[發(fā)明專利]化學(xué)鍍的方法和用于該方法的溶液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310702945.3
• 申請(qǐng)日: 2013-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104073789A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·K·W·余;M·C·Y·唐;M·W·貝葉斯;葉家明;陳俊文;陳鴻達(dá);李翠翹;廖樂(lè)樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅門(mén)哈斯電子材料有限公司
• 主分類號(hào): C23C18/38
• 分類號(hào): C23C18/38;C23C18/20
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在不導(dǎo)電材料表面上化學(xué)銅鍍覆的預(yù)處理方法和一種用于該方法的溶液。更特別的，本發(fā)明涉及一種用于不導(dǎo)電材料表面進(jìn)行選擇性化學(xué)鍍的方法，在待鍍覆的區(qū)域內(nèi)已經(jīng)通過(guò)化學(xué)或物理局部改性。

背景技術(shù)

化學(xué)鍍覆已經(jīng)在許多應(yīng)用中被用于各種各樣的基板，包括電子器件的制造。這種電子器件的表面通常要求通過(guò)金屬鍍覆形成導(dǎo)線圖案。近日，激光直接成型技術(shù)(LDS)已經(jīng)發(fā)展并應(yīng)用于模壓塑料材料的選擇性鍍覆，即所謂的模塑互連設(shè)備(MID)。對(duì)于LDS，它能夠在復(fù)雜的3維基板上實(shí)現(xiàn)高功能的電路布局。該工藝的基礎(chǔ)包括具有無(wú)機(jī)填料的摻雜添加劑的熱塑性材料或熱固性材料，其可以借助于激光活化形成電路跡線，隨后用化學(xué)鍍覆金屬化。納入這種塑料的含有金屬的添加劑通過(guò)激光光束活化，并且活化作為用于在待鍍覆塑料表面的處理區(qū)域上的化學(xué)鍍銅的催化劑。除了活化，激光處理可以創(chuàng)建顯微粗糙表面，其中在金屬化過(guò)程中銅牢固錨定該顯微粗糙表面。

然而，根據(jù)發(fā)明人的調(diào)查研究，這種基板并不總是容易通過(guò)沉積工藝被金屬化，在所述沉積工藝中部件在激光處理之后直接被引入到化學(xué)鍍銅浴中。為確保具有所需銅厚度的沉積形成在激光輻射過(guò)的所有區(qū)域，高活性化學(xué)鍍銅浴(所謂打底浴)通常需要形成一個(gè)薄且均勻的初始層，然后在另一個(gè)更加穩(wěn)定的化學(xué)鍍銅浴(完整構(gòu)建浴)中銅層的厚度增加至所需值。因?yàn)榇虻自⊥ǔＴ趯?dǎo)致浴的成分的更高消耗且溫度比正常化學(xué)鍍銅浴更高的條件下運(yùn)行，浴的壽命更短，導(dǎo)致頻繁需要準(zhǔn)備新打底浴的不便。

US4659587中井村等人公開(kāi)了一種在受到激光束處理的工件表面上選擇性化學(xué)鍍的方法。該專利公開(kāi)了當(dāng)激光輻射破壞基板時(shí)，在基板上選擇性形成鍍膜可能受到將其直接浸入到化學(xué)鍍覆浴中的影響，不需要進(jìn)行初步的活化處理。

US7060421中Naundorf等人公開(kāi)了一種在包括尖晶石型金屬氧化物的不導(dǎo)電材料上制造導(dǎo)線跡線結(jié)構(gòu)的方法。在該文獻(xiàn)中公開(kāi)的模塑不導(dǎo)電材料通過(guò)電磁輻射輻照，如從Nd：YAG激光到擊穿，且釋放形成鍍覆圖案的金屬核。處理之后，輻照的材料在超聲波清洗浴中用水清洗，隨后進(jìn)行銅鍍覆。

Schildmann在US7578888中公開(kāi)了一種用于處理激光結(jié)構(gòu)化塑料表面的方法。該專利公開(kāi)了在引入化學(xué)鍍?cè)∏?，將激光結(jié)構(gòu)化基板與處理溶液接觸，該處理溶液適合于除去無(wú)意沉積的金屬種子，以便在沒(méi)有使用激光處理的表面區(qū)域中減少寄生鍍覆。

然而，當(dāng)發(fā)明人嘗試在這些美國(guó)專利中公開(kāi)的方法并在已經(jīng)激光輻射的表面上用傳統(tǒng)化學(xué)鍍銅浴進(jìn)行鍍覆時(shí)，電路跡線區(qū)域上的銅沉積并不完整(漏鍍)。當(dāng)發(fā)明人在化學(xué)鍍之前使用傳統(tǒng)的膠體催化溶液時(shí)，銅并不僅在被激光輻照的區(qū)域而且還在沒(méi)有輻照的區(qū)域上沉積，因此選擇性鍍覆沒(méi)有實(shí)現(xiàn)(過(guò)多鍍覆)。因此，需要一種能夠改善MID-LDS基板的選擇性化學(xué)鍍金屬化的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)研究了很多種作為用于選擇性化學(xué)鍍的預(yù)處理溶液原料的化學(xué)物質(zhì)及這些化學(xué)物質(zhì)的組合，并且現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)的特定組合提供化學(xué)鍍的良好的選擇性，即良好的覆蓋，沒(méi)有漏鍍或過(guò)多鍍覆，并且能為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程提供可接受的沉積速率。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種在不導(dǎo)電材料的表面上選擇性金屬化的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是用于該方法的溶液，包括催化金屬離子，含有磺酸根基團(tuán)的酸和氯離子(chloride?ion)，溶液中催化金屬離子和氯離子的重量比在1至10和1至1000之間。

附圖說(shuō)明

圖1是具有良好的沉積銅覆蓋的模塑樹(shù)脂樣品的照片。

圖2是輕微漏鍍的模塑樹(shù)脂樣品的照片。

圖3是沒(méi)有鍍覆的模塑樹(shù)脂樣品的照片。

具體實(shí)施方式

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中所使用的，除非內(nèi)容清楚地指明否則，下面給出的縮寫(xiě)具有以下含義：g＝克；mg＝毫克；L＝升；m＝米；min＝分鐘；s＝秒；h.＝小時(shí)；ppm＝百萬(wàn)分之一；g/L＝克每升。

在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中所使用的，詞語(yǔ)“沉積”、“鍍覆”和“金屬化”可以互換使用。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中所使用的，詞語(yǔ)“溶液”和“浴”可以互換使用。除非內(nèi)容清楚的指明否則，溶液和浴中包含水。