CN111663122A

CN111663122A - 液晶高分子之金属化方法

Info

Publication number: CN111663122A
Application number: CN201910169946.3A
Authority: CN
Inventors: 黄耀德; 吴昌龙; 郑景宏
Original assignee: C Uyemura and Co Ltd; Taiwan Uyemura Co Ltd
Current assignee: C Uyemura and Co Ltd; Taiwan Uyemura Co Ltd
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2020-09-15

Abstract

本发明系揭露一种液晶高分子之金属化方法，首先，对液晶高分子材料进行硷处理，以清洁与粗化液晶高分子材料之表面。接着，对液晶高分子材料进行活化处理，以利用一活化剂提供金属离子附着于液晶高分子材料之表面，并对此表面进行改质。再来，对液晶高分子材料进行还原处理，以还原金属离子为金属触媒。最后，配合金属触媒之催化活性，以化镀法形成一镍层或一镍合金层，以供一电镀铜层形成于镍层或镍合金层上。本发明不需额外使用物理方式处理液晶高分子材料之表面，而直接以湿制程进行处理，以利用镍提升铜箔之剥离强度。

Description

液晶高分子之金属化方法

技术领域

本发明系关于一种金属化方法，且特别关于一种液晶高分子之金属化方法。

背景技术

液晶高分子(LCP)材料，具有耐酸硷与耐高温之特性，与聚亚酰胺(PI)比较，则有较低的吸水性、介电常数与热膨胀系数，因此液晶高分子薄膜成为主要高速传输用之软板基材之一。传统LCP软板是以铜箔高温压合方式制作，压合温度接近LCP熔融温度，对生产良率不易掌握。

在中国台湾专利I607866中，揭露在液晶高分子基板上进行金属化流程，其中液晶高分子材料需要经过多一道处理，即在表面形成含量0.01％以上C＝O 官能基，然后经过前处理、化镀铜及电镀铜流程完成金属化，制程所需时间较长，成本较高。此外，高分子与金属介面藉由高温环境产生的扩散作用增加两者间的附着力，化镀铜在高温环境下容易氧化形成氧化铜层，随氧化铜层厚度增加则附着力下降，容易有铜箔与基材分离情形，在线路制作流程中造成线路剥离或无法形成线路。在台湾专利I563886中，揭露以树脂中添加触发粒子作为绝缘材料，以雷射方式活化孔内触发粒子，后续才可于孔内上镀金属层，因为需要添加触发粒子，所以此制程同样所需时间较长，成本较高。另一传统方式为溅镀法，先在基材上溅镀一导电层后，再以电镀方式制作铜箔。如图1所示，此溅镀方式，可利用溅镀靶材10在液晶高分子材料12形成导电层，然而在溅射原子多方向及多角度散射的影响下，在液晶高分子材料12 之非水平表面下不易形成均匀且连续的导电层，在微小盲孔14或通孔甚至形成封孔情形。由于液晶高分子材料主要用于软性电路板制作，盲孔或通孔为线路制作之必要结构，主要功能在于双面或双层电路之导通，封孔造成孔内导电层不均匀或无法导电，后续电镀铜将无法上镀。

因此，本发明系在针对上述的困扰，提出一种液晶高分子之金属化方法，以解决习知所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种液晶高分子之金属化方法，其系不需额外使用物理方式处理液晶高分子材料之表面，而直接以湿制程进行处理，以利用具有优秀抗氧化性之化镀镍提升铜箔之剥离强度，提供电镀铜形成所需之厚度，同时缩短制程并降低成本。此外，湿制程的等向特性，可同时在盲孔或通孔等非水平表面形成均匀之导电层。

为达上述目的，本发明提供一种液晶高分子之金属化方法，首先，对液晶高分子材料进行硷处理，以清洁与粗化液晶高分子材料之表面。接着，对液晶高分子材料进行活化处理，以利用一活化剂提供金属离子附着于液晶高分子材料之表面，并对此表面进行改质。再来，对液晶高分子材料进行还原处理，以还原金属离子为金属触媒。最后，配合金属触媒之催化活性，以化镀法形成一镍层或一镍合金层，以供一电镀铜层形成于镍层或镍合金层上。

在本发明之一实施例中，硷处理为将液晶高分子材料浸泡于浓度为 50～500克/升(g/L)之一硷处理剂中1～30分钟，且硷处理剂之温度为摄氏40～80 度。

在本发明之一实施例中，硷处理剂包含氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂与氢氧化钙之至少其中之一者。

在本发明之一实施例中，活化处理为将液晶高分子材料浸泡于活化剂中 1～10分钟，且活化剂之温度为摄氏20～70度，活化剂之浓度为0.01～5克/升 (g/L)。

在本发明之一实施例中，金属离子为钯离子，活化剂包含氯化钯、二氯二氨钯、二氯四氨钯、硫酸钯或二氨亚硝酸钯。

在本发明之一实施例中，还原处理为将液晶高分子材料浸泡于浓度为 2～100克/升(g/L)之一还原剂中1～10分钟，且还原剂之温度为摄氏20～70度。

在本发明之一实施例中，还原剂包含次亚磷酸钠、次磷酸二氢钠、甲醛、硼氢化钠、二甲胺硼烷、联氨、葡萄糖与抗坏血酸之至少其中之一者。

在本发明之一实施例中，化镀法为将液晶高分子材料浸泡于一化镀液中 1～5分钟，且化镀液之温度为摄氏30～70度。

在本发明之一实施例中，化镀液包含0.5～5重量百分比之水溶性镍盐、1～ 10重量百分比之蛰合剂、0.5～5重量百分比之还原剂、0.00001～0.01重量百分比之安定剂、0.005～0.1重量百分比之添加剂、3～10重量百分比之酸硷调整剂与其余重量百分比之水。

在本发明之一实施例中，在形成镍层或镍合金层之步骤后，对镍层或镍合金层进行烘烤处理，以供电镀铜层形成于镍层或镍合金层上。

兹为使贵审查委员对本发明的结构特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后：

附图说明

图1为先前技术之溅镀靶材在液晶高分子材料之非水平表面形成导电层之示意图。

图2为本发明之液晶高分子之金属化方法之流程图。

图3为本发明之液晶高分子材料、镍镀层与电镀铜层之结构剖视图。

附图标号说明：

10 溅镀靶材

12 液晶高分子材料

14 盲孔

16 液晶高分子材料

18 镍层

20 电镀铜层

具体实施方式

本发明之实施例将藉由下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的，于图式与说明书中，相同标号系代表相同或相似构件。于图式中，基于简化与方便标示，形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是，未特别显示于图式中或描述于说明书中之元件，为所属技术领域中具有通常技术者所知之形态。本领域之通常技术者可依据本发明之内容而进行多种之改变与修改。

以下请参阅图2与图3，以介绍本发明之液晶高分子之金属化方法，首先，如步骤S10所示，对液晶高分子材料16进行硷处理，以清洁与粗化液晶高分子材料16之表面，进而增加触媒的吸附量与金属间的附着力。具体而言，硷处理为将液晶高分子材料16浸泡于浓度为50～500克/升(g/L)之一硷处理剂中1～ 30分钟，且硷处理剂之温度为摄氏40～80度。硷处理剂包含氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂与氢氧化钙之至少其中之一者。接着，如步骤S12所示，对液晶高分子材料16进行活化处理，以利用一活化剂提供金属离子附着于液晶高分子材料16之表面，并对此液晶高分子材料16之表面进行改质。具体而言，活化处理为将液晶高分子材料16浸泡于活化剂中1～10分钟，且活化剂之温度为摄氏20～70度，活化剂之浓度为0.01～5克/升(g/L)。金属离子为钯离子，活化剂包含氯化钯、二氯二氨钯、二氯四氨钯、硫酸钯或二氨亚硝酸钯。再来，如步骤S14所示，对液晶高分子材料16进行还原处理，以还原金属离子为金属触媒，即钯金属。具体而言，还原处理为将液晶高分子材料16浸泡于浓度为 2～100克/升(g/L)之一还原剂中1～10分钟，且还原剂之温度为摄氏20～70度。还原剂包含次亚磷酸钠、次磷酸二氢钠、甲醛、硼氢化钠、二甲胺硼烷、联氨、葡萄糖与抗坏血酸之至少其中之一者。步骤S14后，进行步骤S16。

在步骤S16中，配合金属触媒之催化活性，以化镀法形成一镍层18或一镍合金层。在此实施例中，系以镍层18为例。具体而言，化镀法为将液晶高分子材料16浸泡于一化镀液中1～5分钟，且化镀液之温度为摄氏30～70度。化镀液包含0.5～5重量百分比之水溶性镍盐、1～10重量百分比之蛰合剂、0.5～ 5重量百分比之还原剂、0.00001～0.01重量百分比之安定剂、0.005～0.1重量百分比之添加剂、3～10重量百分比之酸硷调整剂与其余重量百分比之水，所有成分比例的总和必须为100重量百分比。水溶性镍盐之浓度为5～50克/升 (g/L)，水溶性镍盐包含硫酸镍、氯化镍与次磷酸镍。蛰合剂之浓度为 10～100g/L，蛰合剂包含苹果酸、琥珀酸、己二酸、乳酸、草酸、葡萄糖酸、柠檬酸等羧酸及其盐类、甘胺酸、丙胺酸、亚胺基二乙酸、精胺酸与谷胺酸等胺基酸。还原剂之浓度为5～50g/L，还原剂包含次磷酸及其盐类、硼化合物与胺硼烷化合物，其中次磷酸之盐类包含次磷酸钠或次磷酸钾，硼化合物包括硼氢化钠或硼氢化钾等之硼氢化合物，胺硼烷化合物包括二甲胺硼烷(DMAB)、三甲胺硼烷或三乙胺硼烷。安定剂之浓度为0.0001～0.1g/L，安定剂包含可溶性铅盐或硫化合物，可溶性铅盐例如乙酸铅，硫化合物例如硫脲或硫代乙醇酸。添加剂之浓度为0.05～1g/L，添加剂包含通常使用之润湿剂或光泽剂。化镀液之pH值以6～10为佳，酸硷调整剂包含氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸与盐酸。最后，如步骤S18所示，对镍层18或镍合金层进行烘烤处理，以供一电镀铜层20形成于镍层18或镍合金层上。具体而言，烘烤温度200℃ ～300℃，时间为10～60分钟。经由烘烤处理，镍层18以扩散方式与液晶高分子材料16聚合形成较强的键结，进而提升附着力。随着烘烤温度提升或时间的增加，得到较高的剥离强度。本案不需额外使用物理方式处理液晶高分子材料16之表面，例如形成官能基或添加触发粒子，而直接以湿制程之化镀法进行处理，以利用具有优秀抗氧化性之化镀镍提升铜箔之剥离强度，提供电镀铜形成所需之厚度，同时缩短制程并降低成本。此外，湿制程的等向特性，若将液晶高分子材料16作用软性电路板之材质时，可同时在软性电路板之盲孔或通孔等非水平表面形成均匀之导电层，与溅镀法不易形成均匀之导电层有所不同。

上述步骤S18亦可省略，同样不需额外使用物理方式处理液晶高分子材料之表面，而直接以湿制程进行处理，以利用具有优秀抗氧化性之化镀镍提升铜箔之剥离强度，提供电镀铜形成所需之厚度，同时缩短制程并降低成本。

以液晶高分子薄膜进行实验，经过以温度80℃，时间5分钟进行硷处理、以活化剂、温度50℃与时间3分钟进行活化处理，以还原剂、温度25℃与时间 3分钟进行还原处理，接着进行以温度45℃，时间3分钟进行化学镀镍及电镀铜处理，电镀铜之厚度为18微米(μm)。经烘干后，进行烘烤制程。以10公厘 (mm)宽的铜面进行测试，剥离强度可以达到951克/平方公分(g/cm²)。依 IPC TM-650测试方法进行漂锡6次处理后，剥离强度可以达到894g/cm²。

以含孔径100μm之盲孔之液晶高分子铜箔基板进行实验，经过以温度 80℃，时间5分钟进行硷处理，以活化剂、温度50℃与时间3分钟进行活化处理，以还原剂、温度25℃与时间3分钟进行还原处理，接着以温度45℃，时间 3分钟进行化学镀镍及电镀铜处理，电镀铜之厚度为厚度6μm。烘干后，观察孔内及孔壁可完全上镀，形成连续之导电层。

综上所述，本发明能提升铜箔之剥离强度，提供电镀铜形成所需之厚度，同时缩短制程并降低成本。

以上所述者，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施之范围，故举凡依本发明申请专利范围所述之形状、构造、特征及精神所为之均等变化与修饰，均应包括于本发明之申请专利范围内。

Claims

1.一种液晶高分子之金属化方法，包含：

对液晶高分子材料进行硷处理，以清洁与粗化该液晶高分子材料之表面；

对该液晶高分子材料进行活化处理，以利用一活化剂提供金属离子附着于该液晶高分子材料之该表面，并对该表面进行改质；

对该液晶高分子材料进行还原处理，以还原该金属离子为金属触媒；以及

配合该金属触媒之催化活性，以化镀法形成一镍层或一镍合金层，以供一电镀铜层形成于该镍层或该镍合金层上。

2.如权利要求1所述之液晶高分子之金属化方法，其中该硷处理为将该液晶高分子材料浸泡于浓度为50～500克/升(g/L)之一硷处理剂中1～30分钟，且该硷处理剂之温度为摄氏40～80度。

3.如权利要求2所述之液晶高分子之金属化方法，其中该硷处理剂包含氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂与氢氧化钙之至少其中之一者。

4.如权利要求1所述之液晶高分子之金属化方法，其中该活化处理为将该液晶高分子材料浸泡于该活化剂中1～10分钟，且该活化剂之温度为摄氏20～70度，该活化剂之浓度为0.01～5克/升(g/L)。

5.如权利要求4所述之液晶高分子之金属化方法，其中该金属离子为钯离子，该活化剂包含氯化钯、二氯二氨钯、二氯四氨钯、硫酸钯或二氨亚硝酸钯。

6.如权利要求1所述之液晶高分子之金属化方法，其中该还原处理为将该液晶高分子材料浸泡于浓度为2～100克/升(g/L)之一还原剂中1～10分钟，且该还原剂之温度为摄氏20～70度。

7.如权利要求6所述之液晶高分子之金属化方法，其中该还原剂包含次亚磷酸钠、次磷酸二氢钠、甲醛、硼氢化钠、二甲胺硼烷、联氨、葡萄糖与抗坏血酸之至少其中之一者。

8.如权利要求1所述之液晶高分子之金属化方法，其中该化镀法为将该液晶高分子材料浸泡于一化镀液中1～5分钟，且该化镀液之温度为摄氏30～70度。

9.如权利要求8所述之液晶高分子之金属化方法，其中该化镀液包含0.5～5重量百分比之水溶性镍盐、1～10重量百分比之蛰合剂、0.5～5重量百分比之还原剂、0.00001～0.01重量百分比之安定剂、0.005～0.1重量百分比之添加剂、3～10重量百分比之酸硷调整剂与其余重量百分比之水。

10.如权利要求1所述之液晶高分子之金属化方法，其中在形成该镍层或该镍合金层之步骤后，对该镍层或该镍合金层进行烘烤处理，以供该电镀铜层形成于该镍层或该镍合金层上。