[发明专利]传导聚合物的沉积和非传导基材的金属化

说明书

发明领域

本发明总体上涉及将介电基材表面金属化的方法，例如将PCB制 造中通常所用的介电基材内钻取的透孔(through hole)和微通孔 (microvias)的侧壁金属化的方法。

发明背景

对于PCB制造中环氧树脂基材的金属化，Hupe等(U.S. 5,194,313)公开了导电聚合物在非传导聚合树脂基材的金属化中的应 用。其中描述的方法包括用氧化剂例如高锰酸盐氧化聚合树脂基材的 暴露表面，接着由包含可聚合杂环芳族分子和酸的催化剂溶液沉积传 导聚合物。催化剂组合物中的示例性杂环芳族分子是吡咯、呋喃和噻 吩。所述杂环芳族分子在聚合树脂基材经氧化的暴露表面上聚合，沉 积的聚吡咯、聚呋喃或聚噻吩使环氧树脂基材的暴露表面导电并且可 接受电解镀铜。例如，使用该方法使铜覆层叠压品中钻取的透孔的暴 露侧壁导电，用于随后镀铜。有利地，所述氧化步骤对环氧树脂的暴 露表面即钻取的透孔的侧壁具有选择性，并且不使铜叠压品对聚合具 有催化作用。

Jona s等(U.S.5,403,467)公开了聚(3，4-乙撑二氧噻 吩)(PEDOC)，即用于使聚合物树脂基材可接受电解镀铜的一种具体传 导聚合物。

如目前的做法，塑料基材中透孔和微通孔的金属化包括几个步 骤：钻孔、调整(condition)、冲洗、氧化、冲洗、催化、冲洗和镀 覆。

虽然常规方法(例如无电镀铜、钯或石墨方法)对于将PCB制造 中所用类型的环氧树脂进行镀铜是有效的，但存在使该方法及其中的 单独步骤最优化的机会。例如，存在对使用较少组成、产生较少溶液 废物和具有较快产出的更简单方法的需要。

发明概述

因此，在本发明的各方面中可注意到用于电子器件制造中介电基 材的金属化的改进方法。

简言之，本发明针对用电解镀铜金属化将基材表面金属化的方 法，该方法包括通过将基材浸没在电解组合物中并且施加外部电子源 在导电聚合物上电解沉积铜，其中所述电解组合物包含提供5-135 g/L、优选5g/L-70g/L铜离子浓度的铜离子源、和酸，并且具有 0.5-3.5、优选1.5-3.5的pH值。

在另一方面，本发明针对用电解镀铜金属化将介电基材表面金属 化的方法，该方法包括：将基材浸没在包含用于形成导电聚合物的前 体、用于电解沉积的铜离子源、和酸的组合物中，以在介电基材表面 上形成导电聚合物，以及供给外部电子源以在所述导电聚合物上电解 沉积铜。

本发明的进一步方面涉及用电解镀铜金属化将介电基材表面金属 化的方法，该方法包括：将基材浸没到催化剂组合物中，所述组合物 包含用以在介电基材表面上形成导电聚合物的前体和足以提供至少 0.1g/L、优选至少0.85g/L的初始Mn(II)离子浓度的量的Mn(II) 离子源，以在介电基材的表面上形成导电聚合物，以及在所述导电聚 合物上电解沉积铜。

在下文将部分显见和部分指出本发明的其它目的和特征。

本发明实施方案的详细描述

本发明源于在介电基材暴露表面的金属化中有用的催化剂组合物 和电解镀铜组合物的发现，所述暴露表面例如PCB制造中通常所用的 聚合树脂基材内钻取的透孔和微通孔的侧壁。虽然本发明的描述集中 在将钻取的透孔和微通孔的侧壁金属化上，但通常本发明的金属化方 法还可适用于将介电基材金属化。例如，可使用该金属化方法将印制 电路板制造中的介电基材的表面金属化，所述基材例如单或双的铜层 叠PCB基材或多层的铜层叠基材。

所述催化剂组合物和电解镀铜组合物的特征在于化学性质不同于 且通常较简单于常规金属化方法中已知的那些，并且在比常规金属化 方法利用较少步骤和较高电流密度的金属化方法中是有用的。所有这 些附带优点获得了产生较少溶液废物、较高产量和高质量镀覆PCB产 品的金属化方法。