TW488199B - Process for the direct through-hole electroplating of circuit boards - Google Patents

Description

488199 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 本發明關一種製造直通孔電鍍雙層電路板和多層板之較佳 方法。 通孔電鍍電路板的方法是已知的（參考Herrmann， ^^11(11)此11(161*1{如1'〇13批1^(：1111丨1<：[電路板技術手冊]^叩611〇 Leuze Verlag，Saulgau)，其中該電路板，例如是以玻璃纖 維強化環氧樹脂為基材並與其兩側的銅壓成層狀。一般， 電路板上的通孔係藉先前技術已知程序，於化學金屬化槽 中以金屬，較佳為銅塗覆其壁，使該電路板頂部和底部之 間產生導電性連接。一般而言，這些導電性連接可藉取自 銅槽之銅的電極沈積而強化之。 近來，以電鍍方式將銅直接塗覆在電路板的鑽孔壁上（直接 電鍍）以取代化學銅槽之使用的方法已呈現較大重要性。關 於此，其必須在銅進行電極沈積之前，提供這些孔壁一導 電性塗層。其必須可均句塗覆此塗層，而且其須有足夠導 電性以作為銅無空隙地電極沈積在整個壁面上的基礎（通孔 電鍍）。 EP-A-0402381描述一種通孔電鍍方法，其中單體如吡咯、 呋喃和噻吩可在該鑽孔中聚合以獲得導電性聚合戊。此方 法是由下列基本步驟所構成的： 1)氧化處理該孔，較佳係以鹼金屬高錳酸鹽溶液處理之， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

、發明說明（2 ) 2)以單體溶液處理之， 3) 在一酸性溶液中聚合，其也可包含氧化劑 4) 電極沈積一金屬塗層於所得導電聚合物層 EP-A-055训另外指導特定㈣衍生物，特別是V-伸乙 基二氧基嗟吩是特別適合此方法的。而且，队A_〇707440 描述較佳係使用微乳液形態之嗔吩衍生#，並可夢特定α 化劑的幫助而製成的。ΕΡ_Α_〇8彻94提出—具村進;；牛 改善程序之助％的㈣槽序。但是，仍需要進—步改呈^ 方法。 " 雖然基本上有許多酸被列為適合進行聚合步驟乃，但實際 上只使用硫酸和有機磺酸。從經濟的觀點來看，以硫酸 佳^旦此程序有品質上的缺點。#使用硫酸時，該方法易 失敗率，因為只有當所有程序參數皆被嚴格保持在狹 制内其才％I揮作用。而且，其有改善電極沈積金 屬層之品質的需求。 :發現物曼處理時可使金屬在金屬化過程中以明顯較細 微的形態沈積，因此對電極沈積金屬層的品質有令人驚訝 地正面衫響。而且，這使其可在聚合步驟過程中使用硫酸 而無上述問題發生。 因此本發明關於一種直通孔電鍍雙層電路板和多層板的方 A7 五、發明說明（3 ) 法，其包括下列程序步驟： 匀在鋼壓層板上製造鑽孔， b) 氧化前處理該鑽孔， · c) 右需要以水清洗之， d) 以包含從1至300克/公升磷酸之水性溶液處理之， e) 以包含一種或多種下列通式⑴之噻吩的微乳液處理之 RX OR1 其中

(請先閱讀背面之注音？事 丨丨·丨I 項再本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 X 是氧或一單鍵， R1和R2，彼此獨立，是氫或（Cl_C4)-烷基鏈或一起形成 一個視情況經取代的（CKC4)-烯基或丨，2_環己基， f) 以硫酸處理之， g) 若需要以水清洗之，以及 h) 以銅電鍍之。 步驟幻、1))、〇、£')、§)和11)相當於先前技術，並且是以由 先前技術已知之方式完成的。在步驟b)中，最好使用溶於 鹼性或酸性媒介中之高錳酸鉀。雖然使用其他濃度和阳值 之高錳酸鉀溶液也可獲得可接受的結果，但已證明特佳係 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 訂·· 線· B7 五、發明說明（4 ) 強度為4至8重量%且pH值介於8和1〇之 酸 鉀溶液。 ^ ^句中，使用包含從i至3〇〇克/公升，較佳係從2 5 克“升，特佳係從5至10克/公升之磷酸水溶液。溶 )可另外包含其他化合物，例如含量高達1〇克/公升之界 ^舌性物質如界面活性劑。溶液句最好不含任何其他化合 物0 在步 e)中’使用式（I)單體之微乳液 r2x

¥R % (I)

其中 X 是氧或一單鍵， 起形成一個 彳R，彼此獨立，是氫或（c〗_c4)-烷基鏈或〜…_ 視情況經取代的（Cl_C4)_伸絲，較佳係視情況可經烧 基取代之亞甲基，視情況可經（C1_C1核基或苯基取代 之1，2-伸乙基，1，3-伸丙基或12-伸環己基。 在式⑴中，Ri和V最好一起形成一個衍生自仏二漠烧的 】，2伸丈凡基’其中丨，2·二溴烷可藉如α,烴，例如乙烯、卜 -6 - 本紙張尺度適财關家標準（CNS)A4規格χ 297公J7 五 發明說明（5 ) 二碳烯和苯乙烯；或 丁烯和2,3-戊烯進行 丙烯、1-己烯、1-辛烯、】_癸稀、〗·十 1，2-環己烯、2,3-丁烯、2,3-二甲基_2 3 溴化獲得。 ’ 特佳為亞甲基、1，2-伸乙基和伸丙基 3,4-伸乙基二氧基噻吩 特佳係式（Π)之

在步驟e)中’根據本發明使用所選擇㈣吩微乳液。這些 微乳液不論在進行純化程序時.，.例如經過渡筒過濾時都是 極安定且使關限非常長，而且在技術上和經濟上可接受 使用只從0.5至1.5重量％般低濃度之噻吩。 因離子性和非離子性界面活性劑是適合用於製備該微乳 液。其可使用單一界面活性劑或者兩種或三種界面活性劑 的混合物。 適合的界面活性劑實例是正-烷基（C8_c〗8)_磺酸酯、正_烷基 (c8-c18)-苯磺酸酯、正-烷基（C8_Ci8)_三甲基銨鹽、二-正一烷 基（Cs-Cm)-羧酸酯、寡環氧乙烷（EO)單-正_烷基醚（C8_ 18E〇2-3())、正-：)：完基（c8-C18)-二甲基胺氧化物、正-：)：完基（c8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7

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"+δ8!99 Α7 Β7 五、發明說明（7 ) 並均勻混合該成份而製得。 該濃縮液的組成為 從10至90重量％之EDT和 從1 0至90重量％之界面活性劑， 較佳為 從30至70重量％之EDT和 從30至70重量％之界面活性劑， 特佳為 60重量％之EDT和 40重量％之界面活性劑， 為了製備該微乳液，將從0· 1至1 〇重量％之此濃縮液加入 水中。以從0.5至3重量％，特佳係從1至2.5重量％之量 為佳。 特佳為包含從0.5至1.5重量％之EDT的組成物。 當然也可將成份EDT和界面活性劑以所陳述量分開加入水 中，在此例中，藉由其後的攪拌可製得該微乳液。 在一特殊具體實例中，步驟c)和步驟句也可彼此合併。 關於此，最好利用一種水溶液進行該處理，其中該水溶液 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 請 先 閱 讀· 背 St 之 注 意 事 項

頁I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依下列方式處理具有直徑為〇.8釐米之孔洞的鑽孔電路板 (5χ5平方厘米）。 ^在槽溫為45°C的溶液中浸3分鐘，其中該溶液包含20 毫升/公升Blasolith V第1部份和30毫升/公升Blasolith V第2部份（獲自Enthone-OMI ; Solingen，德國的商業產 品）。 2) 以該實例之附表中所列的溫度和停留時間，將其浸在一 含有70克/公升高猛酸钟和10克/公升石朋酸的溶液中。 3) 在25°C的溫度下，將其浸在一磷酸（濃度見該實例之附表) 溶液中並停留2分鐘。 4) 在25°C的溫度下，將其浸在一 loo克/公升cataiyst %獲 自Enthone-OMI ; Solmgen，德國的商業產品）溶液中並 停留2分鐘。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5) 在25°C的溫度下，將其浸在一硫酸（濃度見表丨）溶液中 並停留2分鐘。 6) 在約0.5伏特的電壓下，將流速為1〇〇公升/時的空氣和 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 五、發明說明（1〇 強度為1.G安培的電流通過—儲槽3分鐘，以在該含有 70克心升硫酸銅、200克/公升硫酸、〇】克/公升氣化鈉 和7〇毫升/公升添加劑LIM(獲自Emh__〇Mi ;

Solmgen，德國的商業產品）之水溶液的儲槽中進行電 鍍。 口在步驟1)至和^浸潰之後，以水清洗該板。 實例1(根據本發明） 根據一般程序（見表丨）進行通孔電鐘。將仙的通孔切開並 於透光顯微鏡中評估之。下列評估等級適用於各例。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 觀測 只债測到極少數細裂口 偵測到一些裂口 評估 完美 訂·· 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 大致完美 無法接受 可明顯偵測到裂口 無法接受 表1 ____ 槽2 槽2 槽3 評估 溫度 停留時間 濃度丨克/公升J 濃度丨克/公升丨 -12

A7 B7 五、 發明說明（ 12 C) d) 85 85 3 100 200 約10%無法接受 其餘為完美 大致上完美 通孔電鍍的品質被判定為明顯較差 實例2)顯示無步驟3) 的0 實例3(所沈積的金屬層品質） a)(根據本發明）將銅自測得為5χΐ厘米之電路板條的一端 近W厘米面積處剝離。如實例la)中所描述般處理該長 ^接著利㈣錢分析所沈積_。所沈制銅是極細 被的’而且當銅電鑛至欲電鑛之表面的過程中，其累積成 一均勻面。 、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 b)(對照）將銅自測得為5χ1厘米之電路板條的一端近μ 米面積處剝離。如實例2a)中所描述般處理該長條，接 利用頒U叙分析所沈積的銅。當銅電鍍至欲電鍍之表面 過私中，所沈積累積成—不均勾且似花椰菜般的表面以 明顯較粗的結構。 實例3)顯示藉根據本發明方法可明顯改善所沈積銅的品 質。 厘 著 的 及 線 -14

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Claims (1)

1. 488199 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1.直通孔電鍍雙層電路板和多層板的方法 序步驟： 其包括下列程 a)在鋼壓層板上製造鑽孔 b)氧化前處理該鑽孔， 0若需要以水清洗之， d) 以包含從1至3〇〇克/公升磷酸之水性溶液處理之， e) 以包含一種或多種下列通式⑴之噻吩的微乳液處理 之 R2x or1 ¥

   ---------— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、V0 (I)

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中 X 疋氧或一單鍵， R1和R2，彼此獨立，是氫或（Ci-cj-烷基鏈或一起形 成一個視情況經取代的（CrCzO-伸烷基或1,2-伸 環己基， 15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公楚） 獨199 A8 B8 C8

   六、申請專利範圍 0以硫酸處理之， ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) g) 若需要以水清洗之，以及 h) 以銅電鍍之。 2·根據申請專利範圍第丨項之方法，特徵在於程序步驟b) 中，利用鹼金屬高錳酸鹽進行氧化前處理。 3. 根據申請專利範圍第丨項之方法’特徵在於程序步驟旬 中使用一種包含從5至1〇克/公升磷酸的溶液。 、言. 4. 根據申請專利範圍第丨項之方法，特徵在於程序步驟幻 中’所用的式（I)噻吩是伸乙基二氧基噻吩。 ’·根據中請專利範圍第〗項之方法，特徵在於程序步驟e) 中，使用從0.U1.5重量％之伸乙基二氧基 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）