一種導(dǎo)電聚合物熱退火工藝及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)電聚合物熱退火工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子產(chǎn)品隨著科技的進(jìn)步，表現(xiàn)出了向輕、薄、短、小的趨勢(shì)發(fā)展，這就要求了電路 板的設(shè)計(jì)越趨立體化與多元化，多層電路板的出現(xiàn)極大的滿足了這一需求。在多層電路板 中，電路板必須進(jìn)行立體電路的連接，為了達(dá)到這個(gè)目的，必須在介電層的非導(dǎo)體表面施加 一層具有導(dǎo)電能力的預(yù)鍍層來作為電鍍銅的前體，以利于后續(xù)電鍍銅的順利進(jìn)行。目前業(yè) 界采用的最多的是化學(xué)銅鍍通孔制程，盡管此工藝已頗為成熟，卻仍存在成本高污染嚴(yán)重 等諸多不足之處。因此，過去的20年里，人們一直致力于研究一種可以取代化學(xué)鍍銅工藝 的直接電鍍制程。其中導(dǎo)電高分子系列以其成本低、流程短和排污少的優(yōu)勢(shì)受到了業(yè)界越 來越多的關(guān)注與親睞，但是，導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性能一直是制約該工藝在業(yè)界廣泛運(yùn)用的 桎梏之一，導(dǎo)電性能差會(huì)帶來一系列例如耗能高、穩(wěn)定性差及可靠性差等問題。
[0003]目前的導(dǎo)電聚合物直接電鍍工藝對(duì)導(dǎo)電聚合物膜形成后的后續(xù)工藝一般都是酸 浸與水洗。該工藝可在一定程度上增強(qiáng)聚合物膜的導(dǎo)電性能，但效果并不明顯。此外，該步 驟增加了生產(chǎn)線流程（一個(gè)酸浸槽和一個(gè)水洗槽）。有些實(shí)例中將酸浸與聚合（有些稱催 化）工藝合并，這樣其實(shí)在一定程度上增加了聚合槽維護(hù)的難度，且無法最大程度發(fā)揮酸 浸步驟提升導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電性能的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)電聚合物熱退火工藝，具體方案如下：
[0005] -種導(dǎo)電聚合物熱退火工藝，采用梯度降溫烘烤，降溫烘烤采用的梯度溫度滿足 以下公式：
[0006] V= 110-80 ? i/n
[0007] 其中，V表示i階段的梯度溫度，單位°C ;n為正整數(shù)，表示退火工藝的梯度降溫 次數(shù)；i取從〇至n中的整數(shù)，表示熱退火工藝所處的階段。
[0008] 進(jìn)一步的，所述n的取值為1-8,優(yōu)選為1-8,最優(yōu)選為3-4。
[0009] 進(jìn)一步的，所述導(dǎo)電聚合物熱在I；1溫度條件下處理的時(shí)間為5-30min，優(yōu)選為 10-25min，最優(yōu)選為 15-20min。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的熱退火工藝還包括將導(dǎo)電聚合物置于溶劑蒸汽氣氛下預(yù)處理， 預(yù)處理時(shí)的梯度溫度iv g溶劑的沸點(diǎn)溫度。
[0011] 優(yōu)選的，所述溶劑蒸汽氣氛的蒸汽壓力為溶劑在空氣中的飽和蒸汽壓。
[0012] 進(jìn)一步的，所述的溶劑選自碳原子數(shù)3-6的酮類，碳原子數(shù)5-10的飽和烷烴類，碳 原子數(shù)4-6的酯類，碳原子數(shù)1-6的醇類，取代基為甲基、乙基、丙基、異丙基中1-3種的烷 基取代苯中的至少一種。
[0013] 優(yōu)選的，所述的溶劑選自丙酮、正己燒、乙酸乙酯、乙醇、二甲苯中的至少一種。
[0014] 優(yōu)選的，所述的溶劑為乙酸乙酯與二甲苯按體積比1:1混合而成。
[0015] 上述導(dǎo)電聚合物熱退火工藝可應(yīng)用于導(dǎo)電聚合物膜的制備工藝中，優(yōu)選應(yīng)用于沉 積在PCB上的導(dǎo)電聚合物膜的熱退火工藝。
[0016] 本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物熱退火工藝，可用于PCB生產(chǎn)制造過程中導(dǎo)電聚合物直接電 鍍工藝，制備具有優(yōu)異導(dǎo)電能力的預(yù)鍍膜層來作為電鍍銅的種子層。采用梯度降溫的退火 工藝，輔以適量的溶劑預(yù)處理，通過熱退火和溶劑的協(xié)同作用，規(guī)整導(dǎo)電聚合物鏈，增加導(dǎo) 電聚合物膜的導(dǎo)電性能，且無有害雜質(zhì)殘留；梯度降溫及溶劑預(yù)處理不需要復(fù)雜工藝設(shè)備， 在任意可設(shè)定溫度梯度的真空烘箱中即可進(jìn)行，亦無需額外增加酸浸槽及水洗槽等濕制 程。處理后的干燥過程可以采用低能耗的干處理即可達(dá)到目的，甚至可以在線路板儲(chǔ)存過 程中完成，不會(huì)造成成本負(fù)擔(dān)。
[0017] 導(dǎo)電聚合物是一類化學(xué)性質(zhì)并不十分穩(wěn)定的共輒化合物。本工藝中使用的導(dǎo)電聚 合物主要成分是噻吩單體衍生物氧化聚合之后的產(chǎn)物，其無法長(zhǎng)時(shí)間耐受高溫，如120°C以 上的高溫烘烤。但是，聚合物分子鏈已經(jīng)被證明在高溫退火工藝中有被規(guī)整成為有序排布 的傾向，高度規(guī)整的共輒聚合物分子鏈可有效的增強(qiáng)電子（或空穴）在分子鏈內(nèi)及分子鏈 間的傳遞，達(dá)到提高導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電性能的目的。合成的導(dǎo)電聚合物具有一定的分子量分 布，其含有分子量較大的部分，也有分子量較小的部分，不同分子量的聚合物對(duì)溫度響應(yīng)的 效果是不同的。本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物熱退火工藝，采用梯度降溫的方法，一方面可避免不同 分子量的聚合物，特別是低分子量的聚合物在某一溫度下長(zhǎng)時(shí)間受熱而分解，另一方面，可 使不同分子量的聚合物鏈在相應(yīng)的溫度下做出有效的調(diào)整，達(dá)到規(guī)整聚合物鏈的目的。
[0018] 有機(jī)溶劑預(yù)處理這一方法是通過形成局部微溶液的方式來規(guī)整聚合物鏈，不同分 子量的聚合物對(duì)不同蒸汽壓及溶解性的溶劑有各自最佳的響應(yīng)范圍。通過調(diào)整退火溫度及 梯度，以及不同溫度下的溶劑蒸汽壓，可有效的規(guī)整聚合物鏈，達(dá)到增加聚合物導(dǎo)電性能的 目的。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn) 一步介紹和說明。
[0020] 在PCB樹脂（FR-4)表面沉積一層厚度為50-80nm的聚3, 4-乙撐二氧噻吩導(dǎo)電聚 合物作為以下實(shí)施例的基材。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 將基材置于烘箱內(nèi)依次采用以下條件烘烤：
[0023] 第 0 (初始）階段：110°C (T4°)，15 分鐘；
[0024] 第 1 階段：90°C (T/)，15 分鐘；
[0025] 第 2 階段：70°C (T42)，15 分鐘；
[0026] 第 3 階段：50°C (T43)，15 分鐘；
[0027] 第 4 階段：30°C (T44)，15 分鐘；
[0028] 其中，從第2階段開始向烘箱內(nèi)通入乙酸乙酯（沸點(diǎn)77°C)蒸汽，使烘箱內(nèi)乙酸乙 酯的蒸氣壓力達(dá)到乙酸乙酯的飽和蒸汽壓，直至第4階段終止。
[0029] 第4階段烘烤終止后，待烘箱內(nèi)溫度降至室溫，將烘箱內(nèi)抽成真空，充以空氣后取 出導(dǎo)電聚合物膜基材。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 將基材置于烘箱內(nèi)依次采用以下條件烘烤：
[0032] 第 0 (初始）階段：110°C (T4°)，15 分鐘；
[0033] 第 1 階段：90°C (T/)，15 分鐘；
[0034] 第 2 階段：70°C (T42)，15 分鐘；
[0035] 第 3 階段：50°C (T43)，15 分鐘；
[0036] 第 4 階段：30°C (T44)，15 分鐘；
[0037] 其中，從第0階段開始向烘箱內(nèi)通入二甲苯（沸點(diǎn)138°C )蒸汽，使烘箱內(nèi)二甲苯 的蒸氣壓力達(dá)到二甲苯的飽和蒸汽壓，至第1階段終止后抽真空。
[0038] 從第2階段開始向烘箱內(nèi)通入乙酸乙酯（沸點(diǎn)77°C)蒸汽，使烘箱內(nèi)乙酸乙酯的 蒸氣壓力達(dá)到乙酸乙酯的飽和蒸汽壓，直至第4階段終止。
[0039] 第4階段烘烤終止后，待烘箱內(nèi)溫度降至室溫，將烘箱內(nèi)抽成真空，充以空氣后取 出導(dǎo)電聚合物膜基材。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 將基材置于烘箱內(nèi)依次采用以下條件烘烤：
[0042] 第 0 (初始）階段：110°C (T4°)，15 分鐘；
[0043] 第 1 階段：90°C (T/)，15 分鐘；
[0044] 第 2 階段：70°C (T42)，15 分鐘；
[0045] 第 3 階段：50°C (T43)，15 分鐘；
[0046] 第 4 階段：30°C (T44)，15 分鐘；
[0047] 其中，從第3階段開始向烘箱內(nèi)通入乙酸乙酯與二甲苯按體積比1 :1混合而成的 混合溶劑的蒸汽，使烘箱內(nèi)混合溶劑的蒸氣壓力達(dá)到飽和蒸汽壓，直至第4階段終止。
[0048] 第4階段烘烤終止后，待烘箱內(nèi)溫度降至室溫，將烘箱內(nèi)抽成真空，充以空氣后取 出導(dǎo)電聚合物膜基材。
[0049] 實(shí)施例4
[0050] 將基材置于烘箱內(nèi)依次采用以