Composición útil para incrementar la adhesión de un material polimérico a una superficie metálica,

comprendiendo dicha composición: a. entre 0,5 y 120 gramos por litro de peróxido de hidrógeno; b. entre 1 y 360 gramos por litro de un ácido mineral; c. entre 0,1 y 50 gramos por litro de un inhibidor de la corrosión seleccionado de entre el grupo constituido por triazoles, benzotriazoles, tetrazoles, imidazoles, benzimidazoles y mezclas de los mismos; d. entre 0,05 y 25 gramos por litro de un compuesto nitro orgánico aromático; e. entre 1 y 500 miligramos por litro de una fuente de especies que mejoren la adhesión, estando seleccionadas dichas especies de entre el grupo constituido por molibdatos, tungstatos, tantalatos, niobatos, vanadatos, isopoliácidos o heteropoliácidos de molibdeno, tungsteno, tántalo, niobio o vanadio, y combinaciones de cualesquiera de los mencionados anteriormente; y f. entre 0,5 y 500 milígramos por litro de iones haluro, en la que el compuesto nitro orgánico aromático se selecciona de entre el grupo constituido por p-nitrofenol, ácido 3,5-dinitrosalicílico y ácido 3,5dinitrobenzoico

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una composición para incrementar la adhesión de un material polimérico con una superficie metálica, en particular para su utilización en la fabricación de circuitos impresos, y más particularmente para su utilización en procesos de fabricación de un circuito impreso multicapa.

Actualmente, y debido a la exigencia de dispositivos electrónicos de peso y dimensiones cada vez más reducidos, se utilizan de forma creciente los circuitos impresos que contienen una o más capas interiores de circuitos.

En la fabricación corriente de un circuito impreso multicapa, se preparan primero las capas interiores de circuitería configuradas mediante un procedimiento, en el que un material de sustrato dieléctrico revestido de lámina de cobre se estampa con una capa protectora según la imagen positiva de la configuración deseada de la circuitería, y a continuación, se decapa el cobre expuesto. Al retirar la capa protectora permanece la configuración de circuitería de cobre deseada.

Se ensamblan una o más capas interiores de circuitería de cualquier tipo o tipos determinados de configuración, así como capas interiores de circuitería que podrían constituir niveles de masa y niveles de alimentación, para formar un circuito multicapa mediante la interposición de una o más capas de material de sustrato dieléctrico parcialmente polimerizado (denominadas capas “preimpregnadas”) entre las capas interiores de circuitería, constituyendo un compuesto de capas interiores de circuitería y capas de material de sustrato dieléctrico alternas. A continuación, el compuesto se somete a calor y presión para polimerizar el material de sustrato parcialmente polimerizado y conseguir la adhesión de las capas interiores de circuitos al mismo. El compuesto polimerizado de este modo presentará diversos orificios pasantes perforados en el mismo, que posteriormente se metalizan para interconectar conductivamente todas las capas de circuitos. Durante el proceso de metalización de los orificios pasantes, normalmente también se realizan las configuraciones de circuitería deseadas sobre las capas encaradas al exterior del compuesto multicapa.

Un enfoque alternativo para la formación de una placa de circuito impreso multicapa consiste en la utilización de técnicas aditivas o superficiales de circuitería laminar. Estas técnicas empiezan con un sustrato no conductor, sobre el cual se depositan de forma aditiva los elementos de circuito. Se obtienen otras capas aplicando repetidamente un recubrimiento imprimible sobre la circuitería y depositando los elementos de circuito adicionales sobre dicho recubrimiento imprimible.

Desde hace tiempo, es conocido que la resistencia de la unión adhesiva formada entre el metal de cobre de las capas interiores de circuitería y las capas preimpregnadas endurecidas u otros recubrimientos no conductores en contacto con el mismo deja mucho que desear, con el resultado de que el compuesto multicapa polimerizado o el recubrimiento pueden deslaminarse durante el procedimiento o la utilización posteriores. Como respuesta a este problema, se ha desarrollado la técnica de formar sobre las superficies de cobre de las capas interiores de circuitería (antes de ensamblarlas con capas preimpregnadas en el compuesto multicapa) una capa de óxido de cobre, por ejemplo mediante oxidación química de las superficies de cobre. Los primeros esfuerzos realizados en este sentido (los denominados favorecedores de la adhesión de “óxido negro”) dieron como resultado alguna mínima mejora de la unión de las capas interiores de circuitería con las capas de sustrato dieléctrico en el circuito multicapa final, en comparación con la unión conseguida sin la provisión de óxido de cobre. Las variaciones posteriores de la técnica de óxido negro comprenden procedimientos en los cuales se produce primero un recubrimiento de óxido negro sobre la superficie de cobre, y a continuación se trata el depósito de óxido negro con ácido sulfúrico al 15% para producir un “óxido rojo” que servirá para favorecer la adhesión, por ejemplo, el dado a conocer por

A. G. Osborne en “An Alternate Route To Red Oxide For Inner layers”, PC Fab. Agosto 1984, así como variaciones que implican la formación directa de favorecedor de la adhesión de óxido rojo, con la consecución de grados de éxito variables. La mejora más notable de esta técnica está representada en las patentes US nº 4.409.037 y nº 4.844.981 de Landau, que implican óxidos formados a partir de compuestos oxidantes de cobre con un contenido de clorito relativamente elevado y una causticidad relativamente baja, que producen resultados sustancialmente mejores de la adhesión de las capas interiores de circuitería.

Como se ha indicado anteriormente, el compuesto de circuito multicapa ensamblado y polimerizado está provisto de unos orificios pasantes que requieren una metalización posterior para servir de medios de interconexión conductora de las capas internad de circuitería del circuito. La metalización de los orificios pasantes comprende etapas de eliminación de la resina de las superficies de los orificios, deposición de cobre autocatalítica por activación catalítica, deposición de cobre electrolítica y similares. Muchas de estas etapas implican la utilización de unos medios tales como ácidos, capaces de disolver el revestimiento favorecedor de la adhesión de óxido de cobre de las partes de las capas interiores de circuitería expuestas o cercanas al orificio pasante. Esta disolución localizada del oxido de cobre, que se pone de manifiesto por la formación de un anillo o halo rosa alrededor del orificio pasante (debido al color rosa del metal de cobre subyacente que resulta expuesto), puede conducir, a su vez, a deslaminaciones localizadas del circuito multicapa.

La técnica conoce perfectamente este fenómeno del “anillo rosa” y ha dedicado intensos esfuerzos a intentar alcanzar un procedimiento de fabricación de circuitos impresos multicapa que no sean susceptibles de sufrir esta deslaminación localizada. Un enfoque propuesto ha consistido en aplicar el óxido de cobre favorecedor de la adhesión en forma de un recubrimiento grueso para retardar su disolución durante el procesamiento posterior, sencillamente gracias al volumen de óxido de cobre presente. No obstante, este enfoque ha demostrado ser contraproducente, ya que el recubrimiento de óxido más grueso es de por si inherentemente menos efectivo como favorecedor de la adhesión. Otras propuestas dirigidas a optimizar las condiciones de prensado/polimerización para ensamblar el compuesto multicapa han obtenido un éxito limitado.

Otros enfoques de este problema implican un tratamiento posterior del recubrimiento favorecedor de la adhesión de óxido de cobre antes de ensamblar las capas interiores de circuitería y las capas preimpregnadas para formar el compuesto multicapa. Por ejemplo, la patente US nº 4.775.444 de Cordani da a conocer un procedimiento, en el cual las superficies de cobre de las capas interiores de circuitería están provistas primero de un recubrimiento de cobre y seguidamente se ponen en contacto con una solución acuosa de ácido crómico antes de incorporar las capas interiores de circuitería en el conjunto multicapa. El tratamiento sirve para estabilizar y/o proteger el recubrimiento de óxido de cobre de su disolución en el medio ácido con el que puede entrar en contacto en las etapas posteriores del procedimiento (por ejemplo, metalizado de los orificios pasantes) minimizando las posibilidades de deslaminación/formación de anillo rosado.

La patente US nº 4.642.161 de Akahoshi et al, la patente US nº 4.902.551 de Nasako et al y la patente US nº 4.981.560 de Kajihara et al, y diversas referencias citadas en ellas, se refieren a procedimientos, en los cuales las superficies de cobre de las capas interiores de circuitería, antes de su incorporación en un conjunto de circuito multicapa, son previamente tratadas para dotarlas de un recubrimiento superficial de óxido de cobre favorecedor de la adhesión. El óxido de cobre formado de este modo se reduce a continuación a cobre metálico utilizando condiciones y agentes reductores específicos. Como consecuencia, el conjunto multicapa que utiliza tales capas interiores de circuitería no presentará formación de anillo rosado, ya que no se encuentra presente óxido de cobre para la disolución localizada y la exposición localizada del cobre subyacente en el tratamiento posterior de los orificios pasantes. No obstante, al igual que en otras técnicas, los procedimientos...

Reivindicaciones

1. Composición útil para incrementar la adhesión de un material polimérico a una superficie metálica, comprendiendo dicha composición:

a. entre 0,5 y 120 gramos por litro de peróxido de hidrógeno;

b. entre 1 y 360 gramos por litro de un ácido mineral;

c. entre 0,1 y 50 gramos por litro de un inhibidor de la corrosión seleccionado de entre el grupo constituido por triazoles, benzotriazoles, tetrazoles, imidazoles, benzimidazoles y mezclas de los mismos;

d. entre 0,05 y 25 gramos por litro de un compuesto nitro orgánico aromático;

e. entre 1 y 500 miligramos por litro de una fuente de especies que mejoren la adhesión, estando seleccionadas dichas especies de entre el grupo constituido por molibdatos, tungstatos, tantalatos, niobatos, vanadatos, isopoliácidos o heteropoliácidos de molibdeno, tungsteno, tántalo, niobio o vanadio, y combinaciones de cualesquiera de los mencionados anteriormente; y

f. entre 0,5 y 500 milígramos por litro de iones haluro, en la que el compuesto nitro orgánico aromático se selecciona de entre el grupo constituido por p-nitrofenol, ácido 3,5-dinitrosalicílico y ácido 3,5dinitrobenzoico.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que la composición favorecedora de la adhesión comprende además un benzotriazol con un grupo extractor de electrones en la posición 1, siendo el grupo extractor de electrones un extractor de electrones más potente que un grupo hidrógeno.

3. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición favorecedora de la adhesión comprende además un polímero soluble en agua.

4. Composición según la reivindicación 2, en la que el benzotriazol es un 1hidroxibenzotriazol.

5. Composición según la reivindicación 2, en la que la concentración del benzotriazol está comprendida entre 0,2 y 20 gramos por litro.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las especies mejoradoras de la adhesión se seleccionan de entre el grupo constituido por molibdatos, tungstatos, vanadatos y combinaciones de los anteriores.