的影响。研究表明，通过对PI表面进行胺处理，可以改善环氧与PI之间的粘接强度。这可以解释为通过二胺的伯胺与Pl的酰亚胺基团反应，形成了