專利名稱：一種聚酰亞胺薄膜表面化學鍍的方法
技術領域：
本發明涉及一種高分子材料表面金屬化的方法，特別是一種聚酰亞胺表面化學鍍的方法。
背景技術：
聚酰亞胺在微電子領域有著廣大的應用前景，這是因為聚酰亞胺材料有著良好的絕緣性和密封性，尤其是它具有低的介電常數，能降低導線之間的電流干擾和能耗。除此之外聚酰亞胺還具有其他的突出性能如熱穩定性高、可耐高溫和極低溫、熱膨脹系數低、具有很好的機械性能、無毒等。聚酰亞胺表面金屬化是聚酰亞胺在微電子應用中非常重要的一門技術。在材料表面金屬化技術中化學鍍技術由于具有廉價性、常溫操作性、并具有良好的均鍍和深鍍能力而受到較廣的應用。但傳統化學鍍技術步驟繁瑣，操作不便且耗時較多，污染較大，圖形化生產困難而限制了其部分應用。隨著集成電路的發展，化學鍍技術正在向微型化、簡單化、圖形化和無污染化方向發展。我們知道激光打印機可打印出任何復雜的圖形，如果將化學鍍技術與激光打印法結合起來可以方便地制造出圖形化的化學鍍層。一般來說，用激光打印法來圖形化沉積銅要設計新的墨水成分，通常墨水中含有昂貴的有機金屬前驅體、載體混合物(通常是能溶解有機金屬前驅體的多種有機溶劑的混合物)、粘結劑、分散劑和附著力促進劑，不但制造困難、價格昂貴而且污染大。Kevin Cheng等人在Macromolecular RapidCommunications雜志上發表了在聚合物表面上先自組裝多層PAH/PAA聚電解質后用裝有Na2PdCl4溶液的墨水打印所需圖形然后進行化學鍍的方法(2005年26卷247-264頁)。該法較用金屬有機前驅體混合物作墨水有了較大進步，但仍需復雜精細的自組裝技術，并且墨水也是高污染、昂貴的鈀鹽溶液。而本方法在聚酰亞胺表面上直接用打印機的墨水來打印圖形并通過簡單的化學處理后來進行圖形化化學鍍銅的方法目前還沒有相關報道。

發明內容
本發明的目的是用激光打印機在聚酰亞胺薄膜表面上打印出圖形作為掩模的方法，然后在聚酰亞胺薄膜表面上通過化學鍍得到圖形化的化學鍍層。
本發明一種聚酰亞胺薄膜表面化學鍍的方法如下
(1)聚酰亞胺薄膜用激光打印機打印圖形在電腦中用圖形軟件畫出所需圖形，再將畫出的圖形進行反相處理，將聚酰亞胺薄膜用膠水粘在打印紙上，將反相的圖形用激光打印機打印在聚酰亞胺薄膜上，取出聚酰亞胺薄膜在反面貼上膠紙或打印上一層黑墨粉，得到帶有打印圖形的聚酰亞胺薄膜；(2)活化處理將帶有打印圖形的聚酰亞胺薄膜浸入0.5～2mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中，浸泡溫度為20～80℃，浸泡時間為1～50分鐘，取出用去離子水清洗，清洗后再浸入1～15g/L的硝酸銀溶液中，浸泡溫度為20～80℃，浸泡時間為5～120分鐘，取出后用去離子水清洗，得到有圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜；(3)去除墨粉將有圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜浸入有機溶劑中用超聲波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜，其中有機溶劑為乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、環己酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺；(4)化學鍍將有圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜投入到化學鍍銅、鍍鎳或鍍銀的鍍液中進行化學鍍，化學鍍的溫度控制在20～60℃，時間為25～45分鐘，鍍完后用清水清洗，得到聚酰亞胺薄膜表面上圖形化的化學鍍層。
本發明所用的聚酰亞胺薄膜中的聚酰亞胺為分子結構中含有酰亞胺環的聚合物。
本發明一種聚酰亞胺薄膜表面化學鍍的方法是采用激光打印機在聚酰亞胺表面打印上所需圖形的反相圖形，然后經過活化處理和去除去除墨粉后再用化學鍍方法鍍上所需圖形的鍍層。本發明方法的特點是實施簡單、污染小、可用電腦畫出任何復雜圖形，鍍層在聚酰亞胺薄膜的附著力通過了國家標準GB 4677.7-84膠帶法的測試，說明鍍層與聚酰亞胺薄膜結合力好，鍍層的選擇性良好，鍍層的分辨率取決于激光打印機的分辨率，在線路板制造、集成電路等電子工業有良好的應用前景。


圖1是實施例1化學鍍銅后鍍出的青蛙圖形的光學放大圖。
圖2是實施例2化學鍍銅后鍍出的花朵圖形的光學放大圖。
圖3是實施例3化學鍍銅后鍍出的英文ABCD圖形的光學放大圖。
具體的實施方式以下的實施例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的范圍。
實施例1(1)聚酰亞胺薄膜用激光打印機打印圖形在電腦中用Illastrator軟件畫出所需青蛙圖形，再將畫出的青蛙圖形進行反相處理，將聚酰亞胺薄膜用膠水粘在打印紙上，將反相的青蛙圖形用激光打印機打印在聚酰亞胺薄膜上，取出聚酰亞胺薄膜后，在薄膜的反面貼上膠紙，得到帶有打印青蛙圖形的聚酰亞胺薄膜；(2)活化處理將帶有打印青蛙圖形的聚酰亞胺薄膜浸入1.5mol/L的氫氧化鉀溶液中，浸泡溫度為70℃，浸泡時間為5分鐘，取出用去離子水清洗，清洗后將薄膜浸入10g/L的硝酸銀溶液中，浸泡溫度為20℃，浸泡時間為30分鐘，取出用去離子水清洗，得到有青蛙圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜；(3)去除墨粉將有青蛙圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜浸入丙酮中用超聲波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有青蛙圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜；(4)化學鍍將有青蛙圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜投入到自制的化學鍍銅的鍍液中進行化學鍍，鍍液的成分是五水硫酸酮10g/L，氫氧化鈉15g/L，甲醛溶液(37.2wt.％)12mL，酒石酸鉀鈉24g。化學鍍的溫度控制在45℃，時間為40分鐘，鍍完后用清水清洗，得到聚酰亞胺薄膜表面上青蛙圖形化的化學鍍層。圖1是實施例1化學鍍銅后鍍出的青蛙圖形的光學放大圖，鍍層線條的寬度有80微米，從圖中可以看出鍍層均勻，鍍層的選擇性非常好。
實施例2(1)聚酰亞胺薄膜用激光打印機打印圖形在電腦中用Illastrator畫出所需花朵圖形，再將畫出的花朵圖形進行反相處理，將聚酰亞胺薄膜用膠水粘在打印紙上，將反相的花朵圖形用激光打印機打印在聚酰亞胺薄膜上，取出聚酰亞胺薄膜后，在薄膜的反面打印上一層黑墨粉，得到帶有打印花朵圖形的聚酰亞胺薄膜；(2)活化處理將帶有打印花朵圖形的聚酰亞胺薄膜浸入1.5mol/L的氫氧化鉀溶液中，浸泡溫度為50℃，浸泡時間為15分鐘，取出用去離子水清洗，清洗后將薄膜浸入6g/L的硝酸銀溶液中，浸泡溫度為30℃，浸泡時間為50分鐘，取出用去離子水清洗，得到有花朵圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜；
(3)去除墨粉將有花朵圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜浸入正丁酮中用超聲波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有花朵圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜；(4)化學鍍將有花朵圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜投入到自制的化學鍍銅的鍍液中進行化學鍍，鍍液的成分是五水硫酸酮10g/L，氫氧化鈉15g/L，甲醛溶液(37.2wt.％)12mL，酒石酸鉀鈉24g。化學鍍的溫度控制在40℃，時間為45分鐘，鍍完后用清水清洗，得到聚酰亞胺薄膜表面上花朵圖形化的化學鍍層。圖2是實施例2化學鍍銅后鍍出的花朵圖形的光學放大圖，所鍍花朵的線條寬度是80微米，鍍層的選擇性也很好。
實施例3(1)聚酰亞胺薄膜用激光打印機打印圖形在電腦中用photoshop軟件畫出所需英文ABCD圖形，再將畫出的英文ABCD圖形進行反相處理，將聚酰亞胺薄膜用膠水粘在打印紙上，將反相的英文ABCD圖形用激光打印機打印在聚酰亞胺薄膜上，取出聚酰亞胺薄膜后，在薄膜的反面貼上膠紙，得到帶有打印英文ABCD圖形的聚酰亞胺薄膜；(2)活化處理將帶有打印英文ABCD圖形的聚酰亞胺薄膜浸入2mol/L的氫氧化鈉溶液中，浸泡溫度為50℃，浸泡時間為8分鐘，取出用去離子水清洗，清洗后將薄膜浸入10g/L的硝酸銀溶液中，浸泡溫度為30℃，浸泡時間為20分鐘，取出用去離子水清洗，得到有英文ABCD圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜；(3)去除墨粉將有英文ABCD圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜浸入環己酮中用超聲波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有英文ABCD圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜；(4)化學鍍將有英文ABCD圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜投入到自制的化學鍍銅的鍍液中進行化學鍍，鍍液的成分是五水硫酸酮10g/L，氫氧化鈉15g/L，甲醛溶液(37.2wt.％)12mL，酒石酸鉀鈉24g。化學鍍的溫度控制在40℃，時間為45分鐘，鍍完后用清水清洗，得到聚酰亞胺薄膜表面上英文ABCD圖形化的化學鍍層。圖3是實施例3化學鍍銅后鍍出的英文ABCD圖形的光學放大圖。所鍍字號為12號字，鍍層非常均勻，選擇性很高。
權利要求
1.一種聚酰亞胺薄膜表面化學鍍的方法，其特征在于其方法如下(1)聚酰亞胺薄膜用激光打印機打印圖形在電腦中用圖形軟件畫出所需圖形，再將畫出的圖形進行反相處理，將聚酰亞胺薄膜用膠水粘在打印紙上，將反相的圖形用激光打印機打印在聚酰亞胺薄膜上，取出聚酰亞胺薄膜在反面貼上膠紙或打印上一層黑墨粉，得到帶有打印圖形的聚酰亞胺薄膜；(2)活化處理將帶有打印圖形的聚酰亞胺薄膜浸入0.5～2mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中，浸泡溫度為20～80℃，浸泡時間為1～50分鐘，取出用去離子水清洗，清洗后再浸入1～15g/L的硝酸銀溶液中，浸泡溫度為20～80℃，浸泡時間為5～120分鐘，取出后用去離子水清洗，得到有圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜；(3)去除墨粉將有圖形化活化種的聚酰亞胺薄膜浸入有機溶劑中用超聲波清洗，直到薄膜表面的墨粉全部除去，得到有圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜，其中有機溶劑為乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、環己酮、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺；(4)化學鍍將有圖形化活化種且無墨粉的聚酰亞胺薄膜投入到化學鍍銅、鍍鎳或鍍銀的鍍液中進行化學鍍，化學鍍的溫度控制在20～60℃，時間為25～45分鐘，鍍完后用清水清洗，得到聚酰亞胺薄膜表面上圖形化的化學鍍層。
全文摘要
本發明公開了一種聚酰亞胺薄膜表面化學鍍的方法。先用電腦畫出所需圖形的反相圖，然后將聚酰亞胺薄膜用激光打印機打印出反相圖形，把打印好圖形的聚酰亞胺薄膜先用強堿處理再用硝酸銀溶液處理來達到活化目的，除去薄膜表面的墨粉后進行化學鍍，得到聚酰亞胺薄膜上圖形化的化學鍍層。本發明實施簡單、污染小、可用電腦制作任何復雜圖形，并且鍍層與底材結合力好，圖形分辨率、選擇性高，在線路板制造、集成電路等電子工業有良好的應用前景。
文檔編號C23C18/20GK1858301SQ200610027410
公開日2006年11月8日 申請日期2006年6月8日 優先權日2006年6月8日
發明者路慶華, 陳東升 申請人:上海交通大學