Un proceso para aumentar la adhesión de un material polimérico a una superficie de metal,

comprendiendo dicho proceso:

a. de manera opcional, poner en contacto la superficie metálica con un agente de micro-grabado químico;

b. poner en contacto la superficie metálica con una disolución de metalizado que se escoge entre el grupo que consiste en níquel sin corriente eléctrica, cobalto sin corriente eléctrica, estaño sin corriente eléctrica e estaño de inmersión de manera que el material escogido entre el grupo que consiste en níquel, cobalto y estaño se somete a metalizado sobre la superficie metálica para formar una superficie metalizada;

c. poner en contacto la superficie metalizada con una composición fosfatante, de manera que se forme un revestimiento de conversión de fosfato sobre la superficie metalizada, para formar una superficie metalizada revestida de conversión de fosfato; y posteriormente

d. unir el material polimérico a la superficie metalizada revestida de conversión de fosfato.

Proceso para la mejora de la adhesión de materiales poliméricos sobre superficies metálicas

5 Campo de la invención

La presente invención se refiere a la mejora de la adhesión entre materiales poliméricos y superficies metálicas. La invención resulta particularmente apropiada para un proceso de fabricación de un circuito impreso de multicapa o para encapsular un bastidor para conductores.

Los circuitos impresos que contienen una o más capas internas de circuito cuentan con un uso prominente en la actualidad a medida que aumenta la demanda en cuanto a la conservación de más y más peso y espacio en los dispositivos electrónicos. En la fabricación típica de circuitos impresos de multicapa, en primer lugar se preparan las capas internas del circuito con patrón por medio de un proceso en el que se somete un material de substrato dieléctrico de papel metalizado-funda de revestimiento de cobre a formación de patrón con protección en la imagen positiva del patrón de circuito deseado, seguido de grabado químico del cobre expuesto. Tras la retirada de la protección, permanece el patrón del circuito de cobre deseado.

Se encajan una o más capas internas de circuito de cualquier tipo particular u otros tipos de patrón de circuito, así

como las capas internas de circuito podrían constituir planos molidos y planos de energía, para dar lugar a un circuito de multicapa, interponiendo una o mas capas de material de substrato dieléctrico parcialmente curadas (denominadas, capas "pre-preg") entre las capas internas del circuito, para formar un material compuesto de capas internas de circuito alternantes y material de substrato dieléctrico. Posteriormente, se somete el material compuesto a calor y presión para curar al material de substrato parcialmente curado. A continuación se somete el material compuesto a calor y presión para curara el material de substrato parcialmente curado y lograr la unión de las capas internas de circuito sobre el mismo. El material compuesto curado de este modo presenta un número de orificios de perforación abiertos a través del mismo, que posteriormente son metalizados para proporcionar un medio para interconectar de forma conductiva las capas del circuito. En el curso del proceso de metalizado de los orificios de perforación, típicamente también se forman patrones de circuito deseados sobre las capas que miran hacia afuera del material compuesto de multicapa.

Un enfoque alternativo a la formación de una placa de circuito impreso multicapa es a través de un aditivo o de técnicas de circuito laminar superficial. Estas técnicas comienzan con un substrato no conductor, sobre el cual se metalizan de forma aditiva los elementos del circuito. Se consiguen capas adicionales aplicando de forma repetida un revestimiento apto para la formación de imágenes sobre el circuito y metalizando los elementos del circuito sobre el revestimiento apto para formación de imágenes.

Se sabe desde hace tiempo que la resistencia del enlace adhesivo formado entre el metal de cobre de las capas internas de circuito y las capas de pre-preg curadas, o otros revestimientos no conductores, en contacto con las 40 mismas deja algo que desear, con el resultado de que el material compuesto de multicapa deseado o el revestimiento es susceptible de deslaminado en el proceso posterior y/o uso. En respuesta a este problema, el arte ha desarrollado la técnica de formar, sobre las superficies de cobre de las capas internas de circuito (antes de ensamblarlas con las capas pre-preg para dar lugar a un material compuesto de multicapa) , una capa de óxido de cobre, tal como mediante oxidación química de las superficies de cobre. A este respecto, los primeros esfuerzos 45 (denominados, promotores de adhesión de "óxido negro") produjeron una mejora bastante mínima de la unión de las capas internas de circuito a las capas de substrato dieléctricas en el circuito de multicapa final, en comparación con la que se obtiene sin la provisión de óxido de cobre. Variaciones posteriores de la técnica de óxido negro incluyeron métodos en los que en primer lugar se produce un revestimiento de óxido negro sobre la superficie de cobre, seguido de pos-tratamiento del depósito de óxido negro con ácido sulfúrico de 15 % para producir un "óxido rojo" 50 que sirva como promotor de adhesión, tal como se describe por parte de A.G. Osborne, "AnAlternateRouteTo Red Oxide ForInnerLayers", PC Fab Agosto 1984, así como las variaciones que implican la formación directa del promotor de adhesión de óxido rojo, obteniéndose grados variables de éxito. La mejora más notables en la técnica viene representada por las patentes de EE.UU. Nos. 4.409.037 y 4.844.981 de Landau, que implican óxidos formados a partir de composiciones oxidantes de contenido relativamente elevado de clorita/contenido de cobre 55 cáustico relativamente bajo, y producir resultados sustancialmente mejorados en la adhesión de las capas internas de circuito.

Como se ha comentado anteriormente, el material de circuito de multicapa ensamblado y curado está provisto de orificios de perforación que posteriormente requieren metalizado con el fin de que sirvan como medio para la 60 interconexión de conducción de las capas del circuito. El metalizado de los orificios de perforación implica las etapas de deslustrado de la resina de las superficies de orificio, activación catalítica, deposición de cobre sin corriente eléctrica, deposición de cobre electrolítica y similares. Muchas de estas etapas implican el uso de medios, tales como ácidos, que son capaces de disolver el revestimiento de promotor de adhesión de óxido de cobre sobre las partes de las capas internas de circuito expuestas o próximas al orificio de perforación. La disolución localizada del óxido de cobre, que queda evidenciada por la formación, de un halo o anillo rosado alrededor del orificio de perforación (debido al color rosa del metal de boro subyacente expuesto de este modo) puede a su vez conducir al deslaminado localizado del circuito de multicapa.

La técnica conoce bien este fenómeno de "anillo rosa", y ha llevado a cabo un esfuerzo intenso para la búsqueda de un proceso de fabricación de circuitos impresos multicapa que no sea susceptible de dicho deslaminado localizado. Un enfoque que se ha sugerido ha sido proporcionar el óxido de cobre promotor de adhesión en forma de revestimiento grueso con el fin de retardar su disolución en el procesado posterior simplemente por medio del volumen de desviación del óxido de cobre presente. Esto se vuelve esencialmente contraproducente, no obstante, debido a que un revestimiento de óxido más grueso es, de forma inherente, menos eficaz como promotor de adhesión. Otras sugerencias relativas a la optimización de las condiciones de prensado/curado para el ensamblaje del material compuesto de multicapa se han satisfecho únicamente con éxito limitado.

Otros enfoques para el presente problema implican el pos-tratamiento del revestimiento de promotor de adhesión de óxido de cobre antes del ensamblaje de las capas internas de circuito y de las capas pre-preg para dar lugar al material compuesto de multicapa. Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº. 4.775.444 de Cordani describe un proceso en el que, en primer lugar, se proporciona a las superficies de cobre de las capas internas de circuito un revestimiento de óxido y posteriormente se ponen en contacto con una disolución acuosa de ácido crómico antes de incorporar las capas internas de circuito al conjunto de multicapa. El tratamiento sirve para estabilizar y/o proteger el revestimiento de óxido de cobre frente a la disolución en el medio ácido que se encuentra presente en etapas posteriores de procesado (por ejemplo, metalizado de los orificios de perforación) , minimizando de este modo las posibilidades de anillo rosa/deslaminado.

La patente de EE.UU. Nº. 4.642.161 de Akahoshi et al, la patente de EE.UU. Nº. 4.902.551 de Nakaso et al y la patente de EE.UU. Nº. 4.981.560 de Kajihara et al, y un número de referencias citadas en las mismas, se refieren a procesos en los que las superficies de cobre de las capas internas de circuito, antes de la incorporación de las capas internas de circuito al interior del conjunto de circuito de multicapa, se tratan en primer lugar para proporcionar un revestimiento superficial de óxido de cobre promotor de adhesión. El óxido de cobre formado de este modo es posteriormente reducido a cobre metálico usando condiciones y agentes de reducción particulares. Como consecuencia de ello, el conjunto de multicapa que emplea dichas capas internas de circuito no evidencia la formación de anillo rosa debido... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para aumentar la adhesión de un material polimérico a una superficie de metal, comprendiendo dicho proceso: 5

a. de manera opcional, poner en contacto la superficie metálica con un agente de micro-grabado químico;

b. poner en contacto la superficie metálica con una disolución de metalizado que se escoge entre el grupo que consiste en níquel sin corriente eléctrica, cobalto sin corriente eléctrica, estaño sin corriente eléctrica e estaño de inmersión de manera que el material escogido entre el grupo que consiste en níquel, cobalto y

estaño se somete a metalizado sobre la superficie metálica para formar una superficie metalizada;

c. poner en contacto la superficie metalizada con una composición fosfatante, de manera que se forme un revestimiento de conversión de fosfato sobre la superficie metalizada, para formar una superficie metalizada revestida de conversión de fosfato; y posteriormente d. unir el material polimérico a la superficie metalizada revestida de conversión de fosfato. 15

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie metálica comprende cobre.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el material polimérico comprende epoxi.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie metalizada comprende menos que 6 % en peso de fósforo antes de entrar en contacto con la composición de fosfato.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie metalizada comprende menos que 3 % en peso de fósforo antes de entrar en contacto con la composición de fosfato. 25

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la disolución de metalizado es una disolución de metalizado de inmersión o de estaño sin corriente eléctrica.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la superficie metalizada de níquel comprende menos que 30 6 % en peso de fósforo antes de entrar en contacto con la composición de fósforo.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la superficie metalizada de níquel comprende menos que 3 % en peso de fósforo antes de entrar en contacto con la composición de fósforo.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, 7 ó 8, en el que el agente de micro-grabado químico se usa y en el que el agente de micro-grabado químico comprende cloruro cúprico.

10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 7 ó 8, en el que la etapa (b) comprende poner en contacto la superficie metálica con un baño de boro-níquel sin corriente eléctrica seguido de contacto con un baño de fósforo40 níquel sin corriente eléctrica.

11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 7 ó 8, en el que la composición de fosfatante comprende iones de cinc.