Способ металлизации диэлектриков

 

Существо изобретения: способ металлизации диэлектриков, преимущественно полиимидной пленки, включает подготовку поверхности, нанесение на нее из кислого раствора слоя химического никеля толщиной 1 - 2 мкм, обработку нанесенного слоя в 5%-ном растворе азотнокислой меди, а затем химическое нанесение медного покрытия в щелочном растворе. 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления микроэлектронной аппаратуры и может быть использовано при создании токопроводящих элементов при изготовлении многослойных коммутационных плат на гибком основании, преимущественно полиимидной пленке.

Известны способы химической металлизации диэлектриков, предусматривающие предварительную модификацию полимера, сенсибилизацию, активацию, осаждение тонкого слоя металла путем восстановления ионов металлов в водных растворах с помощью растворенного восстановителя с последующим гальваническим наращиванием токопроводящего покрытия [1] Для меднения полиимида используются растворы, содержащие соль двухвалентной меди, восстановитель, вещества для связывания Cu (II) в комплекс, вещества, регулирующие рН раствора, различные добавки. Поскольку практически единственным восстановителем, используемым в растворах химического меднения, является формальдегид, то химическое осаждение меди может производиться в основном из щелочных растворов.

Наиболее бликим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ металлизации полиимида, включающий (модификацию, сенсибилизирование и активирование) подготовку поверхности и осаждение меди в водном щелочном растворе на основе сернокислой меди [2] Однако при химическом осаждении меди в щелочном растворе (содержание щелочи 10-12 г/л, рН 12-14) происходит дополнительное травление модифицированной при предварительной обработке поверхности полиимидной пленки. В связи с тем, что большинство диэлектриков (и полиимиды в том числе) имеют неоднородную аморфно-кристаллическую структуру со степенью кристалличности 15-20 происходит неравномерное вытравливание поверхности. Поэтому наблюдается значительный разброс результатов адгезии ненанесенного металлопокрытия, а также участки локального отслоения. Это приводит к низкой адгезии покрытий.

Цель изобретения повышение адгезии покрытий.

Цель достигается тем, что пресс металлизации полиимидной пленки перед химическим осаждением меди из щелочного раствора на поверхность диэлектрика предварительно наносят из кислого раствора слой химически осажденного никеля толщиной 1-2 мкм, который затем обрабатывают в 5%-ном растворе азотнокислой меди.

Нанесение слоя никеля толщиной 1-2 мкм исключает возможность проникновения щелочного раствора химического меднения к предварительно модифицированной поверхности полимида и устраняет неравномерное ее растравливание.

Обработка слоя никеля в 5%-ном растворе азотнокислой меди позволяет не только удалить с поверхности никеля его окислы, но и за счет создания тонкого плотного мелкодисперсного медного покрытия уплотнить слой осажденного никеля, имеющего пористую структуру. При традиционно используемом дикапировании в кислых растворах промежуточных слоев при нанесении многослойных химических покрытий происходит лишь удаление окисной пленки, неизбежно присутствующей на металлопокрытии. Данные электронной микроскопии показывают, что покрытие никелем имеет пористую структуру. Кислые растворы при декапировании проникают вглубь никелевого слоя и благодаря капиллярному эффекту надолго удерживаются в нем. При осаждении же тонкого слоя меди из 5%-ного раствора азотнокислой меди происходит не только удаление окислов никеля, но и надежное уплотнение пористого адгезионного подслоя никеля.

Это приводит к увеличению адгезии медного покрытия до 190 кг/см2 (по сравнению с прототипом 60-100 кг/см2) и полному устранению локальных отслоений.

П р и м е р. Для удаления механических примесей и водорастворимых солей образцы полиимидной пленки ПМ-1А обезжиривают в щелочном растворе тринатрийфосфата при 343-353 К в течение 10 мин. После промывки в дистиллированной воде в течение 10 мин образцы подвергают травлению в хромовокислом растворе при 343-348 К в течение 5-10 мин, набуханию в щелочном растворе моноэтаноламина при 348 К в течение 10 мин. После промывки в дистиллированной воде и обработки в 2%-ном растворе натровой щелочи в течение 5-15 с пленки обрабатывают в сернокислом растворе перекиси водорода при 348-353 К в течение 1 мин. После окончательной промывки водой образцы высушивают при 373 К в течение часа.

После сенсибилизации в солянокислом растворе SnCl2 и активации в солянокислом растворе PdCl2 в течение 4 мин осаждают слой никеля в растворе состава, г/л: NiCl2 6H2O 30-54 г/л NaH2PO2 18-70 г/л Na3C6H5O7 50-100 г/л молочная кислота 0-30 г/л Полученное покрытие никеля толщиной 1-2 мкм термообрабатывают при 373 и 473 К в течение часа при каждой температуре. После обработки никелевого слоя в 5%-ном растворе Cu(NO3)2 сенсилизации и активации в течение 4 мин осаждают покрытие меди толщиной 1-2 мкм из тартратно-трилонатного раствора состава, г/л: CuSO4 5H2O 5-15 Трилон Б-5-15 Калия, натрия тартрат 20-40 Na2CO3 10H2O 10-30 NaOH 10-20 CH2O 20 мл/л 2,2-дипиридил 0,005 Химическое осаждение меди осуществляют при 302-307 К. Образцы высушивают при 373 К в течение часа, декапируют в кислом растворе 5%-ного персульфата аммония. Тонкопленочное медное покрытие наращивают до толщины 20-25 мкм в сернокислом электролите меднения состава, г/л: CuSO4 5H2O 90-100 H2SO4 100-150 NH4NO3 20-25 В таблице приведены составы растворов, использовавшихся для обработки никелевого покрытия перед осаждением меди из щелочного тартратно-трилонатного раствора и их влияния на адгезионную прочность покрытия никель-медь.

Максимальная адгезия никель-медь покрытия составляет 190 кгс/см2.

Формула изобретения

Способ металлизации диэлектриков, преимущественно полиимидной пленки, включающий подготовку поверхности и химическое нанесение медного покрытия в щелочном растворе, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии покрытий, на поверхность предварительно наносят из кислого раствора слой химического никеля толщиной 1 2 мкм, который затем обрабатывают в 5%-ном растворе азотнокислой меди.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий способом химического восстановления, в частности к осаждению никель-бор покрытий на медь, и может быть использовано, например, в электронной, радиопромышленности и приборостроении при производстве печатных плат

Изобретение относится к области осаждения покрытий, в частности к способу химического никелирования алюминия и его сплавов

Изобретение относится к химическому нанесению металлических покрытий никель-бор на медь и может быть использовано в электронной радиопромышленности и приборостроении при производстве печатных плат

Изобретение относится к химическому нанесению металлических покрытий, в частности к составам растворов для осаждения покрытий никель-бор на поверхность алюминия и его сплавов

Изобретение относится к химическому нанесению металлических, в частности, никелевых покрытий из водных растворов и может быть использовано в машиностроении при изготовлении пресс-форм для прессования пластмассовых изделий, а также в электронике и др

Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для изготовления защитной одежды от магнитного излучения и статического электричества, для изготовления декоративных и отделочных материалов

Изобретение относится к химическому нанесению кобальтового покрытия на металлические и керамические поверхности
Наверх