[发明专利]一种使基板选择金属化的方法

说明书

本发明涉及一种选择性金属化的方法，例如在印刷电路板基板、聚酰亚胺基板或陶瓷基片等基板表面形成电路的方法，该法不需要使用光刻胶。

通常，一块基板，如印刷电路板基板有选择地金属化，例如首先在基板表面形成有图形的钯(Pd)底层，在基板上形成电路。然后，将所得基板浸入金属镀池，如无电极的铜镀池中，使溶液中的相应金属，如铜有选择地从溶液中只淀积到底层图形上。选择淀积的铜则构成所需的选择金属化，如所需的电路。

当形成底层图形时，使用增(添加)减(去除)工艺过程。在去除工艺过程中，首先在合用的基板表面上形成无图形的，如钯底层。这是通过例如在基板表面上溅射底层金属来完成的。另一办法是从溶液中淀积底层金属。例如，从含钯盐和氯化锡的溶液中很容易在基板表面上淀积出无图形的钯层。一旦淀积了底层金属，在底层上淀积一层光刻胶，通过带有预定图形的掩模进行暴光，再经显影。后使用定形的光刻胶作蚀刻掩模，蚀刻，例如化学下面的底层。此后，用化学法剥落光刻胶，仅留下定形的底层。

在添加工艺过程中，首先在合用的基板表面淀积光刻胶层，通过掩模进行暴光、再显影。然后用有图形的光刻胶层作淀积掩模，在合用的基板表面上淀积底金属，如钯。然后化学剥落有图形的光刻胶层(连同淀积在光刻胶上的底金属)，仅留下淀积到光刻胶图形的通道内的底金属，构成底层图形。

众所周知，使用光刻胶及相应的化学显影剂、脱胶剂对环境是有害的。所以，期望开发出一种不依赖使用光刻胶形成底层图形的方法。

一种不依赖使用光刻胶形成底层图形的方法已由Thomas II.Baum等人披露(见“Photoselective Catalysis of Electroless CopperSolutiou for the Formation of Adherent Copper Film onto Poly-imide”，Chem.Mater.，Vol.3，No.4，1991，pp714-720)。根据该杂志文献，将基板表面浸入底质水溶液中，在聚酰亚胺基板上形成钯底层图形。该溶液包含水合三草酸高铁钾(M₃Fe((C₂O₄)₃)和四氨合氯化钯(Pd(NH₃)₄Cl₂)。然后用UV光通过一掩模辐照基板表面上的所得底质溶液层，将钯金属从溶液的UV辐照区光致选择地淀积到基板表面上。其结果，不用光刻胶就形成了有图形的钯底层(该有图形的底层与底质溶液层的非暴光区保持接触，并被非暴光区包围。)

根据Baum等人的杂志文献，将如前所述制成的有图形的钯底层的聚酰亚胺基板浸入pH值为12的无电极铜镀池中，使得铜仅淀积在钯上。然而，如下所讨论的，本发明者等发现将第2、第3、第4片……聚酰亚胺基板连续浸入同一无电极铜镀池中，很快出现了严重的难题。当将上述的光致选择钯积方法用于其它有机基板，诸如制作印刷电路极中的所用的环氧树脂/纤维玻璃基板和含氟聚合物基板时，也出现了完全相同的难题。再有，将上述光致选择钯淀积方法用于无机、陶瓷基板，诸如氧化铝基板、氮化铝基板及氮化硅基板时，也产生了同样的难题。

本发明包括当使用Baum等人的杂志文献中披露的方法，在基板，诸如聚酰亚胺基板、印刷电路板基板或陶瓷基板上形成有图形的底层，如钯底层图形，然后将基板浸入金属镀池如无电极铜镀池中，形成相应的电路时，本发明者等发现，金属往往不只淀积在底层图形上。而且金属也淀积到留在基板表面上的底质溶液光敏层的未暴光区，这种有害的金属淀积的频度是随浸入同一金属镀池的基板数量的增加而增加的。因此，在这种基板表面上所形成的电路会出现不希望有的短路。另外，还发现基板浸入的金属镀池已被未暴光的底质溶液沾污而变得不稳定。

本发明还包括下列发现，在将基板浸入相应金属镀池之前，通过去掉留在基板表面上的底质溶液光敏层的非暴光区，只留下定形的底层，可避免上述的有害金属淀积和镀池不稳定的问题。让底质溶液光敏层的暴光区和非暴光区经受碱性溶液，如用氢氧化钾溶液处理，即可排除上述问题。在此排除过程中，基本上没有金属淀积到底质溶液层的未暴光区或底层图形上。