[发明专利]使用催化剂阻断剂形成图案

说明书

介绍了在基材上图案化化学镀金属的方法。基材被阻断剂覆盖。在基材上形成催化剂阻挡层之后，去除部分催化剂阻挡层以形成电路图案。将催化剂放置在催化剂阻挡层和暴露的基材的表面上。催化剂阻挡层阻止或降低催化剂的催化活性。进行化学镀金属以在催化剂的活性部分镀上金属。

本申请要求2019年1月22日提交的美国临时专利号为62/795,391的专利的权益，该专利的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的领域涉及用于在基材上图案化金属镀层的方法和系统。特别地，本发明涉及利用钝化基材的催化剂阻断剂，然后去除选择区域中的阻断剂以使该选择区域对金属镀层有活性的方法和系统。

背景技术

以下描述包括可能有助于理解本发明的信息。不承认此处提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，也不承认任何特别或暗含引用的出版物是现有技术。

化学金属沉积(electroless metal deposition)利用氧化还原反应在基材上沉积一层金属，而无需通过电流。在这个过程中，几种类型的金属可以用作金属沉积的催化剂。例如，钯、铂和银是众所周知的用于在基材上引发化学金属沉积的催化剂。催化剂可以以各种形式产生并沉积在基材上(例如，钯可以沉积为胶体钯、离子钯等)。因此，催化剂促进金属盐溶液中化学镀金属(例如，铜、锡等)的后续沉积。

Beckengbaugh的美国专利4261800和Ferrara的美国专利3791340公开了催化剂钝化后的化学镀金属(electroless metal plating)。在这些专利中，催化剂完全覆盖基材，根据负电路图(negative circuit pattern)将催化剂钝化，然后进行化学镀金属。

在此确定的所有出版物均以引用方式并入，就好像每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指示为以引用方式并入一样。如果并入的参考文献中术语的定义或使用与本文提供的该术语的定义不一致或相反，则适用本文提供的该术语的定义，而参考文献中该术语的定义不适用。

这种方法至少有两个缺点。首先，从垂直截面来看，基材的表面并不平坦。由于在基材和催化剂的顶部进行化学镀金属，因此在垂直截面上，金属部分相对于基材延伸，使得金属部分容易被外力损坏。其次，浪费了昂贵的催化剂材料，因为使用了它但最终被钝化。

Reddy等人的美国专利9699914公开了使用阻断剂进行化学镀金属。在该专利中，阻断剂以负电路图状覆盖基材。这是通过使用喷墨印刷、丝网印刷、移印和凹版印刷来实现的。这些机器相对昂贵，并且需要很长时间才能完成任务。

因此，仍然需要一种改进的用于在基材上图案化化学镀金属的方法和系统。

发明内容

本发明的主题考虑用于在基材上沉积金属的系统、方法和装置。将催化剂阻断剂置于基材上，去除部分催化剂阻断剂和与阻断剂相邻的基材。将催化剂置于基材表面和催化剂阻断剂表面，使得基材表面的催化剂是活性的，而催化剂阻断剂表面的催化剂是惰性的。然后将金属(例如本领域已知的导体)沉积、优选化学沉积在活性催化剂上。

通常，去除部分催化剂阻断剂的步骤先于将催化剂放置在基材表面上的步骤。催化剂阻断剂通常包括阻断剂(例如硒(优选无定形硒)、二硫代氨基甲酸酯等)和树脂(例如环氧树脂、聚氨酯、聚酯、有机硅、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺、氰酸酯、酚醛树脂、双马来酰亚胺/三嗪、碳氟化合物、液晶树脂、尿素树脂等)。树脂还包括溶剂(例如二硫化碳溶剂、树脂(例如环氧树脂、聚氨酯、聚酯、有机硅、三聚氰胺树脂、聚酰亚胺、氰酸酯、酚醛树脂、双马来酰亚胺/三嗪、碳氟化合物、液晶树脂、尿素树脂等)的溶剂等)。基材通常为聚酰亚胺、布、塑料、金属或陶瓷中的至少一种。

催化剂阻断剂通常通过激光烧蚀、研磨或它们的组合中的一种去除，尽管本领域已知的其他方法预期也是合适的。激光烧蚀通常通过UV、CO₂、YAG或准分子激光进行。研磨通常是数控(NC)研磨。