CN100508694C - 一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法 - Google Patents
一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100508694C CN100508694C CNB2004101015782A CN200410101578A CN100508694C CN 100508694 C CN100508694 C CN 100508694C CN B2004101015782 A CNB2004101015782 A CN B2004101015782A CN 200410101578 A CN200410101578 A CN 200410101578A CN 100508694 C CN100508694 C CN 100508694C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- ink
- solution
- jet method
- blind hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 142
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 60
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 49
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 27
- 229920001448 anionic polyelectrolyte Polymers 0.000 claims description 24
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 24
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 15
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 12
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 12
- -1 polypropylene ammonia hydrogen chloride Polymers 0.000 claims description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 8
- VPUAYOJTHRDUTK-UHFFFAOYSA-N 1-ethylpyrrole Chemical compound CCN1C=CC=C1 VPUAYOJTHRDUTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910003244 Na2PdCl4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- LIAWOTKNAVAKCX-UHFFFAOYSA-N hydrazine;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.NN LIAWOTKNAVAKCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 6
- KGYLMXMMQNTWEM-UHFFFAOYSA-J tetrachloropalladium Chemical compound Cl[Pd](Cl)(Cl)Cl KGYLMXMMQNTWEM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 6
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007592 spray painting technique Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 7
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000003351 Melanosis Diseases 0.000 description 1
- 206010034719 Personality change Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 244000144992 flock Species 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011536 re-plating Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000011850 water-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
本发明公开了一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，主要在基板表面进行表面处理后，以微液滴喷涂方式将催化剂喷涂于此微孔内，且此催化剂吸附并干燥于此微孔内壁。基板经处理后由于表面性质改变而使镀液容易进入微孔，并于微孔内壁形成金属薄膜，可以避免空气残留在微孔中造成化镀金属不完全，而形成断路，并且微孔内壁与金属间甚佳的附着力，可改善镀层(金属薄膜)剥落。此外，此喷涂的方式可以减少贵金属盐类(催化剂)的使用、制作的程序及光阻蚀刻废液的产生，再加上不需要经过曝光、显影、激光钻孔等高单价设备及空间，可缩减工艺的成本及符合环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种微孔金属薄膜的形成方法，特别是涉及一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法。
背景技术
随着信息、通讯以及一般性消费电子商品的快速蓬勃发展，印刷电路板(PCB)的制造逐渐朝向多层、多功能和集成化的方向研发。进而促使印刷电路板设计大量采用细微孔、窄间距、细导线进行构思与设计，提高了印刷电路板制造技术的难度，尤其是多层板通孔有超过五比一的纵横比以及较深的盲孔时，将使得一般所使用的沉积金属方式不容易满足质量高、可靠性高的互连孔的技术要求。
为了能符合技术目标，除了要注意到后段微孔电镀电流密度的控制及添加剂的使用外，更重要的是前段的化镀金属工艺，因为在此化镀工艺里，若其结果不佳的话，将会严重影响后段电镀工艺的质量。而前段的化镀工艺里的重要程序，除了镀液的对流控制外，便是微孔中催化剂的涂布。目前的制作方式是将粗化过具有微孔(通孔或盲孔)的基板浸泡在催化剂溶液中，催化剂便可附着于微孔内壁上。然而由于较深微孔的使用，空气易残留于孔中，使得催化剂不易进入微孔中，化镀后常有不导通或缺陷的现象发生。
喷墨印刷技术(Ink-Jet Printing，IJ)已长期被讨论可有效的应用于制作印刷电路板，而最早专利是于1979年提出，其方法是喷印蚀刻光阻的方式，而于1990年初期也有人提出利用光阻掩模的方式，然而这些方法却至最近才开始适合商业化。近两年半来，喷墨技术及设备已由实验室试验逐渐成长为印刷技术的主力，此外还有许多的基础理论及喷墨头设计技术被发表。故喷印技术可广泛地适用于印刷、绘图及相关工艺主要有三大原因：(一)、此方法可以直接将材料准确地打在所需的地方。(二)、此方法采数字化的过程，其能够不需任何的接口即可提供书写数据(Write data)及连续改变输出(Continuously ChangeThe Output)的能力。(三)、此方式为非碰撞式(non-impact)去堆积大量的材料。上述的原因使得喷墨打印的技术能理想地应用在印刷电路板及相关工艺上且简便喷印的方式设计更符合今日印刷电路板的需求。
一般来说，利用化镀方式于基板上形成金属薄膜最常遇到的问题是金属薄膜的附着性差，通常处理这问题的方式，主要利用物理的抛磨或化学的蚀刻增加基板的粗糙度，然此方法并无法适用于所有的基板。而Rubner于2000年首先提出利用在基板上形成数层自组成薄膜方式暨喷印聚电解质高分子溶液，随后使基板浸于催化剂溶液中，而使所喷印的材料与催化剂反应，形成钯奈米粒子(Pd-nanoparticles)，最后进行化镀镍。通过所得的镀层可获得较佳的附着性。再者，Yang Yang于2001年也提出利用相似的方法制作多层集成电路的方式。
新世代的工艺朝向微孔缩小且复杂的趋势，传统的工艺将面临到工艺不易及良率不高的问题。为了解决此工艺的缺点，我们提出一个新的构想。首先，将清洗过并具有微孔的基板依序浸于阴阳聚高分子电解质(Polyelectrolyte)水溶液中，于印刷电路板的微孔内壁会形成自组成薄膜(SAMs)，再利用喷墨(Ink-Jet)的方式将催化剂(Pd-complex)注入充填于微孔内，进而与微孔内壁的自组成薄膜反应生成具催化化镀铜能力的钯奈米粒子(Pd-nanoparticles)，最后将基板置入化镀液中进行化镀金属的过程。由于喷墨的液滴小于微孔的宽度，故催化剂可以轻易进入微孔内部与自组成薄膜反应，此外，由于此自组成薄膜表面为亲水性，故在化镀过程中不需添加其它的接口活性剂或添加剂即可帮助镀液进入微孔中化镀金属。
目前微孔导通的作法多在层及层间导通孔道成型后，先以重度刷磨及高压冲洗的方式清理孔上及孔中的毛屑，再以高锰酸钾溶液去除孔壁面上的胶渣。在清理干净的孔壁上浸泡附着上锡钯胶质层，再将其还原成金属钯。而后将印刷电路板浸于化学铜溶液中，借着钯金属的催化作用将溶液中的铜离子还原沉积附着于微孔内壁上，形成微孔电路。再以硫酸铜浴电镀的方式将导通孔内的铜层加厚到足够抵抗后续加工及使用环境冲击的厚度。然而由于微孔的使用量剧增，传统浸泡催化剂的方式常会发生气泡堵塞或是大气压力阻碍的因素，使得催化剂无法进入微孔内，造成微孔化镀结果不佳，导通不易的情形。
至于目前所公告的相关技术专利案件则列示于下：
美国专利公告号第4242369号专利案提供一种利用将金属或合金粉末溶于盐类溶液后，填充于喷墨头(JET-HEAD)，并利用压力将材料挤出成形于基板上，再经过电镀(plating)形成金属。
美国专利公告号第4459320号专利案提供一种制作微孔的方法，其将一物质涂布在具有微孔的基板，再利用静置的方法，使材料流动至微孔内，并利用加入降低黏滞性，增加材料流动性质的物，且于待微孔内充满材料，再将之去除表面的材料残留。最后将基板浸泡或涂布溶剂，以去除光阻后，便可经曝光显影成型。
美国专利公告号第4668533号专利案提供一种喷墨方法制作印刷电路板，其主要为将水性材料喷涂到基板，形成特定图案，并利用化镀(Electroless)在上述基板的特定图案处形成金属。
美国专利公告号第5099090号专利案提供利用直写式(DIRECT WRITER)，其利用管状装置内填充导电性物质，并以挤压方式将涂布在电路板上以及微孔内。
美国专利公告号第5492226号专利案提供一种使用阻焊(solder mask)的作法，锡膏(solder paste)先回流(reflow)以使锡膏容易流动经过，再经过细微倾斜的阻焊(fine pitch solder mask)成型于印刷电路板表面。
美国专利公告号第5502893号专利案提供一种在金属板上形成穿孔内镀层的方法，其包括有在一个具有微孔的金属板上，先进行电镀形成第一层金属于微孔内，再电镀形成第二层金属于第一层金属上，再将第二层金属作黑化处理，在第二层金属上形成一层非导电性的有机材料，最后再形成导通线路于非导电性的有机材料，即完成制作。
美国专利公告号第6083834号专利案提供使用锌酸盐的催化剂。将试片浸于含氧化锌、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸氢钠及水溶液中，金属锌会还原于基板表面随后进行化镀其它金属层，例如：银、铜、铝等等。
美国专利公告号第6518168号专利案提供一种利用压印机(stamp)来使自组成薄膜(SAM)材料或凝胶(Sol-Gel)材料形成在基板上，再利用化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)蒸镀的方法，将催化材料、有机材料、或金属材料，成形于基板的上。并且基板可以是有沟槽或孔的结构。
德国专利公告号第3806884号专利案提供一种将微孔试片置于含有导电高分子单体的溶液中，再将此试片浸于含氧化剂的酸液中进行聚合反应形成导电高分子，再利用电镀或化镀的方式于微孔中电镀金属。
德国专利公告号第4446881号专利案提供一种利用掩模遮蔽的方式于微孔中先蒸镀上一层金属，再利用化镀的方式长上一层镍金属，随后利用电镀的方法将金属沉积至所需膜厚。
日本专利公告号第4305932号专利案提供利用激光辅助及掩模的使用。激光辅助加热使无掩模遮蔽的微孔中镀液热裂解，随后金属在微孔内被还原出来。此外，此方法也可应用于制作金属导线的线路。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，主要通过使基板表面性质改变为具有亲水性，使得镀液容易进入微孔内，进行化镀。
因此，为达上述目的，本发明所提供的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法包括有下列步骤：首先，提供基板，此基板开设有微孔；再于基板表面进行表面处理，于进行表面处理后，基板表面为亲水性；并且提供疏孔性组件，疏孔性组件设置于基板背面；然后，以微液滴喷涂方式将催化剂喷涂于微孔内，且催化剂吸附并干燥于微孔内壁，也就是通过上述的表面具有亲水性的基板，使催化剂有效地吸附于微孔内壁，并且在催化剂干燥后，其可附着于微孔内壁，并因为催化剂的液滴直径小于微孔的直径，所以催化剂注入微孔内时，并不会发生气泡阻塞或是大气压力阻碍的问题，可以大大的提升微孔化镀的可靠度；再将疏孔性组件脱离基板背面；最后，于一镀液中，一金属薄膜成型于微孔内壁，也就是因为表面具有亲水性的基板可使镀液容易进入微孔内，进行化镀而得。
再者，本发明可以避免空气残留在微孔中造成化镀金属不完全，而形成断路，并且微孔内壁与金属间甚佳的附着力，可改善镀层(金属薄膜)剥落。此外，此喷涂的方式可以减少贵金属盐类(催化剂)的使用、制作的程序及光阻蚀刻废液的产生，再加上不需要经过曝光、显影、激光钻孔等高单价设备及空间，可缩减工艺的成本及符合环保要求。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A～1G为将本发明应用于基板微孔的示意图；
图2A～2E为疏孔性组件的示意图；
图3A～3E为将本发明应用于基板盲孔的示意图；
图4为将本发明应用于基板微孔的方法流程图；
图5A、5B为将本发明应用于基板微孔的方法的步骤102的细部流程图；
图6为将本发明应用于基板盲孔的方法流程图；及
图7A、7B为将本发明应用于基板盲孔的方法的步骤202的细部流程图。
其中，附图标记：
基板 1
微孔 11
盲孔 12
自组成薄膜界面 2
疏孔性组件 3
催化剂 4
金属薄膜 5
喷嘴 6
步骤101 提供基板，并且此基板开设有微孔
步骤102 于此基板表面进行表面处理
步骤1021 将基板浸泡于阴离子型聚合电解质溶液
步骤1022 将基板浸泡于阳离子型聚合电解质溶液
步骤1023 重复一次以上的前述步骤
步骤1024 将基板浸泡于阴离子型聚合电解质溶液
步骤1021’ 将基板浸泡于阳离子型聚合电解质溶液
步骤1022’ 将基板浸泡于阴离子型聚合电解质溶液
步骤1023’ 重复一次以上的前述步骤
步骤1024’ 将基板浸泡于阳离子型聚合电解质溶液
步骤103 提供疏孔性组件，此疏孔性组件设置于此基板背面
步骤104 以微液滴喷涂方式将催化剂喷涂于此微孔内，且此催化剂吸附并干燥于此微孔内壁
步骤105 将此疏孔性组件脱离此基板背面
步骤106 于一镀液中，一金属薄膜成型于此微孔内壁
步骤201 提供基板，并且此基板开设有盲孔
步骤202 于此基板表面进行表面处理
步骤2021 将基板浸泡于阴离子型聚合电解质溶液
步骤2022 将基板浸泡于阳离子型聚合电解质溶液
步骤2023 重复一次以上的前述步骤
步骤2024 将基板浸泡于阴离子型聚合电解质溶液
步骤2021’ 将基板浸泡于阳离子型聚合电解质溶液
步骤2022’ 将基板浸泡于阴离子型聚合电解质溶液
步骤2023’ 重复一次以上的前述步骤
步骤2024’ 将基板浸泡于阳离子型聚合电解质溶液
步骤203 以微液滴喷涂方式将催化剂喷涂于此盲孔内，且此催化剂吸附并干燥于此盲孔表面
步骤204 于一镀液中，一金属薄膜成型于此盲孔表面
具体实施方式
图1A～1G所示为将本发明应用于基板微孔的示意图，图4所示为将本发明应用于基板微孔的方法流程图，及图5A、5B所示为将本发明应用于基板微孔的方法的步骤102的细部流程图，根据本发明所提供的以喷墨法于微孔形成金属薄膜的方法其包括有下列步骤：
步骤101，首先，提供基板1(Substrate)，并且此基板1开设有微孔11，请参见图1A所示。此基板1选自玻璃基板、聚酯(PET)基板、有机玻璃纤维(FR-4)基板、可挠性有机玻璃纤维基板(Flexible FR-4)及聚亚酰胺基板(Polyimide)所成组合之一。
步骤102，再于此基板1表面进行表面处理，请参见图1B所示。表面处理可为改质处理。其中当表面处理为改质处理时，可用以形成自组成薄膜界面2(SAMs，Self-Assembly Membrances)，其可包括有下列步骤：
步骤1021，先将基板1浸泡于阴离子型聚合电解质溶液，此阴离子型聚合电解质溶液可以是选自由聚丙烯酸溶液(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及聚赛吩-3-醋酸(PTAA)所成组合之一。
步骤1022，再将基板1浸泡于阳离子型聚合电解质溶液。此阳离子型聚合电解质溶液可以是选自由聚丙烯氨氯化氢溶液(PAH)、聚乙基吡唑(PVI+)、聚乙基吡咯酮(PVP+)及聚苯胺(PAN)所成组合之一。一般而言，基板1在经过两种不同电性的聚合电解质溶液的浸泡处理时，可在其表面形成自组成薄膜界面2。
步骤1023，并且重复一次以上的前述步骤。而为了要有效改变基板1表面的性质，还可进行本步骤，以堆栈多次的PAH/PAA双层结构(bilayers)。
步骤1024，将基板1浸泡于阴离子型聚合电解质溶液。而进行本步骤则是可成形为奈米级的多层自组成薄膜界面2。
当然，改质处理的步骤也可更改为包括有下列步骤：步骤1021’，先将基板1浸泡于阳离子型聚合电解质溶液；步骤1022’，再将基板1浸泡于阴离子型聚合电解质溶液；步骤1023’，并且重复一次以上的前述步骤；步骤1024’，将基板1浸泡于阳离子型聚合电解质溶液。
步骤103，并且提供疏孔性组件3(Porous material)，此疏孔性组件3设置于此基板1背面，请参见图1C所示。此疏孔性组件3的材质选自由(1)纤维材质、(2)经表面处理后，表面具有微小粗糙面的材质、(3)多层薄膜贴合，并具有微小间隙的材质、(4)均质材料与小颗粒混合形成内部具有疏孔的材质、(5)粒状混成压合形成内部具有疏孔性的材质所成组合之一。请参见图2A～2E所示的疏孔性组件的示意图。并且此疏孔性组件以粘着剂贴附于基板1背面，或是此疏孔性组件与基板1同时被真空吸附源吸附，而紧密结合，以在后续催化剂4滴入微孔11内时，避免催化剂4溢出微孔11。
步骤104，然后，以微液滴喷涂方式(Ink-jet)将催化剂4(Catalyst，例如：Pd-Complex)喷涂于此微孔11内，且此催化剂4吸附并干燥于此微孔11内壁，请参见图1D、1E所示，也就是因为上述的自组成薄膜界面2的形成，可使经喷嘴6所喷涂的催化剂4有效地吸附于微孔11内壁，并且在催化剂4干燥后，其可附着于微孔11内壁，形成钯奈米粒子(Pd-naroparticles)。而且因为催化剂4的液滴直径(三十微米)小于微孔11的直径，所以催化剂4注入微孔11内时，并不会发生气泡阻塞或是大气压力阻碍的问题，可以大大提升微孔11化镀的可靠度。催化剂4的种类可以是选自四氯钯酸纳溶液(Na2PdCl4)溶液或是四氨二氯化钯(Pd(NH3)4Cl2)溶液。但是当催化剂4为四氯钯酸纳溶液(Na2PdCl4)溶液，则改质处理为步骤1021至步骤1024。而当催化剂4为四氨二氯化钯(Pd(NH3)4Cl2)溶液，则改质处理为步骤1021’至步骤1024’。
步骤105，再将此疏孔性组件3脱离此基板1背面，请参见图1F所示。
步骤106，最后，于一镀液中，一金属薄膜5成型于此微孔11内壁，并且金属薄膜5的材质为铜，请参见图1G所示。当然，因为基板1经过表面处理后，其表面变为亲水性，所以镀液容易进入微孔11内，进行化镀。再者，本发明可以避免空气残留在微孔中造成化镀金属不完全，而形成断路，并且微孔内壁与金属间甚佳的附着力，可改善镀层(金属薄膜)剥落，减少贵金属盐类(催化剂)的使用、制作的程序及光阻蚀刻废液的产生，再加上不需要经过曝光、显影、激光钻孔等高单价设备及空间，所以可缩减工艺的成本及符合环保要求。
图3A～3E所示为将本发明应用于基板盲孔的示意图，图6所示为将本发明应用于基板盲孔的方法流程图，及图7A、7B所示为将本发明应用于基板盲孔的方法的步骤202的细部流程图，根据本发明所提供的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法其包括有下列步骤：
步骤201，首先，提供基板1，并且此基板1开设有盲孔12，请参见图3A所示。此基板1选自玻璃基板、聚酯(PET)基板、有机玻璃纤维(FR-4)基板、可挠性有机玻璃纤维基板(Flexible FR-4)及聚亚酰胺基板(Polyimide)所成组合之一。
步骤202，再于此基板1表面进行表面处理，请参见图3B所示。表面处理可为改质处理。其中当表面处理为改质处理时，可用以形成自组成薄膜界面2，其可包括有下列步骤：
步骤2021，先将基板1浸泡于阴离子型聚合电解质溶液，此阴离子型聚合电解质溶液可以是选自由聚丙烯酸溶液(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及聚赛吩-3-醋酸(PTAA)所成组合之一。
步骤2022，再将基板1浸泡于阳离子型聚合电解质溶液。此阳离子型聚合电解质溶液可以是选自由聚丙烯氨氯化氢溶液(PAH)、聚乙基吡唑(PVI+)、聚乙基吡咯酮(PVP+)及聚苯胺(PAN)所成组合之一。
步骤2023，并且重复一次以上的前述步骤。
步骤2024，将基板1浸泡于阴离子型聚合电解质溶液。
当然，改质处理的步骤也可更改为包括有下列步骤：步骤2021’，先将基板1浸泡于阳离子型聚合电解质溶液；步骤2022’，再将基板1浸泡于阴离子型聚合电解质溶液；步骤2023’，并且重复一次以上的前述步骤；步骤2024’，将基板1浸泡于阳离子型聚合电解质溶液。
步骤203，然后，以微液滴喷涂方式将催化剂4(例如：Pd-Complex)喷涂于此盲孔12内，且此催化剂4吸附并干燥于此盲孔12表面，请参见图3C、3D所示，也就是因为上述的自组成薄膜界面2的形成，可使经喷嘴6所喷涂的催化剂4有效地吸附于微孔11内壁，并且在催化剂4干燥后，其可附着于微孔11内壁，形成钯奈米粒子(Pd-naroparticles)。而且因为催化剂4的液滴直径(三十微米)小于微孔11的直径，所以催化剂4注入微孔11内时，并不会发生气泡阻塞或是大气压力阻碍的问题，可以大大提升微孔11化镀的可靠度。催化剂4的种类可以是选自四氯钯酸纳溶液(Na2PdCl4)溶液或是四氨二氯化钯(Pd(NH3)4Cl2)溶液。但是当催化剂4为四氯钯酸纳溶液(Na2PdCl4)溶液，则改质处理为步骤2021至步骤2024。而当催化剂4为四氨二氯化钯(Pd(NH3)4Cl2)溶液，则改质处理为步骤2021’至步骤2024’。
步骤204，最后，在一镀液中，一金属薄膜5成型于此盲孔12表面，并且金属薄膜5的材质为铜，请参见图3E所示。当然，因为基板1经过表面处理后，其表面变为亲水性，所以镀液容易进入盲孔12内，进行化镀。再者，本发明可以避免空气残留在微孔中造成化镀金属不完全，而形成断路，并且微孔内壁与金属间甚佳的附着力，可改善镀层(金属薄膜)剥落。此外，此喷涂的方式可以减少贵金属盐类(催化剂)的使用、制作的程序及光阻蚀刻废液的产生，再加上不需要经过曝光、显影、激光钻孔等高单价设备及空间，所以可缩减工艺的成本及符合环保要求。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (23)
1、一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，包括步骤：
提供一基板，该基板开设有一微孔；
于该基板表面进行一表面处理，以于该基板表面上形成一自组成薄膜界面；
提供一疏孔性组件，该疏孔性组件设置于该基板背面；
以微液滴喷涂方式将一催化剂喷涂于该微孔内，且该催化剂吸附并干燥于该微孔内壁；
将该疏孔性组件脱离该基板背面；及
于一镀液中，一金属薄膜成型于该微孔内壁。
2、根据权利要求1所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该催化剂为四氯钯酸纳(Na2PdCl4)溶液，并且该于该基板表面进行一表面处理的步骤中，该表面处理为改质处理，用以形成一自组成薄膜界面，而使该催化剂吸附并干燥于该微孔内壁，并包括有下列步骤：
(A)，将该基板浸泡于一阴离子型聚合电解质溶液；
(B)，将该基板浸泡于一阳离子型聚合电解质溶液；
(C)，重复一次以上的步骤(A)至步骤(B)；及
(D)，将该基板浸泡于该阴离子型聚合电解质溶液。
3、根据权利要求2所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阴离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯酸溶液(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及聚赛吩-3-醋酸(PTAA)所成组合之一。
4、根据权利要求2所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阳离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯氨氯化氢溶液(PAH)、聚乙基吡唑(PVI+)、聚乙基吡咯酮(PVP+)及聚苯胺(PAN)所成组合之一。
5、根据权利要求2所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该基板选自玻璃基板、聚酯(PET)基板、有机玻璃纤维基板及聚亚酰胺基板(Polyimide)所成组合之一。
6、根据权利要求1所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该催化剂为四氨二氯化钯(Pd(NH3)4Cl2)溶液，并且该于该基板表面进行一表面处理的步骤中，该表面处理为改质处理，用以形成一自组成薄膜界面，而使该催化剂吸附并干燥于该微孔内壁，并包括有下列步骤：
(A)，将该基板浸泡于一阳离子型聚合电解质溶液；
(B)，将该基板浸泡于一阴离子型聚合电解质溶液；
(C)，重复一次以上的步骤(A)至步骤(B)；及
(D)，将该基板浸泡于该阳离子型聚合电解质溶液。
7、根据权利要求6所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阴离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯酸溶液(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及聚赛吩-3-醋酸(PTAA)所成组合之一。
8、根据权利要求6所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阳离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯氨氯化氢溶液(PAH)、聚乙基吡唑(PVI+)、聚乙基吡咯酮(PVP+)及聚苯胺(PAN)所成组合之一。
9、根据权利要求6所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该基板选自玻璃基板、聚酯(PET)基板、有机玻璃纤维基板及聚亚酰胺基板(Polyimide)所成组合之一。
10、根据权利要求6所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该金属薄膜的材质为铜。
11、根据权利要求6所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该疏孔性组件的材质选自由(1)纤维材质、(2)经表面处理后，表面具有微小粗糙面的材质、(3)多层薄膜贴合，并具有微小间隙的材质、(4)均质材料与小颗粒混合形成内部具有疏孔的材质、(5)粒状混成压合形成内部具有疏孔性的材质所成组合之一。
12、根据权利要求1所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该提供一疏孔性组件，该疏孔性组件设置于该基板背面的步骤中，该疏孔性组件以粘着剂贴附于该基板背面。
13、根据权利要求1所述的以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法，其特征在于，该提供一疏孔性组件，该疏孔性组件设置于该基板背面的步骤中，该疏孔性组件与该基板同时被真空吸附源吸附，而紧密结合。
14、一种以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，包括有下列步骤：
提供一基板，该基板开设有一盲孔；
于该基板表面进行一表面处理，以于该基板表面上形成一自组成薄膜界面；
以微液滴喷涂方式将一催化剂喷涂于该盲孔内，且该催化剂吸附并干燥于该盲孔表面；及
于一镀液中，一金属薄膜成型于该盲孔表面。
15、根据权利要求14所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该催化剂为四氯钯酸纳(Na2PdCl4)溶液，并且该于该基板表面进行一表面处理的步骤中，该表面处理为改质处理，用以形成一自组成薄膜界面，而使该催化剂吸附并干燥于该盲孔表面，并包括有下列步骤：
(A)，将该基板浸泡于一阴离子型聚合电解质溶液；
(B)，将该基板浸泡于一阳离子型聚合电解质溶液；
(C)，重复一次以上的步骤(A)至步骤(B)；及
(D)，将该基板浸泡于该阴离子型聚合电解质溶液。
16、根据权利要求15所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阴离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯酸溶液(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及聚赛吩-3-醋酸(PTAA)所成组合之一。
17、根据权利要求15所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阳离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯氨氯化氢溶液(PAH)、聚乙基吡唑(PVI+)、聚乙基吡咯酮(PVP+)及聚苯胺(PAN)所成组合之一。
18、根据权利要求15所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该基板选自玻璃基板、聚酯(PET)基板、有机玻璃纤维基板及聚亚酰胺基板(Polyimide)所成组合之一。
19、根据权利要求14所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该催化剂为四氨二氯化钯(Pd(NH3)4Cl2)溶液，并且该于该基板表面进行一表面处理的步骤中，该表面处理为改质处理，用以形成一自组成薄膜界面，而使该催化剂吸附并干燥于该盲孔表面，并包括有下列步骤：
(A)，将该基板浸泡于一阳离子型聚合电解质溶液；
(B)，将该基板浸泡于一阴离子型聚合电解质溶液；
(C)，重复一次以上的步骤(A)至步骤(B)；及
(D)，将该基板浸泡于该阳离子型聚合电解质溶液。
20、根据权利要求19所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阴离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯酸溶液(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)及聚赛吩-3-醋酸(PTAA)所成组合之一。
21、根据权利要求19所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该阳离子型聚合电解质溶液选自由聚丙烯氨氯化氢溶液(PAH)、聚乙基吡唑(PVI+)、聚乙基吡咯酮(PVP+)及聚苯胺(PAN)所成组合之一。
22、根据权利要求19所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该基板选自玻璃基板、聚酯(PET)基板、有机玻璃纤维基板及聚亚酰胺基板(Polyimide)所成组合之一。
23、根据权利要求19所述的以喷墨法形成盲孔金属薄膜的方法，其特征在于，该金属薄膜的材质为铜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004101015782A CN100508694C (zh) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | 一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004101015782A CN100508694C (zh) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | 一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1798480A CN1798480A (zh) | 2006-07-05 |
| CN100508694C true CN100508694C (zh) | 2009-07-01 |
Family
ID=36819132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004101015782A Expired - Fee Related CN100508694C (zh) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | 一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100508694C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114247594B (zh) * | 2021-12-01 | 2023-02-17 | 江苏弗林特机电科技有限公司 | 一种切割机壳体装配孔的均匀喷漆设备及其喷漆方法 |
-
2004
- 2004-12-23 CN CNB2004101015782A patent/CN100508694C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1798480A (zh) | 2006-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4195056B2 (ja) | 多層印刷回路基板およびその製造方法 | |
| EP1995053B1 (en) | Porous film and layered product including porous film | |
| US20060121199A1 (en) | Method of forming a metal thin film in a micro hole by ink-jet printing | |
| CN101911846B (zh) | 电路形成方法 | |
| US20080052904A1 (en) | Method Of Manufacturing An Electronic Circuit Assembly | |
| CN101919008A (zh) | 表面处理促进金属镀覆的方法和形成的器件 | |
| KR101528786B1 (ko) | 구멍이 형성된 적층체의 제조방법, 구멍이 형성된 적층체, 다층 기판의 제조방법, 하지층 형성용 조성물 | |
| CN106435537A (zh) | 一种聚合物基材表面选择性化学镀的方法 | |
| EP1949772A1 (en) | Method for preparing a conductive feature on a substrate | |
| CN112203402B (zh) | 印制电路板及其制备方法 | |
| CN100508694C (zh) | 一种以喷墨法形成微孔金属薄膜的方法 | |
| US7989029B1 (en) | Reduced porosity copper deposition | |
| CN101570854A (zh) | 图案化金属氧化物层的制作方法 | |
| CN100424226C (zh) | 聚合物基质的无电金属喷镀的方法 | |
| JP2000073170A (ja) | 金属化されたサブストレ―ト材料の製造方法 | |
| KR101520412B1 (ko) | 레이저와 인쇄방식이 하이브리드된 플렉서블 기판 및 이의 제조 방법 | |
| JP4646376B2 (ja) | ダイレクトプレーティング用アクセレレータ浴液およびダイレクトプレーティング方法 | |
| US20100132986A1 (en) | Method for preparing a conductive feature on a substrate | |
| JP2871828B2 (ja) | 印刷回路板の直接金属化法 | |
| WO2002099163A2 (en) | Autocatalytic coating method | |
| CN1630458A (zh) | 以喷墨法形成金属导线图案的方法 | |
| Yang et al. | Method for forming Cu metal wires by microdispensing pattern, Part I: self assembly treatment & the ink-jet process | |
| TW200408730A (en) | Novel cathode design for use in electrodeposition cell | |
| JP2006012870A (ja) | スタックビア構造多層配線基板の製造方法 | |
| JPH08288618A (ja) | 立体成形回路部品の形成方法と立体成形回路部品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090701 Termination date: 20161223 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |