CN1858301A - 一种聚酰亚胺薄膜表面化学镀的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种聚酰亚胺薄膜表面化学镀的方法。先用电脑画出所需图形的反相图，然后将聚酰亚胺薄膜用激光打印机打印出反相图形，把打印好图形的聚酰亚胺薄膜先用强碱处理再用硝酸银溶液处理来达到活化目的，除去薄膜表面的墨粉后进行化学镀，得到聚酰亚胺薄膜上图形化的化学镀层。本发明实施简单、污染小、可用电脑制作任何复杂图形，并且镀层与底材结合力好，图形分辨率、选择性高，在线路板制造、集成电路等电子工业有良好的应用前景。

Description

一种聚酰亚胺薄膜表面化学镀的方法
技术领域：本发明涉及一种高分子材料表面金属化的方法，特别是一种聚酰亚胺表面化学镀的方法。
背景技术：聚酰亚胺在微电子领域有着广大的应用前景，这是因为聚酰亚胺材料有着良好的绝缘性和密封性，尤其是它具有低的介电常数，能降低导线之间的电流干扰和能耗。除此之外聚酰亚胺还具有其他的突出性能如热稳定性高、可耐高温和极低温、热膨胀系数低、具有很好的机械性能、无毒等。聚酰亚胺表面金属化是聚酰亚胺在微电子应用中非常重要的一门技术。在材料表面金属化技术中化学镀技术由于具有廉价性、常温操作性、并具有良好的均镀和深镀能力而受到较广的应用。但传统化学镀技术步骤繁琐，操作不便且耗时较多，污染较大，图形化生产困难而限制了其部分应用。随着集成电路的发展，化学镀技术正在向微型化、简单化、图形化和无污染化方向发展。我们知道激光打印机可打印出任何复杂的图形，如果将化学镀技术与激光打印法结合起来可以方便地制造出图形化的化学镀层。一般来说，用激光打印法来图形化沉积铜要设计新的墨水成分，通常墨水中含有昂贵的有机金属前驱体、载体混合物(通常是能溶解有机金属前驱体的多种有机溶剂的混合物)、粘结剂、分散剂和附着力促进剂，不但制造困难、价格昂贵而且污染大。Kevin Cheng等人在Macromolecular RapidCommunications杂志上发表了在聚合物表面上先自组装多层PAH/PAA聚电解质后用装有Na2PdCl4溶液的墨水打印所需图形然后进行化学镀的方法(2005年26卷247-264页)。该法较用金属有机前驱体混合物作墨水有了较大进步，但仍需复杂精细的自组装技术，并且墨水也是高污染、昂贵的钯盐溶液。而本方法在聚酰亚胺表面上直接用打印机的墨水来打印图形并通过简单的化学处理后来进行图形化化学镀铜的方法目前还没有相关报道。
发明内容：本发明的目的是用激光打印机在聚酰亚胺薄膜表面上打印出图形作为掩模的方法，然后在聚酰亚胺薄膜表面上通过化学镀得到图形化的化学镀层。
本发明一种聚酰亚胺薄膜表面化学镀的方法如下：
(1)聚酰亚胺薄膜用激光打印机打印图形：在电脑中用图形软件画出所需图形，再将画出的图形进行反相处理，将聚酰亚胺薄膜用胶水粘在打印纸上，将反相的图形用激光打印机打印在聚酰亚胺薄膜上，取出聚酰亚胺薄膜在反面贴上胶纸或打印上一层黑墨粉，得到带有打印图形的聚酰亚胺薄膜；
(2)活化处理：将带有打印图形的聚酰亚胺薄膜浸入0.5～2mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，浸泡温度为20～80℃，浸泡时间为1～50分钟，取出用去离子水清洗，清洗后再浸入1～15g/L的硝酸银溶液中，浸泡温度为20～80℃，浸泡时间为5～120分钟，取出后用去离子水清洗，得到有图形化活化种的聚酰亚胺薄膜；
(3)去除墨粉：将有图形化活化种的聚酰亚胺薄膜浸入有机溶剂中用超声波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜，其中有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、环己酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺；
(4)化学镀：将有图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜投入到化学镀铜、镀镍或镀银的镀液中进行化学镀，化学镀的温度控制在20～60℃，时间为25～45分钟，镀完后用清水清洗，得到聚酰亚胺薄膜表面上图形化的化学镀层。
本发明所用的聚酰亚胺薄膜中的聚酰亚胺为分子结构中含有酰亚胺环的聚合物。
本发明一种聚酰亚胺薄膜表面化学镀的方法是采用激光打印机在聚酰亚胺表面打印上所需图形的反相图形，然后经过活化处理和去除去除墨粉后再用化学镀方法镀上所需图形的镀层。本发明方法的特点是实施简单、污染小、可用电脑画出任何复杂图形，镀层在聚酰亚胺薄膜的附着力通过了国家标准GB 4677.7-84胶带法的测试，说明镀层与聚酰亚胺薄膜结合力好，镀层的选择性良好，镀层的分辨率取决于激光打印机的分辨率，在线路板制造、集成电路等电子工业有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1化学镀铜后镀出的青蛙图形的光学放大图。
图2是实施例2化学镀铜后镀出的花朵图形的光学放大图。
图3是实施例3化学镀铜后镀出的英文ABCD图形的光学放大图。
具体的实施方式：以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。
实施例1
(1)聚酰亚胺薄膜用激光打印机打印图形：在电脑中用Illastrator软件画出所需青蛙图形，再将画出的青蛙图形进行反相处理，将聚酰亚胺薄膜用胶水粘在打印纸上，将反相的青蛙图形用激光打印机打印在聚酰亚胺薄膜上，取出聚酰亚胺薄膜后，在薄膜的反面贴上胶纸，得到带有打印青蛙图形的聚酰亚胺薄膜；
(2)活化处理：将带有打印青蛙图形的聚酰亚胺薄膜浸入1.5mol/L的氢氧化钾溶液中，浸泡温度为70℃，浸泡时间为5分钟，取出用去离子水清洗，清洗后将薄膜浸入10g/L的硝酸银溶液中，浸泡温度为20℃，浸泡时间为30分钟，取出用去离子水清洗，得到有青蛙图形化活化种的聚酰亚胺薄膜；
(3)去除墨粉：将有青蛙图形化活化种的聚酰亚胺薄膜浸入丙酮中用超声波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有青蛙图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜；
(4)化学镀：将有青蛙图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜投入到自制的化学镀铜的镀液中进行化学镀，镀液的成分是：五水硫酸酮10g/L，氢氧化钠15g/L，甲醛溶液(37.2wt.％)12mL，酒石酸钾钠24g。化学镀的温度控制在45℃，时间为40分钟，镀完后用清水清洗，得到聚酰亚胺薄膜表面上青蛙图形化的化学镀层。图1是实施例1化学镀铜后镀出的青蛙图形的光学放大图，镀层线条的宽度有80微米，从图中可以看出镀层均匀，镀层的选择性非常好。
实施例2
(1)聚酰亚胺薄膜用激光打印机打印图形：在电脑中用Illastrator画出所需花朵图形，再将画出的花朵图形进行反相处理，将聚酰亚胺薄膜用胶水粘在打印纸上，将反相的花朵图形用激光打印机打印在聚酰亚胺薄膜上，取出聚酰亚胺薄膜后，在薄膜的反面打印上一层黑墨粉，得到带有打印花朵图形的聚酰亚胺薄膜；
(2)活化处理：将带有打印花朵图形的聚酰亚胺薄膜浸入1.5mol/L的氢氧化钾溶液中，浸泡温度为50℃，浸泡时间为15分钟，取出用去离子水清洗，清洗后将薄膜浸入6g/L的硝酸银溶液中，浸泡温度为30℃，浸泡时间为50分钟，取出用去离子水清洗，得到有花朵图形化活化种的聚酰亚胺薄膜；
(3)去除墨粉：将有花朵图形化活化种的聚酰亚胺薄膜浸入正丁酮中用超声波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有花朵图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜；
(4)化学镀：将有花朵图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜投入到自制的化学镀铜的镀液中进行化学镀，镀液的成分是：五水硫酸酮10g/L，氢氧化钠15g/L，甲醛溶液(37.2wt.％)12mL，酒石酸钾钠24g。化学镀的温度控制在40℃，时间为45分钟，镀完后用清水清洗，得到聚酰亚胺薄膜表面上花朵图形化的化学镀层。图2是实施例2化学镀铜后镀出的花朵图形的光学放大图，所镀花朵的线条宽度是80微米，镀层的选择性也很好。
实施例3
(1)聚酰亚胺薄膜用激光打印机打印图形：在电脑中用photoshop软件画出所需英文ABCD图形，再将画出的英文ABCD图形进行反相处理，将聚酰亚胺薄膜用胶水粘在打印纸上，将反相的英文ABCD图形用激光打印机打印在聚酰亚胺薄膜上，取出聚酰亚胺薄膜后，在薄膜的反面贴上胶纸，得到带有打印英文ABCD图形的聚酰亚胺薄膜；
(2)活化处理：将带有打印英文ABCD图形的聚酰亚胺薄膜浸入2mol/L的氢氧化钠溶液中，浸泡温度为50℃，浸泡时间为8分钟，取出用去离子水清洗，清洗后将薄膜浸入10g/L的硝酸银溶液中，浸泡温度为30℃，浸泡时间为20分钟，取出用去离子水清洗，得到有英文ABCD图形化活化种的聚酰亚胺薄膜；
(3)去除墨粉：将有英文ABCD图形化活化种的聚酰亚胺薄膜浸入环己酮中用超声波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有英文ABCD图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜；
(4)化学镀：将有英文ABCD图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜投入到自制的化学镀铜的镀液中进行化学镀，镀液的成分是：五水硫酸酮10g/L，氢氧化钠15g/L，甲醛溶液(37.2wt.％)12mL，酒石酸钾钠24g。化学镀的温度控制在40℃，时间为45分钟，镀完后用清水清洗，得到聚酰亚胺薄膜表面上英文ABCD图形化的化学镀层。图3是实施例3化学镀铜后镀出的英文ABCD图形的光学放大图。所镀字号为12号字，镀层非常均匀，选择性很高。

Claims (1)

1.一种聚酰亚胺薄膜表面化学镀的方法，其特征在于其方法如下：
(1)聚酰亚胺薄膜用激光打印机打印图形：在电脑中用图形软件画出所需图形，再将画出的图形进行反相处理，将聚酰亚胺薄膜用胶水粘在打印纸上，将反相的图形用激光打印机打印在聚酰亚胺薄膜上，取出聚酰亚胺薄膜在反面贴上胶纸或打印上一层黑墨粉，得到带有打印图形的聚酰亚胺薄膜；
(2)活化处理：将带有打印图形的聚酰亚胺薄膜浸入0.5～2mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液中，浸泡温度为20～80℃，浸泡时间为1～50分钟，取出用去离子水清洗，清洗后再浸入1～15g/L的硝酸银溶液中，浸泡温度为20～80℃，浸泡时间为5～120分钟，取出后用去离子水清洗，得到有图形化活化种的聚酰亚胺薄膜；
(3)去除墨粉：将有图形化活化种的聚酰亚胺薄膜浸入有机溶剂中用超声波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜，其中有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、环己酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺；
(4)化学镀：将有图形化活化种且无墨粉的聚酰亚胺薄膜投入到化学镀铜、镀镍或镀银的镀液中进行化学镀，化学镀的温度控制在20～60℃，时间为25～45分钟，镀完后用清水清洗，得到聚酰亚胺薄膜表面上图形化的化学镀层。
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