СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ Российский патент 1997 года по МПК H05K3/18 

Изобретение относится к технологии металлизации диэлектриков и может быть использовано в микроэлектронике для получения печатных плат и аналогичных изделий.

Известен способ металлизации диэлектриков, где подготовку поверхности проводят химическим травлением, после чего поверхность подвергают сенсибилизации хлоридом олова, сушат, экспонируют УФ светом, активируют PdCl₂, затем диэлектролитически осаждают металл и термообрабатывают полученный слой /1/.

Недостатки невысокая адгезия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ металлизации диэлектриков путем гидроабразивной обработки поверхности, обезжиривания, нанесения термочувствительного слоя на основе гипофосфита меди, избирательной лазерной обработкой в импульсном режиме с длительностью импульсов не более 100 мкс и пороговой экспозицией облучения не более 2,0 Дж/см² до получения металлического проводящего рисунка, состоящего из частиц мелкодисперсной меди. Для удаления гипофосфита меди с пробельных элементов рисунка используется промывка в воде. Для наращивания слоя меди - химическая металлизация /2/. Прототип.

Существенные недостатки: невысокая адгезия и недостаточная однородность проводников, что приводит к ухудшению качества изделий, особенно в случае высокоплотного рисунка с шириной проводников 40 мкм и менее.

Цель повышение адгезии и однородности проводников, а также величины максимальной плотности рисунка.

Указанная задача решается способом, по которому подготовку поверхности диэлектрика перед металлизацией осуществляют путем ламинирования на него микрошероховатой медной фольги под давлением. После чего фольгу стравливают медно-хлоридным раствором, как показано в примере 1, обезжиривают поверхность и наносят термочувствительный слой из водного раствора аммиачного комплекса гипофосфита меди с концентрацией 0,2 0,8 М/л, после сушки обрабатывают лазером, промывают водой и подвергают химическому осаждению металла на проводящий рисунок.

То есть, в отличие от прототипа, микрошероховатость поверхности достигается не гидроабразивной обработкой, а ламинированием медной фольги с последующим ее удалением в медно-хлоридных растворах. Это в сочетании с лазерной термообработкой нанесенного слоя на основе гипофосфита меди, обеспечивает достижение эффекта: повышение адгезии, разрешающей способности и четкости границ проводников. Предлагаемая технология подготовки поверхности приводит к получению высокодисперсных частиц активатора, вкрапленных в рыхлый поверхностный слой диэлектрика и служащих якорем для кристаллитов осаждаемой из растворов меди.

Пример 1. Берут, например, диэлектрик из стеклотекстолита, ламинируют на его поверхность перед отверждением медную фольгу толщиной 20-35 мкм (ТУ 48-7-38-85) с микрошероховатой поверхностью или, например, используют фольгированный диэлектрик марки ФДМ (ТУ 16-503.084-80) с нанесенной микрошероховатой фольгой, затем погружают подложки в травильный раствор, содержащий, г/л: CuCl₂ • 2H₂O 136-150, NH₄Cl - 60-80, HCl (конц.) 50 -60 мл/л, до полного удаления фольги с поверхности, промывают водой, сушат и получают поверхность с концентрацией микроуглублений не менее 1 ед./100 мкм и средним радиусом углублений не более 5 мкм. Подложку погружают в водно-аммиачный раствор гипофосфита меди, образовавшийся слой на основе гипофосфита меди подвергают изобретательной термообработке лазерным лучом диаметром 75 мкм.

Адгезию определяли в Н/мм по величине усилия на отрыв полоски проводника шириной 3 мм с использованием установки РМ-3-50.

Микрошероховатость поверхности подложки и отклонение от ширины проводников определяли с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на спектрометре JSM-35 с фирмы "JEOL".

Отклонение от ширины проводника определяли как среднеарифметическое значение от 20-30 измерений по длине проводника.

Концентрационный профиль проводников (равномерность по толщине и отклонение от ширины) определяли на сканирующем микроскопе с микрозондовой приставкой 35-ДДС ("IEO"). Рентгенографическое изображение профиля пропорционально концентрации меди на подложке. Скорость сканирования лучом выбиралась в соответствии с размерами проводника по ширине (методом РМА).

Результаты измерений:
Толщина наращенного слоя меди на рисунке 30-40 мкм, ширина 26,6-40 мкм; проводящий рисунок получен с минимальной шириной проводников 13,3-40 мкм; четкость границ (повышение однородности проводников по ширине и толщине); отклонение от ширины проводника менее 0,005 мм; разрешающая способность (плотность рисунка) 13 лин./мм; достигнута однородная, равномерная расположенная микрошероховатость по всей поверхности подложки; адгезия составила 5,4 Н/мм (по прототипу 2,1), четкость границ 0,006, разрешающая способность 11) (см. таблицу).

Пример 2. При соблюдении условий примера 1, берут фольгу, ГОСТ ТУ 6-05-041-649-77. Полученный эффект аналогичен по примеру 1.

Результаты измерений иллюстрируются на фиг. 1, 2, 3. Так, на фиг. 2, а, б, в соотношение ширины проводника /п/ к толщине /а/ 1:1; г соотношение н:а= 3:1; д вероятный профиль проводника.

На фиг. 3 1 отклонение от ширины пр-ка ± 3 мкм, 2 отклонение ± 2 мкм Существенным преимуществом заявленного способа является и то, что подложка, особенно тонкая, не подвергается растрескиванию ( в отличие от известного), в ней отсутствуют механические направления и деформации, наблюдается однородная структура поверхности (по прототипу наблюдается слоистая структура, как показано на фиг.1).

Кроме того, в процессе травления происходит и поверхностная химическая модификация, которой соответствуют более тонкая структура микроуглублений, как показано на фиг.2.

Развитая и однородная структура поверхности способствует хорошей равномерной смачиваемости подложки активирующим р-ром, а также определяет повеление нанесенной термочувствительной соли меди к лазерной термообработке.

Заявленный способ эффективен для широкой группы материалов подложек: на основе стеклотекстолита, полиэфиров, полиимидов, полиамидов, фторпластов, и т. д. например, ФДМА 0,1 1А (ТУ 16-500-0,84) СТПА 5-1-0,25 (ТУ 16-503, 200-80).

Заявленное решение обеспечивает повышение эксплуатационных качеств печатных плат за счет повышения адгезии и однородности проводников по ширине и толщине.

Использование: изобретение относится к технологии металлизации диэлектриков, и может быть использовано в микроэлектронике для получения печатных плат и аналогичных изделий. Сущность изобретения: подготовку поверхности подложки проводят путем обезжиривания и структурирования с последующим нанесением термочувствительного слоя на основе комплекса гипофосфита меди, его обработке импульсным лазером, причем структурирование поверхности подложки осуществляют ламинированием микрошероховатой фольги на поверхность диэлектрика с последующим полным ее удалением травильными растворами. 3 ил., 1 табл.

Способ изготовления печатных плат, включающий структурирование поверхности подложки из материалов на основе высокомолекулярных органических соединений пластмасс, ее обезжиривание, нанесение термочувствительного слоя на основе аммиачного комплекса гипофосфита меди, обработку слоя импульсным лазером в соответствии с рисунком схемы, удаление слоя с пробельных мест и химическое осаждение меди, отличающийся тем, что структурирование поверхности проводят ламинированием микрошероховатой фольги на поверхность подложки с последующим ее удалением в медно-хлоридных растворах.