TW201529885A - 聚亞醯胺基板金屬化的方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種聚亞醯胺基板金屬化的方法，乃強調不需額外使用物理方式破壞聚亞醯胺基板表面，而是直接以表面改質方式，將聚亞醯胺基板表面作清潔和活化，且可以增加聚亞醯胺基板表面與鈀金屬離子間的附著力，使得後續的製程中，只要再加上還原處理，就可以開始進行聚亞醯胺基板表面的金屬化。藉此，本發明可有效減少製造工序，進而達到縮短製程時間及降低生產成本的目的。

Description

聚亞醯胺基板金屬化的方法

本發明係有關一種聚亞醯胺基板，特別是指一種聚亞醯胺基板金屬化的方法。

聚亞醯胺為電路板業界常用的基板材料。聚亞醯胺為為表面光滑的非導體有機材料，具有可撓折、耐酸鹼、耐高溫等特性，所以廣泛應用於電路板的線路板聚亞醯胺基板。因為聚亞醯胺基板的物化性質穩定，不易受到酸鹼侵蝕，所以不容易直接以濕製程的方式來形成金屬層，早期必須先採用乾製程的方式在聚亞醯胺聚亞醯胺基板上形成一層活化層或薄金屬層，後續再以電鍍或化學鍍的方式將金屬層增厚，才可以有效獲得附著力良好的金屬層。

然而，聚亞醯胺基板金屬化的濕製程往往需要包括清潔、開環、活化及還原等多個前處理流程，後續才可以有效進行化學鍍或電鍍的金屬化。舉例來說，中華民國第I379919號專利提出一種軟性電子材料表面金屬化之方法，請參照第1圖之步驟流程圖，在步驟S100中，先選用化學鹼對聚亞醯胺材料表面進行表面開環，然後，在步驟S110中，選用水溶液將聚亞醯胺材料表面進行離子交換反應，使金屬離子層鍵結於聚亞醯胺材料表面，在步驟S120中，再選用具有化學添加劑之還原液將聚亞醯胺材料表 面之金屬離子層進行還原反應，使其還原出金屬奈米顆粒於聚亞醯胺材料表面上，最後，在步驟S130中，則使用電鍍液進行無電電鍍，使金屬奈米顆粒沉積於聚亞醯胺材料表面上。此專利前案包含開環及離子交換工序，然後再進行還原，接著才能進行無電鍍，來完成金屬化。

另，中華民國第I314845號專利提出一種導電性金屬鍍敷聚醯亞胺基板以及其製造方法，其步驟是先在聚醯亞胺膜表面利用氫氧化鉀(KOH)、乙二醇以及KOH混合溶液，或者利用三氧化鉻(無水)以及硫酸混合溶液浸蝕，然後，利用偶合劑使上述受浸蝕的聚醯亞胺膜表面偶合，再於聚醯亞胺膜上吸附催化劑，之後，不施加電流，在已吸附催化劑的聚醯亞胺膜上形成第一導電性金屬膜，再施加電流，在第一導電性金屬薄膜上形成第二導電性金屬膜。此專利前案則包含清潔開環、偶合、吸附催化等三道前處理程序，後續才可以鍍上金屬層。

為了使得聚亞醯胺基板的金屬化製程更為精簡，本發明申請人係提出一種只需要兩個前處理程序之聚亞醯胺基板金屬化的方法。

鑑於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種聚亞醯胺基板金屬化的方法，不用額外使用物理方式破壞聚亞醯胺基板的表面，而僅需透過表面改質和還原的兩道前處理程序，就可以直接鍍上金屬層，此方法甚為簡單，將可以縮短處理流程，並可以有效節省製程時間和生產成本。

為達上述之目的，本發明提供一種聚亞醯胺基板金屬化的方法，其步驟是使用包含有鹼性化合物與鈀金屬離子的表面改質劑，且鈀金 屬離子之來源為硫酸鈀、氯化鈀、二氯二氨鈀、二氯四氨鈀或二氨亞硝酸鈀，對於聚亞醯胺基板進行表面改質，將聚亞醯胺基板表面予以清潔及活化，接著，再使用還原劑進行還原處理，將附著於聚亞醯胺基板表面的鈀金屬離子還原成鈀金屬觸媒，之後，即可直接進行化學鍍或電鍍，藉由鈀金屬觸媒之催化活性，形成金屬層於聚亞醯胺基板上，即可完成聚亞醯胺基板之金屬化。

進而言之，本發明之聚亞醯胺基板經由表面改質的步驟後，其表面即已完成清潔和活化，並可增加聚亞醯胺基板表面和金屬離子間的附著力，因此，後續只要將鈀金屬離子予以還原成鈀金屬觸媒後，就很容易能夠在化學鍍或者是電鍍的處理過程中催化金屬的沉積，則聚亞醯胺基板金屬化製程中原本的三或四道前處理程序，將得以減少為包含簡單的表面改質和還原處理等兩道前處理程序，可使生產流程簡化，使其便於管理，並可增加製程良率及降低生產成本。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

第1圖，為先前技術所提供之軟性電子材料表面金屬化方法之步驟流程圖。

第2圖，為本發明所提供之聚亞醯胺基板金屬化的方法之步驟流程圖。

請參照第2圖，顯示本發明聚亞醯胺基板金屬化的方法的步驟流程圖。以下則針對本發明之各個步驟進行詳細描述：首先，在步驟S200中，使用表面改質劑，對於聚亞醯胺基板10進行表面改質，此表面改質劑的組成包含有鹼性化合物與鈀金屬離子，可以將聚亞醯胺基板10表面作清潔與活化，並可以增加聚亞醯胺基板10表面與鈀金屬離子間的附著力；另外，亦可視實際需要決定是否於表面改質劑中加入偶合劑，譬如，環氧系矽烷、胺基系矽烷、甲基丙烯醯基系矽烷或巰基系矽烷等矽烷偶合劑，藉以提升聚亞醯胺基板10與鈀金屬離子之附著力。

然後，在步驟S210中，使用還原劑，將前述表面處理後的聚亞醯胺基板10進行還原處理，使附著在聚亞醯胺基板10上的鈀金屬離子還原成鈀金屬觸媒。

還原處理之後，在步驟S220中，藉由鈀金屬觸媒的催化活性，就直接進行化學鍍或電鍍，可根據產品需求來沉積金屬層(例如銅層或鎳層)厚度，即完成聚亞醯胺基板的金屬化製程。

本發明係藉由表面改質處理，將聚亞醯胺基板的表面完成清潔和活化，使其容易附著有鈀金屬離子，並於後續的還原過程中將鈀金屬離子還原為具有催化作用的鈀金屬觸媒後，就更容易催化化學鍍或電鍍的金屬層沉積。藉此，可將先前技術所提及三或四道等複雜的前處理程序，予以縮減為兩道簡單且成本較低的表面改質處理和還原處理，便可完成金屬化製程對於基板的前處理，其優勢除了能縮短生產流程之外，也能使其流程方便管理，增加製程良率，以及減少生產成本。

進一步而言，本發明所採用之表面改質劑配方至少包含一種鹼性化合物和至少一種鈀金屬離子，其中鹼性化合物可選用氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰或氫氧化鈣，鈀金屬離子之來源則可選自硫酸鈀、氯化鈀、二氯二氨鈀、二氯四氨鈀或二氨亞硝酸鈀，而鹼性化合物的濃度範圍為0.01~10公克/公升(g/L)，鈀金屬離子的濃度範圍為0.01~5公克/公升，且表面改質劑中所有組成的總和比例不超過上限100%，不足的部分由純水補充至100%。此表面改質處理是設定於30~70℃的溫度下進行，而最適化溫度範圍則介於40~60℃之間，其改質效果隨溫度上升而增加，且聚亞醯胺基板於表面改質劑中的浸泡時間大約為1~30分鐘，最適化的浸泡時間約為3~20分鐘，其改質效果亦隨浸泡時間增加而增加。

為了使本發明之實施方式更容易瞭解，茲舉出二實施例詳細說明如下。

實施例一：

取得一聚亞醯胺基板，以含有氫氧化鈉1.5公克/公升和0.1公克/公升鈀鹽的表面改質劑，在50℃的溫度下，利用浸泡的方式進行表面處理10分鐘，然後，即可使用還原劑進行還原處理，接續進行化學鎳及電鍍銅處理，化學鎳及電鍍銅的厚度分別為0.2微米(um)和20微米。經烘乾後，以10釐米(mm)寬的銅面進行拉力測試，測得其拉力值可以達到800公克/平方公分(g/cm²)以上。

實施例二：

取得一聚亞醯胺基板，以含有氫氧化鉀1.5公克/公升和0.1公克/公升鈀鹽的表面改質劑，在50℃的溫度下，利用浸泡的方式進行表面處 理10分鐘，然後，即可使用還原劑進行還原處理，接續進行化學鎳及電鍍銅處理，化學鎳及電鍍銅的厚度分別為0.2微米和20微米。經烘乾後，以10釐米寬的銅面進行拉力測試，測得其拉力值可以達到800公克/平方公分以上。

實施例三：

取得一聚亞醯胺基板，以含有氫氧化鈉1.5公克/公升和0.5公克/公升鈀鹽的表面改質劑，在50℃的溫度下，利用浸泡的方式進行表面處理10分鐘，然後，即可使用還原劑進行還原處理，接續進行化學鎳及電鍍銅處理，化學鎳及電鍍銅的厚度分別為0.2微米和20微米。經烘乾後，以10釐米寬的銅面進行拉力測試，測得其拉力值可以達到900公克/平方公分以上。

比較例一：

取得一聚亞醯胺基板，以含有氫氧化鈉1.5公克/公升之鹼溶液為開環藥水，在50℃的溫度下，利用浸泡的方式進行表面處理10分鐘，接著再以0.1公克/公升的鈀鹽溶液為活化藥水在25℃的溫度下，利用浸泡的方式進行表面處理10分鐘，然後，即可使用還原劑進行還原處理，接續進行化學鎳及電鍍銅處理，化學鎳及電鍍銅的厚度分別為0.2微米和20微米。經烘乾後，以10釐米寬的銅面進行拉力測試，測得其拉力值可以達到850公克/平方公分以上。

綜上所述，根據本發明所提供之聚亞醯胺基板金屬化的方法，不用額外使用物理方式破壞聚亞醯胺基板表面，只需以一道表面改質劑處理再加上一道還原處理，即可輕易達到前處理的目的，並利於在聚亞 醯胺基板上直接進行金屬化的流程。由於本發明僅需兩道前處理程序就可以將聚亞醯胺基板表面鍍上金屬層，不但能使製程予以精簡化，並可降低製程技術的複雜度和困難度，使得聚亞醯胺基板金屬化的生產工時和製造成本大幅降低。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (9)

1. 一種聚亞醯胺基板金屬化的方法，包含下列步驟：(a)進行表面改質，使用一表面改質劑將一聚亞醯胺基板表面予以清潔及活化，該表面改質劑包含一鹼性化合物與複數鈀金屬離子，該些鈀金屬離子之來源係為硫酸鈀、氯化鈀、二氯二氨鈀、二氯四氨鈀或二氨亞硝酸鈀；(b)進行還原處理，使用一還原劑將附著於該聚亞醯胺基板表面的該些鈀金屬離子還原成複數鈀金屬觸媒；及(c)進行化學鍍或電鍍，藉由該些鈀金屬觸媒之催化活性，形成一金屬層於該聚亞醯胺基板上。
2. 如請求項1所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該鹼性化合物為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰或氫氧化鈣。
3. 如請求項1所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質劑更包含一偶合劑，該偶和劑為環氧系矽烷、胺基系矽烷、甲基丙烯醯基系矽烷或巰基系矽烷之矽烷偶合劑。
4. 如請求項1所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質劑中該鹼性化合物的濃度為0.01~10公克/公升(g/L)。
5. 如請求項1所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質劑中該些鈀金屬離子的濃度為0.01~5公克/公升(g/L)。
6. 如請求項1所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質步驟係於30~70℃的溫度下進行。
7. 如請求項6所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質步驟係於 40~60℃的溫度下進行。
8. 如請求項1所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質步驟，該聚亞醯胺基板係於該表面改質劑中浸泡1~30分鐘。
9. 如請求項8所述之聚亞醯胺基板金屬化的方法，其中該表面改質步驟，該聚亞醯胺基板係於該表面改質劑中浸泡3~20分鐘。