[發明專利]處理銅表面以增強對印刷電路板中使用的有機襯底的粘著力的方法

有效

• 申請號: 201710252287.0
• 申請日: 2010-07-06
• 公開（公告）號: CN107072072B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 魏任杰;劉志明;石志超;維爾納·G·庫爾
• 申請（專利權）人: 納美仕有限公司
• 主分類號: H05K3/38
• 分類號: H05K3/38;H05K3/46
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;宮傳芝

本發明涉及處理銅表面以增強對印刷電路板中使用的有機襯底的粘著力的方法。更特別地，本發明的實施方式涉及在不使銅表面的外形粗糙化的情況下實現改善PCB粘合強度的方法。PCB的經處理的銅和樹脂層之間的粘結界面在后層壓工藝步驟中表現出優異的耐熱性、耐潮性和耐化學性。

本申請是于2010年7月6日提交的發明名稱為“處理銅表面以增強對印刷電路板中使用的有機襯底的粘著力的方法”的中國專利申請號201080067927.7的分案申請。

技術領域

本發明的實施方式涉及統稱為PCB的印刷電路板(PCB)或印刷線路板(PWB)的制造；以及具體涉及用于處理銅表面以增加銅表面和PCB中使用的有機襯底之間粘著力的方法。在本發明的一些實施方式中，提供了在不使光滑銅表面的外形粗糙化的情況下實現改善的粘結強度的方法。通過此方法獲得的銅表面提供了對樹脂層牢固的粘結。經處理的銅和PCB樹脂層之間的粘結界面在后層壓工藝步驟中表現出優異的耐熱性、耐潮性和耐化學性。

背景技術

消費者電子產品的微型化、便攜性和不斷增加的功能持續驅動印刷電路板向更小型和更密集的電路板制造。增加的電路層數、減少的核心和層壓板厚度、減少的銅線寬度和間距、更小直徑的通孔(through-hole)和微過孔(micro-via)是高密度互連(HDI)封裝或多層PCB的一些關鍵屬性。

典型地通過減色法或加色法或它們的組合來制造形成PCB的電路布局的銅電路。在減色法中，所需的電路圖案通過由層壓到介電襯底的薄銅箔向下蝕刻形成，在該介電襯底處用光致抗蝕劑覆蓋薄銅箔，并且在光暴露后在抗蝕劑中形成所需電路的潛像，抗蝕劑的非電路區在抗蝕劑顯影劑中被洗掉并通過蝕刻劑蝕刻去除下部的銅。在加色法中，在由光致抗蝕劑形成的電路圖案的通道中，從裸露介電襯底向上建立銅圖案。進一步，銅電路層通過部分固化的通常稱為“預浸料”的介電樹脂粘結到一起以形成銅電路導電層和介電樹脂絕緣層交替的多層組件。然后使該組件經受熱和壓力以固化部分固化的樹脂。鉆出通孔并鍍銅以電連接所有電路層，從而形成多層PCB。用于多層PCB制造的方法在本領域是公知的并在許多出版物中描述，例如“Printed Circuits Handbook,”Sixth Edition,Editedby C.F.Coombs,Jr.,McGraw-Hill Professional,2007和“Printed Circuit BoardMaterials Handbook,”Edited by M.W.Jawitz,McGraw-Hill,1997。不管PCB的結構和制造方法，獲得銅電路層和樹脂絕緣層之間良好的粘著是至關重要的。粘著力不足的電路板不能經受焊料回流(回流焊，reflow)和隨后的焊接的高溫，導致板分層和電氣故障。

圖案化的銅電路的表面是光滑的；但是，此光滑的表面不能良好粘著到樹脂層上。理論上已知增加兩種不同材料間的接觸面積將增加粘著強度。為了提高銅和樹脂間的粘結，大多數常規方法依賴于產生高度粗糙的銅表面以增加其表面積，以及向表面中引入微溝(micro-ravine)和微脊作為機械粘結錨(anchor)以提高對樹脂的粘著力。

一種最公知并使用的方法稱為“黑氧化工藝”，其中在銅表面上形成具有粗糙表面的黑色氧化物層。黑色氧化物由至多達5微米長度的氧化亞銅和氧化銅混合物的針狀枝晶或晶須組成。該大晶體結構提供了高表面積和機械錨固作用并因此提供良好的粘結性。Meyer的美國專利號2,364,993、2,460,896和2,460,898最先描述了使用堿性亞氯酸鹽溶液將銅表面氧化為黑色氧化物層。在應用此方法到PCB中銅-樹脂粘結的早期努力的一些示例性公開包括美國專利號2,955,974、3,177,103、3,198,672、3,240,662、3,374,129、和3,481,777。