[发明专利]金属至电介质的粘附促进

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进金属至电介质粘附的方法。更特别地，本发明涉及一种促进金属至电介质粘附的方法，其中电介质采用包含比可固化环氧化物多的可固化胺化合物的溶液处理。

背景技术

在电介质上的化学镀金属镀覆已经实现了很多年。所述电介质通常是复合制品的部件组成，该部件包括聚合物树脂片，其具有结合至该片两侧的连续或不连续的薄金属箔。所述复合制品的例子是印刷电路板(PCB)。

几个印刷电路板可结合在一起以形成多层板。在多层板中，一个板的电路连接至一个或多个其它板的电路。这可以通过在该板的导电线上的点上形成垫(pad)或圆区域实现。该垫同样可以与导电线绝缘。相连的其它板也同样由垫提供，并且在连接工艺中不同板的垫相互对准。

然后加压和固化多层板，之后，钻孔多层板的垫以形成通孔。由于横截面里的通孔呈现由非导电聚合物树脂隔开的单个印刷电路板的垫的交替层的表面，因此在通孔中必须使用导电元素(element)以在垫之间形成导电连接。这已经通过现有技术中已知的称作通孔镀覆(PTH)的工艺实现。

提高集成电路部件的性能和功能的需求继续要求提高PCB设计和制造的复杂性。为这些部件设计的板需要在电介质材料的多层铜来制造。铜轨迹的宽度会连续收缩，造成铜至电介质的粘附更加困难。通常用于提高铜至电介质形成材料的粘附的一种方法是去污(desmear)。去污典型地包括采用溶剂溶胀(solvent swell)以渗入聚合物自由体积并制备氧化表面；氧化剂例如高锰酸盐或铬酸盐，用于通过氧化电介质表面上和表面附近的极性物质以提高微粗糙度；和中和剂，用于移除来自先前步骤的任何反应副产物或溶剂并减少基体溶胀，来处理电介质基体表面。然后施加金属催化剂至微粗糙化的电介质表面，随后施加化学镀金属镀浴(典型地铜化学镀浴)以沉积薄膜金属层。该微粗糙化的表面能够在电介质表面和薄膜金属层之间形成机械结合。但是，仅仅较高的平均粗糙度不会必然导致较好的金属至电介质表面的粘附。另外，随着该板和该板上的功能元件(feature)变得更小，微粗糙化的表面减损电学性能。电流线和其它基本的板功能元件因表面的不规则结构产生，因此危及电学性能。同样，制造具有较光滑表面的PCBs和多种传统机械粘附以及蚀刻表面方法不能像过去一样立即使用。因此，需要在薄膜金属层和电介质之间提供好的粘附并且同时消除或减小电介质的不规则表面。

发明内容

在一方面，一种方法包括提供电介质基体，通过邻近电介质基体表面施加包括一种或多种可固化胺化合物和一种或多种可固化环氧化物的溶液处理电介质基体表面，在配方中包含的一种或多种可固化胺化合物超过一种或多种可固化环氧化物；干燥邻近电介质基体的处理表面的溶液；在电介质基体的处理表面上化学镀镀覆金属层以形成复合材料；和加热该复合材料以固化一种或多种胺化合物和一种或多种环氧化合物。

在另一方面，一种溶液包括一种或多种可固化胺化合物和一种或多种可固化环氧化物，其中在溶液中包含的一种或多种可固化胺化合物超过一种或多种可固化环氧化物。

与传统用于连接金属至电介质的粘附方法中典型的机械结合相比，该方法能够在电介质基体和金属层之间形成化学结合。另外，与粘附配方中环氧量相比过量的胺允许电介质表面上任何打开的官能基团与胺和环氧树脂一起固化。避免了电介质表面的实质上的微粗糙并且为电学装置的电流线和其它基本功能元件提供实质上光滑的表面以提供均匀电流和提高电学性能。越光滑的表面可能具有越精细线的电子线路，因此使更小的制品成为可能。另外，粘附组分在电介质性能中与电介质基体的电介质材料非常相似以提供期望的化学粘附。

附图说明

图1是FR4环氧树脂/玻璃平板施加粘附溶液之前和相同的平板表面施加粘附溶液之后的表面的1050倍SEM照片；

图2是六种粘附溶液中剥离强度与胺/环氧重量比之间的曲线图；

图3是FR4环氧树脂/玻璃平板横截面的10，000倍SEM照片，表明了镀覆铜与一个未采用和一个采用粘附溶液处理的环氧树脂/玻璃平板之间的界面。

具体实施方式

贯穿本说明书使用的以下列出的缩写具有下述含义，除非上下文明确地表明其它含义：g＝克；Kg＝千克；L＝升；eq＝当量；cm＝厘米；mm＝毫米；μm＝微米；℃＝摄氏度；ASD＝安/立方分米；UV＝紫外光；wt％＝重量百分比；T_g＝玻璃转化温度；和SEM＝扫描电子显微图。