專利名稱：包含氫鹵酸的抑制鈀活性的溶液及防止鍍層缺陷的方法
技術領域：
本發明涉及一種包含氫鹵酸水溶液作為預處理溶液的用于抑制鈀活性以在印刷 電路板的ENIG鍍或ENEPIG鍍以前防止壞鍍層(電鍍，plating)的溶液、以及通過利用該 溶液來防止壞鍍層的方法。
背景技術：
已經進行了開發以在ENIG(化學鍍鎳浸金(化學鎳金，Electroless Nickel Immersion Gold))或 ENEPIG (化學鍍鎳鈀浸金(化學鎳鈀金，Electroless Nickel Electroless Palladium ImmersionGold))鍍以后，當鍍層沉淀物(沉積物)如 Ni、Pd、以 及Au等被沉積和鍍在板的表面上時，減少或消除由電橋或短路問題或鍍層擴展(電鍍擴 展，plating spreading)所引起的圖案之間的連接現象，因為印刷電路板的導線之間的間 隙變得更細。為了改善鍍層擴展，在鈀催化劑處理以后，已使用了 Ni(CN)2。然而，它引起未電鍍 部分(Ni跳躍缺陷)和鍍層擴展，其取決于處理條件。另外，上述氰基化合物是有毒的和環境不友好的材料，使得它們在應用方面可能 受到限制，并且可能最終需要取代它們。因為PCB的導線間隔變得越來越窄，所以需要很多努力來將鍍層或鍍層擴展的缺 陷降低到最小。
發明內容
本發明的發明人已經完成了本發明，其中通過提供一種用于在具有精細圖案的 PCB的表面處理期間將由鍍層擴展引起的圖案之間的短路缺陷降低至最小的方法。本發明的一個方面的特點在于一種可以將壞鍍層降低到最小的PCB的表面處理 溶液。根據一個方面，提供了一種包含0. 1至IOmol的氫鹵酸水溶液作為預處理溶液的 用于抑制鈀活性的溶液，其可以在印刷電路板的化學金屬鍍(無電金屬鍍，electroless metal plating)中在鈀催化劑處理以后和在ENIG (化學鍍鎳浸金)鍍或ENEPIG (化學鍍鎳 鈀浸金)鍍以前進行，以防止壞鍍層。根據一種實施方式，氫鹵酸水溶液的濃度可以是0. 5至5mol。根據一種實施方式，抑制鈀活性的溶液可以進一步包含氰基化合物。根據一種實施方式，氰基化合物可以是選自KCN和NaCN中的至少一種。根據一種實施方式，氰基化合物的濃度可以是10至200ppm。
根據一種實施方式，用于抑制鈀活性的溶液可以進一步包含胺化合物。根據一種實施方式，胺化合物可以是選自乙醇胺化合物和二乙醇胺化合物中的至 少一種。根據另一個方面，提供了一種用于防止壞鍍層的方法，該方法包括油脂(潤滑 脂)去除和蝕刻板；在經油脂去除和蝕刻的板上用鈀催化劑進行預處理；將經鈀催化劑處 理的板浸入到包含0. 1至IOmol的氫鹵酸水溶液的用于抑制鈀活性的溶液中；以及在經浸 入處理的板上進行ENIG鍍或ENEPIG鍍。根據一種實施方式，浸入可以進行1至10分鐘。根據一種實施方式，氫鹵酸可以選自HF、HCl、HBr以及HI。根據一種實施方式，用于防止壞鍍層的方法可以通過在氫鹵酸的鹵素離子與保留 在板表面上的鈀之間形成復合物而阻礙鍍層材料的擴散現象。根據一種實施方式，用于防止壞鍍層的方法可以在板的表面處理期間將由鍍層擴 展所引起的圖案之間的短路缺陷降低到最小。
圖1示出了說明在具有精細圖案的印刷電路板的表面處理期間通過鈍化鈀活性 而使鍍層擴展降低到最小的板。圖2示出了根據比較例1的電鍍的板，只是沒有鈀活性的抑制過程。圖3是根據實施例1的電鍍的板，其中實施例1包括用鈀催化劑處理、將板浸入到 HCl水溶液中5分鐘、以及進行化學鍍鎳。
具體實施例方式在下文中更詳細地描述本發明。當使用半加成法(semi additive process)來制造板時，穿過板的孔通過鉆孔來 制成，然后在板的表面上使用離子化形式的鈀催化劑來進行化學鍍(chemical plating)。 這里的鈀催化劑是這樣的鈀催化劑，其被還原成金屬，并且甚至在借助于蝕刻形成線條以 后也分散在板的表面上。因此，它可以在無電表面處理期間引起鍍層擴展。然而，本發明中的板通過穿過覆銅板(CCL)鉆孔形成孔并對其進行化學鍍而制 備，其中僅僅孔被化學鍍并且在其其余部分銅層被化學鍍。在化學鍍以后，進行圖案化、暴 露以及蝕刻等。不同于半加成法，離子化形式的鈀催化劑并沒有保留在板上并且此方法被 禾爾作減成法(subtractive process)。在減成法中，離子化形式的鈀催化劑可以不保留，但其它形式的鈀催化劑可以保 留。因此，在減成法中使用僅與銅圖案反應的鈀催化劑，并且這樣的催化劑被稱作替代鈀催 化劑(substitutionpalladium catalyst)，因為它僅被用金屬替代。使用離子化形式或膠 體形式的鈀催化劑，而不使用金屬形式的鈀催化劑。當使用具有高粗糙度的絕緣材料時，因 為不能很好地沖洗掉上述鈀催化劑并因而會保留，所以它可以在無電鍍(化學電鍍)工藝 期間引起鎳鍍層(鍍鎳)的擴展。因此，本發明提供了 一種用于鈍化上述替代鈀催化劑以抑制鈀活性以及在電鍍工 藝期間減少鍍層擴展的溶液。
因此，本發明并沒有消除在半加成法中保留在板上的被還原成相應金屬的鈀催化 劑，而是鈍化離子化形式或膠體形式的保留的鈀催化劑。根據本發明，提供了一種包含0. 1至IOmol的氫鹵酸水溶液作為預處理溶液的 用于抑制鈀活性的溶液，其可以在印刷電路板的化學金屬鍍中鈀催化劑處理以后以及在 ENIG(化學鍍鎳浸金)鍍或ENEPIG(化學鍍鎳鈀浸金)鍍以前被使用，以防止壞鍍層。當用量小于0. Imol時，它可能不足以鈍化鈀催化劑，從而引起鎳鍍層的擴展。另 一方面，當用量大于IOmol時，它可以消除擴展問題但產生對人體有害的氣體并引起設備 腐蝕，使得從環境角度考慮它是不合適的。氫鹵酸水溶液的濃度可以是0. 5至5mol，優選1至3mol。氫鹵酸可以選自HF、HCl、HBr以及HI，考慮到擴展、經濟以及設備腐蝕問題，優選 為 HCl。氫鹵酸水溶液，尤其是HCl水溶液，可以用來在通過無電鍍(化學電鍍)方法在板 上形成電路圖案中在鈀催化劑處理以后將鍍層擴展降低到最小。氫鹵酸的鹵素離子與板表面上的鈀形成復合物以鈍化它們使得它可以抑制鍍層 擴展。根據一種實施方式，除了氫鹵酸水溶液之外，抑制溶液還可以進一步包含氰基化 合物(包含CN的化合物)如KCN、NaCN0氰基化合物可以將鈀催化劑氧化成鈀離子并通過蝕刻消除它們。在這里，可以除 去膠體形式的鈀離子，使得可以減小鍍層擴展。根據一種實施方式，氰基化合物的濃度可以為約10-200ppm。當濃度小于IOppm 時，它仍然可以引起鍍層擴展，因為蝕刻反應是不足的，而當濃度大于200ppm時，由于更長 時間的處理它可以引起過度蝕刻，并因而導致部分未電鍍。根據一種實施方式，除了氫鹵酸水溶液之外，抑制溶液還可以進一步包含胺化合 物如乙醇胺、二乙醇胺。用于抑制鈀活性的溶液可以進一步包含潤濕劑。潤濕劑的實例可以包括表面活性 劑、醇或醚。表面活性劑可以是陽離子型、非離子型、或陰離子型表面活性劑，并且其實例可以 包括乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、以及二丙二醇。醚的實例可以包括乙二 醇單乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇單甲 醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單丁醚、二乙二醇二甲醚、二 丙二醇二甲醚、聚氧乙烯甲基苯基醚、聚氧乙烯乙基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、以及聚 氧乙烯壬基苯基醚。用于抑制鈀活性的溶液可以是水溶液如分散體或懸浮液，但并不限于此。在制造絕緣層的電路圖案中在無電鍍工藝期間用于防止壞鍍層的方法可以包括: 對板進行脫脂和蝕刻；在經油脂去除和蝕刻的板上用鈀催化劑進行預處理；將經鈀催化劑 處理的板浸入到包含氫鹵酸水溶液的用于抑制鈀活性的溶液中；以及在經浸入處理的板上 進行ENIG鍍或ENEPIG鍍。根據一種實施方式，浸入可以進行1至10分鐘。尤其是，當在浸入步驟中循環(旋 轉，circulate)用于抑制鈀活性的溶液或搖動板時，可以增加抑制效果。
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當浸入時間少于1分鐘時，它可以引起鍍層擴展，而當浸入時間大于10分鐘時，它 可以引起銅圖案的蝕刻。該方法可以進一步包括在浸入包含氫鹵酸水溶液的用于抑制鈀活性的溶液以前 和以后用水沖洗經鈀催化劑處理的板。圖1是說明了在用化學鍍鎳表面處理具有精細圖案的PCB期間通過抑制鈀活性而 使鍍層擴展降低到最小的圖像。雖然已經參照特定的實施方式描述了本發明，但應當明了，本領域技術人員可以 進行各種變化和更改而沒有偏離如由所附權利要求和它們的等效替換所限定的本發明的 精神和范圍。在本發明的整個描述中，當描述某種技術被認為避開(evade)本發明的要點 時，則將省略有關的詳細描述。在說明書中所使用的術語僅用來描述某些實施方式而決非限制本發明。除非另外 明確地使用，否則以單數的表述包括復數的意義。在本說明書中，表述如“包含”或“包括” 用來指明特征、數目、步驟、操作、要素、其部分或組合，但不應當理解為排除一種或多種其 它特性、數目、步驟、操作、要素、其部分或組合的任何存在或可能性。在下文中，雖然將通過實施例來給出更詳細描述，但那些實施例僅為了說明而并 不用來限制本發明。比較例1 用于抑制鈀活件的溶液的預處理在脫脂和蝕刻電路板然后處理鈀催化劑以后進行化學鍍鎳。圖2示出了根據比較 例1的處理鈀催化劑以后沒有鈀活性的抑制過程的電鍍的板。在圖2中注意到，在化學鍍鎳中存在鍍層擴展。實施例1 :HC1處理作為用于抑制鈀活性的溶液在制備絕緣電路板、用替代鈀催化劑對它進行處理、將它浸入到2mol的HCl水溶 液中5分鐘、以及沖洗它以后進行化學鍍鎳。圖3示出了根據實施例1的通過用鈀催化劑 處理板、將它浸入到HCl水溶液中5分鐘、以及進行化學鍍鎳而電鍍的板的表面。在圖3中注意到，與根據比較例1的電鍍的板相比，它未顯示出部分未電鍍和顯示 出較少的擴展。迄今為止，雖然已經針對上述目的示出和描述了本發明的一些實施方式，但本領 域普通技術人員應當明了，在本發明的原理和精神范圍內，大量的更改、置換、以及添加是 可能的，本發明的范圍將由所附權利要求和它們的等效替換所限定。許多其它實施方式可以包括在本發明的權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種包含0. 1至IOmol的氫鹵酸水溶液作為預處理溶液的用于抑制鈀活性的溶液， 所述溶液在印刷電路板的化學金屬鍍中在鈀催化劑處理以后和在ENIG (化學鍍鎳浸金)鍍 或ENEPIG (化學鍍鎳鈀浸金)鍍以前使用，以防止壞鍍層。
2.根據權利要求1所述的溶液，其中，所述氫鹵酸水溶液的濃度是0.5至5mol。
3.根據權利要求1所述的溶液，其中，所述氫鹵酸選自由HF、HC1、HBr以及HI組成的組。
4.根據權利要求1所述的溶液，其中，所述氫鹵酸的鹵素離子與被鈍化的板表面上的 鈀形成復合物，從而防止鍍層擴展。
5.根據權利要求1所述的溶液，進一步包含氰基化合物。
6.根據權利要求5所述的溶液，其中，所述氰基化合物是選自由KCN和NaCN組成的組 中的至少一種。
7.根據權利要求5所述的溶液，其中，所述氰基化合物的濃度是10至200ppm。
8.根據權利要求1所述的溶液，進一步包含胺化合物。
9.根據權利要求8所述的溶液，其中，所述胺化合物是選自由乙醇胺化合物和二乙醇 胺化合物組成的組中的至少一種。
10.一種用于在印刷電路板的化學金屬鍍中防止壞鍍層的方法，包括 油脂去除和蝕刻板；在經油脂去除和蝕刻的所述板上用鈀催化劑進行處理；將經鈀催化劑處理的所述板浸入到包含0. 1至IOmol的氫鹵酸水溶液的用于抑制鈀活 性的溶液中；以及在經浸入處理的所述板上進行ENIG鍍或ENEPIG鍍。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述氫鹵酸水溶液的濃度是0.5至5mol。
12.根據權利要求10所述的方法，其中，所述浸入進行1至10分鐘。
13.根據權利要求10所述的方法，其中，所述氫鹵酸選自由HF、HCl、HBr以及HI組成 的組。
14.根據權利要求10所述的方法，其中，所述氫鹵酸的鹵素離子與被鈍化的板表面上 的鈀形成復合物以防止鍍層擴展。
全文摘要
本發明披露了一種包含氫鹵酸水溶液作為預處理溶液的用于抑制鈀活性的溶液、以及一種通過使用上述溶液來防止壞鍍層的方法，上述溶液可以在印刷電路板的無電鍍以前使用以防止壞鍍層。更具體地說，本發明披露了一種包含0.1至10mol的氫鹵酸水溶液作為預處理溶液的用于抑制鈀活性的溶液，其可以在印刷電路板的ENIG鍍或ENEPIG鍍以前使用以防止壞鍍層。本發明還披露了一種通過在具有精細圖案的印刷電路板的表面處理期間將由鍍層擴展引起的圖案之間的短路缺陷降低到最小的用于防止壞鍍層的方法。
文檔編號C23C18/18GK102086516SQ20101014836
公開日2011年6月8日 申請日期2010年4月13日 優先權日2009年12月4日
發明者南孝昇, 徐正旭, 權赫辰, 金兌浩, 金宗植 申請人:三星電機株式會社