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1、聚酰亞胺薄膜的表面處理改性及其粘接性能研究張磊(江陰駿友電子股份有限公司，江蘇江陰214400)摘要：本文采用不同酸堿濃度以及相應(yīng)不同處理時(shí)間對(duì)PI薄膜表面處理改性，利用電子萬(wàn)能拉伸機(jī)測(cè)試了處理前后力學(xué)的變化情況，剝離強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)試PI薄膜處理前后的粘接性能變化，通過(guò)激光顯微鏡測(cè)試對(duì)PI薄膜改性前后表面表征。關(guān)鍵詞：聚酰亞胺薄膜；表面處理；改性；粘接聚酰亞胺薄膜(PI)是一種具有優(yōu)越的物理機(jī)械綜合性能和優(yōu)良的電器與化學(xué)穩(wěn)定性的特殊的合成的高分子材料。在航空航天、電器絕緣、微電子等行業(yè)(作為介電空間層、金屬箔的保護(hù)層和基層)
2、具有廣泛的應(yīng)用“121。由于PI薄膜表面光滑和表面化學(xué)活性低，與金屬箔(鋁箔、銅箔等)的粘接性差，因此須對(duì)PI薄膜表面進(jìn)行處理或改性，來(lái)提高PI表面的粘接性能。目前，在所有PI薄膜表面處理、改性的方法中，酸堿處理方法由于工藝流程、成本因素得到廣泛研究，也有一些文獻(xiàn)對(duì)此種方法來(lái)改善PI薄膜潤(rùn)濕性和粘接性能進(jìn)行了報(bào)道，但是產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品在處理后的主體性能缺少應(yīng)有的報(bào)道和關(guān)注D1。本文用草酸溶液、NaOH、脫鹽水來(lái)處理PI薄膜表面，在不影響PI薄膜表觀質(zhì)量和內(nèi)在力學(xué)性的前提下，研究了不同酸堿濃度以及相應(yīng)不同處理時(shí)間對(duì)PI薄膜表面處
3、理后粘接性能的影響，用以知道PI薄膜的表面改性應(yīng)用“1。1實(shí)驗(yàn)部分1．1主要原料和藥品PI薄膜：12．5斗m，自產(chǎn)，NaOH：分析純，無(wú)錫亞盛化工有限公司l草酸：工業(yè)級(jí)，蘇州融泉化工有限公司；脫鹽水：自制；環(huán)氧粘合劑：自制，1．2儀器和設(shè)備電子萬(wàn)能拉伸機(jī)，電子天平，剝離強(qiáng)度測(cè)試儀，平板硫化機(jī)，電熱鼓風(fēng)干燥箱，激光顯微鏡1．3樣品制備1．3．1聚酰亞胺薄膜的表面酸堿處理在后處理工序，在一定的車(chē)速條件下，調(diào)整不同的酸堿槽的PH值，然后再經(jīng)過(guò)脫鹽水，最后經(jīng)烘箱干燥，取其不同試驗(yàn)參數(shù)的樣品，具體試樣見(jiàn)下表1試樣車(chē)速堿槽PH值酸槽P
4、H值烘箱溫度未處理，處理后l#51141802#51331803#51421804#71l41805世71331806#7142180表1試樣1．3．2覆銅板的制備將自配的膠液按照技術(shù)參數(shù)，保持一定膠層的厚度，均勻涂覆在PI薄膜上，置入160℃烘箱，3分鐘，然后將涂膠后的PI薄膜與銅箔疊合后，在10Kg的壓力下復(fù)合，并放入160℃，固化2h，即得覆銅板樣品。2結(jié)果與討論2．1力學(xué)性能厚度／拉伸強(qiáng)斷裂伸長(zhǎng)擊穿強(qiáng)度／收縮試樣Um度／Mpa率／％Mv／m率／％未處理24．5213683190．13處理后l#24．52126732
5、70．052#24．4210653200．043#24．4213673210．044#24．5211683170．055#24．5207663190．046#24．5209673180．04表2不同酸堿濃度處理以及在相同酸堿濃度不同處理時(shí)間的力學(xué)性能表2為不同酸堿濃度處理以及在相同酸堿濃度不同處理時(shí)間的力學(xué)性能變化情況。由表中數(shù)據(jù)可以看出通過(guò)酸堿處理后，在不同處理時(shí)間、不同酸堿濃度的條件下，PI薄膜的力學(xué)性能和擊穿強(qiáng)度下降幅度很小，可謂變化不是很明顯，這說(shuō)明PI薄膜表面的被蝕刻造成的質(zhì)量損失有限。另外，薄膜的收縮率通過(guò)一定
6、的烘箱，大幅度改善。2017年os月祀毒彳鱈l29a處理前2．2薄膜表面形貌圖中a和b分別為未處理和處理的PI薄膜的顯微鏡圖，由圖知a的RMS(均方根粗糙度)為0．119，b的RMS為0．306，處理后的薄膜表面相對(duì)未處理的薄膜表面粗糙度明顯增大，這說(shuō)明酸堿處理對(duì)PI薄膜表面具有蝕刻作用，明顯改善了PI薄膜表面。2。3剝離強(qiáng)度堿槽PH酸槽PH烘箱溫剝離強(qiáng)度／試樣車(chē)速值度kgf／em朱處理，f，70．8處理后1#51141801．12#51331801．23#51421801．44#711418015#71331801．16
7、#71421801．2表3不同酸堿濃度處理以及在相同酸堿濃度不同處理時(shí)間的剝離強(qiáng)度表3是為不同酸堿濃度處理以及在相同酸堿濃度不同處理時(shí)間的剝離強(qiáng)度性能變化。從表中可以看出，PI薄膜粘接力在相同酸堿濃度下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大；在相同車(chē)速的條件下，隨著酸堿濃度的增大而增大。酸堿處理對(duì)PI表面改性，由于PI薄膜不耐強(qiáng)堿，與其接觸后，對(duì)其表面蝕刻，增大了PI薄膜表面的粗糙度，粘結(jié)力大幅提高。2．4PI薄膜表面潔凈度通過(guò)酸堿處理后的PI薄膜表面潔凈度明顯改善，上述不同條件下的樣品通過(guò)客戶(hù)生產(chǎn)使用，在使用過(guò)程中相對(duì)未處理b處理前
8、的，清潔度明顯改善，未出現(xiàn)由于表面垃圾致使生產(chǎn)異常停車(chē)，生產(chǎn)穩(wěn)定性大幅提高。3結(jié)語(yǔ)(1)在目前生產(chǎn)車(chē)速情況下，改變酸堿濃度，對(duì)處理后的PI薄膜力學(xué)性能沒(méi)有明顯影響。(2)通過(guò)AFM表征可知，PI薄膜表面經(jīng)酸堿蝕刻后，其粗糙度大幅度變大。(3)經(jīng)酸堿處理后，PI的剝離強(qiáng)度在相同酸堿濃度下，隨著處理時(shí)間的延
