[发明专利]提高高分子材料与金属表面粘合性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料与金属表面之间粘合性的改进。本发明特别适用于制造多层印刷电路或包封引线框架的方法。

背景技术

在电子设备中随着进一步缩减重量和空间的需求的增长，包含一个或多个电路内层的印刷电路如今得到了广泛的应用。在多层印刷电路的常规制造中，首先通过在覆铜箔绝缘基板材料用抗蚀剂形成所需印刷电路图案的阳图图案，然后腐蚀掉曝光的铜的方法制备图案化的电路内层。除去抗蚀剂后，保留了所需的铜电路图案。

任何特定类型的电路图案的一个或多个电路内层，以及可能构成接地层和电源层的电路内层，通过在电路内层之间插入一个或多个部分固化的绝缘基板材料层(所谓的“预浸渍层”)形成电路内层和绝缘基板材料交替的复合体，从而组合成多层电路。然后将复合体进行加热和加压以固化所述部分固化的基板材料。然后将该复合体进行加热和加压以固化该部分固化的基板材料，实现电路内层与其的粘接。如此固化的复合体因此具有了数个钻透的通孔，然后将这些通孔金属化以提供用于使电路层导电互连的手段。在通孔金属化加工的过程中，通常在多层复合体的外表面层上形成所需的电路图案。

形成多层印刷电路板的另一方案是通过附加或表面薄层电路技术。这些技术从非导电基板开始，在所述基板上附加镀覆电路元件。通过重复地在电路上施覆可成像涂层并在可成像涂层上再镀覆电路元件而形成更多的层。

早已知道，电路内层的铜金属和与之接触的固化预浸渍层(或其它非导电涂层)之间形成的粘接强度存在有待改进之处，其结果是，固化的多层复合体或涂层在随后的加工和/或使用中容易分层。对应于该问题，现有技术开发出在电路内层(在用预浸层将它们组合成多层复合体之前)的铜表面上形成一层氧化铜层的技术，例如通过铜表面的化学氧化。在这点上最早的成果(所谓的″黑色氧化物″粘合促进剂)与无氧化铜的情况相比，在最终多层电路中，电路内层与绝缘基板层的粘结产生了很小的改进。关于黑色氧化物技术的随后变化包括方法：首先在铜表面上生成黑色氧化物涂层，接着用15％硫酸后处理该黑色氧化物沉积物，制得″红色氧化物″用作粘和促进剂，例如公开于A.G.Osborne的″An Alternate Route To RedOxide For Inner Layers″，PC Fab.August 1984，以及包括直接形成红色氧化物粘合促进剂的各种变形方案，它们得到不同程度的成就。本领域最显著的改进在Landau的美国专利4,409,037和4,844,981中有所描述，这两者的教导以引用的方式全文包括于此，包括由相对较高的亚氯酸盐/相对较低的苛性铜氧化组合物形成的氧化物，从而导致电路内层粘合性的实质性提高。

如先前所述，组合并固化的多层电路复合体具有随后需要金属化的通孔，以作为电路的电路层导电互连的手段。通孔的金属化包括步骤：去除孔表面的树脂胶渣、催化活化、化学镀铜沉积、电解铜沉积等。这些加工步骤中的许多都包括介质(如酸)的使用，它们能溶解暴露于通孔上或者接近通孔的电路内层部分的氧化铜粘合促进剂涂层。氧化铜的局部溶解由在通孔周围的粉红环或晕圈的形成得到证实(由于下面曝光的铜金属的粉红色)，其会导致多层电路中的局部分层。

本领域公知该“粉红环”现象，并已花费了持续的努力来寻找实现不易出现该局部分层的多层印刷电路制造方法。一种建议为提供粘合促进氧化铜作为厚涂层，从而只简单地借助于大量的氧化铜阻止其在随后加工中的溶解。但是，由于较厚的氧化物涂层作为粘合促进剂本质上效率低，结果只会起反作用。涉及用于组合多层复合体的加压/固化条件的最佳化的其它建议只获得有限的成就。

解决该问题的其它方案包括在将电路内层和预浸层组合成多层复合体之前，后处理该氧化铜粘合促进剂涂层。例如Cordani的美国专利4,775,444公开了一种方法，包括首先在电路内层的铜表面上形成氧化铜涂层，然后在将电路内层加入到多层组合体之前与铬酸水溶液接触。该处理用于稳定和/或保护氧化铜涂层不溶解于随后加工步骤(例如通孔金属化)中遭遇的酸介质中，从而使粉红环/分层的可能性最小化。