单宁酸(TA)与二碳酸二叔丁酯(t-Boc)和甲基丙烯酰氯(MA)反应进行改性设计合成出TA- Boc -MA树脂。然后将TA-Boc-MA树脂与光产酸剂PAG103和自由基产生剂3D和其他助剂混合配制成光刻胶，经过涂膜、曝光、后烘烤、显影等工艺获得光刻图案，然后经过二次曝光烘烤，第一次未曝光区域光刻胶膜脱Boc基团，单宁酸的酚羟基重新产生，图案浸没于银离子溶液后可以实现光刻图案的金属化。

对TA和合成的TA-Boc-MA样品进行傅里叶红外光谱(FTIR)分析。在3429 cm^-1、1714 cm^-1和1620 cm^-1处的峰分别对应TA分子的O-H伸缩、C=O伸缩和芳香C-O对称伸缩振动峰。在1314 cm^-1和1193 cm^-1处峰对应芳香C-O不对称伸缩振动峰。TA-Boc-MA分子的C=C伸缩振动峰（1637 cm^-1），甲基的C-H伸缩振动峰（2986 cm^-1和2935 cm^-1），叔丁基的C-H弯曲振动（1393 cm^-1和1373 cm^-1）和酯键的C-O-C伸缩振动峰（1260 cm^-1和1140 cm^-1）出现表明MA与t-Boc的成功接枝。同时，由于Boc和MA基团的接枝，TA-Boc-MA分子的O-H伸缩振动峰（~3429 cm^-1）和芳香C-O不对称伸缩振动峰急剧衰减，C=O伸缩振动从1714 cm^-1迁移至1762 cm^-1。

通过氢核磁共振（¹H-NMR）对TA-Boc-MA结构定量分析，进一步证实Boc和MA基团接枝成功。¹H-NMR（DMSO-d6，δ）：7-8.5（苯基环），5.6-6.2（乙烯基），0.9-1.5（叔丁基甲基）。根据¹H-NMR结果，计算出t-Boc和MA在酚基上的接枝摩尔比分别为56%和20%。用热重分析仪（TGA）表征了Ta-Boc-Ma的热分解性质。在100 ℃至200 ℃之间有56%失重是由于在高温下t-Boc基团的热分解。

图2. TA-Boc-MA树脂结构表征

TA-Boc-MA树脂与光产酸剂PAG103和自由基产生剂3D和其他助剂混合配制成光刻胶，然后在Si衬底上旋涂成膜（厚度约为800 nm）、365 nm光源掩膜曝光、烘烤、显影制备出了光刻图案。图3a为光刻图案的光学显微镜照片，图案清晰，间距为10 μm，线宽为40 μm。将具有光刻图案的薄膜浸入银离子镀液中，形成银图案（图3b）。Ag图案表面粗糙，厚度约为1.2 μm（图3c）。银纳米颗粒的形成是由于相邻的三酚羟基结构将吸附在酚羟基上的Ag⁺还原成银核，然后银核继续生长。银图案的横截面SEM图表明，在200 ℃退火前，银图案是层状结构，层间隙较大，然而，在退火10分钟后，Ag图案表面由粗糙变为光滑，并且层状结构消失（图3d）。同时，退火后Ag图案的厚度减小到670 nm，减小了约44%。Ag图案横截面的SEM图（图3e）及其对应的X-射线能谱（EDX）面扫描图（图3f-h）显示，银图案中除了银元素外，还存在碳和氧元素，这表明，形成银图案后，仍有部分的光刻胶有机成分残留。

图3. TA-Boc-MA光刻胶形成的光学图案及其金属化

我们可以通过调整化学沉积液中的浸泡时间来调节Ag图案的厚度。不同化学沉积时间时Ag图案横截面的SEM图（图4）显示，衬底上的银纳米颗粒呈层状结构。随着化学沉积时间的增加，层隙变小，而图案的厚度和层数增加。当化学沉积10分钟时，只看到四层Ag膜。然而，沉积40分钟后，约形成8层，厚度达到约1.2 μm。同时，随着沉积时间的延长，结晶度也越来越好。

为了对Ag图案薄膜的导电性进行测试，我们用四探针电阻仪对银膜进行了方阻测试。随着化学沉积时间的延长，银膜的方阻减小。Ag膜沉积40分钟后，方电阻降至1 Ω sq^-1左右，可以满足器件组装的需要。