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离子束技术制备聚酰亚胺基体铜膜与钛/铜膜的性能研究

冉杰

  聚酰亚胺(PI)基体具有良好的热稳定性、低的介电常数、卓越的化学稳定性与力学性能等,在电子包装、微电子工业等领域得到广泛的应用。在PI基体上沉积金属Cu膜与Ti/Cu膜,在微电子、生物材料、智能材料等领域具有潜在的应用前景,已经引起了科研工作者的极大关注。实际应用对高分子基体金属薄膜的结合力有一定的要求,因此提高金属膜的结合力是重要的研究内容。 本文首先采用传统的离子束辅助(溅射)沉积技术在PI基体表面沉积Cu金属膜,又尝试了离子注入与离子束辅助沉积相结合的方法制备Cu膜;随后又尝试了两种离子束技术相结合的相同方法在PI基体上沉积了Ti/Cu膜。研究过程中,采用三维白光干涉表面形貌仪与台阶仪对薄膜的厚度进行了测试,采用X射线衍射技术(XRD)对薄膜中的物相进行了鉴别,采用纳米扫描俄歇电子能谱仪(Scanning Auger Nanoprobe,SAN)分析薄膜的元素深度分布信息,采用原子力显微镜(AFM)研究薄膜样品的表面形貌并测试样品的粗糙度,采用纳米压痕仪(Nanoinderter)测量了薄膜的纳米硬度、弹性模量与结合力,采用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜样品的表面形貌进行观察。同时也采用AFM与SEM分析不同离子注入时间下聚酰亚胺基体的粗糙度与表面形貌信息,研究辐照损伤效应,探寻聚酰亚胺基体的最佳离子注入剂量。 同时也采用相同的离子束技术在聚酯(胶片)基体上沉积Ti/Cu膜。采用AFM、SEM、SAN等分别研究薄膜样品的表面形貌与元素深度分布。 本文还尝试用相同的离子束技术在形状复杂的Ni丝表面沉积Cu膜,以SEM为主要手段,分析研究形状复杂细丝状金属表面的金属膜沉积工艺与沉积效果。 实验结果表明采用离子束辅助沉积技术可以在包括聚酰亚胺与聚酯等高分子基体以及形状复杂的细丝状Ni金属表面沉积Cu膜或Ti/Cu膜。也证实采用离子注入技术对基体进行预处理能有效提高金属薄膜的结合力。……   
[关键词]:离子注入;离子束辅助沉积;结合力;聚酰亚胺;镍丝
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:清华大学2010年
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