[发明专利]可在柔性基材上形成特殊形貌的表面改性剂及改性方法

说明书

本发明属于表面预处理技术领域，具体涉及可在柔性基材上形成特殊形貌的表面改性剂及改性方法。本发明技术方案包括基质表面调控剂、交联剂、有机溶剂和去离子水。基质表面调控剂为支化聚乙烯亚胺，为平均分子质量为1800、10000、30000、70000中任一种或者任意组合，交联剂为戊二醛或乙二醛，有机溶剂为乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丁醇中任一种或者任意比例的互溶液。利用该表面改性剂作用于聚醚酰亚胺或聚酰亚胺基材后，可在基材表面形成均匀的特殊形貌，该形貌具有高表面粗糙度，可与后续金属沉积层形成强物理咬合力；同时该表面改性剂还具有可络合后续金属粒子的官能团，可与金属沉积层形成强化学键合力，从而实现后续金属层与柔性基材的强结合。

技术领域

本发明属于表面预处理技术领域，具体涉及一种可在柔性基材上形成特殊形貌的表面改性剂及改性方法。

背景技术

柔性有机聚合物薄膜以其优异的化学稳定性、突出的可加工型以及轻薄可挠性使得其在现代印制电路高速自动化卷对卷生产和元器件表面安装工艺中拥有不可替代的优势，现如今已广泛应用于航空航天设备、军事制导系统、手机、笔记本电脑等电子产品中的高密度互联电路板和覆晶薄膜柔性封装基板的微细电路。因此，在柔性基材表面进行金属化已经成为当下柔性电子领域研究的热点。

目前，金属层化学沉积于柔性基材表面是其实现表面金属化的一种重要技术途径。然而，柔性基材通常表面粗糙度低，且表面缺乏与金属层化学键合的官能团，这导致金属层与柔性基材之间的结合力差。这一问题极大限制了柔性基材在柔性电子领域的应用。为了解决这一问题，通常都会对柔性基材进行表面改性处理，增大其表面粗糙度，或获得与金属层进行化学键合的官能团，从而提高金属层的附着力。

对柔性基材进行表面改性处理通常可以分为两大类：物理法和化学法。物理法一般指机械打磨以提高基材表面粗糙度，该方法处理后的基材表面均匀性差，且难以大面积应用。化学法是指包括臭氧氧化处理、等离子体处理和表面吸附自组装层在内的方法。Ruoff等人在实验(Ruoff A L,Kramer E J,Li C Y.Improvement of adhesion of copperon polyimide by reactive ion-beam etching[J].Ibm Journal of ResearchDevelopment,1988,32(5):626-630)中利用氧离子束蚀刻聚酰亚胺基材，经氧离子束蚀刻后的聚酰亚胺基材与铜层间的粘接强度达到0.69N/mm，比未经处理的聚酰亚胺基材粘接强度提高了约25倍。然而等离子体处理改性基材表面通常所需设备昂贵，对反应环境的要求高且经等离子体处理后基材表面产生的活性基团在空气中会快速失效，这极大阻碍了其推广应用。Tang等人(Tang X,Cao M,Bi C,et al.Research on a new surface activationprocess for electroless plating on ABS plastic[J].Materials Letters,2008,62(6–7):1089-1091)利用壳聚糖对钯催化剂的螯合作用，在ABS塑料基材表面沉积一层壳聚糖薄膜作为增强ABS基材与镍金属结合力的粘接层。但是壳聚糖仅可溶于部分酸性溶液，且在不同pH值和温度条件下，其分子结构会发生较大改变，导致其溶液性质不稳定，这限制了壳聚糖在有机聚合物基材上的应用。

发明内容

针对现有表面改性方法所存在的问题，本发明提供一种可在柔性基材上形成特殊形貌的表面改性剂及改性方法。利用该表面改性剂对柔性基材进行表面改性后，所形成的均匀的特殊形貌提供了与后续金属沉积层形成物理结合的锚点，且该表面改性剂中的高浓度有效官能团既可以与柔性基材形成化学键合，同时又可以与后续金属沉积层形成化学键合，这极大地提升了柔性基材与金属沉积层的结合力。

本发明采用的技术方案如下：