图案化聚合物刷辅助金属无电沉积制备铜图案及应用

提出了聚合物刷辅助金属选择性沉积制备铜图案的方法。利用聚多巴胺(PDA)将光引发表面原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂接枝到硅基体表面，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)为反应单体，通过数字微镜器件(DMD)调控光辐照选择性引发ATRP反应制备了离子型PMETAC聚合物刷图案，采用X射线光电子能谱仪(XPS)、光学显微镜和原子力显微镜(AFM)对所制备图案的化学组成、几何形状及表面形貌进行了表征分析，结果表明图案化PMETAC刷的成功制备。以PMETAC刷图案化表面为模板，通过PMETAC刷末端带正电的季铵盐基团与活性离子PdCl4]2-进行离子交换将金属催化剂固定在聚合物刷分子链上以诱导铜沉积，光学显微镜和XPS的分析结果表明了铜在PMETAC聚合物刷区域的选择性沉积。对不同尺寸铜图案表面的电性能进行研究，设计了通过硅片表面铜图案连接导线以点亮发光二极管的实验，结果表明该方法制备的铜图案具有优异的导电性。相关研究工作为图案化聚合物刷辅助金属沉积技术在复杂电路制备领域的应用提供了借鉴。