一種無電鍍金屬化的方法
【專利摘要】公開了一種無電鍍金屬化的方法，具體公開一種在不導電材料的表面形成聚合物膜和隨后在該表面形成無電鍍金屬鍍膜的方法。該方法包括將材料的表面與溶液反應的步驟，溶液包括含有至少兩個官能團的胺化合物(A)，其中至少一個官能團是氨基，和含有至少一個位于芳環上的羥基的芳香族化合物(B)。
【專利說明】—種無電鍍金屬化的方法
發明領域
[0001]本發明公開的【具體實施方式】通常涉及一種在不導電材料的表面形成聚合膜的方法，以及隨后在表面無需借助常規的調節劑形成金屬膜。更特別的是，【具體實施方式】涉及一種使用聚合膜而無需借助常規調節劑，在不導電材料的光滑表面形成附著力強的無電解鍍金屬膜的方法。 [0002]發明背景
[0003]無電鍍金屬化(或無電鍍)是一種在如金屬、陶瓷或塑料的材料上通過一系列的工藝步驟獲得金屬薄膜的方法，工藝步驟包括使用調節劑、微刻蝕、催化劑(活化)和無電鍍浴。在過去的30年中無電鍍中最常用的催化劑是其中的鈀膠體粒子通過氯化錫穩定的Pd/Sn膠體。無電解鍍之前，介電基板的表面電荷通常是負的。由于靜電斥力，基板上的負電荷通常會抑制一個為負帶電膠體的催化劑的吸附。如果沒有足夠的催化劑吸附，初始的無電鍍金屬化是困難的。為了促進催化劑吸附，通常使用一個常規的調節劑步驟。傳統調節劑的典型組分包括陽離子表面活性劑，它提供帶正電荷的基團以改變基板抵消部分負電荷，因此催化劑的吸附可以得到促進。換句話說，利用常規的調節劑基板和催化劑之間的相互作用通過靜電吸引來提高。
[0004]電路的可靠性很大程度上依靠鍍覆金屬層和介電基板之間的附著力。糟糕的附著力可以導致難以承受的失效，如“剝離”或起泡。來自傳統調節劑的靜電吸引可能不足以在鍍覆金屬層和介電基板之間建立足夠的附著力。粗化介電基板的表面，如通常是在無電鍍之前通過除膠渣工藝，以增加金屬附著。于是介電基板的粗糙提供了鍍覆金屬層和介電基板之間足夠的附著力。在光滑的表面上更難以使用這樣的工藝流程獲得良好的附著力。
[0005]因為作為下一代芯片載體的L/S尺寸更小，需要光滑表面刻蝕細線。隨著印刷電路板的寬度和空間持續縮小，和信號頻率的持續增加，絕緣材料的表面需要更光滑。在低剖面絕緣材料上實現金屬化層的高附著力變得越來越困難。傳統的腐蝕類型工藝提高附著力不再可行，因此需要一個替代的方法來提高絕緣材料上精細圖案電路的附著力。有必要改進傳統的粗化工藝和發展新方法以在更細線芯片載體的光滑表面上獲得金屬聚合物的高附著力。為了滿足電子工業中對于細線電路的要求，調節劑需要能夠為光滑(低剖面)表面提供聞附著力，以及改變介電基板的表面電荷以提聞帶負電荷的催化劑的吸附。
[0006]海洋貽貝生物因其與如巖石、樁、船體這些多樣的表面結合牢固而聞名。貽貝粘附蛋白的粘著特性被認為是由于3，4-二羥基苯丙氨酸(DOPA)的存在。P.B.梅瑟史密斯等，科學，2007年，第318卷，第426-430頁公開了使用多巴胺模擬貽貝的粘附蛋白附著材料表面的能力。通過自聚合過程，通過室溫下在多巴胺的水溶液中簡單的浸涂這些基板24小時，薄的、表面吸附的聚多巴胺膜可以成形在許多各種不同的無機和有機基板上。在聚多巴胺涂覆表面上進行化學鍍銀或銅沉積以形成一個銀或銅層。CN10182678A公開了一種聚多巴胺輔助化學鍍銀方法，其中使用了在室溫下浸涂多巴胺進行O到48小時。US2010/0021748公開了一種方法，包括用含有多巴胺的兒茶酚胺溶液處理基板的步驟，形成一個多巴胺層，隨后進行化學鍍。[0007]回顧之前的多巴胺輔助化學鍍技術，從中可以發現多巴胺自聚合過程通常需要室溫下處理大約24小時。加上多巴胺相對較高的成本，多巴胺處理的長保壓時間是工業應用的障礙。此外，適用于多巴胺的自聚合PH值范圍非常窄(6.5-9.5)。在此pH值范圍之外，多巴胺的自聚合率變得非常低。
發明概要
[0008]本發明的發明人已經找到一種通過在包括兩種特定化學物質的溶液中簡單浸涂材料以在光滑表面上形成多功能聚合膜的方法。由此產生的膜可不借助常規的調節劑進行無電鍍金屬化，同時提高了沉積金屬層和該材料之間的附著力。這特別適用于帶有光滑表面的介電基板。
[0009]根據本文所示，提供一種方法，在廣泛的無機和有機的基板上全面的形成薄的、聚合的、表面吸附的聚合物膜，通過將這種材料與包含具有至少兩個官能團的胺化合物(A)，其中至少一個官能團為氨基，和具有至少一個位于芳環上的羥基的芳香族化合物(B)的溶液相接觸。本發明的另一個方面是形成一種上述聚合膜的方法，包括在將材料與以上包括(A)和⑶的溶液接觸的步驟之前將材料的表面與自由基引發劑溶液相接觸的步驟。本發明進一步提供一種使用聚合膜而無需借助常規調節劑，在不導電材料的光滑表面形成附著力強的無電解鍍金屬膜的方法。
[0010]附圖概沭
[0011]圖1是一系列背光等級評估的標準圖像。
[0012]圖2是實施例19的背光測試顯微照片。
[0013]圖3是實施例21的背光測試顯微照片。
[0014]發明詳細描述
[0015]內容清楚指明的除外，本說明書中通篇使用的縮寫具有以下含義:g =克；mg =毫克；mL =毫升；L =升；n =米；min.=分；s =秒；h.= hr.=小時；ppm =百萬分之一份；moL=摩爾；mmol/L =毫摩爾每升；g/L =克每升；R.0.=反滲透；RT =室溫；Ex.N0.=實施例編號；lb/in =磅每英寸。本說明書中通篇使用，詞語“沉積”和“鍍覆”可以互換使用。在本說明書中始終使用，詞語“鍍浴”和“鍍液”可以互換使用。
[0016]該方法包括將材料的表面與包括一種含有至少兩個官能團的胺化合物(A)，其中至少一個官能團為氨基，和一種至少含有一個芳環上的羥基的芳香族化合物(B)的溶液接觸的步驟。
[0017](A)胺化合物
[0018]在此實施例中胺化合物是含有至少兩個官能團的那些化合物，其中至少一個官能團是氨基。官能團可以選自任意類型的官能團，即使該化合物可以與稍后詳細描述的(B)芳香族化合物反應。這種官能團的示例包括，但并不限于，氨基和酚羥基。優選的，另外的官能團是氨基。氨基包括伯氨基、仲氨基和含氮雜環基團。胺化合物可以是脂肪族化合物或芳香族化合物。當要求聚合膜的化學耐受性時，優選使用芳香胺，如酪胺。當要求彈性時，優選使用含有長碳鏈的烷基二胺，如己二胺(HMDA)。
[0019]胺化合物的例子在分子式Ia至分子式7a中公開:
[0020]分子式Ia[0021]H2N-R1-NH2
[0022]其中R1選自由C1-C24直鏈或支鏈型亞烷基和芳香族亞烷基組成的組。
[0023]分子式2a
[0024]H2N-R1-NH-R2-NH2
[0025]其中R1和R2分別選自由C1-C24直鏈或支鏈型亞烷基和芳香族亞烷基組成的組。
[0026]分子式3a
[0027]
【權利要求】
1.一種在材料的表面上形成聚合物膜的方法，包括將材料表面與溶液相接觸，該溶液包含至少含有兩個官能團的胺化合物(A)，其中至少一個官能團為氨基，和含有至少一個位于芳環上的羥基的芳香族化合物(B)。
2.根據權利要求1的方法，其中(A)中的官能團與(B)中的官能團的摩爾比不小于1.0。
3.根據權利要求1的方法，其中(A)是含有至少兩個氨基基團的化合物。
4.根據權利要求1的方法，其中(B)是含有兩個位于芳環上的羥基的芳香族化合物。
5.根據權利要求1的方法，其中進一步包括步驟:在權利要求1的步驟之前將材料表面與包含自由基引發劑的溶液接觸。
6.一種在材料的不導電表面上形成金屬膜的方法，其中該方法包括以下步驟: (1)將材料的表面與溶液接觸，該溶液包含具有至少兩個官能團的胺化合物(A)，其中至少一個官能團是氨基，和具有至少一個位于芳環上的羥基的芳香族化合物(B)，和 (2)在材料表面實施無電解金屬鍍。
7.根據權利要求6的方法，其中進一步包括步驟:在步驟(1)之前將材料表面與含有自由基引發劑的溶液接觸。`
【文檔編號】C23C18/18GK103774122SQ201310637391
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2012年9月30日
【發明者】M·A·熱茲尼克, P·D·克努森, 王雪松, M·W·貝葉斯, 蔡育勛 申請人:羅門哈斯電子材料有限公司