[发明专利]使铜/铜合金与树脂结合的纳米氧化物方法

说明书

技术领域

本发明涉及印刷电路，特别是涉及一种用于提高例如多层印刷电路板中铜/铜合金与树脂之间的结合性的方法。

背景技术

多层印刷电路板被用于许多电气应用中，并且在电子装置中提供了节省重量及空间的优势。多层板由两个或更多个电路层构成，每一电路层通过一个或多个介电材料层彼此隔开。电路层是通过将铜层施用于聚合物基板上来形成的。然后，通过本领域公知的技术来形成印刷电路。例如，首先以一种方法来制备图案化的电路内层，该方法中用抗蚀剂以所需电路图案的正像将被铜箔包覆的介电基材图案化，接着将曝露的铜蚀除。在去除抗蚀剂之后，留下所需的铜电路图案。

一旦形成了电路图案，就形成了包含多电路层的堆叠体，所述多电路层被介电层彼此隔离。通过在电路内层之间插入一个或多个部分固化的介电基材层(所谓的“半固化片”层)以形成电路内层和介电基材交替的复合体，从而将一层或多层任何特定类型的电路图案的电路内层以及可构成接地层和电源层的电路内层组装成多层电路。然后，将该复合体加热加压，以固化部分固化的基材并且使其与电路内层结合。然后将固化的复合体钻出数个通孔，然后将其金属化以提供使所有电路内层导电相连的手段。在通孔金属化的过程中，通常也可以在多层复合体的外表面层上形成所需的电路图案。

通孔的金属化包括通孔表面的树脂除胶渣、催化活化、无电镀铜沉积、电解铜沉积等步骤。许多这些工艺步骤都涉及到介质例如酸的使用，其能够溶解在电路内层与通孔接触或附近上的氧化铜黏着力促进剂涂层。氧化铜的这种局部溶解可以导致多层电路的局部脱层，其可由在通孔附近形成粉红环或晕而得到证明(由此曝露的底层铜金属为粉红色)。

本技术领域已熟知这种“粉红环”现象，并且已经花费了很大的精力以开发不易受到这种局部脱层情况影响的多层印刷电路制造方法。早已公知，在电路内层的铜金属和与其接触的半固化片层(或其它导电涂层)之间形成的黏着键强度仍不尽如人意，使得固化的多层复合体或涂层在后续的加工和/或使用中容易脱层。为了解决这个问题，已开发出这样一种技术：在用半固化片层将它们组装成多层复合体之前，在电路内层的铜表面上如通过铜表面的化学氧化作用形成一层氧化铜。

与未使用铜氧化物获得的最终多层电路相比，在这方面最早的努力(所谓的“黑色氧化物”黏着力促进剂)在最终的多层电路中对于电路内层与介电基板层的黏结合性产生了极小的改善。黑色氧化物技术的后续变更和/或改善包括如下方法：在铜表面上产生黑色氧化物涂层，然后用15%的硫酸对黑色氧化物沉积进行后处理以产生作为黏着力促进剂的“红色氧化物”，例如A.G.Osborne公开的“内层用红色氧化物的替换途径(An Alternate To Red Oxide For Inner Layers)”，PC Fab.,1984年8月。在Landau的第4,409,037号及4,844,981号美国专利中提出了此领域的重大改进，该两者的教示皆由引用方式完整地并入本文。

这个问题的其它解决方法包括：在将电路内层和半固化片层组装成多层复合体之前，对氧化铜黏着力促进剂涂层进行后处理。例如，在Cordani的第4,775,444号美国专利中公开了一种方法，其中首先在电路内层的铜表面上提供一层氧化物涂层，然后在将电路内层并入多层装配之前与铬酸水溶液接触。这种处理用来使氧化铜涂层稳定和/或防止其在后续的加工步骤(例如通孔金属化)中遭遇的酸性介质中溶解，进而使粉红环/脱层的可能性降至最低。

Akaho shi等人的第4,642,161号美国专利、Nakaso等人的第4,902,551号美国专利及Kajihara等人的第4,981,560号美国专利、以及这些文献中引述的大量参考文献都涉及一种方法，该方法是在将电路内层并入多层电路装配之前，先处理电路内层的铜表面以提供黏着力促进氧化铜的表面涂层。然后使用特定的还原剂如胺硼烷和条件将所形成的氧化物还原成金属铜。从而，因为没有氧化铜进行局部溶解，在后续的通孔加工过程中，使用此类电路内层的多层装配不会显现粉红环的形成和底层铜的局部暴露。与本文中描述的其它技术一样，这种类型的方法能否在介电基板层和金属铜电路内层之间获得黏着力方面是令人怀疑的。

Alder的第4,997,722和4,997,516号美国专利同样涉及在电路内层的铜表面上形成氧化铜涂层，然后以专门的还原溶液来处理以将氧化铜还原成金属铜。然而，同样的其在介电层和金属铜电路内层之间的黏着力上会产生问题。