改善磁控溅射铜膜与聚碳酸酯基体结合力的研究

曹晓雪，张虎林，刘超，刘惠涛，高原

（烟台大学化学化工学院，山东 烟台 264005）

聚碳酸酯(PC)具有质量轻、易加工、成本低等诸多优点，在其表面沉积金属膜，既保持了聚合物自身质轻、抗蚀、易成型等优点，又赋予其导电、美观等新特性，提高了产品的附加值，在汽车、电子、电器、包装等领域具有广阔的市场前景[1-3]。近年来，电子工业朝着更高的集成度发展，特别是溅射镀膜应用于印制电路板生产中已成为一种新的发展趋势[4]。然而，聚合物表面金属薄膜附着力差的问题制约了其实际应用[5]。在高温下沉积铜膜，由于薄膜的热膨胀系数与聚合物基材不同，形成的热残余应力会造成薄膜开裂或分层，直接导致产品失效[6]。采用等离子体、离子束或化学溶液对聚合物基材进行预处理，改变其表面力学、化学或物理性质，从而降低聚合物基材上的残余应力，增强界面结合力，避免薄膜出现开裂或分层现象，是表面改性中常用的方法[7-9]。有研究表明，聚合物表面金属薄膜附着力差的主要原因是聚合物表面具有化学惰性，活性低，不易与金属薄膜之间形成相互作用[10-11]。

本文尝试将前期H2O2改性PC表面的方法[12]用于提高聚合物表面活性，改善铜膜与基体之间的结合力。采用射频磁控溅射法沉积铜膜，研究了溅射功率对铜膜形貌产生的影响，并考察了铜膜的基本性能。

1 实验

1.1 主要材料

聚碳酸酯(PC)，厚度为2 mm，苏州上臣公司；铜靶(Cu)，99.999%，泰州森特材料科技有限公司；氩气(Ar)，99.999%，烟台飞鸢特种气体有限公司；……