DE19830037C2 - Process for pretreating copper surfaces - Google Patents

Process for pretreating copper surfaces

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbehandeln von Kupferoberflächen zum nachfolgenden Bilden eines haftfesten Verbundes zwischen den vorbehan­ delten Kupferoberflächen und Kunststoffsubstraten. Die Lösung dient vorzugs­ weise zum Vorbehandeln von Kupferschichten aufweisenden Leiterplattenin­ nenlagen zum Zweck der nachfolgenden Bildung eines haftfesten Verbundes zwischen den Leiterplatteninnenlagen und Leiterplatten-Kunstharzinnenlagen sowie zum Vorbehandeln von Kupferschichten aufweisenden Leiterplatten zum haftfesten Verbinden der Kupferschichten mit aus Kunststoffen bestehenden Resisten.The invention relates to a method for pretreating copper surfaces for subsequent formation of an adherent bond between the reserved finished copper surfaces and plastic substrates. The solution is preferred wise for pretreating copper layers having printed circuit boards for the purpose of the subsequent formation of an adhesive bond between the PCB inner layers and printed circuit board resin inner layers and for pretreating printed circuit boards having copper layers adherent bonding of the copper layers with plastics Resists.

Bei der Herstellung von Leiterplatten werden verschiedene Teilprozesse durch­ geführt, bei denen Kupferoberflächen haftfest an ein organisches Substrat ge­ bunden werden müssen. In einigen Fällen muß die geforderte Haftfestigkeit der gebildeten Verbindungen auch über einen sehr langen Zeitraum gewährleistet sein. In anderen Fällen muß eine haftfeste Verbindung nur zeitweilig bestehen, beispielsweise wenn das organische Substrat nur während des Herstellprozes­ ses der Leiterplatte auf den Kupferoberflächen verbleibt. Beispielsweise muß die haftfeste Verbindung von Trockenfilmresisten, die zur Strukturierung der Leiterzüge auf Leiterplatten dienen, mit den Kupferoberflächen nur während des Leiterplattenherstellverfahrens gewährleistet sein. Nach der Bildung der Leiter­ zugstrukturen können die Resiste wieder entfernt werden.In the production of printed circuit boards, various sub-processes go through performed in which copper surfaces adherent to an organic substrate ge need to be tied. In some cases, the required adhesion of the Ensured compounds formed over a very long period of time his. In other cases, a strong bond must be only temporarily, For example, if the organic substrate only during the manufacturing process ses the circuit board remains on the copper surfaces. For example, must the adherent bond of dry film resists used to structure the Conductor tracks on printed circuit boards are used, with the copper surfaces only during the Be guaranteed PCB manufacturing process. After the formation of the ladder The resists can be removed again.

Die einfachste Möglichkeit zur Erhöhung der Haftfestigkeit besteht darin, die Kupferoberflächen vor dem Bilden der Verbindung anzuätzen und dabei auf­ zurauhen. Hierzu werden Mikroätzlösungen, beispielsweise schwefelsaure Lö­ sungen von Wasserstoffperoxid oder Natriumperoxodisulfat, verwendet. The easiest way to increase the adhesive strength is to use the Etch copper surfaces before forming the compound while doing so roughen. For this purpose, microetching solutions, for example sulfuric acid Lö solutions of hydrogen peroxide or sodium peroxodisulfate.  

Ein weiteres Verfahren ist in US-A-3,645,772 beschrieben. Danach wird eine Vorbehandlungslösung für die Kupferoberflächen verwendet, die beispielsweise 5-Aminotetrazol enthält.Another method is described in US-A-3,645,772. After that, a Pretreatment solution used for the copper surfaces, for example Contains 5-aminotetrazole.

Eine Langzeitstabilität ist insbesondere beim Laminierprozeß für Mehrlagenlei­ terplatten erforderlich. Für diese Zwecke sind andere Vorbehandlungsverfahren für die Kupferoberflächen erforderlich.A long-term stability is especially in the laminating process for Mehrlagenlei terplatten required. For these purposes are other pretreatment methods required for the copper surfaces.

Bei der Herstellung von Mehrlagenleiterplatten werden mehrere Leiterplattenin­ nenlagen zusammen mit isolierenden Kunstharzlagen (sogenannte prepregs: mit Glasfasernetzen verstärkte Epoxidharzfolien) laminiert. Der innere Zusam­ menhalt eines Laminats muß während der gesamten Lebensdauer der Leiter­ platte aufrechterhalten bleiben. Hierzu müssen die auf den Innenlagen auflie­ genden Kupferschichten, vorzugsweise die Leiterzugstrukturen, oberflächlich behandelt werden. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Verfah­ ren entwickelt.In the manufacture of multilayer printed circuit boards, several printed circuit boards are used layers together with insulating synthetic resin layers (so-called prepregs: fiberglass reinforced epoxy resin films). The inner co The content of a laminate must be constant throughout the life of the conductor stay upright. For this the auflie on the inner layers must ing copper layers, preferably the Leiterzugstrukturen, superficially be treated. To solve this problem, various procedures have been adopted developed.

Das für die Vorbehandlung vor Laminierverfahren üblicherweise angewendete Verfahren besteht darin, eine Oxidschicht auf den Kupferoberflächen zu bilden. Bei diesem als Schwarz- oder Braunoxidverfahren bekannten Prozeß werden sehr aggressive Reaktionsbedingungen zur Oxidbildung eingestellt. Ein Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß die die Haftfestigkeit zur Kunstharzlage ver­ mittelnde Oxidschicht nur eine geringe Beständigkeit gegen saure, insbesonde­ re salzsaure, Behandlungslösungen aufweist, so daß sie bei Nachfolgeprozes­ sen zur Metallisierung der Durchgangsbohrungen in Leiterplatten angegriffen und der Haftverbund unter Bildung von Delaminationen an den angegriffenen Stellen wieder aufgehoben wird (pink ring-Phänomen: von außen sichtbarer Angriff der Schwarzoxidschicht in unmittelbarer Umgebung eines Loches in Leiterplatten durch Verfärbung der ursprünglich schwarzen Oxidschicht, bei der die rosafarbene Kupferschicht der Innenlage als ringförmiger Defekt erkennbar wird; wedge void-Phänomen: in einem durch eine behandelte Bohrung in Leiter­ platten angefertigten Querschliff erkennbarer Defekt in Form einer Spaltbildung zwischen einer Kupferinnenlage und dem angrenzenden Leiterplattenharz durch den Angriff von sauren Behandlungslösungen auf die Schwarzoxid­ schicht).The one commonly used for pretreatment before lamination Method is to form an oxide layer on the copper surfaces. In this process known as black or brown oxide process set very aggressive reaction conditions for oxide formation. A disadvantage of the method is that ver the adhesion to the resin layer average oxide layer only a low resistance to acid, insbesonde hydrochloric acid, has treatment solutions, so that they can be used in subsequent processes sen for metallizing the through holes attacked in printed circuit boards and the bond to form delaminations of the attacked Positions are lifted again (pink ring phenomenon: visible from the outside Attack of the black oxide layer in the immediate vicinity of a hole in Circuit boards by discoloration of the originally black oxide layer, in the the pink copper layer of the inner layer can be recognized as an annular defect becomes; wedge void phenomenon: in a through a treated hole in ladder plates made cross section recognizable defect in the form of a gap between a copper inner layer and the adjacent circuit board resin  by the attack of acidic treatment solutions on the black oxide layer).

Eine Lösung des vorstehend beschriebenen Problems besteht darin, die Oxid­ schicht vor dem Laminierprozeß oberflächlich zu reduzieren. Das reduzierte Schwarzoxid weist gegenüber den bei der Durchkontaktierung der Durchgangs­ löcher verwendeten Chemikalien eine höhere Stabilität auf als normales Schwarzoxid. Durch den zusätzlichen Reduktionsschritt werden jedoch erhebli­ che Kosten verursacht. Zudem sind die für die Reduktionsbehandlung verwend­ baren Chemikalien gegen Oxidation durch Luft wenig beständig, so daß die Standzeit der Bäder und die Haltbarkeit der Ergänzungschemikalien begrenzt sind. Dieses Problem soll nach JP-A-08097559 dadurch behoben werden, daß die reduzierten Kupferoxidschichten anschließend mit einer Schutzschicht ver­ sehen werden, indem diese mit einer wäßrigen Lösung behandelt werden, in der eine Aminothiazol- und/oder Aminobenzothiazol-Verbindung enthalten ist. Jedoch können damit zum einen das Kostenproblem der teuren Reduktions­ chemikalien und deren mangelnde Oxidationsbeständigkeit und zum anderen auch die Säureinstabilität der Schicht nicht vollständig behoben werden.One solution to the problem described above is to use the oxide layer before the lamination process superficially reduce. The reduced Black oxide has opposite to that at the via of the passage holes used a higher stability than normal Black oxide. However, by the additional reduction step are erhebli costs. In addition, they are used for the reduction treatment baren chemicals against oxidation by air little resistant, so that the Service life of the baths and the durability of the additives chemicals limited are. This problem is to be solved according to JP-A-08097559 in that then the reduced copper oxide layers ver with a protective layer by treating them with an aqueous solution, in an aminothiazole and / or aminobenzothiazole compound is contained. However, on the one hand the cost problem of expensive reduction chemicals and their lack of oxidation resistance and on the other Also, the acid instability of the layer can not be completely eliminated.

Eine andere Möglichkeit zur Haftvermittlung besteht darin, die Kupferoberflä­ chen mit einer wäßrigen oder alkoholischen Lösung einer Azolverbindung zu behandeln. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus WO 96/19097 A1 bekannt. Danach werden die Kupferoberflächen mit einer Lösung behandelt, in der 0,1 bis 20 Gew.-% Wasserstoffperoxid, eine anorganische Säure, beispiels­ weise Schwefelsäure, ein organischer Korrosionsinhibitor, beispielsweise Ben­ zotriazol, und ein Netzmittel enthalten sind. Durch die Ätzwirkung von Wasser­ stoffperoxid werden die Kupferoberflächen angeätzt, so daß mikrorauhe Ober­ flächen entstehen.Another possibility for adhesion mediation is the Kupferoberflä with an aqueous or alcoholic solution of an azole compound to treat. Such a method is for example from WO 96/19097 A1 known. Thereafter, the copper surfaces are treated with a solution, in the 0.1 to 20 wt .-% hydrogen peroxide, an inorganic acid, for example sulfuric acid, an organic corrosion inhibitor, for example Ben zotriazole, and a wetting agent are included. Due to the corrosive action of water peroxide, the copper surfaces are etched, so that mikrorauhe Ober surfaces arise.

Auch aus US-A-4,917,758 sind Ätzlösungen bekannt, die jedoch zum Abdün­ nen von Kupferkaschierungen auf den Leiterplattenmaterialien dienen. In die­ sen Lösungen sind ebenfalls Wasserstoffperoxid, Schwefelsäure sowie eine Stickstoff enthaltende Verbindung, vorzugsweise Aminobenzoesäure, Aminote­ trazol oder Phenylharnstoff, enthalten. Also, from US-A-4,917,758 etching solutions are known, but for Abdün serve copper cladding on the PCB materials. In the Solutions are also hydrogen peroxide, sulfuric acid and a Nitrogen-containing compound, preferably aminobenzoic acid, aminote trazol or phenylurea.  

Weitere Ätzlösungen sind in US-A-4,158,593 und US-A-4,140,646 angegeben. Diese Lösungen zum Ätzen von Kupfer auf Leiterplatten enthalten Schwefel­ säure und Wasserstoffperoxid sowie anorganische Verbindungen von Selen in der Oxidationsstufe +IV, vorzugsweise Selendioxid, selenige Säure oder deren Salze.Further etching solutions are given in US-A-4,158,593 and US-A-4,140,646. These solutions for etching copper on printed circuit boards contain sulfur acid and hydrogen peroxide and inorganic compounds of selenium in the oxidation state + IV, preferably selenium dioxide, selenious acid or their Salts.

In US-A-3,770,530 sind Ätzlösungen für Kupfer, insbesondere zum Einsatz bei der Leiterplattenproduktion, beschrieben, die Peroxodisulfat und Additive zur Erhöhung der Ätzrate enthalten. Als Additive werden 1,2,3-Triazole, 1,2,4-Tri­ azole und Tetrazole vorgeschlagen.In US-A-3,770,530 etching solutions for copper, especially for use in Circuit board production, described the peroxodisulfate and additives to Increase the etching rate included. As additives are 1,2,3-triazoles, 1,2,4-tri azoles and tetrazoles proposed.

In Patent Abstract of Japan, C-1209, 1994, Vol. 18, No. 296, JP 6-57 453 A sind Ätzlösungen für Kupfer beschrieben, mit denen ein Ätzprozeß zur Herstellung von Leiterplatten ohne wesentlichen seitlichen Angriff der Kupferflächen mög­ lich ist. Die Ätzlösungen enthalten Kupfer(II)-chlorid, Salzsäure und 2-Amino­ benzothiazol oder deren Derivate.In Patent Abstract of Japan, C-1209, 1994, Vol. 296, JP 6-57 453 A are Etching solutions for copper described with which an etching process for the production PCBs without significant lateral attack of the copper surfaces possible is. The etching solutions contain cupric chloride, hydrochloric acid and 2-amino benzothiazole or its derivatives.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher das Problem zugrunde, die Nachtei­ le des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein Vorbehand­ lungsverfahren zu finden, mit dem eine Verbindung von Kupferoberflächen zu Kunststoffoberflächen mit exzellenter Haftfestigkeit des Verbundes hergestellt werden kann. Das Verfahren soll einfach, sicher in der Handhabung und billig sein. Außerdem sollen sich in den Behandlungslösungen keine Ausfällungen bilden. Es ist ferner wichtig, daß durch Behandlung mit der Lösung auch eine Materialverbindung erhältlich ist, die bei Nachfolgeprozessen beim Herstellen von Leiterplatten, beispielsweise bei der Metallisierung von Durchgangsbohrun­ gen in Leiterplattenmaterial, nicht zu Problemen führt (pink ring-, wedge void- Bildung). Vorzugsweise sollen die verwendeten Vorbehandlungslösungen daher für die Anwendung beim Leiterplattenherstellverfahren einsetzbar sein.The present invention is therefore based on the problem, the Nachtei To avoid le of the prior art and in particular a pre-treatment to find a method of joining with copper surfaces Plastic surfaces produced with excellent adhesion of the composite can be. The procedure should be simple, safe to handle and cheap his. In addition, no precipitations should be present in the treatment solutions form. It is also important that by treatment with the solution also a Material connection is available, which in subsequent processes in the manufacture of printed circuit boards, for example in the metallization of Durchgangsbohrun in printed circuit board material, does not cause problems (pink ring, wedge void Education). Preferably, therefore, the pretreatment solutions used should be used for the application in printed circuit board manufacturing process.

Gelöst wird dieses Problem durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.This problem is solved by the method according to claim 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Vorbehandeln von Kupferober­ flächen zum nachfolgenden Bilden eines haftfesten Verbundes mit Kunststoff­ substraten. Hierzu werden die Kupferoberflächen aufweisende Substrate, bei­ spielsweise Kupferfolien oder mit Kupferfolien überzogene Harzlaminate, mit einer ersten Lösung in Kontakt gebracht, die folgende Bestandteile enthält:
The inventive method is used for pretreatment of copper surfaces for subsequent formation of an adhesive bond with plastic substrates. For this purpose, the copper surfaces having substrates, for example, copper foils or coated with copper foils resin laminates, brought into contact with a first solution containing the following components:

  • a) Wasserstoffperoxid,a) hydrogen peroxide,
  • b) mindestens eine Säure undb) at least one acid and
  • c) mindestens eine Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocycli­ sche Verbindung, die kein Schwefel-, Selen- oder Telluratom im Heterocyclus aufweist.c) at least one nitrogen-containing, five-membered heterocycli a compound which does not contain sulfur, selenium or tellurium in the Has heterocycle.

Danach werden die die Kupferoberflächen aufweisenden Substrate mit einer zweiten Lösung in Kontakt gebracht, die mindestens eine haftvermittelnde Ver­ bindung enthält aus der Gruppe, bestehend aus Sulfinsäuren, Seleninsäuren, Tellurin­ säuren, heterocyclischen Verbindungen, die mindestens ein Schwefel-, Selen- und/oder Telluratom im Heterocyclus enthalten, sowie Sulfonium-, Selenonium- und Telluroniumsalzen, wobei die Sulfonium-, Selenonium- und Telluro­ niumsalze Verbindungen mit der allgemeinen Formel A sind
Thereafter, the substrates having the copper surfaces are contacted with a second solution containing at least one adhesion promoting compound from the group consisting of sulfinic acids, selenic acids, tellurin acids, heterocyclic compounds containing at least one sulfur, selenium and / or tellurium atom in the heterocycle, as well as sulfonium, Selenonium- and telluronium salts, wherein the sulfonium, Selenonium- and Telluro niumsalze are compounds having the general formula A.

wobei A = S, Se oder Te,
R1, R2 und R3 = Alkyl, substituiertes Alkyl, Alkenyl, Phenyl, sub­ stituiertes Phenyl, Benzyl, Cycloalkyl, substituiertes Cycloalkyl, wobei R1, R2 und R3 gleich oder unterschiedlich sind, und
X- = Anion einer anorganischen oder organischen Säure oder Hydroxid.
where A = S, Se or Te,
R 1 , R 2 and R 3 = alkyl, substituted alkyl, alkenyl, phenyl, substituted phenyl, benzyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different, and
X - = anion of an inorganic or organic acid or hydroxide.

Es sollen haftvermittelnde Verbindungen ausgewählt werden, die in der sauren, vorzugsweise schwefelsauren, Lösung eine ausreichende Löslichkeit aufwei­ sen.It should be selected adhesion-promoting compounds that are in the acidic, preferably sulfuric acid, solution has sufficient solubility sen.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird insbesondere auch durch die Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens nach den Ansprüchen 18 und 19 gelöst. Danach dient das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise zum Vor­ behandeln von Kupferschichten aufweisenden Leiterplatteninnenlagen zum Bilden eines haftfesten Verbundes zwischen den Leiterplatteninnenlagen und Kunstharzlagen sowie zum Vorbehandeln von Kupferschichten aufweisenden Leiterplatten zum Bilden eines haftfesten Verbundes zwischen den Kupfer­ schichten und aus Kunststoffen bestehenden Resisten.The problem underlying the invention is particularly by the applications of the method according to claims 18 and 19 solved. Thereafter, the inventive method is preferably for Vor treat PCB layers having copper layers for Forming an adhesive bond between the PCB inner layers and Synthetic resin layers and for pretreatment of copper layers having Printed circuit boards for forming an adhesive bond between the copper layers and plastic resists.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Bevorzugte Sulfinsäuren in der zweiten Lösung sind haftvermittelnde Verbin­ dungen mit der chemischen Formel B
Preferred sulfinic acids in the second solution are adhesion-promoting compounds having the chemical formula B

mit R4, R5 und R6 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl, substituiertes Phenyl oder R7-(CO)- mit R7 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl, substituiertes Phenyl, wobei R4, R5 und R6 gleich oder unterschiedlich sind,
und aromatische Sulfinsäuren.
with R 4 , R 5 and R 6 = hydrogen, alkyl, phenyl, substituted phenyl or R 7 - (CO) - with R 7 = hydrogen, alkyl, phenyl, substituted phenyl, wherein R 4 , R 5 and R 6 are the same or are different,
and aromatic sulfinic acids.

Vorzugsweise ist Formamidinsulfinsäure als haftvermittelnde Verbindung in der zweiten Lösung enthalten. Als aromatische Sulfinsäuren können bevorzugt Benzolsulfinsäure, Toluolsulfinsäure, Chlorbenzolsulfinsäuren, Nitrobenzolsul­ finsäuren und Carboxybenzolsulfinsäuren eingesetzt werden.Preferably, formamidinesulfinic acid is an adhesion-promoting compound in the second solution included. As aromatic sulfinic acids may be preferred Benzenesulfinic acid, toluenesulfinic acid, chlorobenzenesulfinic acids, nitrobenzenesul fic acids and Carboxybenzolsulfinsäuren be used.

Als haftvermittelnde heterocyclische Verbindungen werden vorzugsweise Thio­ phene, Thiazole, Isothiazole, Thiadiazole und Thiatriazole eingesetzt.As adhesion-promoting heterocyclic compounds are preferably thio phenes, thiazoles, isothiazoles, thiadiazoles and thiatriazoles used.

Geeignete Thiophene sind Verbindungen mit der chemischen Formel C
Suitable thiophenes are compounds having the chemical formula C.

mit R8, R9, R10, R11 = Wasserstoff, Alkyl, substituiertes Alkyl, Phenyl, sub­ stituiertes Phenyl, Halogen, Amino, Alkylamino, Dial­ kylamino, Hydroxy, Alkoxy, Carboxy, Carboxyalkyl, Alkoxycarbonyl, Aminocarbonyl, R12-CONH- mit R12 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl, wobei R8, R9, R10 und R11 gleich oder unter­ schiedlich und Teil von an den Thiophenring konden­ sierten homo- oder heterocyclischen Ringen sein können. with R 8 , R 9 , R 10 , R 11 = hydrogen, alkyl, substituted alkyl, phenyl, substituted phenyl, halogen, amino, alkylamino, dialkylamino, hydroxy, alkoxy, carboxy, carboxyalkyl, alkoxycarbonyl, aminocarbonyl, R 12 - CONH- with R 12 = hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl, wherein R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be the same or different and may be part of condensed on the thiophene ring homo or heterocyclic rings.

Besonders bevorzugte Thiophene sind Aminothiophencarbonsäuren, deren Ester und Amide. Beispielsweise kann 3-Aminothiophen-2-carbonsäuremethyl­ ester vorteilhaft eingesetzt werden.Particularly preferred thiophenes are aminothiophenecarboxylic acids, their Esters and amides. For example, 3-aminothiophene-2-carboxylic acid methyl be used advantageously ester.

Geeignete Thiazole sind Verbindungen mit der chemischen Formel D:
Suitable thiazoles are compounds having the chemical formula D:

mit R13, R14, R15 = Wasserstoff, Alkyl, substituiertes Alkyl, Phenyl, sub­ stituiertes Phenyl, Halogen, Amino, Alkylamino, Dial­ kylamino, Hydroxy, Alkoxy, Carboxy, Carboxyalkyl, Alkoxycarbonyl, Aminocarbonyl, R16-CONH- mit R16 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl, wobei R13, R14 und R15 gleich oder unter­ schiedlich und R14 und R15 Teil eines an den Thiazol­ ring kondensierten homo- oder heterocyclischen Ringes sein können.with R 13 , R 14 , R 15 = hydrogen, alkyl, substituted alkyl, phenyl, substituted phenyl, halogen, amino, alkylamino, Dial kylamino, hydroxy, alkoxy, carboxy, carboxyalkyl, alkoxycarbonyl, aminocarbonyl, R 16 -CONH- with R 16 = hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl, wherein R 13 , R 14 and R 15 may be the same or different and R 14 and R 15 may be part of a ring fused to the thiazole homo- or heterocyclic ring.

Besonders geeignete Thiazole sind Aminothiazol sowie substituierte Aminothia­ zole. Ferner sind bevorzugte Thiadiazole haftvermittelnde Verbindungen aus der Gruppe, bestehend aus Aminothiadiazol und substituierten Aminothiadiazo­ len.Particularly suitable thiazoles are aminothiazole and substituted aminothia Zole. Furthermore, preferred thiadiazoles are adhesion-promoting compounds the group consisting of aminothiadiazole and substituted aminothiadiazole len.

Ferner werden als Sulfoniumsalze vorzugsweise Trimethylsulfonium-, Triphenylsulfonium-, Methioninalkylsulfonium- und Methioninbenzylsulfonium­ salze als haftvermittelnde Verbindungen, die in der zweiten Lösung enthalten sind, eingesetzt.Further, as sulfonium salts, preferably trimethylsulfonium, Triphenylsulfonium, Methioninalkylsulfonium- and Methioninbenzylsulfonium salts as adhesion-promoting compounds contained in the second solution are used.

Zusätzlich zu den vorgenannten Verbindungen sind in der zweiten Lösung wei­ tere Bestandteile enthalten. Vorzugsweise enthält die zweite Lösung ebenso wie die erste Lösung auch eine Säure, vorzugsweise eine anorganische Säure und besonders bevorzugt Schwefelsäure. Außerdem können in der zweiten Lösung Kupferionen enthalten sein, die beispielsweise auch durch Auflösung von Kupfer an den behandelten Kupferoberflächen entstehen.In addition to the aforementioned compounds, in the second solution, white contain tere ingredients. Preferably, the second solution contains as well like the first solution also an acid, preferably an inorganic acid and particularly preferably sulfuric acid. In addition, in the second  Solution copper ions may be included, for example, by dissolution arise from copper on the treated copper surfaces.

In der ersten Lösung sind neben Wasserstoffperoxid und einer Säure zusätzlich Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocyclische Verbindungen enthalten, die kein Schwefel-, Selen- oder Telluratom im Heterocyclus enthalten. Es kön­ nen monocyclische und polycyclische kondensierte Ringsysteme als hetero­ cyclische Verbindungen eingesetzt werden. Beispielsweise können die Verbin­ dungen anellierte Benzol-, Naphthalin- oder Pyrimidinringe enthalten. Für die Auswahl dieser Verbindungen ist zu beachten, daß diese in der sauren Lösung eine ausreichende Löslichkeit aufweisen sollen. Vorzugsweise sind Triazole, Tetrazole, Imidazole, Pyrazole und Purine bzw. deren Derivate in der Lösung enthalten.In the first solution are in addition to hydrogen peroxide and an acid in addition Containing nitrogen-containing five-membered heterocyclic compounds, which contain no sulfur, selenium or tellurium atom in the heterocycle. It can monocyclic and polycyclic fused ring systems as hetero cyclic compounds are used. For example, the verbin containing fused benzene, naphthalene or pyrimidine rings. For the Selection of these compounds should be noted that these are in the acidic solution should have sufficient solubility. Preferably, triazoles, Tetrazoles, imidazoles, pyrazoles and purines or their derivatives in the solution contain.

Die erste Lösung enthält insbesondere Triazole mit der chemischen Formel E1 als heterocyclische Verbindungen
In particular, the first solution contains triazoles having the chemical formula E1 as heterocyclic compounds

mit R17, R18 = Wasserstoff, Alkyl, Amino, Phenyl, substituiertes Phenyl, Carboxyalkyl, wobei R17 und R18 gleich oder unterschiedlich und Teil eines an den Triazolring kondensierten homo- oder heterocyclischen Ringes sein können.with R 17 , R 18 = hydrogen, alkyl, amino, phenyl, substituted phenyl, carboxyalkyl, wherein R 17 and R 18 may be the same or different and part of a condensed to the triazole ring homo- or heterocyclic ring.

Besonders bevorzugte heterocyclische Verbindungen in der ersten Lösung sind Benzotriazol, Methylbenzotriazol, Ethylbenzotriazol und Dimethylbenzotriazol.Particularly preferred heterocyclic compounds in the first solution are Benzotriazole, methylbenzotriazole, ethylbenzotriazole and dimethylbenzotriazole.

Außerdem kann die erste Lösung Tetrazole mit der chemischen Formel E2 als haftvermittelnde Verbindungen enthalten
In addition, the first solution may contain tetrazoles having the chemical formula E2 as adhesion-promoting compounds

mit R19 = Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl, Amino, Phenyl, substitu­ iertes Phenyl, Benzyl, Carboxy, Carboxyalkyl, Alkoxycarbo­ nyl, Aminocarbonyl oder R20-CONH mit R20 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl.where R 19 is hydrogen, alkyl, haloalkyl, amino, phenyl, substituted phenyl, benzyl, carboxy, carboxyalkyl, alkoxycarbonyl, aminocarbonyl or R 20 -CONH where R 20 is hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl.

Als bevorzugte Tetrazolverbindung werden 5-Aminotetrazol und 5-Phenyltetra­ zol eingesetzt. Als bevorzugte Imidazolverbindung wird Benzimidazol verwen­ det. 5-Aminotetrazol, 5-Phenyltetrazol, Benzotriazol, Methylbenzotriazol und Ethylbenzotriazol sind insbesondere wegen deren guter Löslichkeit in der ersten Vorbehandlungslösung und wegen der leichten Verfügbarkeit bevorzugte Ver­ bindungen.As a preferred tetrazole compound, 5-aminotetrazole and 5-phenyltetra used. Benzimidazole will be used as the preferred imidazole compound det. 5-aminotetrazole, 5-phenyltetrazole, benzotriazole, methylbenzotriazole and Ethylbenzotriazole are in the first because of their good solubility Pretreatment solution and preferred availability due to its ready availability bonds.

Bevorzugte Kombinationen sind Benzotriazol, Methylbenzotriazol, Ethylben­ zotriazol, 5-Aminotetrazol und 5-Phenyltetrazol als Stickstoff enthaltende, fünf­ gliedrige heterocyclische Verbindungen in der ersten Lösung mit Aminothio­ phencarbonsäuren, deren Estern und Amiden, Aminothiazol und substituierten Aminothiazolen als heterocyclische Verbindungen in der zweiten Lösung.Preferred combinations are benzotriazole, methylbenzotriazole, ethylbenzene zotriazole, 5-aminotetrazole and 5-phenyltetrazole as nitrogen-containing, five hetero-cyclic compounds in the first solution with aminothio phencarboxylic acids, their esters and amides, aminothiazole and substituted Aminothiazoles as heterocyclic compounds in the second solution.

Außerdem enthält die erste Lösung im allgemeinen Kupferionen, die sich durch Anätzen der Kupferoberflächen bilden und in der Lösung anreichern.In addition, the first solution generally contains copper ions extending through Formations of the copper surfaces form and accumulate in the solution.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine außerordentlich einfache Vorbe­ handlung von Kupferoberflächen für die nachfolgende haftfeste Verbindung mit Kunststoffen sicher. Im wesentlichen sind lediglich zwei Verfahrensschritte er­ forderlich, nämlich die Behandlung der Kupferoberflächen mit den beiden erfin­ dungsgemäßen Lösungen zur nachfolgenden Bildung eines Verbundes mit organischen Substraten. Die Haftfestigkeit sinkt auch nach langer Zeit nicht ab. The inventive method provides an extremely simple Vorbe Treatment of copper surfaces for the subsequent adherent connection with Plastics safe. Essentially, there are only two process steps necessary, namely the treatment of the copper surfaces with the two inventions solutions according to the invention for the subsequent formation of a composite with organic substrates. The adhesive strength does not decrease even after a long time.  

Sind in der ersten Lösung die Stickstoff enthaltenden, heterocyclischen Verbin­ dungen nicht enthalten oder in der zweiten Lösung die haftvermittelnden Ver­ bindungen nicht enthalten, kann keine annähernd so hohe Haftfestigkeit des Verbundes erreicht werden. Außerdem ist die Langzeitstabilität des Verbundes nach Vorbehandlung mit Lösungen, die die erfindungsgemäßen haftvermitteln­ den Verbindungen nicht enthalten, wesentlich schlechter als nach Verwendung von Lösungen, die die haftvermittelnden Verbindungen enthalten.In the first solution, the nitrogen-containing heterocyclic compounds or in the second solution the adhesion-promoting Ver bonds can not contain nearly as high adhesion of the Be achieved. In addition, the long-term stability of the composite after pretreatment with solutions which provide adhesion according to the invention not contain the compounds, much worse than after use solutions containing the adhesion-promoting compounds.

Darüber hinaus werden die im Zusammenhang mit der Metallisierung von Durchgangslöchern in Leiterplatten entstehenden Probleme, nämlich die Bil­ dung von pink ring und wedge voids, durch den Einsatz dieser zusätzlichen Verbindungen in den Vorbehandlungslösungen vermieden, da die mit dem er­ findungsgemäßen Verfahren erzeugten haftvermittelnden Schichten eine aus­ gezeichnete Säurebeständigkeit aufweisen, während Black Oxide-(Schwarz­ oxid-) und reduzierte Black Oxide-Schichten gegen salzsaure Lösungen eine gewisse Empfindlichkeit aufweisen. Es hat sich sogar gezeigt, daß sich die Haftfestigkeit eines Verbundes mit organischen Substraten in bestimmten Fäl­ len noch weiter verbessern läßt, wenn die Kupferoberflächen nach dem Be­ handeln mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und vor dem Herstellen des Verbundes mit verdünnter Säure behandelt werden. Vorzugsweise kann hierfür Salzsäure eingesetzt werden. Außerdem ist das Verfahren weitgehend bestän­ dig gegen Ausfällungen.In addition, those related to the metallization of Through holes in PCB problems, namely the Bil Formation of pink ring and wedge voids, through the use of these additional Compounds avoided in the pretreatment solutions, as with the he An adhesion-promoting layers produced according to the invention drawn acid resistance, while black oxide (black oxide) and reduced black oxide layers against hydrochloric acid solutions have some sensitivity. It has even been shown that the Adhesive strength of a composite with organic substrates in certain cases len further improve when the copper surfaces after Be act with the inventive method and before producing the Compound be treated with dilute acid. Preferably, this can be done Hydrochloric acid are used. In addition, the process is largely stable dig against precipitation.

Die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens war überraschend, da auch eine alleinige Verwendung der haftvermittelnden Verbindungen in einer der Vorbehandlungslösungen ohne Anwendung der Stickstoff enthaltenden, fünfgliedrigen heterocyclischen Verbindungen in der anderen Lösung nicht die erwünschte hohe Langzeit-Haftfestigkeit ergibt. Durch Anwendung sowohl der Stickstoff enthaltenden, fünfgliedrigen heterocyclischen Verbindungen als auch der haftvermittelnden Verbindungen verfärben sich die Kupferoberflächen und führen zu den gewünschten Eigenschaften. Ferner wurde in Vergleichsversu­ chen festgestellt, daß vor allem schwer oxidierbare Sulfin-, Selenin- und Tellu­ rinsäuren als haftvermittelnde Verbindungen besonders gut geeignet sind. The advantageous effect of the method according to the invention was surprising as well as a sole use of adhesion-promoting compounds in one the pretreatment solutions without application of the nitrogen-containing, five-membered heterocyclic compounds in the other solution not the desired high long-term adhesive strength results. By applying both the Nitrogen-containing, five-membered heterocyclic compounds as well the adhesion-promoting compounds discolor the copper surfaces and lead to the desired properties. Furthermore, in Vergleichversu Chen found that especially difficult to oxidize sulfinic, selenin and Tellu rinsäuren are particularly well suited as adhesion-promoting compounds.  

Zur sicheren Vorbehandlung werden die Kupferoberflächen in der Regel zuerst gereinigt. Hierzu können alle herkömmlichen Reinigungslösungen verwendet werden. Üblicherweise werden Netzmittel und gegebenenfalls Komplexbildner, beispielsweise Triethanolamin, enthaltende wäßrige Lösungen eingesetzt.For safe pretreatment, the copper surfaces are usually first cleaned. All conventional cleaning solutions can be used for this purpose become. Usually wetting agents and optionally complexing agents, For example, triethanolamine containing aqueous solutions used.

Nach dem Spülen der gereinigten Kupferoberflächen werden diese in der ersten Lösung behandelt. Danach können die Substrate gespült werden, um anhaften­ de Flüssigkeit von der Substratoberfläche zu entfernen. Anschließend folgt die Behandlung in der zweiten Lösung. Die Kupferoberflächen können jedoch auch unmittelbar nach der Behandlung mit der ersten Lösung ohne weiteren Spül­ schritt direkt mit der zweiten Lösung in Kontakt gebracht werden.After rinsing the cleaned copper surfaces, these are in the first Solution treated. Thereafter, the substrates can be rinsed to adhere to remove liquid from the substrate surface. Then follows the Treatment in the second solution. However, the copper surfaces can also immediately after treatment with the first solution without further rinsing step directly into contact with the second solution.

Bei dieser Behandlung verfärben sich die Kupferoberflächen unter Bildung einer haftvermittelnden Schicht von rosafarben in einen Braunton, je nach Art der eingesetzten Kombination von Stickstoff enthaltenden, fünfgliedrigen heterocyclischen in der ersten Lösung und haftvermittelnden Verbindungen in der zweiten Lösung.In this treatment, the copper surfaces discolour to form a adhesion-promoting layer from pink to a shade of brown, depending on the nature of used combination of nitrogen-containing, five-membered heterocyclic in the first solution and adhesion-promoting compounds in the second solution.

Durch die Mikroätzwirkung des Wasserstoffperoxids in Verbindung mit der Säu­ re in der ersten Lösung werden mikrorauhe Kupferoberflächen erhalten, die wegen der Oberflächenvergrößerung eine Erhöhung der Haftfestigkeit des nachfolgend gebildeten Verbundes zwischen den Kupferoberflächen und dem Kunststoffsubstrat ermöglicht. Es wird außerdem vermutet, daß die Haftfestig­ keit des nachfolgend gebildeten Verbundes zusätzlich zu dieser Oberflächen­ vergrößerung durch die Bildung einer kupferorganischen Verbindung verbessert wird, die sich wahrscheinlich aus Kupfer, der Stickstoff enthaltenden Verbin­ dung und der haftvermittelnden Verbindung auf der Kupferoberfläche bildet.Due to the micro-etching effect of the hydrogen peroxide in conjunction with the Säu In the first solution, micro-rough copper surfaces are obtained because of the surface enlargement an increase of the adhesive strength of the Subsequently formed composite between the copper surfaces and the Plastic substrate allows. It is also believed that the adhesion speed of the subsequently formed composite in addition to these surfaces enlarged by the formation of a copper-organic compound improved which is probably made of copper, the nitrogen-containing verbin formation and the adhesion-promoting connection on the copper surface.

Als Säure ist in der ersten Lösung vorzugsweise anorganische Säure, beson­ ders bevorzugt Schwefelsäure, enthalten. Grundsätzlich sind aber auch andere Säuren einsetzbar. As the acid in the first solution is preferably inorganic acid, FITS preferably sulfuric acid. Basically, there are others Acids can be used.  

Zur Stabilisierung von Wasserstoffperoxid gegen einen Zerfall kann die erste Lösung zusätzliche weitere Verbindungen, beispielsweise p-Phenolsulfonsäure, enthalten.To stabilize hydrogen peroxide against decay, the first Solution additional additional compounds, for example p-phenolsulfonic acid, contain.

Als Lösungsmittel können beide Lösungen Wasser und zusätzlich organische Lösungsmittel, wie Alkohole, enthalten, beispielsweise um die Löslichkeit der darin enthaltenen Bestandteile, insbesondere der Stickstoff enthaltenden, fünf­ gliedrigen heterocyclischen Verbindungen bzw. der haftvermittelnden Verbin­ dungen, zu erhöhen.Both solvents can be water and additionally organic solvents Solvents, such as alcohols, for example, the solubility of the contained therein, in particular the nitrogen-containing, five limy heterocyclic compounds or the adhesion-promoting verbin increases.

Zusätzlich können auch weitere anorganische und organische Verbindungen in den Lösungen enthalten sein, beispielsweise Netzmittel. Kupfersulfat kann auch in der zweiten Lösung enthalten sein.In addition, other inorganic and organic compounds in be included in the solutions, such as wetting agents. Copper sulfate can also be contained in the second solution.

Die Behandlung mit beiden Lösungen wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 20 bis 60°C durchgeführt. Die Behandlungszeit beträgt bevorzugt 10 bis 600 Sekunden. Je höher die Temperatur eingestellt wird, desto schneller wirkt die Lösung. Daher können gegebenenfalls auch wesentlich kürzere Behand­ lungszeiten gewählt werden. Unter praktischen Gesichtspunkten wird jedoch vorzugsweise eine mittlere Temperatur gewählt, beispielsweise von 25 bis 40°C, um die Reaktion besser kontrollieren zu können. Mittlere Behandlungs­ zeiten sind 20 bis 90 Sekunden. Außerdem kann sich wegen möglicher Inkom­ patibilitäten bestimmter Bestandteile der Lösung bei erhöhter Temperatur, bei­ spielsweise wegen bei erhöhter Temperatur schlecht löslicher Netzmittel, das Erfordernis ergeben, eine obere Temperaturgrenze einzuhalten.The treatment with both solutions is preferably at a temperature from 20 to 60 ° C performed. The treatment time is preferably 10 to 600 seconds. The higher the temperature is set, the faster it works the solution. Therefore, if necessary, much shorter treatment be chosen. In practical terms, however, will preferably an average temperature selected, for example from 25 to 40 ° C to better control the reaction. Medium treatment times are 20 to 90 seconds. In addition, because of possible incom patibilities of certain components of the solution at elevated temperature, at For example, because at elevated temperature poorly soluble wetting agent, the Requirement to maintain an upper temperature limit.

Die in den Lösungen bevorzugt eingestellten Konzentrationsbereiche sind:The concentration ranges preferably set in the solutions are:

Erste LösungFirst solution

Schwefelsäure, konz.Sulfuric acid, conc. 10 bis 250 g/l10 to 250 g / l Wasserstoffperoxid, 30 Gew.-%Hydrogen peroxide, 30% by weight 1 bis 100 g/l1 to 100 g / l fünfgliedrige Stickstoff enthaltende heterocyclische Verbindungfive-membered nitrogen-containing heterocyclic compound 0,5 bis 50 g/l0.5 to 50 g / l

Zweite LösungSecond solution

Schwefelsäure, konz.Sulfuric acid, conc. 10 bis 250 g/l10 to 250 g / l haftvermittelnde Verbindungen: Sulfin-, Selenin- und/oder TellurinsäureAdhesion-promoting compounds: sulphinic, seleninic and / or telluric acid 0,05 bis 10 g/l0.05 to 10 g / l haftvermittelnde heterocyclische Verbindungadhesion-promoting heterocyclic compound 0,5 bis 25 g/l0.5 to 25 g / l Sulfonium-, Selenonium- und/oder TelluroniumsalzSulfonium, selenonium and / or telluronium salt 0,01 bis 10 g/l0.01 to 10 g / l

Die optimalen Konzentrationen der vorgenannten Badbestandteile hängen von der Art der eingesetzten Stickstoff enthaltenden, heterocyclischen Verbindun­ gen und der haftvermittelnden Verbindungen ab.The optimum concentrations of the aforementioned bath components depend on the type of nitrogen-containing, heterocyclic Verbindun conditions and adhesion-promoting connections.

Nach der Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Kup­ feroberflächen wieder gespült, vorzugsweise mit warmem, deionisiertem Was­ ser. Anschließend werden sie getrocknet, beispielsweise mit heißer Luft.After treatment with the method according to the invention, the Kup Rinse surfaces again, preferably with warm, deionized What ser. They are then dried, for example with hot air.

Optional können die Kupferoberflächen nach dem Spülen auch mit verdünnter Säure behandelt werden, vorzugsweise mit 10 Gew.-% Salzsäure oder 10 Gew.-% Schwefelsäure. Behandlungszeiten von 5 Sekunden bis 300 Se­ kunden sind dabei zweckmäßig. Nach der Säurebehandlung werden die Kup­ feroberflächen erneut gespült, vorzugsweise mit deionisiertem Wasser.Optionally, the copper surfaces after rinsing with dilute Acid, preferably with 10 wt .-% hydrochloric acid or 10% by weight of sulfuric acid. Treatment times from 5 seconds to 300 seconds Customers are useful. After the acid treatment, the Kup Rewind surfaces rinsed again, preferably with deionized water.

Zur Erhöhung der Haltbarkeit der erfindungsgemäßen Lösungen ist es günstig, die gebrauchsfertigen Behandlungslösungen kurz vor der Durchführung des Verfahrens anzusetzen. Beispielsweise kann zum Ansatz der ersten Lösung Wasserstoffperoxid mit einer schwefelsauren Lösung der Stickstoff enthalten­ den, heterocyclischen Verbindung gemischt werden oder kurz vor dem Ge­ brauch eine bereits angesetzte Lösung ergänzt werden, um die gewünschten Konzentrationen der Einzelbestandteile einzustellen.To increase the durability of the solutions according to the invention, it is advantageous the ready - to - use treatment solutions shortly before the implementation of the Procedure to set. For example, to approach the first solution Hydrogen peroxide containing a sulfuric acid solution of nitrogen the heterocyclic compound are mixed or shortly before the Ge need an already prepared solution be supplemented to the desired Adjust concentrations of the individual components.

Die Behandlung der die Kupferoberflächen aufweisenden Werkstücke kann in üblichen Tauchanlagen durchgeführt werden. Bei der Behandlung von Leiter­ platten hat es sich als besonders günstig herausgestellt, sogenannte Durchlauf­ anlagen einzusetzen, bei denen die Leiterplatten auf einer horizontalen Transportbahn durch die Anlage geführt und dabei mit den Behandlungslösungen über geeignete Düsen, beispielsweise Sprüh- oder Schwalldüsen, in Kontakt gebracht werden. Die Leiterplatten können hierzu horizontal oder vertikal oder in jeder beliebigen anderen Ausrichtung gehalten werden.The treatment of the workpieces having the copper surfaces can be done in usual diving systems are performed. In the treatment of ladder plates, it has proven to be particularly favorable, so-called passage systems in which the printed circuit boards on a horizontal transport path  guided through the plant and thereby with the treatment solutions via suitable nozzles, such as spray or splash nozzles, in contact to be brought. The PCBs can do this horizontally or vertically or be held in any other orientation.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung:The following examples serve to further illustrate the invention:

Beispiel 1example 1

Es wurden eine erste und eine zweite wäßrige Lösung durch Zusammenmi­ schen folgender Bestandteile hergestellt:There were a first and a second aqueous solution by Zusammenmi made of the following constituents:

Erste LösungFirst solution

Schwefelsäure, 96 Gew.-%Sulfuric acid, 96% by weight 50 ml50 ml Wasserstoffperoxid, 30 Gew.-% in WasserHydrogen peroxide, 30% by weight in water 40 ml40 ml Benzotriazolbenzotriazole 10 g10 g Kupfer-(II)-sulfat-PentahydratCopper (II) sulfate pentahydrate 62 g62 g Auffüllen mit deionisiertem Wasser auf 1 lMake up to 1 liter with deionized water

Zweite LösungSecond solution

Schwefelsäure, 96 Gew.-%Sulfuric acid, 96% by weight 50 ml50 ml 2-Aminothiazol2-aminothiazol 8,0 g8.0 g Kupfer-(II)-sulfat-PentahydratCopper (II) sulfate pentahydrate 62 g62 g Auffüllen mit deionisiertem Wasser auf 1 lMake up to 1 liter with deionized water

Beide Lösungen wurden auf 40°C erwärmt. Eine Kupferfolie (Leiterplattenquali­ tät, etwa 25 µm Dicke) wurde zunächst 60 s lang in die erste Lösung und dann ohne Zwischenspülung 60 s lang in die zweite Lösung eingetaucht. Danach wurde die Folie mit warmem deionisiertem Wasser (50°C) gespült und mit warmer Luft getrocknet.Both solutions were heated to 40 ° C. A copper foil (PCB quality thickness, about 25 microns) was first in the first solution for 60 seconds and then immersed in the second solution for 60 seconds without intermediate rinsing. Thereafter, the film was rinsed with warm deionized water (50 ° C) and dried with warm air.

Die Kupferfolie wies nach der Behandlung einen hellbraunen Färbten auf. The copper foil had a light brown color after treatment.  

Die Kupferfolie wurde danach auf ein prepreg (mit Glasfasernetz verstärkte Epoxidharzfolie (FR4-Harz), Type 2125 MT, Dicke 0,1, von Firma Dielektra, DE) laminiert, indem die Kupfer- und die Prepregfolie bei einer Temperatur von 175°C bei einem Druck von 2,5 . 106 Pa ( 25 Bar) zusammen verpreßt wurden.The copper foil was then laminated to a prepreg (glass fiber reinforced epoxy resin film (FR4 resin), Type 2125 MT, Thickness 0.1, from Dielektra, DE) by heating the copper and prepreg sheets at a temperature of 175 ° C a pressure of 2.5. 10 6 Pa (25 bar) were pressed together.

Die Schälfestigkeit der Kupferfolie auf der Prepregfolie wurde gemessen. Es wurden Schälfestigkeiten von 10,7 bis 11,0 N/cm ermittelt.The peel strength of the copper foil on the prepreg sheet was measured. It Peel strengths of 10.7 to 11.0 N / cm were determined.

Beispiel 2Example 2

Es wurden wiederum eine erste und eine zweite wäßrige Lösung durch Zusam­ menmischen folgender Bestandteile hergestellt:Again a first and a second aqueous solution were prepared by co prepared from the following constituents:

Erste LösungFirst solution

Schwefelsäure, 96 Gew.-%Sulfuric acid, 96% by weight 50 ml50 ml Wasserstoffperoxid, 30 Gew.-% in WasserHydrogen peroxide, 30% by weight in water 40 ml40 ml Benzotriazolbenzotriazole 10 g10 g Kupfer-(II)-sulfat-PentahydratCopper (II) sulfate pentahydrate 62 g62 g Auffüllen mit deionisiertem Wasser auf 1 lMake up to 1 liter with deionized water

Zweite LösungSecond solution

Schwefelsäure, 96 Gew.-%Sulfuric acid, 96% by weight 50 ml50 ml 2-Aminothiazol2-aminothiazol 8,0 g8.0 g Benzotriazolbenzotriazole 10 g10 g Kupfer-(II)-sulfat-PentahydratCopper (II) sulfate pentahydrate 12 g12 g Auffüllen mit deionisiertem Wasser auf 1 lMake up to 1 liter with deionized water

Beide Lösungen wurden auf 40°C erwärmt. Eine Kupferfolie (Leiterplattenquali­ tät, etwa 25 µm Dicke) wurde zunächst 60 s lang in die erste Lösung einge­ taucht, dann mit deionisiertem Wasser gespült und anschließend 60 s lang in die zweite Lösung eingetaucht. Danach wurde die Folie mit warmem deionisier­ tem Wasser (50°C) gespült und mit warmer Luft getrocknet.Both solutions were heated to 40 ° C. A copper foil (PCB quality thickness, about 25 μm) was first introduced into the first solution for 60 seconds dipped, then rinsed with deionized water and then in 60 seconds immersed the second solution. Thereafter, the film was deionized with warm rinsed in water (50 ° C) and dried with warm air.

Die Kupferfolie wies nach der Behandlung einen hellbraunen Farbton auf. The copper foil had a light brown color after treatment.  

Danach wurde die Folie mit einem prepreg verpresst (Bedingungen wie bei Beispiel 1) und die Schälfestigkeit des Verbundes gemessen. Es wurden Haft­ festigkeitswerte von 9,8 bis 10,1 N/cm ermittelt.Thereafter, the film was pressed with a prepreg (conditions as in Example 1) and the peel strength of the composite measured. There were detention strength values of 9.8 to 10.1 N / cm.

Claims (19)

1. Verfahren zum Vorbehandeln von Kupferoberflächen zum nachfolgenden Bil­ den eines haftfesten Verbundes zwischen den Kupferoberflächen und Kunst­ stoffsubstraten durch In-Kontakt-Bringen der Kupferoberflächen mit einer ersten Lösung, enthaltend
  • a) Wasserstoffperoxid,
  • b) mindestens eine Säure und
  • c) mindestens eine Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocycli­ sche Verbindung, die kein Schwefel-, Selen- oder Telluratom im Heterocyclus aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferoberflächen danach mit einer zweiten Lösung, enthaltend mindestens eine haftvermittelnde Verbindung aus der Gruppe, bestehend aus Sulfinsäuren, Seleninsäuren, Tellurinsäuren, heterocyclischen Verbindungen, die mindestens ein Schwefel-, Selen- und/oder Telluratom im Heterocyclus enthalten, sowie Sulfonium-, Selenonium- und Telluroniumsalzen, in Kontakt gebracht werden, wobei die Sulfonium-, Selenonium- und Telluroniumsalze Verbindungen mit der allgemeinen Formel A sind
wobei A = S, Se oder Te,
R1, R2 und R3 = Alkyl, substituiertes Alkyl, Alkenyl, Phenyl, sub­ stituiertes Phenyl, Benzyl, Cycloalkyl, substituiertes Cycloalkyl, wobei R1, R2 und R3 gleich oder unterschiedlich sind, und
X- = Anion einer anorganischen oder organischen Säure oder Hydroxid.
A method of pretreating copper surfaces for subsequent formation of an adherent bond between the copper surfaces and plastic substrates by contacting the copper surfaces with a first solution containing
  • a) hydrogen peroxide,
  • b) at least one acid and
  • c) at least one nitrogen-containing, five-membered heterocyclic compound which has no sulfur, selenium or tellurium atom in the heterocycle,
characterized in that the copper surfaces thereafter with a second solution containing at least one adhesion-promoting compound selected from the group consisting of sulfinic acids, selenic acids, tellurinic acids, heterocyclic compounds containing at least one sulfur, selenium and / or tellurium in the heterocycle, and sulfonium -, selenonium and telluronium salts, are brought into contact, wherein the sulfonium, selenonium and telluronium salts are compounds having the general formula A.
where A = S, Se or Te,
R 1 , R 2 and R 3 = alkyl, substituted alkyl, alkenyl, phenyl, substituted phenyl, benzyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different, and
X - = anion of an inorganic or organic acid or hydroxide.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sulfinsäuren aus der Gruppe, bestehend aus Verbindungen mit der chemischen Formel B
mit R4, R5 und R6 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl, substituiertes Phenyl, R7-(CO)- mit R7 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl, wobei R4, R5 und R6 gleich oder unterschiedlich sind,
und aromatischen Sulfinsäuren, als haftvermittelnde Verbindungen ausgewählt werden.
2. The method according to claim 1, characterized in that sulfinic acids from the group consisting of compounds having the chemical formula B
with R 4 , R 5 and R 6 = hydrogen, alkyl, phenyl, substituted phenyl, R 7 - (CO) - with R 7 = hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl, wherein R 4 , R 5 and R 6 is the same or are different,
and aromatic sulfinic acids are selected as adhesion-promoting compounds.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß Formamidinsulfinsäure als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized net that Formamidinsulfinsäure selected as an adhesion-promoting compound becomes. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aromatische Sulfinsäuren aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfinsäure, Toluolsulfinsäure, Chlorbenzolsulfinsäuren, Nitrobenzolsulfinsäuren und Carb­ oxybenzolsulfinsäuren, als haftvermittelnde Verbindungen ausgewählt werden.4. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that aromatic sulfinic acids from the group consisting of benzenesulfinic acid, Toluenesulfinic acid, chlorobenzenesulfinic acids, nitrobenzenesulfinic acids and carb oxybenzenesulfinic acids are selected as adhesion-promoting compounds. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine heterocyclische Verbindung aus der Gruppe, beste­ hend aus Thiophenen, Thiazolen, Isothiazolen, Thiadiazolen und Thiatriazolen, als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized net, that at least one heterocyclic compound from the group, best from thiophenes, thiazoles, isothiazoles, thiadiazoles and thiatriazoles, is selected as an adhesion-promoting compound. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Thiophen aus der Gruppe, bestehend aus Verbindungen mit der chemischen Formel C
mit R8, R9, R10, R11 = Wasserstoff, Alkyl, substituiertes Alkyl, Phenyl, sub­ stituiertes Phenyl, Halogen, Amino, Alkylamino, Dial­ kylamino, Hydroxy, Alkoxy, Carboxy, Carboxyalkyl, Alkoxycarbonyl, Aminocarbonyl, R12-CONH- mit R12 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl, wobei R8, R9, R10 und R11 gleich oder unter­ schiedlich und Teil von an den Thiophenring konden­ sierten homo- oder heterocyclischen Ringen sein können,
als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.
6. The method according to claim 5, characterized in that at least one thiophene from the group consisting of compounds having the chemical formula C.
with R 8 , R 9 , R 10 , R 11 = hydrogen, alkyl, substituted alkyl, phenyl, substituted phenyl, halogen, amino, alkylamino, dialkylamino, hydroxy, alkoxy, carboxy, carboxyalkyl, alkoxycarbonyl, aminocarbonyl, R 12 - CONH- with R 12 = hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl, wherein R 8 , R 9 , R 10 and R 11 may be the same or different and part of condensed on the thiophene ring homo or heterocyclic rings,
is selected as an adhesion-promoting compound.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Thiophen aus der Gruppe, bestehend aus Aminothiophencar­ bonsäuren, deren Estern und deren Amiden, als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.7. The method according to any one of claims 5 and 6, characterized in that at least one thiophene from the group consisting of aminothiophencar Bonsäuren, their esters and their amides, as an adhesion-promoting compound is selected. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Thiazol aus der Gruppe, bestehend aus Verbindungen mit der chemischen Formel D
mit R13, R14, R15 = Wasserstoff, Alkyl, substituiertes Alkyl, Phenyl, sub­ stituiertes Phenyl, Halogen, Amino, Alkylamino, Dial­ kylamino, Hydroxy, Alkoxy, Carboxy, Carboxyalkyl, Alkoxycarbonyl, Aminocarbonyl, R16-CONH- mit R16 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl, wobei R13, R14 und R15 gleich oder unter­ schiedlich und R14 und R15 Teil eines an den Thiazol­ ring kondensierten homo- oder heterocyclischen Ringes sein können,
als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.
8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that at least one thiazole from the group consisting of compounds having the chemical formula D.
with R 13 , R 14 , R 15 = hydrogen, alkyl, substituted alkyl, phenyl, substituted phenyl, halogen, amino, alkylamino, Dial kylamino, hydroxy, alkoxy, carboxy, carboxyalkyl, alkoxycarbonyl, aminocarbonyl, R 16 -CONH- with R 16 = hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl, where R 13 , R 14 and R 15 may be identical or different and R 14 and R 15 may be part of a ring fused to the thiazole ring homo- or heterocyclic ring,
is selected as an adhesion-promoting compound.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Thiazol aus der Gruppe, bestehend aus Aminothiazol und sub­ stituierten Aminothiazolen, als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that at least one thiazole from the group consisting of aminothiazole and sub substituted aminothiazoles, is selected as an adhesion-promoting compound. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Thiadiazol aus der Gruppe, bestehend aus Aminothiadiazol und substituierten Aminothiadiazolen, als haftvermittelnde Verbindung ausgewählt wird.10. The method according to any one of claims 5 to 9, characterized in that at least one thiadiazole from the group consisting of aminothiadiazole and substituted aminothiadiazoles, selected as an adhesion-promoting compound becomes. 11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein Sulfoniumsalz aus der Gruppe, bestehend aus Trime­ thylsulfoniumsalzen, Triphenylsulfoniumsalzen, Methioninalkylsulfoniumsalzen und Methioninbenzylsulfoniumsalzen, als haftvermittelnde Verbindung ausge­ wählt wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized net, that at least one sulfonium salt from the group consisting of trimers ethylsulfonium salts, triphenylsulfonium salts, methionine alkylsulfonium salts and Methioninbenzylsulfoniumsalzen, as an adhesion-promoting compound is chosen. 12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens eine Verbindung aus der Gruppe, bestehend aus Triazo­ len, Tetrazolen, Imidazolen, Pyrazolen und Purinen, als Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocyclische Verbindung ausgewählt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized net, that at least one compound from the group consisting of Triazo len, tetrazoles, imidazoles, pyrazoles and purines, as nitrogen-containing, five-membered heterocyclic compound is selected. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Triazol mit der chemischen Formel E1
mit R17, R18 = Wasserstoff, Alkyl, Amino, Phenyl, substituiertes Phenyl, Carboxyalkyl, wobei R17 und R18 gleich oder unterschiedlich und Teil eines an den Triazolring kondensierten homo- oder heterocyclischen Ringes sein können,
als Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocyclische Verbindung ausgewählt wird.
13. The method according to claim 12, characterized in that at least one triazole having the chemical formula E1
with R 17 , R 18 = hydrogen, alkyl, amino, phenyl, substituted phenyl, carboxyalkyl, where R 17 and R 18 may be identical or different and part of a homo- or heterocyclic ring fused to the triazole ring,
is selected as a nitrogen-containing, five-membered heterocyclic compound.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Triazol aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol, Me­ thylbenzotriazol, Ethylbenzotriazol und Dimethylbenzotriazol, als Stickstoff ent­ haltende, fünfgliedrige heterocyclische Verbindung ausgewählt wird.14. The method according to any one of claims 12 and 13, characterized in that at least one triazole is selected from the group consisting of benzotriazole, Me thylbenzotriazole, ethylbenzotriazole and dimethylbenzotriazole, as nitrogen ent retaining five-membered heterocyclic compound is selected. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tetrazol mit der chemischen Formel E2
mit R19 = Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl, Amino, Phenyl, substitu­ iertes Phenyl, Benzyl, Carboxy, Carboxyalkyl, Alkoxycarbo­ nyl, Aminocarbonyl oder R20-CONH mit R20 = Wasserstoff, Alkyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl
als Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocyclische Verbindung ausgewählt wird.
15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that at least one tetrazole having the chemical formula E2
where R 19 is hydrogen, alkyl, haloalkyl, amino, phenyl, substituted phenyl, benzyl, carboxy, carboxyalkyl, alkoxycarbonyl, aminocarbonyl or R 20 -CONH where R 20 is hydrogen, alkyl, phenyl or substituted phenyl
is selected as a nitrogen-containing, five-membered heterocyclic compound.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Tetrazol aus der Gruppe, bestehend aus 5-Aminotetrazol und 5-Phenyltetrazol, als Stickstoff enthaltende, fünfgliedrige heterocyclische Verbindung ausgewählt wird.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that at least one tetrazole is selected from the group consisting of 5-aminotetrazole and 5-phenyltetrazole, as a nitrogen-containing, five-membered heterocyclic Connection is selected. 17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß für Komponente b. in der ersten Lösung Schwefelsäure als Säure aus­ gewählt wird. 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized net, that for component b. in the first solution sulfuric acid as acid is selected.   18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß Kupferschichten aufweisende Leiterplatteninnenlagen zum Bilden ei­ nes haftfesten Verbundes zwischen den Leiterplatteninnenlagen und Kunst­ harzlagen vorbehandelt werden.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized net, that copper layers having printed circuit board inner layers for forming ei An adhesive bond between the PCB inner layers and art pretreated resin. 19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß Kupferschichten aufweisende Leiterplatten zum Bilden eines haftfesten Verbundes zwischen den Kupferschichten und aus Kunststoffen bestehenden Resisten vorbehandelt werden.19. The method according to any one of the preceding claims, characterized net, that has copper layers having printed circuit boards for forming an adherent Composite between the copper layers and made of plastics Resists are pretreated.
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