处理粘着促进金属表面的方法技术

一种处理经微粗化的金属表面，以改良金属表面与聚合物料间的粘合的方法。该方法包含于使用粘着促进组合物形成微粗化的转化涂层金属面后，以水性湿润剂组合物后处理经微粗化的转化涂层金属面。该方法可用于电路板产业，以改良多层电路板各层间的粘合。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术要求于受益于2000年9月19日申请的美国临时申请号60/233,515的优先权，在此全文引入以供参考。 专利技术
技术介绍
领域-本专利技术涉及一种改良金属与聚合物料间的粘合的方法。本专利技术特别涉及一种于粘着促进步骤后，使用水性湿润剂组合物处理金属，以改良金属与聚合物料间的粘着的方法。
技术介绍
含有一或多电路内层的印刷电路随着电子装置愈来愈要求轻薄短小，而使今日的使用日增。在制造多层印刷电路时，首先制备图案化电路内层，制造方法为使用光阻剂使铜箔包覆介电基板的材料形成所需电路图案的正像图案，接着以蚀刻去除曝光后的铜。去除光阻剂后留下所需的铜电路图案。任何特定类型或电路图案类型的一或多电路内层，以及组成接地平面及电源平面的电路内层，是以一或多层部分固化的介电基板材料层(所谓的「预浸材」层)插置于电路内层间，以形成交替电路内层与介电基板材料的复合材料，以组装成多层电路。然后复合材料接受加热及加压以烘烤部分已固化的基板材料，以及达成电路内层的接合。固化后的复合材料有多个贯穿孔通过其中，其随后经金属化而提供全部电路层导电性内连接的装置。在贯穿孔金属化过程中，预定电路图案典型也形成于多层复合材料的最外表面层。另一种形成多层印刷电路板的方法系透过添加或表面积层电路技术。此种技术始于非导电性基板，在基板上额外镀上电路组件。经由重复施涂可成像涂层于电路上以及电镀额外电路组件于可成像涂层上而获得额外多层。长久以来，已知电路内层的铜金属与经固化的预浸材层，或其它与该等层接触的非导电性涂层间形成的胶合强度仍然有待改良，烘烤后的多层复合材料或涂层于随后处理及/或使用期间容易离层。为响应此项问题，业界发展出于电路内层的铜表面上(于电路内层与预浸材层组装成为多层复合材料前)，例如借铜表面的化学氧化而于铜表面形成一层铜氧化物技术。最早期努力(所谓的「黑色氧化物」粘着促进剂)，就最终多层电路的电路内层与介电基板层间的接合，相较于未设置氧化铜者产生极少的改善。随后黑色氧化物技术的变化包括下列方法，其中首先于铜表面上产生黑色氧化物涂层，接着使用15％硫酸后处理黑色氧化物沉积物而产生「红色氧化物」来作为粘着促进剂，如A.G.Osborne，「内层用红色氧化物的替代的道」，PC制造，1984年8月所揭示，以及涉及直接形成红色氧化物粘着促进剂的变化，获得程度不等的成功。业界最值得注意的改良可以Landau的美国专利第4,409,037及4,844,981号为代表，其教示全文以引用方式并入此处，该项改良包含由相对高的氯酸盐/相对低苛性铜氧化组合物，以及于电路内层粘着产生实质改良结果。如前文说明，经组装且经烘烤的多层电路复合材料设置有贯穿孔，贯穿孔需要金属化以作为电路的电路层导电性内连接装置。贯穿孔的金属化涉及下列步骤去除孔口表面的树脂污染、催化活化、无电极铜沉积、电解铜沉积等。多种方法步骤涉及使用的介质例如酸，酸可溶解电路内层部分曝露于贯穿孔或接近贯穿孔的氧化铜粘着促进剂。如此局部溶解的铜氧化物又导致多层电路的局部离层。业界明确了解此种「桃色环」现象，彻底努力寻求获得一种对此种局部离层不敏感的多层印刷电路制法。提议的一项办法系将粘着促进铜氧化物提供为厚涂层，因而由于存在的铜氧化物容积而延迟于随后处理时铜氧化物的溶解。但如此对产量上有妨碍，原因在于较厚的氧化物涂层作为粘着促进剂时较为无效。其它有关组装多层复合材料的压合/烘烤条件最理想化的提示成功度有限。此项问题的其它解决方法包括于将电路内层以及预浸材层组装成为多层复合材料前，后处理铜氧化物粘着促进剂涂层。例如Cordani的美国专利第4,775,444号揭示一种方法，其中电路内层的铜表面首先设置铜氧化物涂层，然后于电路内层并入多层装配前接触铬酸水溶液。此项处理系用来稳定及/或保护铜氧化物涂层不会于随后处理步骤(例如贯穿孔金属化)遭遇的酸性介质溶解，因而减少桃色环/离层的可能。Akahoshi等人的美国专利第4,642,161等人，Nakaso等人的美国专利第4,902,551号以及Kajihara等人的美国专利第4,981,560号，以及此处引用的多项参考文献涉及下述制法，其中，在电路内层并入多层电路装配前，电路内层铜表面首先经处理而提供粘着促进铜氧化物表面涂层。然后如此形成的铜氧化物使用特定还原剂及条件还原成为金属铜。结果采用此种电路内层的多层装配由于不存在氧化铜做局部溶解，以及下方铜于随后贯穿孔处理期间局部曝露出，因此不会有桃色环形成现象。但如同其它技术，此类方法就介电基板层与金属铜电路内层间达成的粘着性可疑。于还原处理过程尤为如此，原因在于电路接合面不仅为金属铜，同时也呈现离散相的金属铜，结果容易顺着相边界而分离/离层。Adler的美国专利第4,997,722及4,997,516号涉及于电路内层的铜表面上形成铜氧化物涂层，接着使用特殊还原溶液处理以还原氧化铜成为金属铜。氧化铜的某些部分显然未被一路还原至金属铜(取而代的，系被还原至水合氧化亚铜或氢氧化亚铜)，该等物种随后溶解于非氧化酸，该酸不会攻击或溶解已经还原成金属铜部分。如此采用此种电路内层的多层装配将不会出现桃色环形成的现象，原因在于此种多层总成并不存在氧化铜，于随后的通孔加工期间做局部溶解以及局部曝光的下方铜。但此处再度可能出现介电层与金属铜电路内层间的粘着问题，原因在于首先粘合面为金属铜，以及其次金属铜主要存在于离散相(换言之(1)来含有于氧化铜还原的铜位于(2)铜箔的铜上方)，此种情况容易顺着相边界产生分离/离层。Ferrier等人的美国专利第5,289,630号，其教示全文以引用方式并入此处，显示一种方法，系于电路组件上形成氧化铜粘着促进层，接着以不会对微影成像造成不良影响的方式以控制方式溶解及去除实质量的氧化铜。McGrath的PCT申请案第WO 96/19097号，其教示全文以引用方式并入此处，讨论一种改良聚合物料至金属表面的粘着性的方法。所讨论的方法涉及金属面接触粘着促进组合物，该粘着促进组合物包含过氧化氢、无机酸、防蚀剂及第四级铵界面活性剂。Ferrier的美国专利第5,869,130号名称「改良聚合物料粘着至金属面的方法」，说明一种制造多层印刷电路时改良聚合物料粘着至金属面，特别铜或铜合金表面的方法。该专利申请案所述方法提供金属面接触一种粘着促进组合物，该组合物包含(a)氧化剂；(b)酸；(c)防蚀剂；(d)卤离子来源；及(e)视需要的水溶性聚合物。该方法提供金属面与聚合物表面(换言之，电路与中间绝缘层)的绝佳粘着，同时相较于前述公知方法可消除或减少桃色环且操作上经济。但发现使用酸性过氧化物处理溶液虽然可获得良好的剥离强度，以及积层至玻璃纤维填充树脂的铜的稳定性，允许于积层板接受进一步处理期间出现若干瑕疵而形成印刷电路板成品。如此使用某种树脂系统，特别是较低Tg材料，由经蚀刻处理的铜表面，于钻孔交叉铜层该点钻孔，去除小量有机物质；此种现象称作「楔子」。经由制备板及涂层板的化学步骤进一步加工处理钻孔板，于钻孔洞周围经处理的铜表面形成一小区，此处涂层受攻击而被去除，形成所谓的「桃色环」现象。此种桃色环区远小于准备铜表面积层的标准氧化物处理所观察的桃色环。虽然如此，于熔融焊料漂浮板后，于此区可观察有树脂由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理金属表面的方法，包括：ａ）以粘着促进组合物接触该金属表面，以形成微粗化的转化涂层金属表面；以及ｂ）以水性湿润组合物接触微粗化的转化涂层金属表面，以准备用于接纳聚合物料的金属表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JR孟他诺，W索南伯格，MJ卡派克斯，
申请(专利权)人：希普利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]