[发明专利]一种无电镀金属化的方法

说明书

发明领域

本发明公开的具体实施方式通常涉及一种在不导电材料的表面形成聚合膜的方法，以及随后在表面无需借助常规的调节剂形成金属膜。更特别的是，具体实施方式涉及一种使用聚合膜而无需借助常规调节剂，在不导电材料的光滑表面形成附着力强的无电解镀金属膜的方法。

发明背景

无电镀金属化(或无电镀)是一种在如金属、陶瓷或塑料的材料上通过一系列的工艺步骤获得金属薄膜的方法，工艺步骤包括使用调节剂、微刻蚀、催化剂(活化)和无电镀浴。在过去的30年中无电镀中最常用的催化剂是其中的钯胶体粒子通过氯化锡稳定的Pd/Sn胶体。无电解镀之前，介电基板的表面电荷通常是负的。由于静电斥力，基板上的负电荷通常会抑制一个为负带电胶体的催化剂的吸附。如果没有足够的催化剂吸附，初始的无电镀金属化是困难的。为了促进催化剂吸附，通常使用一个常规的调节剂步骤。传统调节剂的典型组分包括阳离子表面活性剂，它提供带正电荷的基团以改变基板抵消部分负电荷，因此催化剂的吸附可以得到促进。换句话说，利用常规的调节剂基板和催化剂之间的相互作用通过静电吸引来提高。

电路的可靠性很大程度上依靠镀覆金属层和介电基板之间的附着力。糟糕的附着力可以导致难以承受的失效，如“剥离”或起泡。来自传统调节剂的静电吸引可能不足以在镀覆金属层和介电基板之间建立足够的附着力。粗化介电基板的表面，如通常是在无电镀之前通过除胶渣工艺，以增加金属附着。于是介电基板的粗糙提供了镀覆金属层和介电基板之间足够的附着力。在光滑的表面上更难以使用这样的工艺流程获得良好的附着力。

因为作为下一代芯片载体的L/S尺寸更小，需要光滑表面刻蚀细线。随着印刷电路板的宽度和空间持续缩小，和信号频率的持续增加，绝缘材料的表面需要更光滑。在低剖面绝缘材料上实现金属化层的高附着力变得越来越困难。传统的腐蚀类型工艺提高附着力不再可行，因此需要一个替代的方法来提高绝缘材料上精细图案电路的附着力。有必要改进传统的粗化工艺和发展新方法以在更细线芯片载体的光滑表面上获得金属聚合物的高附着力。为了满足电子工业中对于细线电路的要求，调节剂需要能够为光滑(低剖面)表面提供高附着力，以及改变介电基板的表面电荷以提高带负电荷的催化剂的吸附。

海洋贻贝生物因其与如岩石、桩、船体这些多样的表面结合牢固而闻名。贻贝粘附蛋白的粘着特性被认为是由于3,4-二羟基苯丙氨酸(DOPA)的存在。P.B.梅瑟史密斯等，科学，2007年，第318卷，第426-430页公开了使用多巴胺模拟贻贝的粘附蛋白附着材料表面的能力。通过自聚合过程，通过室温下在多巴胺的水溶液中简单的浸涂这些基板24小时，薄的、表面吸附的聚多巴胺膜可以成形在许多各种不同的无机和有机基板上。在聚多巴胺涂覆表面上进行化学镀银或铜沉积以形成一个银或铜层。CN10182678A公开了一种聚多巴胺辅助化学镀银方法，其中使用了在室温下浸涂多巴胺进行0到48小时。US2010/0021748公开了一种方法，包括用含有多巴胺的儿茶酚胺溶液处理基板的步骤，形成一个多巴胺层，随后进行化学镀。

回顾之前的多巴胺辅助化学镀技术，从中可以发现多巴胺自聚合过程通常需要室温下处理大约24小时。加上多巴胺相对较高的成本，多巴胺处理的长保压时间是工业应用的障碍。此外，适用于多巴胺的自聚合pH值范围非常窄(6.5-9.5)。在此pH值范围之外，多巴胺的自聚合率变得非常低。

发明概要

本发明的发明人已经找到一种通过在包括两种特定化学物质的溶液中简单浸涂材料以在光滑表面上形成多功能聚合膜的方法。由此产生的膜可不借助常规的调节剂进行无电镀金属化，同时提高了沉积金属层和该材料之间的附着力。这特别适用于带有光滑表面的介电基板。

根据本文所示，提供一种方法，在广泛的无机和有机的基板上全面的形成薄的、聚合的、表面吸附的聚合物膜，通过将这种材料与包含具有至少两个官能团的胺化合物(A)，其中至少一个官能团为氨基，和具有至少一个位于芳环上的羟基的芳香族化合物(B)的溶液相接触。本发明的另一个方面是形成一种上述聚合膜的方法，包括在将材料与以上包括(A)和(B)的溶液接触的步骤之前将材料的表面与自由基引发剂溶液相接触的步骤。本发明进一步提供一种使用聚合膜而无需借助常规调节剂，在不导电材料的光滑表面形成附着力强的无电解镀金属膜的方法。

附图概述

图1是一系列背光等级评估的标准图像。

图2是实施例19的背光测试显微照片。

图3是实施例21的背光测试显微照片。