Способ обработки поверхности полифениленоксида перед химической металлизацией Советский патент 1993 года по МПК C23C18/22 

трудности с регенерацией 6-валентного хрома, необходимость дополнительной операции по нейтрализации остатков кислот- ных групп при набухании полимера, что ведет к нежелательному воздействию применяемых растворов на поверхность диэлектрика.

Наиболее близким к предлагаемому является способ подготовки поверхности пол- ифениленрксида путем обработки газообразным ЗОз. разбавленным инертным газом. . ...: ,,.

Для повышения адгезии химико-гальванических покрытий в известном способе предлагается предварительная обработка органического диэлектрика в растворе хромового айгидрида с серной кислотой. Однако, хотя использованием мокрого способа и достигается повышение адгезии металлического покрытия с 40-60 до 160-180 кгс/см2, нестабильность объемного содержания ЗОз в инертной атмосфере приводит к разбросам шероховатости поверхности подложки и , как следствие, нестабильности электрических параметров микросхем.

Кроме того, дополнительная обработка в смеси хромового ангидрида и серной кис- лртй создает растрав поверхности, снижа- ющийкачество подложек, предназначенных для изготовления микроплат, микрополосковых линий и волновод- ного тракта.

.. ..... Целью изобретения является повыше- : нйе качества диэлектрических, подложек.

Поставленная цель достигается тем, что в способе .обработки, подложек из диэлёкт- рика перед металлизацией, включающем создание мйкрошёроховатой поверхности и образование активных функциональных групп за счет травления газообразными оксидами серы, обработку ведут в потоке сме- ..:. С йс:лчЬро да. диоксида и трйоксйда серы п1 йсл%1у 1оЩбм сЙ6тйЬ1й1енйи кЬмпон

. . об. ,. .,. .,

Кислбрбд 75-90 ДиЬкШдсеры 3-5 .... ;ТЩ6кс й| «:;ёр1 г, -;:; : : : 7-20 : ;и времейи его контакта с диэлектриком, ; составляющим 5-7 мин.

CytUHO cfb: изобретения заключается в

псГшшШйй-Ткачества диэлектрических под; Шё Ш йг1и енмлёндксида за счет исклю;;ч |№;ШерШйй травления в смеси СгОз и

ЙгЗШ г1р ; йойтмженйи такого же уровня

адгезЙй путём создания микрошероховатой.

п е йюЬти заi счёт травления г азообраз ; й ;очк.с йдами серы, ЬбеспёчивающёгЬ из:

от&Ё ШЩ ; ЭтовычВ ен нрго качества

м й к &хё м гм п Ь сШвых линий И вол н 6 вЩШх т р:Ґкт Ь вт Й м йиапазона. При этом

достигается необходимая микрошероховатость (Ra - 0,3-0,25 мкм) и образование фун- кциональных групп, обеспечивающая величину адгезии 210-240 кг/см2 (определена по методу отрыва). Присутствие кислорода, по-видимому, усиливает воздействие травящей смеси на поверхность диэлектрика, повышая ее ионообменные свойства, в то время как обработка поверхности полифениленоксида в смеси диоксидтриоксида серы с инертными носителями (азот, аргон) приводят к (снижению величины адгезии до 135-160 кгс/см2.

Существенным при этом является время экспозиции обрабатываемых подложек в смеси предлагаемого состава, так как при выдержке образцов в течение времени до 5 минут и свыше 7 минут величина адгезии снижается до 130-140 кгс/см2. Такое снижёние прочности сцепления химико-гальванического медного слоя, по-видимому, связано в первом случае с недостаточной, насыщенностью вновь образуемых функциональных групп, а во втором случае - с образованием темного налета продуктов травления полифениленоксида вследствие избыточного насыщения поверхности диэлектрика реагентным газом, снижающим адгезию из-за разрыхления тончайшего по-

верхностного слоя материала.

В качестве примера 1, иллюстрирующего предполагаемое изобретение, приведем следующее: образец арилокса, имеющий размеры 1,6 х 1,2 см и толщину 0,1 ем, помещали в реакционную колонку и проводили его обработку смесью кислорода, диоксида серы и трйоксйда серы, полученном на проточной установке с интеграль- ным реактором. ,

Состав газовой смеси; :Зр2-5%;5Ьз-1й%;Ъ2-85%.Время контакта в потоке газовой смеси диэлектрика - 6 МИН;

На подготовленную таким образом поверхность полифениленоксида наносили химико-гальваническое медное покрытие по следующей схеме:

1. Сенсибилизирование поверхности подложки в растворе, содержащем 20 г/л двухлористогд олова и соляной кислоты. 1Время обработку - 0,5Гминут Температура комнатная.Шличество окунаний - 2.

2. Активированиё прверхйбсти подложки в растворе, содержащем 1 г/л двухлористого палладия и 20 мл/л соляной кислоты.

Врёмя ббработки - 0,5 минут. Температура

комнатная. Количество окунаний - 2.

3. Химическое меднение в растворе, со- держащем, г/л:

Медь сернбкислая. 20 Сегнетовая соль 50 Едкий натр 1ё Никель двухлористый 2 Формальдегид (37 %-ный раствор) 100 мл/л, Температура комнатная, Время осаждения 4Q мин.

4. Гальваническое доращивание в растворе . содержащем: Медь сернокислая 200 г/л, Кислота серная 50 мл/л, Этиловый спирт 50 мл/л, Ik 1 А/дм2. Время осаждения 30 мин, Температура комнатная/Толщина - 6 мкм. После этого проводили испытание на прочность сцепления медного покрытия к подложке методом отрыва на разрывной машине.

Прочность на отрыв медного покрытия от подложки составляет 220 кгс/см2, Микрошероховатость поверхности (R а) до обработки в газосодержащей смеси указанного состава, после обработки и химико-гальванического меднения составляет соответст- венно 0,28-0,31-0,35 мкм.

Аналогичным образом были нанесены химико-гальванические покрытия на подложки из полифениленоксида(примеры 2- 6), обработанные в газообразных смесях различного состава при времени экспозиции 6 мин.

Результаты измерений адгезии представлены в табл. -1.

Подобным же образом были нанесены слои меди на подложку полифениленоксида и определена адгезия в зависимости от времени экспозиции образца в газосодержащей смеси состава: 02 - 83 %, SOa - 4 %, SO3- 13 %.

Результаты измерений адгезии представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 1 и 2, величина адгезии химико-гальванического медного слоя в пределах варьирования по составу входя- щих в газообразную смесь для травления

полифениленоксида кислорода от 75 до 90 % диоксида серы от 3 до 5 % и триок- сида серы от 7 до 20 % и времени экспозиции от 5 до 7 мин действительно имеет значение 210-240 кгс/см2 без дополнительной обработки согласно прототипу в смеси СгОзи H2SCM.

Из табл. 1 видно, что при выходе за предельные значения параметров процентного содержания компонент газовой смеси (примеры 5 и 6) величина адгезии снижается до 180-175 кг/см2.

Замена мокрого метода подготовки поверхности полифениленоксида на подготовку ее по способу предполагаемого изобретения позволяет получать качественные подложки для изготовления микрогитат, микрополосковых линий и волноводных трактов мм-диапазона.

Проведение обработки подложечных материалов, рекомендованных ния схем мм-диапазона, таких как полиимид и фторопласт по предполагаемому методу показало, что ни качественной металлизации, ни удовлетворительной величины адгезии, получить на них не удалось.

Таким образом использование предлагаемого способа подготовки поверхности полифениленоксида перед металлизацией обеспечивает:

- возможность получения качественных подложек полифениленоксида для изготовления микросхем, пикрополосковых линий и волноводных трактов мм-диапазона;

- величину адгезии металлического слоя к поверхности диэлектрика - 210-240 кгс/см ;

- микрошероховатость поверхности 0,28-0,35 мкм (Ra);

.- исключение мокрых способов обработки поверхности.

Экономическая эффективность от использования изобретения может быть получена за счет повышения выхода годных микросхем и микрополосковых линий и их повышенных технических характеристик,

формула изобретения Способ обработки поверхности полифениленоксида перед химической металлизацией, включающий травление потоком газообразной смеси, содержащей триоксйд

серы, отличающийся тем, что, с целью повышения адгезии покрытия к основе, в качестве газообразной смеси берут смесь, содержащую, об. %: триоксйд серы 7-20; диоксид серы 3-5 и кислород - 75-90.

Таблица 1

Табл и ц а 2