[发明专利]在铜表面上制造图案的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在铜或铜合金的表面上形成图像或图案的方 法。尤其是本发明涉及在已经被处理以改善液滴喷射技术的分辨 率的铜或铜合金表面上用液滴喷射技术形成此图案。本方法特别 适于形成印刷电路。

背景技术

由压电法、热喷射法或连续液滴喷射技术代表的液滴喷射技 术已经公知用于普通印刷和图像生成很长时间了。然而，这些技 术在印刷电路或半导体的成像上的应用是很近的事。在这点上， 近来的尝试在U.S.6,861,377和U.S.2005/0095356 A1中进行了说 明，每一个教示在此全部并入作为参考。

应用液滴喷射技术形成电路部件需要一些分辨率目标达到微 米或亚微米范围的非常精细的分辨率。这些分辨率目标已经难于 匹配当前的液滴喷射技术和设备。因此，已经付出实质的努力以 改善这些技术的分辨率，特别在形成电子电路必须的铜表面上。

多种变量已知能影响液滴喷射技术的分辨率，其包括：印刷 头设计、液滴尺寸、驱动印刷头的软件、印刷头对要印刷的表面 的紧密度和被印刷的液体的特性。已经研究过每个前述因素用以 尝试获得最大分辨率。然而，用这些技术形成电子电路中的分辨 率目标不能令人满意。

本发明的一个目的是提供一种方法，当在铜或铜合金表面上 印刷时，可改善液滴喷射技术的分辨率。

发明内容

在此，发明人发现如果优选微蚀刻铜或铜合金的表面，然后 在铜表面上印刷之前，用能够降低铜表面的表面能或能够使铜表 面更疏水的有机物质处理，那么可改善后来的印刷的分辨率。因 此，公开了用于在含铜的表面上印刷的方法，此方法包括：

1.非强制选择地，但是优选，将表面与微蚀刻剂接触；

2.将表面与能够降低铜表面的表面能或能够使铜表面更疏水 的有机物质的水溶液接触；和

3.用液滴喷射装置在表面上印刷。

本发明包含一种用于在含铜的表面上印刷的方法，所述方法 包含：

1.非强制选择地，但是优选，将表面与微蚀刻剂接触；

2.将表面与能够降低铜表面的表面能或能够使铜表面更疏水 的有机物质的水溶液接触；和而后

3.用液滴喷射装置通过在表面上印刷墨水或有机抗蚀剂而在 表面上产生图像。

通常，用于本发明的铜或铜合金表面包含用于印刷电路板生 产的覆铜箔层压板。这些层压板通常具有环氧、聚酰胺或其他类 似树脂的固化芯材(有时用玻璃纤维补强)，而铜箔层压在芯材的相 对两侧上。此覆铜箔层压板公知用于印刷电路的制造。层压板可 以是刚性的或挠性的。

非强制选择地，但是优选，将铜表面微蚀刻以在微尺度上粗 化表面。微蚀刻剂通常是在印刷电路领域公知的。可用于本发明 的典型的微蚀刻剂包括过氧化氢和硫酸的水溶液或过硫酸钠或过 硫酸铵与硫酸的水溶液。微蚀刻剂的典型浓度为(i)过氧化氢10～ 100g/l、(ii)过硫酸钠25～250g/l和(iii)硫酸50～250g/l。也可应用 其他已知的微蚀刻剂。

依据本发明，铜表面与能够降低铜表面的表面能或能够使铜 表面更疏水的有机物质的水溶液接触。优选有机物质可以选自由 脂肪酸、树脂酸和其混合物组成的组中。优选的脂肪酸包括妥尔 油。优选的树脂酸包括由诸如松香酸的松木树脂得到的酸。这些 脂肪酸和/或树脂酸溶于水中，将此溶液用于在印刷前涂布铜表面。 优选以0.05～2.0g/l的浓度将有机表面溶于水中。优选将有机物质 的水溶液的pH调节至7～14。在溶液中可包括多于一种有机物质。 也可以将有机溶剂和有机的或无机的碱和酸添加到水溶液中。

可通过浸入、喷雾或溢流使铜表面与有机物质的水溶液接触。 优选接触时间为15～30秒。接触温度优选为室温至170℉。一旦 表面与有机物质接触，其优选用去离子水冲洗并鼓风干燥。此时， 随时可在表面上印刷。

应用的印刷方法是液滴喷射技术，如压电法、热喷射法或连 续液滴喷射。这些方法有时共同被称为喷墨印刷。对于这些不同 的印刷技术的讨论，读者可参考美国第6,715,871号和第6,754,551 号专利，其每一个教示在此全部并入作为参考。还可参考公开的 美国第2005/0003645 A1号和第2005/0112906 A1号专利申请，其 每一个教示在此全部并入作为参考。