Способ подготовки поверхности полиимида под химическую металлизацию


 


Владельцы патента RU 2607627:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к способам производства гибких печатных плат, соединительных кабелей, шлейфов, микросхем. Предложен способ подготовки поверхности полиимида под химическое осаждение медного покрытия, заключающийся в травлении полиимида водным раствором щелочи, содержащим 150-250 г/л NaOH или КОН, при температуре 60±2°C в течение 5-15 мин с последующей активацией водными растворами азотнокислого серебра состава 3-5 г/л в течение 10-15 мин при комнатной температуре. Технический результат – предложенная технология химического нанесения проводящего покрытия технологически проще, экономичней и химически и экологически безопасней известного уровня техники. 7 пр.

 

Изобретение относится к способу производства гибких печатных плат (ПП), микросхем, соединительных кабелей и шлейфов полуадитивным способом путем нанесения тонкого токопроводящего слоя (в настоящей методике - медного покрытия) химическим осаждением медного покрытия с последующим доращиванием до требуемой толщины слоя меди электрохимическим способом. Изобретение может использоваться в радиотехнике и электронной промышленности при производстве гибких печатных плат, соединительных кабелей и шлейфов. В последнее время гибкие печатные платы преимущественно производят из фольгированного полимера или методом напыления медного слоя.

Из химических способов подготовки поверхности полиимида известны способы обработки раствором щелочи с этиленгликолем в соотношении 3:1 [1], щелочными растворами перманганата [2], не обеспечивающие достаточного сцепления медного покрытия с полимером или воспроизводимость конечного результата.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технологическому исполнению является способ травления щелочным раствором перманганата КОН - 55 г/л; KMnO4 - 55 г/л с последующей обработкой в растворе кислот H3PO4 - 100 г/л, H2SO4 -100 г/л, мочевина - 20 г/л при температуре 40°C в течение 3 мин и последующим травлением щелочным раствором (NaOH - 200÷400 г/л) с добавлением моноэтаноламина (60÷70 г/л), этилендиамина (70÷80 г/л) и триэтаноламина (40÷50 г/л) при температуре 50-60°C в течение 5-7 мин. После этих стадий обработки следуют активация в растворе хлористого палладия - 0,1-0,01 г/л с соляной кислотой - 0,4-0,6 г/л и глицином 1,5-2,0 г/л при комнатной температуре в течение 9-10 мин и химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Воспроизводимость результатов составляет 80%. Недостатками настоящей разработки являются многоступенчатость процесса, использование токсичных веществ.

Задача предлагаемого изобретения заключается в разработке химической технологии производства печатных плат технологически более простой и химически более безопасной, обеспечивающей высокое сцепление медного покрытия с полиимидной основой.

Указанная задача решается тем, что в способе подготовки поверхности полиимида под химическое осаждение медного покрытия, состоящем из травления полиимида водным раствором щелочи с последующей активацией, травление полиимида осуществляют водным раствором щелочи, содержащим 200-250 г/л NaOH или КОН при температуре 60±2°C в течение 5-15 мин, а активацию осуществляют водными растворами азотнокислого серебра состава 3-5 г/л в течение 10-15 мин при комнатной температуре. В результате при травлении водным раствором щелочи на поверхности полиимида образуется достаточное количество активных групп, для того чтобы активация раствором азотнокислого серебра обеспечивала требуемое сцепление медного слоя с полиимидной основой.

Таким образом, предлагаемый способ - значительно более простой и дешевый вариант обработки полиимидной пленки без использования большого числа химически агрессивных реактивов. Технологический процесс состоит из:

1) очистки поверхности полимера раствором, состоящим из (г/л): Na3PO4 - 20; Na2CO3 - 10; CMC (моющее средство) - 10,

2) промывки образцов в проточной воде,

3) обработки щелочным раствором травления NaOH или КОН (150-200 г/л) при температуре 60±3°C в течение 10-20 мин в зависимости от толщины полиимидной пленки,

4) активации поверхности полиимида растворами серебра-3±5 г/л,

5) химического меднения из стандартного тартратного раствора.

Пример 1

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 20 при температуре 60±3°C в течение 15 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 5 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 100-200 г/3 мм.

Пример 2

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 20 при температуре 60±3°C в течение 10 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 5 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 150-250 г/3 мм.

Пример 3

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 20 при температуре 60±3°C в течение 15 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 5 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 200-300 г/3 мм.

Пример 4

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 15 при температуре 60±3°C в течение 15 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 15 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 300-350 г/3 мм.

Пример 5

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 20 при температуре 60±3°C в течение 15 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 15 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 250-300 г/3 мм.

Пример 6

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 20 при температуре 60±3°C в течение 15 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 5 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 150-300 г/3 мм.

Пример 7

1. Образцы полиимидной пленки промыть в растворе, состоящем из (г/л): Na2CO3 - 10; Na3PO4 - 20; CMC (синтетическое моющее средство) - 10 при температуре 60-70°C в течение 10-15 мин. Промывка в проточной воде.

2. Травление в щелочном растворе (г/л): КОН или NaOH - 20 при температуре 60±3°C в течение 15 мин. Промывка в проточной воде.

3. Активация раствором серебра 3 г/л при комнатной температуре в течение 30 мин. Промывка дистиллированной водой.

4. Химическое осаждение медного покрытия из стандартного тартратного раствора. Промывка проточной водой.

5. Электрохимическое наращивание медного покрытия до 40 мкм.

6. Определение адгезии методом полоскового отрыва. Сцепление ≈ 100-300 г/3 мм.

Таким образом, в предлагаемом способе в две стадии: травление водным раствором щелочи и активация раствором азотнокислого серебра - обеспечивается требуемое сцепление медного слоя с полиимидной основой, что необходимо для производства гибких печатных плат, соединительных кабелей, шлейфов и микросхем, т.е. на поверхности полиимида образуется достаточное количество активных групп после травления в растворе щелочи, для того чтобы обработка в растворе азотнокислого серебра позволяла получить сцепление 300 и более г/3 мм.

В результате предлагается технология химического нанесения проводящего покрытия, которая технологически проще, экономичней и химически и экологически безопасней.

Литература

1. Akamatsu Kensuke и др. J. Amer. Chem. Soc. 2004, 126, №35, с. 10822-10823.

2. Розовский Г.И., Винкявичюс Й.Й., Ячаускене Я.Й. Матер. науч.-техн. краткосрочн. семин. С.-Петербург, дом науч.-техн. проп. СПб., 1992, с. 41-43, рус.

3. Головчанская Р.Г., Свирщевская Г.Г., Кругликов С.С., Морозова Н.А. Пат. РФ №2041575 «Способ подготовки комбинированной поверхности медь - полиимид к химической металлизации».

Способ подготовки поверхности полиимида под химическое осаждение медного покрытия, включающий травление полиимидной пленки раствором щелочи с последующей активацией, отличающийся тем, что травление полиимида осуществляют водным раствором щелочи, содержащим 150-250 г/л NaOH или КОН при температуре 60±2°С в течение 5-15 мин, при этом активацию осуществляют водными растворами азотнокислого серебра состава 3-5 г/л в течение 10-15 мин при комнатной температуре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии активирования поверхности диэлектриков перед химической металлизацией и может быть использовано в радиотехнической промышленности, в приборостроении и при изготовлении печатных плат.

Изобретение относится к области изготовления средств коммутации и отдельных типов изделий для электронной, связной и электротехнической аппаратуры. Технический результат - создание метода изготовления рельефной печатной платы на предельно тонком и гибком изоляционном основании, обладающей значительно меньшей массой и размерами по сравнению с традиционными рельефными печатными платами, достигается тем, что рельеф наносится на термопластик с двух противоположных сторон, один из которых является зеркальным отображением формируемого профиля.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии локализованного нанесения металлических слоев или сложных структур на диэлектрические поверхности.

Изобретение относится к области коммутационной электронной техники и энергетики и может быть использовано для переключения и ограничения токов в бытовых электронных устройствах, бытовых и промышленных электрических сетях, устройствах защитного отключения.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии изготовления микрополосковых СВЧ интегральных схем. .
Изобретение относится к производству радиоэлектронной аппаратуры, а именно технологии изготовления печатных плат. .
Изобретение относится к различным областям микроэлектроники и изготовлению печатных плат, в частности к изготовлению многослойных печатных плат. .
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении печатных плат, применяемых при изготовлении радиоэлектронной техники. .
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в технологии изготовления рельефных печатных плат. .
Изобретение относится к приборостроительной и электронной промышленности, а именно к изготовлению печатных плат. .

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для повышения термической стабильности порошкообразного гидрида титана. .
Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов и может быть использовано при производстве железобетонных стальных конструкций, эксплуатируемых при повышенных нагрузках.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для металлизации стальной проволоки. .

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях для обработки проволоки, ленты, труб и других изделий различного сечения.
Изобретение относится к технологии получения металлизированных тканых и нетканых материалов и может быть использовано для производства катализаторов, а также для изготовления декоративных и отделочных материалов.

Изобретение относится к способам меднения пластмасс, в частности полимерных композиционных материалов на основе углеродных волокон, и может быть использовано при производстве мебельной фурнитуры, бытовых приборов, предметов быта, в автомобильной и радиотехнической отраслях промышленности.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом осаждения композиционных медных покрытий на стальные детали, которые могут быть использованы в электрической, химической промышленности и машиностроении.
Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий и может быть использовано при химическом меднении как металлических деталей, так и диэлектриков, в частности резинотехнических изделий (РТИ).

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий, в частности к составам растворов для контактного меднения тугоплавких металлов, например циркония и его сплавов, и может быть использовано для нанесения технологической подсмазки при волочении.
Наверх