[发明专利]在介电基板上适合于形成导电聚合物的含高分子量酸的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及在介电基板上沉积导电聚合物的组合物与方法。特别地，本发明涉及在介电基板表面上形成导电聚合物的组合物，该组合物包括能形成导电聚合物的至少一种可聚合单体，乳化剂和酸，其特征在于该组合物包括选自锂离子，钠离子，铝离子，铍离子，铋离子，硼离子，铟离子，和烷基咪唑鎓离子的至少一种金属离子。该酸典型地是分子量为至少500,000Da的高分子量聚合物型酸，包括例如分子量为约1,000,000Da的聚苯乙烯磺酸。

背景技术

本发明涉及在介电基板上沉积导电聚合物的组合物与方法。特别地，本发明涉及一种组合物与方法，该组合物与方法用于在金属化介电基板表面以及金属化在印刷电路板(PCB)制造中常用的介电基板内钻的通孔和微孔表面的工艺。

Hupe等人公开了在金属化介电聚合物树脂基板中使用导电聚合物(U.S.5,194,313)以用于对PCB制造中的环氧树脂基板进行金属化。其中所描述的方法牵涉用氧化剂，例如高锰酸盐来氧化聚合物树脂基板的裸露表面，随后沉积来自催化剂溶液的导电聚合物，该催化剂溶液包含可聚合的杂环芳香族分子和酸。该催化剂组合物中的例举的杂环芳香族分子为吡咯、呋喃和噻吩。杂环芳香族分子在聚合物树脂基板的被氧化的裸露表面上聚合，且沉积的聚吡咯、聚呋喃或聚噻吩使环氧树脂基板的裸露表面导电。利用导电聚合物而获得的导电性可用于在介电表面上电解镀铜。例如，该过程用于使铜包覆的层压体中钻的通孔的裸露侧壁导电，以用于随后的铜电镀。有利地，氧化步骤选择性地用于环氧树脂的裸露区域，即钻的通孔的侧壁，且不会使铜层压体催化聚合。

Jonas等(U.S.5,403,467)公开了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)，其为一种用于使聚合物树脂基板能够进行电解镀铜的特殊导电聚合物。按照目前的实践，塑料基板中的通孔和微通孔的金属化牵涉以下几个步骤：钻孔、调节、冲洗、氧化、冲洗、催化、冲洗和电镀。作为PEDOT的替选物，聚苯胺(PAni)也可用于使介电表面导电，从而用于后续的电解金属镀敷。

在EP1897974A中，公开了一种利用电解镀敷铜来金属化介电基板表面的方法，其中使用导电聚合物在该基板表面(如在PWB中的通孔的内表面)上形成第一导电层。

Rietmann等人的WO 2012/058681公开了基于它们的下述发现而对前述方法的改进：引入基于锂，钠，铝，铍，硼，铟或烷基咪唑鎓的离子会减少可聚合单体形成显著量非导电低聚物的倾向。

发明内容

除了其它方面，本发明的目的在于提供一种用于在介电表面的金属化工艺中在介电基板上沉积导电聚合物的改进的组合物与方法，它具有增加的寿命和稳定性。本发明的目的还在于提供显示横向铜生长(LCG)特征，沉积速度改进，和减少的装配(make-up)要求；且对于高-Cu和低-Cu两种体系有效的这种组合物与方法。此外，本发明的一个方面是提供通过电解沉积金属，金属化介电基板表面的改进方法。

因此，简而言之，本发明涉及在介电基板表面上形成导电聚合物的组合物，该组合物包含能形成导电聚合物的至少一种可聚合的单体，乳化剂和酸，其特征在于该组合物包含至少一种选自锂离子、钠离子、铝离子、铍离子、铋离子、BxOy-阴离子、铟离子和烷基咪唑鎓离子中的金属或含氮离子，其中该酸是分子量为至少500,000Da的聚合物型酸。

本发明还涉及通过沉积金属，金属化介电基板表面的方法。该方法一般地包括在本发明的组合物内浸渍基板，在介电基板表面上形成导电聚合物；和在所述导电聚合物上沉积金属。

附图说明

图1是在根据本发明的聚合反应方法而提供的导电聚合物涂层上进行电沉积铜中的横向铜生长速率的曲线图，该聚合反应方法是利用基于本发明的组合物的单体配方进行的。相对于由对870nm的UV线辐射的吸光度所指示的单体配方中的低聚物含量而绘制横向生长速率；

图2是低聚物形成相对于本发明的单体配方的老化的曲线图，这通过对870nm的红外线辐射的吸收而测量。

图3-6示出了在实施例21中描述的横向铜生长(LCG)速率测试。

具体实施方式

本发明的催化剂组合物一般地包含能形成导电聚合物的至少一种可聚合单体；乳化剂；基于一种或多种锂，钠，铝，铍，铋，BxOy-阴离子，铟和烷基咪唑鎓离子的至少一种金属或含氮离子；和高分子量聚合物型酸(例如，分子量超过500,000Da的聚合物型酸)。

可聚合单体