Αγώγιμα πολυμερή της πυρρόλης: εφαρμογές στην τροποποίηση επιφανειών

Abstract

In the context of this thesis I investigated the use of conductive polymers of pyrrole in high-technology applications and more specifically in surface modification. We developed a method for the use of polypyrrole in the conversion of non-conductive surfaces to conductive (metallization of insulators). Then the same method was studied for its applicability to the Printed Circuit Board industry in the Through-Hole copper plating stage. The study included the development of the synthesis of polypyrrole, the development of methods to deposit metals on insulators' surfaces and the analysis of the electrochemical deposition mechanism of copper (copper electrodeposition) on polypyrrole-modified surface, with the ultimate goal of developing new methods for the metallization of insulators and the Through-Hole Plating during construction of printed circuit boards (PCB). An innovative composition of polypyrrole (based on the chemical polymerization of pyrrole) was developed. The final polymer produced had properties which proved suitable for use in the transformation of insulating substrates but also suitable for use in Printed Circuits (PCBs) industrial applications.

Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετήθηκαν τα αγώγιμα πολυμερή της πυρρόλης για εφαρμογές προηγμένης τεχνολογίας όπως π.χ. στην μετατροπή επιφανειών. Αναπτύχθηκε μέθοδος μετατροπής μη αγώγιμων επιφανειών σε αγώγιμες (επιμετάλλωση μονωτών) με χρήση πολυπυρρόλης. Εν συνεχεία η μέθοδος μελετήθηκε ώστε να εφαρμοστεί στη βιομηχανία των Τυπωμένων Κυκλωμάτων κατά το στάδιο της επιχάλκωσης οπών (PTH – Plating Through Hole). Η μελέτη περιλάμβανε τη σύνθεση της πολυπυρρόλης, την ανάπτυξη μεθόδων απόθεσης μετάλλων σε μονωτές και την ανάλυση των χημικών μηχανισμών της ηλεκτροχημικής απόθεσης χαλκού (copper electrodeposition) στην τροποποιημένη με πολυπυρρόλη επιφάνεια με τελικό στόχο την ανάπτυξη νέων μεθόδων για την επιμετάλλωση μονωτών και την κατασκευή τυπωμένων κυκλωμάτων. Η καινοτόμος σύνθεση πολυπυρρόλης βασίστηκε στον in situ χημικό πολυμερισμό της πυρρόλης. Το τελικό πολυμερές που παράχθηκε εμφάνιζε ιδιότητες οι οποίες αποδείχθηκαν κατάλληλες για μετατροπές μονωτικών υποστρωμάτων αλλά και σε βιομηχανικές εφαρμογές Τυπωμένων Κυκλωμάτων (PCBs).