Composición de pos-inmersión de melamina-formaldehído para mejorar la adhesión de metal a polímero.

Un proceso para la fabricación de tarjetas de circuito impreso,

comprendiendo el proceso las etapas de:

a) poner en contacto una superficie metálica que comprende cobre o aleaciones de cobre con una composiciónde promoción de la adhesión que comprende un ácido, un oxidante y un inhibidor de corrosión para formar unasuperficie micro-áspera;

b) poner en contacto la superficie micro-áspera con una composición acuosa de pos-inmersión de polímero deamina-formaldehído y

c) unir un material polimérico a la superficie metálica tratada, en el que el material polimérico está seleccionadoentre materiales de pre-preg, dieléctricos aptos para formación de imágenes, resinas aptas para formación deimágenes fotográficas, máscaras para soldadura, adhesivos o capas protectoras poliméricas de ataquequímico.

Composición de pos-inmersión de melamina-formaldehído para mejorar la adhesión de metal a polímero

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método para mejorar la adhesión entre un metal y materiales poliméricos, en particular en la fabricación de tarjetas de circuito impreso de multicapa.

Antecedentes de la invención Los circuitos impresos que contienen una o más capas intermedias de circuito cuentan con un uso prominente en la actualidad a medida que aumenta la demanda de ahorro de más y más peso y espacio en los dispositivos electrónicos.

En la fabricación típica de un circuito impreso de multicapa, en primer lugar se preparan las capas intermedias de circuito que presentan patrón por medio de un proceso en el cual se somete a formación de patrón un material de substrato dieléctrico de funda de revestimiento de papel metalizado de cobre con una capa protectora en la imagen positiva de patrón de circuito deseado, seguido de ataque químico del cobre expuesto. Tras la retirada de la capa protectora, se queda el patrón deseado de circuito de cobre.

Se montan una o más capas intermedias de circuito de un tipo o tipos particulares de patrón de circuito, así como capas intermedias de circuito que podrían constituir planos de conexión a tierra y planos de alimentación, para dar lugar a un circuito de multicapa mediante la interposición de una o más capas de material de substrato dieléctrico parcialmente curado (denominadas capas "pre-preg") entre las capas intermedias de circuito, con el fin de formar un material compuesto de capas intermedias de circuito alternas y material de substrato dieléctrico. Posteriormente, se somete el material compuesto a calor y presión para curar el material de substrato parcialmente curado y lograr la unión con las capas intermedias de circuito. A continuación, el material compuesto curado de este modo presenta un números de orificios pasantes agujereados a través del mismo, que posteriormente son sometidos a metalizado para proporcionar un medio que permita interconectar de manera conductiva todas las capas del circuito. Durante el transcurso del proceso de metalizado de los orificios pasantes, típicamente se forman los patrones deseados del circuito sobre las capas que miran hacia al exterior del material compuesto de multicapa.

Un enfoque alternativo a la formación de tarjetas de circuito impreso de multicapa es por medio de técnicas de circuito de laminador superficial o aditivas. Estas técnicas comienzan con un substrato no conductor, sobre el cual se depositan de forma aditiva los elementos del circuito. Se consiguen capas adicionales mediante la aplicación repetida de un revestimiento apto para formación de imágenes sobre el circuito y mediante la deposición de los elementos de circuito adicionales sobre el revestimiento apto para formación de imágenes.

Durante mucho tiempo se ha conocido que la resistencia de la unión adhesiva formada entre el metal de cobre de las capas intermedias del circuito y las capas de pre-preg curadas, u otros revestimientos no conductores, en contacto con las mismas deja bastante que desear, con el resultado de que el material compuesto de multicapa curado o el revestimiento es susceptible de deslaminado durante el procesado posterior y/o el uso. En respuesta a este problema, se han desarrollado varias técnicas para conformar una capa de óxido de cobre, tal como por medio 45 de oxidación química de las superficies de cobre, sobre las superficies de cobre de las capas intermedias del circuito (antes de montarlas con las capas de pre-preg para dar lugar al material compuesto de multicapa) . En este sentido los primeros esfuerzos (denominados promotores de adhesión de "óxido negro") produjeron una mejora bastante mínima de la unión de las capas intermedias del circuito con las capas de substrato dieléctrico en el circuito final de multicapa, en comparación con la obtenida sin la provisión de óxido de cobre. Variaciones posteriores de la técnica de óxido negro incluyeron métodos en los cuales 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" que sirve como promotor de adhesión, tal como se describe por parte de A. G. Osborne, "An Alternate Route To Red Oxide For Inner Layers", PC Fab. Agosto, 1984, así como las variaciones que implican la formación directa de promotor de adhesión de óxido rojo, habiéndose obtenido diferentes grados de éxito. La mejora 55 más notable en la presente técnica viene representada por medio de las patentes de Estados Unidos Nos. 4.409.037 y 4.844.981 de Landau, e implica óxidos formados a partir de composiciones oxidantes de contenido relativamente bajo de cobre cáustico/ contenido de clorito relativamente elevado, y que dan lugar a resultados sustancialmente mejorados en la adhesión de las capas intermedias del circuito.

Como se ha comentado anteriormente, se proporciona un material compuesto de circuito de multicapa, curado y montado con orificios pasantes que precisan metalizado con el fin de servir como medio conductor de interconexión de las capas del circuito. El metalizado de los orificios pasantes implica etapas eliminación de la resina existente en las superficies de los orificios, activación catalítica, deposición de cobre no electrolítica, deposición de cobre electrolítica y similares. Muchas de estas etapas de proceso implican el uso de medios, tales como ácidos, que son 65 capaces de disolver el revestimiento de promotor de adhesión de óxido de cobre de las partes de las capas intermedias del circuito expuestas o próximas al orificio pasante. Esta disolución localizada del óxido de cobre, que queda evidenciada por la formación de un anillo o halo de color rosa alrededor del orificio pasante (debido al color rosa del metal de cobre subyacente que queda expuesto de este modo) , puede a su vez conducir a deslaminado localizado del circuito de multicapa.

El fenómeno de "anillo rosa" resulta bien conocido en la técnica y se han llevado a cabo esfuerzos intensos en cuanto a búsqueda de un proceso de fabricación de circuitos impresos de multicapa que no sea susceptible de dicho deslaminado localizado. Un enfoque sugerido ha consistido en proporcionar un óxido de cobre de promoción de adhesión en forma de revestimiento grueso con el fin de retardar su disolución durante el procesado posterior, simplemente en virtud del volumen de arrufo del óxido de cobre presente. No obstante, esto se vuelve esencialmente contra-producente, ya que el revestimiento de óxido de cobre más grueso resulta menos eficaz como promotor de la adhesión en sí mismo. Otras sugerencias relativas a la optimización de las condiciones de prensado/curado para el montaje del material compuesto de multicapa únicamente han conseguido un éxito limitado.

Otros enfoques a este problema han supuesto el pos-tratamiento del óxido de cobre con un revestimiento de promotor de adhesión antes de montar las capas intermedias del circuito y las capas de pre-preg para dar lugar al material compuesto de multicapa. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Nº. 4.775.444 de Cordani describe un proceso en el cual, en primer lugar, se proporciona un revestimiento de óxido de cobre sobre las superficies de cobre de las capas intermedias del circuito y posteriormente se ponen en contacto con una disolución acuosa de ácido crómico antes de que las capas intermedias del circuito se incorporen al montaje 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 las etapas posteriores de procesado (por ejemplo, metalizado de orificios pasantes) , minimizando de este modo las posibilidades de deslaminado/anillo rosa.

Las patente de Estados Unidos Nº. 4.642, 161 de Akahoshi y col., la patente de Estados Unidos Nº. 4.902.551 de Nakaso y col. y la patente de Estados Unidos Nº. 4.981.560 de Kajihara y col, y un número de referencias citadas en las mismas, se refieren a procesos en los cuales, en primer lugar, se tratan las superficies de cobre de las capas intermedias del circuito, antes de la incorporación de las capas intermedias del circuito al montaje del circuito de multicapa, con el fin de proporcionar un revestimiento de superficie de óxido de cobre de promoción de la adhesión. Posteriormente, el óxido de cobre formado de este modo es reducido a cobre metálico usando agentes reductores y condiciones particulares. Como consecuencia de ello, el montaje de multicapa que emplea dichas capas intermedias de circuito no evidencia la formación de anillo rosa alguno ya que el óxido de cobre no se encuentra... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la fabricación de tarjetas de circuito impreso, comprendiendo el proceso las etapas de:

a) poner en contacto una superficie metálica que comprende cobre o aleaciones de cobre con una composición de promoción de la adhesión que comprende un ácido, un oxidante y un inhibidor de corrosión para formar una superficie micro-áspera; b) poner en contacto la superficie micro-áspera con una composición acuosa de pos-inmersión de polímero de amina-formaldehído y

c) unir un material polimérico a la superficie metálica tratada, en el que el material polimérico está seleccionado entre materiales de pre-preg, dieléctricos aptos para formación de imágenes, resinas aptas para formación de imágenes fotográficas, máscaras para soldadura, adhesivos o capas protectoras poliméricas de ataque químico.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el inhibidor de corrosión de la composición de promoción de la adhesión comprende un benzotriazol.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie metálica se pone en contacto con el inhibidor

de corrosión por medio de inmersión. 20

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la composición de pos-inmersión de polímero de formaldehído y amina comprende:

ácido fosfórico;

un agente de ajuste de pH; y una cantidad eficaz de un polímero de producto de reacción de amina-formaldehído, en el que el agente de ajuste de pH es hidróxido de sodio.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende formar el producto de reacción de amina30 formaldehído por medio de:

disolver una amina en la disolución acuosa de formaldehído; añadir un aditivo seleccionado entre el grupo que consiste en trietanolamina, etilenglicol y metanol; añadir un ácido seleccionado entre el grupo que consiste en ácido acético y ácido sulfúrico;

diluir la disolución con agua; y ajustar el pH de la disolución con un agente de ajuste de pH, en el que el agente de ajuste del pH es hidróxido de sodio.

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el producto de reacción de amina-formaldehído se ajusta 40 hasta un valor de pH de 10 a 12.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el pH de la disolución de pos-inmersión se encuentra entre 5 y 14.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el pH de la disolución de pos-inmersión se encuentra entre 11 y 14.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el pH de la disolución de pos-inmersión se encuentra entre 12 y 13. 50

10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 5 ó 6, en el que la amina comprende melamina.