DE69733530T3

DE69733530T3 - Flexibler verbundstoff ohne klebstoff und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE69733530T3
Application number: DE69733530T
Authority: DE
Inventors: Nicholas BERGKESSEL; Tad Bergstresser; Shiuh-Kao Chiang; Mary PROKOP; David Russell
Original assignee: Nikko Materials USA Inc
Current assignee: Gould Electronics Inc
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2017-04-15
Also published as: EP0840676A1; KR19990022707A; KR100326342B1; US6171714B1; EP0840676A4; JP2000508265A; EP0840676B2; EP0840676B1; JP3173511B2; CN1124203C; CN1189125A; WO1997038851A1; DE69733530D1; DE69733530T2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft klebstofffreie flexible Schichtstoffe und ein Verfahren zur Herstellung der vorgenannten klebstofffreien flexiblen Schichtstoffe.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Flexible Schichtstoffe werden auf dem Gebiet der Elektronik als Grundmaterialien zur Erzeugung einer großen Vielzahl flexibler Produkte zum Zusammenschalten verwendet, wie beispielsweise flexible Leiterplatten und biegestarre Leiterplatten. Flexible Leiterplatten und biegestarre Leiterplatten werden in Notebook-Computern, Druckern und Festplattenlaufwerken verwendet sowie für zahlreiche medizinische Vorrichtungen und Handelsartikel. Flexible Schichtstoffe werden auch bei bestimmten hoch entwickelten Anwendungen eingesetzt, wie beispielsweise bei Chip-on-flex-Leiterplatten und Feinleitungsleiterplatten. In dem Maße wie sich die Elektronikindustrie auf immer dünnere, leichtere, flexible und höher funktionelle Produkte zubewegt, nimmt die Nachfrage nach flexiblen Schichtstoffen weiterhin zu.
Flexible Schichtstoffe auf Klebstoffbasis sind für viele der vorgenannten Anwendungen eingesetzt worden. Nachteile in Verbindung mit der Verwendung einer Klebstoffschicht in dem Schichtstoff haben derartige Schichtstoffe jedoch davon abgehalten, bei vielen fortgeschrittenen Anwendungen von flexiblen Hochleistungsleiterplatten akzeptiert zu werden. Im Verlaufe der Jahre sind Versuche unternommen worden, die Klebstoffschicht zu eliminieren und sie durch ein klebstofffreies Produkt zu ersetzen. Diese schließen die folgenden Vorgehensweisen ein: (1) auf Kupferfolie gegossenes Polyimid, (2) Hochtemperaturlaminierung von Kupferfolie mit einem Polyimid-Substrat und einem Polyimid-Klebstoff und (3) direkte Metallisierung auf eine Polyimidfolie, gefolgt von einem Elektroplattieren.
Die direkte Metallisierung ist bei diesen Vorgehensweisen aufgrund der Möglichkeit des Metallisieren und Elektroplattierens auf beiden Seiten und des Vorteils der Durchlaufverarbeitung besonders vielversprechend gewesen. Allerdings waren die Funktionsmerkmale von Schichtstoffen, die mit Hilfe dieser Technik erzeugt wurden, nicht immer ganz akzeptabel. Beispielsweise fehlte diesen Schichtstoffen in der Regel eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften: (1) gute Anfangshaftung, (2) gute Haftung nach thermischer oder chemischer Exponierung, (3) eine ätzbare Ankerschichtlage, (4) gute Formstabilität und/oder (5) gleichförmige Haftung. Daher besteht eine Nachfrage nach verbesserten klebstofffreien flexiblen Schichtstoffen.
Die US-P-4 863 808 offenbart einen Schichtstoff, in den eine Polyimidfolie, eine auf das Polyimid aufgedampfte metallische Chromschicht und eine elektrochemisch auf der Chromschicht abgeschiedene Kupferschicht.
Die US-P-5 112 462 offenbart eine schichtweise aufgebaute Folienstruktur mit einer an einer Folienlage fest verankerten Metallschicht. Der Schichtstoff enthält eine Metalloxid-Haftstruktur zwischen der Folienlage und Metallschicht, die regellos verteilte Bereiche von Metalloxid aufweist. Nach Angabe dieser Fundstelle können diese Schichtstoffe in der Herstellung flexibler Leiterplatten verwendet werden.
Die US-P-5 484 517 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen eines Multi-Element-Thermo-Dünnschichtsensors auf einem Polyimidfolie. Der Sensor wird erzeugt, indem zuerst die eine Seite des Polyimids unter Anwendung des Ultraschallreinigens in einer heißen Lösung (d. h. bei mindestens 180°F) von deionisiertem Wasser und biozersetzbarem Reinigungsmittel gereinigt wird. Anschließend wird die Oberfläche unter einem kontinuierlichen Vakuum simultan mit Hilfe eines Ionenbeschusses unter Verwendung eines Ionenstrahlsystems gereinigt, während Nickel durch Aufdampfen abgeschieden wird. Die Ionenstrahlreinigung wird unterbrochen und anschließend bis zu einer Anfangsdicke von 1.000 Angström durch Aufdampfen ohne Unterbrechung des Vakuums Kupfer abgeschieden. Sodann wird das Vakuum entfernt und durch Plattieren Kupfer bis zur endgültigen Dicke abgeschieden. Sodann werden die Sensormuster in den Nickel- und Kupfer-Lagen unter Anwendung der konventionellen Methoden der Photolithographie und des Ätzens festgelegt.
Die US-P-5 484 517 offenbart ein Verfahren zum Erzeugen eines Multi-Elementsensors auf einer Polyimidfolie. Die eine Seite der Polyimidfolie wird durch Beschuss mit Argon-Ionen gereinigt und, während der Ionenbeschuss fortgesetzt wird, danach Nickel auf der gereinigten Oberfläche der Polyimidfolie abgeschieden. Anschließend wird eine Kupfer-Impfschichtlage über der Nickelschicht abgeschieden. Das Verfahren wird unter Vakuumbedingungen ausgeführt, um die Bildung einer Schicht von Nickeloxid zu verhindern, bevor die Schicht der Kupfer-Impfschichtlage abgeschieden ist.
Die US-P-4 337 279 offenbart ein Verfahren zum Beschichten einer Polymerfolie mit einer metallischen Schicht. Die Polymerfolie wird mit einem Gasplasma behandelt, bevor die metallische Schicht über der Polymerfolie abgeschieden wird.
Die EP-A-0 679 706 offenbart eine im Vakuum metallisierte Polyimidfolie. Es wird eine Polymerfolie verwendet, die spezielle Hydrocarbylzinn-Verbindungen enthält, da festgestellt worden ist, dass dadurch zwischen der metallischen Schicht und der Polymerfolie eine größere Haftung gewährt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten klebstofffreien flexiblen Schichtstoff, der aufweist: eine Polymerfolie mit einer Oberfläche, die mit einem Plasma behandelt ist, das aus einer nichtmetallisierenden Kathode erzeugten ionisierten Sauerstoff aufweist, wobei die Kathode eine Kohlenstoffkathode ist; eine Nickel-Ankerschichtlage, die Nickel oder eine Nickellegierung aufweist, die an der plasmabehandelten Oberfläche adhäriert ist; und eine Kupfer-Impfschichtiage, die an der Nickel-Ankerschichtlage adhäriert ist. In einer der Ausführungsformen wird eine andere Lage aus Kupfer an der Kupfer-Impfschichtlage adhäriert. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen des vorgenannten klebstofffreien flexiblen Schichtstoffes, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (A) Kontaktieren mindestens einer Seite einer Polymerfolie mit einem Plasma, welches ionisierten Sauerstoff aufweist, indem eine nichtmetallisierende Kathode verwendet wird, um eine mit Plasma behandelte Oberfläche zu schaffen, wobei die Kathode eine Kohlenstoffkathode ist; (B) Abscheiden einer Ankerschichtlage aus Nickel oder Nickellegierung auf der mit Plasma behandelten Oberfläche und (C) Abscheiden einer Impfschichtlage aus Kupfer auf der Nickel-Ankerschichtlage. In das Verfahren ebenfalls einbezogen ist der wahlweise Schritt (D) des Abscheiden einer anderen Lage aus Kupfer auf der Kupfer-Impfschicht von Schritt (C).
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine schematische Darstellung einer der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Verfahren ein kontinuierlicher Prozess unter Verwendung separater Behandlungskammern für jeden der erfindungsgemäßen Schritte (A), (B) und (C) ist;
2 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Verfahren ein diskontinuierlicher Prozess unter Verwendung einer einzigen Vakuumkammer bis zur Ausführung der erfindungsgemäßen Schritte (A), (B) und (C) ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der erfindungsgemäße klebstofffreie, flexible Schichtstoff umfasst eine dünne flexible Polymerfolie. Die Polymerfolie weist mindestens ein warmhärtendes Harz auf, ein thermoplastisches Harz, Polyesterharz, Polyimidharz, Kondensationspolymer oder eine Mischung von zwei oder mehreren davon. Die Folie hat eine Stärke im Bereich von bis zu etwa 5 mil (1 mil = 0,0254 mm) und beträgt in einer der Ausführungsformen etwa 0,5 bis etwa 5 mil und in einer der Ausführungsformen etwa 0,5 bis etwa 3 mil und in einer der Ausführungsformen etwa 0,5 mil und in einer der Ausführungsformen etwa 0,8 mil und in einer der Ausführungsformen etwa 1 mil und in einer der Ausführungsformen etwa 2 mil. Die Folie kann mit oder ohne Füllstoffen, Glasgewebe, Glasvlies und/oder anderen Faserstoffen hergestellt sein. Die Polymerfolie kann eine einlagige Folie oder eine mehrlagige Folie sein.
Die warmhärtenden Harze, die zur Erzeugung der Polymerfolie zur Anwendung gelangen können, schließen ein: Phenolharze, Phenol-Aldehydharze, Furanharze, Aminoplastharze, Alkydharze, Allylharze, Epoxyharze, Epoxy-Prepregs, Polyurethanharze, warmhärtende Polyesterharze, Polyimid-bis-maleinimidharze, Polymaleinimid-Epoxyharze, Polymaleinimid-Isocyanatharze, Siliconharze, Cyanatharze, Cyanat-Epoxyharze, Cyanat-Polymaleinimidharze, Cyanat-Epoxy-Polymaleinimidharze und dergleichen.
Die thermoplastischen Harze schließen ein: Poly-α–olefine, Polyethylen, Polypropylen, Poly-4-methyl-penten-1, Ethylen/Vinyl-Copolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Acrylsäure-Copolymere, Ethylen/Methacrylat-Copolymere, Ethylmethylacrylat-Copolymere, usw.; thermoplastische Propylen-Polymere, wie beispielsweise Polypropylen, Ethylen/Propylen-Copolymere, usw.; Vinylchlorid-Polymere und -Copolymere; Vinylidenchlorid-Polymere und -Copolymere; Polyvinylalkohole; acrylische Polymere, die hergestellt werden aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylacrylat, Methacrylat, Acrylamid und dergleichen; Fluorkohlenstoffharze, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und fluorierte Ethylen/Propylenharze; Styrolharze, wie beispielsweise Polystyrol, α-Methylstyrol, hoch schlagfestes Polystyrol, Acrylnitrilbutadien-Styrol-Polymere und dergleichen.
Die Polyesterharze schließen solche ein, die hergestellt werden aus zweibasischen, aliphatischen und aromatischen Carbonsäuren und Diolen oder Triolen. Diese schließen Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polybutylenterephthalat und dergleichen ein. Die Polycarbonate, bei denen es sich um langkettige unverzweigte Polyester handelt, die von Carbonsäuren (z. B. Phosgen) und zweiwertigen Phenolen (z. B. Bisphenol A) abgeleitet sind, können zur Anwendung gelangen.
Besonders verwendbar sind die Polyimidharze. Diese können hergestellt werden durch eine Reaktion, bei der ein Kontaktieren eines vierbasischen Säuredianhydrids mit einem aromatischen Diamin beteiligt ist, wobei eine erste Polyamidsäure erhalten wird, die dann weiter durch Erhitzen oder mit Hilfe eines Katalysators zu einem hoch molekularen unverzweigten Polyimid umgewandelt wird.
Die Kondensationspolymere, die verwendbar sind, schließen die Polyamide ein, Polyetherimide, Polysulfone, Polyethersulfone, Polybenzazole, aromatische Polysulfone, Polyphenylenoxide, Polyetheretherketone und dergleichen.
Die Folienmaterialien, die besonders verwendbar sind sind Materialien aus Polyesterfolie, wie beispielsweise Polyethylenterephthalate und Polybutylenterephthalate sowie die Polyimide. Diese Folienmaterialien werden von DuPont Allied-Apical, Teijin, Kanega-Fuchi und Ube Industries unter dem Warenzeichen Mylar^®, Kapton, Apical^® und Upilex^® vertrieben.
Die Polymerfolie verfügt über mindestens eine Seite, die einer Plasmabehandlung unterzogen wurde. Das zur Behandlung der Folienoberfläche verwendete Plasma besteht aus ionisiertem Sauerstoff, der unter Verwendung einer nicht metallisierenden Kathode erzeugt wird. Das Plasma wird auf die Folienoberfläche für eine wirksame Zeitdauer und in einem ausreichenden Intensitätsmaß angewendet, um die Oberfläche chemisch zu modifizieren, Oberflächenverunreinigungen zu entfernen und/oder die Oberflächenrauhigkeit zu erhöhen.
Die mit Plasma behandelte Oberfläche verfügt über eine darauf adhärierte Nickel-Ankerschicht. Die Nickel-Ankerschichtlage weist Nickel oder eine Legierung auf Nickelbasis auf. Das Legierungsmetall wird ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: Cu, Cr, Fe, V, Ti, Al, Si, Pd, Ta, W, Zn, In, Sn, Mn, Co und Mischungen von zwei oder mehreren davon. Bevorzugte Legierungsmetalle schließen Cu, Cr, V, Ti und Cr ein. Die Nickel-Ankerschichtlage hat eine Dicke im Bereich von etwa 30 bis etwa 500 Angström und in einer der Ausführungsformen eine Dicke von etwa 50 bis etwa 300 Angström. In einer der Ausführungsformen ist die Nickel-Ankerschichtlage eine zusammenhängende Lage.
Die Nickel-Ankerschichtlage verfügt über eine an ihr adhärierte Kupfer-Impfschichtlage. Die Kupfer-Impfschichtlage hat eine Dicke von etwa 200 bis etwa 20.000 Angström und in einer der Ausführungsformen von etwa 1.200 bis etwa 5.000 Angström und in einer der Ausführungsformen etwa 1.200 bis etwa 3.000 Angström und in einer der Ausführungsformen etwa 1.500 bis etwa 2.500 Angström.
Eine wahlweise Lage aus Kupfer kann an der Kupfer-Impfschichtlage adhäriert sein. Die Dicke dieser wahlweisen Kupferlage kann bis zu etwa 70 μm betragen und liegt in einer der Ausführungsformen im Bereich von etwa 2 bis etwa 60 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 5 bis etwa 40 μm. In einer der Ausführungsformen hat diese Kupferlage eine Dicke von etwa 5 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 10 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 15 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 18 μm und in einer der Ausführungsformen beträgt die Dicke etwa 35 μm.
Die erfindungsgemäßen strukturellen Lagen des Schichtstoffes, die die mit Plasma behandelte Oberfläche aufweisen, die Nickel-Ankerschichtlage, die Kupfer-Impfschichtlage und die wahlweise zusätzliche Kupferlage, können an der einen Seite der Polymerfolie oder an beiden Seiten der Folie adhäriert sein. Sofern lediglich die eine Seite der Polymerfolie gemäß der Erfindung behandelt wird, kann die andere Seite unbehandelt bleiben oder kann eine Klebstoffschicht und/oder eine Lage aus Metallfolie daran adhäriert aufweisen. Beispiele für die Klebstoffe, die zur Anwendung gelangen können, schließen Epoxide, Polyimide und Acrylharze ein. Diese können allein oder in Verbindung mit Phenolharzen oder Polyvinylbutylharzen verwendet werden. Beispiele für die Metallfolien, die zur Anwendung gelangen können, schließen Kupferfolie ein Die Klebstoffschicht und/oder Metallfolie können an der Polymerfolie unter Anwendung konventioneller Methoden adhäriert werden. Beispielsweise kann die Metallfolie an der Polymerfolie unter Verwendung eines Klebstoffes adhäriert werden. Die Klebstoffschicht und/oder Metallfolie können an der Polymerfolie anschließend an dem Verkleben der strukturellen Lagen des erfindungsgemäßen Schichtstoffes adhäriert werden.
Die Schritte (A), (B) und (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens können in kontinuierlicher Form unter Anwendung einer einzigen Kammer ausgeführt werden, die in Sektionen unterteilt ist, die bei Drücken betrieben werden, die für den jeweiligen Schritt optimiert sind. Die Verfahrensschritte können auch in kontinuierlicher Form unter Anwendung separater Kammern für jeden Verfahrensschritt (A), (B) und (C) ausgeführt werden. Die Verfahrensschritte (A), (B) und (C) können auch in einer schrittweisen kontinuierlichen Form unter Anwendung einer einzigen Kammer und mehrfacher Durchgänge durch die Kammer ausgeführt werden, um für die jeweiligen Verarbeitungsschritte zu sorgen. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Vakuum zwischen jedem der Verfahrensschritte unterbrochen werden kann.
Das Plasma, das während des Schrittes (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behandlung der Polymerfolie angewendet wird, wird unter Anwendung einer nicht metallisierenden Kathode erzeugt. Der Begriff ”nichtmetallisierende Kathode” bezieht sich auf Kathoden, die keine wesentlichen Mengen an Metall oder Metalloxid auf der Oberfläche der Polymerfolie während des Schrittes (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens abscheiden. Der Begriff ”wesentliche Mengen” bezieht sich auf Mengen von nicht mehr als etwa 0,1 Gew.%, die mit Hilfe der Photoelektronenspektroskopie mit Röntgenstrahlanregung gemessen werden. Die nicht metallisierende Kathode ist eine Kohlenstoffkathode. Es kann Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet werden, wobei Gleichstrom bevorzugt ist. Das Plasmagas kann Sauerstoff, Luft oder gasförmige Mischungen sein, die Sauerstoff mit einer Konzentration bis zu etwa 100% und in einer der Ausführungsformen etwa 15% bis etwa 100% enthalten sowie ein oder mehrere zweite Gase (z. B. N₂, Ar, Kr, NH₃, N₂O, CF₄, CO₂ oder ein oder mehrere Edelgase). In einer der Ausführungsformen ist das Plasmagas Sauerstoff oder Luft. Der Druck in der Plasmakammer liegt im typischen Fall im Bereich von etwa 10 bis etwa 500 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 20 mTorr bis etwa 200 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 30 mTorr bis etwa 150 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 40 bis etwa 100 mTorr. Die Entladungsenergiedichte liegt im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 8 W/cm² und in einer Ausführungsformen etwa 0,17 bis etwa 6,2 W/cm² und in einer der Ausführungsformen etwa 0,34 bis etwa 2,41 W/cm². Der Eintrag der Gesamtenergie in die Oberfläche liegt im Bereich von etwa 0,02 bis etwa 150 J/cm² und in einer der Ausführungsformen etwa 0,05 bis etwa 113 J/cm² und in einer der Ausführungsformen etwa 0,4 bis etwa 11,3 J/cm². Die Polymerfolie kann einem oder mehr als einem Plasmabehandlungsschritten während des erfindungsgemäßen Verfahrens unterworfen werden.
Die Abscheidungsschritte (B) und (C) können unter Anwendung jeder beliebigen Methode der Bedampfung ausgeführt werden, die in der Fachwelt bekannt sind, wobei diese Methoden einschließen: physikalisches Beschichten aus der Gasphase (PVD), worin das Sputtern, die thermische Verdampfung, Elektronenstrahlbedampfung, induktives Abscheiden, Abscheidung mit Widerstandsheizung, Ionenplattierung, Verdampfen mit Plasmaanregung, reaktives Verdampfen oder aktiviertes reaktives Verdampfen sowie chemische Gasphasenabscheidung (CVD). Die physikalische Gasphasenabscheidung ist in der Literatur auch als Vakuummetallisierung oder Verdampfungsbeschichten bezeichnet worden. In den Abscheidungsprozeduren der thermischen Verdampfung wird das abzuscheidende metallische Material in einem Hochvakuum erhitzt (z. B. bei einem Ausgangsdruck von weniger als etwa 1 mTorr und in einer der Ausführungsformen einem Ausgangsdruck von etwa 0,001 mTorr), wonach das metallische Material verdampft wird oder sublimiert und sich zu dem Substrat bewegt. Die physikalische Gasphasenabscheidung umfasst im Wesentlichen die Übertragung des abzuscheidenden Materials mit Hilfe physikalischer Methoden allein im Gegensatz zu der chemischen Gasphasenabscheidung, bei der die Materialübertragung mit Hilfe chemischer Reaktionen bewirkt wird, die durch Temperatur oder Konzentrationsgradienten zwischen dem abzuscheidenden Material und der umgebenden Gasatmosphäre induziert werden. Die Prinzipien der Gasphasenabscheidung und der anwendbaren Prozeduren in der Gasphasenabscheidung der verschiedenen Materialien, in die Metalle einbezogen sind, wurden beschrieben in ”Vapor Deposition”, herausgegeben von. C. F. Powell et al., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1966, die hiermit als Fundstelle für ihre Beschreibung von PVD-Prozessen einbezogen ist.
Die chemische Gasphasenabscheidung erfolgt in der Regel durch Verdampfen eines Metallhalogenids und Zersetzen oder chemisches Umsetzen der Dämpfe an der Substratoberfläche, um das nichtflüchtige Metall auf der Oberfläche des Substrats als eine Beschichtung zu liefern. Die chemischen Reaktionen der Gasphasenabscheidung können durch thermische Zersetzung oder Pyrolyse, Wasserstoffreduktion, Reduktion mit Metalldämpfen, Reaktion mit dem Substrat, chemischen Transportreaktionen, usw. bewirkt werden. Diese Prozeduren wurden detailliert beschrieben im Kapitel 9 von ”Vapor Deposition”, C. F. Powell, J. H. Oxley und J. M. Blocker, Jr., Herausg., J. Wiley & Sons, Inc., New York, 1966, wobei dieses Kapitel für die Beschreibung der CVD-Prozesse als Fundstelle hierin einbezogen ist.
Das Sputtern ist eine für beide Schritte (B) und (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbare Methode der Gasphasenabscheidung. Diese Methode umfasst das Phänomen eines Materialtransports, das durch energiereiche Ionen hervorgerufen wird, die auf ein Kathodentarget auftreffen und bewirken, dass das Material, das das Kathodentarget aufbaut, durch einen Impulsübertragungsmechanismus in den Dampfzustand überführt und anschließend auf eine andere Oberfläche übertragen wird. Das zu beschichtende Substrat wird an einer Kathode anliegend angeordnet. Das Kathodentarget wird aus der Substanz hergestellt, welche die Beschichtung bildet. Damit wird während des Schrittes (B) das Kathodentarget aus Nickel oder einer Nickellegierung erzeugt, wobei das zu beschichtende Substrat die mit Plasma behandelte Folie ist. Bei dem Schritt (C) wird das Kathodentarget aus Kupfer hergestellt und das zu beschichtende Substrat ist die nickelbeschichtete, plasmabehandelte Folie. An die Kathode wird eine hohe negative Spannung angelegt und die Kathode in eine inerte Gasatmosphäre bei geringem Druck gegeben. Unter dem Einfluss der hohen Spannung werden die Ionen der Atmosphäre in Richtung auf die Oberfläche des Kathodentargets beschleunigt, wobei der Impuls der Tonen auf die Atome auf der Oberfläche des Kathodentargets übertragen wird, die Atome aus der Oberfläche des Kathodentargets ausgestoßen werden und bewirkt wird, dass sie untereinander in Kontakt gelangen und an dem angrenzenden Substrat adhärieren. Die inerten Gase, die für beide Schritte (B) und (C) verwendbar sind, schließen Helium ein, Neon, Argon, Krypton, Xenon und dergleichen.
Bei dem Schritt (B) ist das abzuscheidende Metall Ni oder eine Legierung auf Ni-Basis. Verwendbare Legierungsmetalle schließen ein: Cu, Cr, Fe, V, Ti, Al, Si, Pd, Ta, W, Zn, In, Sn, Mn, Co und Kombinationen von zwei oder mehreren davon. Bevorzugte Legierungsmetalle schließen Cu, Fe, Cr und V ein. Kommerziell verfügbare Ni-Legierungen, die besonders nützlich sind, schließen ein: Monel (etwa 67% Ni, 30% Cu), Inconel (etwa 76% Ni, 16% Cr, 8% Fe), Nickel ”A” (etwa 99,4% Ni + Co), Nickel ”D” (etwa 95% Ni, 4,5% Mn), Duranickel (etwa 94% Ni, 4,5% Al), ”Cast-Nickel” (etwa 97% Ni, 1,5% Si), ”K” Monel (etwa 66% Ni, 29% Cu, 3% Al), Monel (gegossen) (etwa 63% Ni, 30% Cu, 1,5% Si), ”H” Monel (gegossen) (etwa 63% Ni, 30% Cu, 3% Si), ”S” Monel (gegossen) (etwa 63% Ni, 30% Cu, 4% Si), Inconel (gegossen) (etwa 72% Ni, 16% Cr, 8% Fe, 2% Si), Ni-o-nel (etwa 42% Ni, 30% Fe, 22% Cr, 3% Mo, 2% Cu, 1% Ti), Hastelloy Alloy B (etwa 62% Ni, 28% Mo, 5% Fe), Hastelloy Alloy C (etwa 54% Ni, 17% Ma, 15% Cr, 5% Fe, 4% W), Hastelloy Alloy D (etwa 85% Ni, 10% Si, 3% Cu), Hastelloy Alloy F (etwa 47% Ni, 22% Cr, 7% Mo, 17% Fe), Hastelloy Alloy N (etwa 70% Ni, 17% Mo, 7% Cr, 5% Fe), Hastelloy Alloy W (etwa 62% Ni, 24,5% Mo, 5% Cr, 5,5% Fe), Hastelloy Alloy X (etwa 47% Ni, 22% Cr, 9% Mo, 18% Fe), Illium B (etwa 50% Ni, 28% Cr, 8,5% Mo, 5,5% Cu), Illium G (etwa 56% Ni, 22,5% Cr, 6,5% Mo, 6,5% Cu), Illium R (etwa 68% Ni, 21% Cr, 5% Mo, 3% Cu), Iilium 98 (etwa 55% Ni, 28% Cr, 8,5% Mo, 5,5% Cu), (etwa 80% Ni, 20% Cr), (etwa 60% Ni, 24% Fe, 16% Cr), (etwa 35% Ni, 45% Fe, 20% Cr), (etwa 45% Ni, 55% Cu) und dergleichen. Der Druck liegt im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 15 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 2,5 bis etwa 10 mTorr. Die Dicke der Ankerschicht, die während des Schrittes (B) abgeschieden wird, beträgt etwa 30 bis etwa 500 Angström und in einer der Ausführungsformen etwa 50 bis etwa 300 Angström.
Bei dem Schritt (C) handelt es sich bei dem abzuscheidenden Metall um Kupfer. Der Druck liegt im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 15 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 2,5 bis etwa 10 mTorr. Die Dicke der Kupfer-Impfschichtlage, die während des Schrittes (C) abgeschieden wird, beträgt etwa 200 bis etwa 20.000 Angström und in einer der Ausführungsformen etwa 1.200 bis etwa 5.000 Angström und in einer der Ausführungsformen etwa 1.200 bis etwa 3.000 Angström und in einer der Ausführungsformen etwa 1.500 bis etwa 2.500 Angström.
Der nach den Schritten (A), (B) und (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Schichtstoff ist ein von sich aus verwendbares Produkt und ist aber auch besonders geeignet zur Behandlung nach dem Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Schritt (D) umfasst die nachfolgende Abscheidung einer anderen Lage Kupfer über der in Schritt (C) abgeschiedenen Kupferlage als Impfschicht. Die während des Schrittes (D) abgeschiedene Kupferlage kann mit Hilfe einer Vielzahl bekannter Methoden erzeugt werden, einschließlich Elektroplattieren, stromloses Plattieren und Abscheidung aus der Gasphase. Die während des Schrittes (D) abgeschiedene Kupferlage bat im typischen Fall eine Dicke im Bereich bis zu etwa 70 μm und in einer der Ausführungsformen im Bereich von etwa 2 bis etwa 60 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 5 bis etwa 40 μm. In einer der Ausführungsformen hat diese Kupferlage eine Dicke von etwa 5 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 10 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 15 μm und in einer der Ausführungsformen etwa 18 μm und in einer der Ausführungsformen eine Dicke von etwa 35 μm.
Das Elektroplattieren ist die elektrochemische Abscheidung einer metallischen Beschichtung auf einer Elektrodenoberfläche unter Erzeugung eines Niederschlags aus Metall. Die zu behandelnde Elektrodenoberfläche wird in einem Bad oder einer Lösung zum Elektroplattieren als Kathode geschaltet. Derartige Bäder sind typischerweise wässrige Lösungen, aus denen Metall mit Hilfe des Durchflusses eines elektrischen Stroms durch eine Lösung des Metallsalzes reduziert wird. Bei der Ausführung des Elektroplattierens von Metall auf einer leitfähigen Elektrode werden die Elektrode oder das Substrat oftmals gereinigt, gespült, in Säure getaucht oder einer anderen Vorbehandlung oder Substratvorbehandlung unterworfen. Bei der Ausführung eines Elektroplattierungsprozesses wird das Substrat in eine Lösung getaucht und der benötigte elektrische Strom im typischen Fall von metallischen Anoden zu der Substrat-Kathode geschickt. Die Lösungen werden oftmals bewegt und die Temperatur, der elektrische Strom, die Metallkonzentration und andere Variablen unter Anwendung gut bekannter Prinzipien exakt kontrolliert.
Die Kupferlagen lassen sich auch unter Anwendung des stromlosen Plattierens erzeugen, bei dem es sich um eine geregelte autokatalytische Abscheidung eines kontinuierlichen Films durch die Wechselwirkung zwischen einem Metall und einem chemischen Reduktionsmittel in einer Lösung des Metallsalzes handelt. Das stromlose Abscheiden kann Filme von Metallen, Legierungen, Metallverbindungen und Verbundstoffen sowohl auf leitfähigen als auch auf nicht leitfähigen Oberflächen liefern. Die Lösungen zur stromlosen Abscheidung enthalten ein Metallsalz, ein Reduktionsmittel, ein Mittel zur pH-Wert-Einstellung oder einem Puffer, ein Komplexbildner und ein oder mehrere Additive zum Regeln der Stabilität der Lösung, der Filmeigenschaften, der Abscheidungsgeschwindigkeiten, usw. Der Vorteil des stromlosen Plattierens besteht in der Möglichkeit, Metall auf nicht leitfähigen oder schwach leitfähigen Oberflächen abzuscheiden.
Die Methoden der Abscheidung aus der Gasphase, sowohl PVD als auch CVD, wie sie vorstehend in Verbindung mit den Schritten (B) und (C) diskutiert wurden, sind auch auf Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Ausnahme anwendbar, dass die während des Schrittes (D) abgeschiedene Kupferlage eine Dicke von bis zu etwa 70 μm hat, wie vorstehend diskutiert wurde.
Sobald die Kupferlage in dem Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt worden ist, kann eine Leiterplatte hergestellt werden, indem das Schaltkreismuster erzeugt wird. Das Muster kann mit Hilfe eines Ätzprozesses erzeugt werden, worin ein Resist und ein Ätzbad verwendet werden, um selektiv Kupfer zu entfernen und ein Muster zurückzulassen. Diese Methoden sind in der Fachwelt gut bekannt.
Bezug nehmend nun auf die in 1 offenbarte veranschaulichte Ausführungsform, wird das erfindungsgemäße Verfahren in kontinuierlicher Weise unter Anwendung separater Behandlungskammern für jeden der erfindungsgemäßen Schritte ausgeführt. Der Apparat schließt eine Trommel 10 ein, eine Plasmabehandlungskammer 12, Sputterkammern 14 und 16 sowie Stützrollen 18 und 20, die in einer Vakuumkammer (nicht gezeigt) angeordnet sind. Das Polymerfolienmaterial 22, das behandelt werden soll, wird von einer Abnahmerolle (nicht gezeigt) zu und über eine Stützrolle 18 auf die Trommel 10 geführt, die sich in Uhrzeigerrichtung dreht Die Folie 22 läuft durch die Kammern 12, 14 und 16, worin sie entsprechend den erfindungsgemäßen Schritten (A), (B) und (C) behandelt wird, wonach die behandelte Folie 24 über die Stützrolle 20 zur Aufnahmerolle (nicht gezeigt) weiter läuft. Die Betriebsbedingungen in den Kammern 12, 14 und 16 sind wie vorstehend bei der Ausführung der Schritte (A), (B) bzw. (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.
Bezug nehmend auf 2 sind in dem in dieser Ausführungsform eingesetzten Apparat einbezogen: Vakuumkammer 30, rotationsfähige Trommel 32, Rollen 34 und 36, Führungsrollen 38, 40, 42, 44, 46 und 48, Sputter-Kathode 50 und Kathode 52 zur Plasmabehandlung. Die Vakuumkammer 30 hat die Form eines Zylinders und ist so konstruiert, dass sie sehr geringen Drücken widerstehen kann (z. B. Ausgangsdrücken bis herab zu etwa 10^–6 mTorr, die typischerweise in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden). In einer der Ausführungsformen werden für das gewünschte Auspumpen eine mechanische Pumpe und eine Diffusionspumpe verwendet. Die Trommel 32 kann mit jeder beliebigen gewünschten Drehzahl zur Rotation gebracht werden und ist in einer der Ausführungsformen auf einen Betrieb im Bereich von etwa 0,1 bis 200 ft./min (1 ft./min = 0,305 m/min) eingestellt. Die Temperatur der Trommel 32 wird unter Verwendung eines Mechanismus zur Temperaturregelung (nicht gezeigt) geregelt. Die gewünschte Trommeltemperatur ist von der zur Anwendung gelangenden Anlage, der Abscheidungsgeschwindigkeit und der Lineargeschwindigkeit abhängig. Im typischen Fall wird die Trommeltemperatur im Bereich von etwa –30° bis etwa 200°C und in einer der Ausführungsformen etwa 0° bis etwa 100°C gehalten. Die optimale Trommeltemperatur lässt sich mühelos vom Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet ermitteln. Die Sputter-Kathode 50 und die Kathode 52 zur Plasmabehandlung sind im Inneren ihrer eigenen separaten Abschirmungskonstruktionen oder Unterkammern eingehäust, wobei die Abschirmungskonstruktionen bei ihrer Anwendung bis zu Punkten sehr nahe an der Berührung der Trommel 32 reichen (oder Polymerfolie 58 wird um die Trommel 32 gewickelt).
Im Betrieb wird die Vakuumkammer bis zu einem Anfangsdruck ausgepumpt, der im typischen Fall im Bereich von etwa 10^–6 mTorr bis etwa 475 mTorr hegt und in einer der Ausführungsformen etwa 10^–6 mTorr bis etwa 250 mTorr beträgt und in einer der Ausführungsformen etwa 10^–5 mTorr bis etwa 100 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 10^–4 mTorr bis etwa 1 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 10^–4 mTorr bis etwa 0,1 mTorr und in einer der Ausführungsformen etwa 0,01 mTorr beträgt. Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ausgeführt, indem das Plasmagas in die Unterkammer für die Kathode 52 zur Plasmabehandlung eingeführt wird. Das Polymerfolienmaterial 58, das behandelt werden soll, wird von der Rolle 34 über die Führungsrollen 38, 40 und 42, um die rotierende Trommel 32 hinter die Kathode 52 zur Plasmabehandlung geführt und anschließend über Führungsrollen 44, 46 und 48 zur Rolle 36, wo es aufgewickelt wird. Der Schritt (A) der Plasmabehandlung wird unter Verwendung der Kathode 52 zur Plasmabehandlung unter den vorstehend angegebenen Bedingungen mit dem Ergebnis ausgeführt, dass die auf der Rolle 36 aufgewickelte Polymerfolie 58 eine plasmabehandelte Polymerfolie ist. Bei dem Schritt (B) wird die plasmabehandelte Polymerfolie in entgegengesetzter Richtung von der Rolle 36 über die Führungsrollen 48, 46 und 44, um die Trommel 32 hinter die Sputter-Kathode 50 geführt und anschließend über Führungsrollen 42, 40 und 38 zur Rolle 34. Bei dem Target auf der Sputter-Kathode 50 handelt es sich um ein Target aus Nickel oder Nickellegierung. Das inerte Gas strömt in die Unterkammer der Sputter-Kathode 50, wobei die Sputter-Kathode verwendet wird, um die Ankerschicht aus Nickel oder Nickellegierung auf die plasmabehandelte Oberfläche der Polymerfolie 58 aufzubringen, wenn die plasmabehandelte Folie 58 die Sputter-Kathode 50 passiert. Anschließend wird das Target aus Nickel oder Nickellegierung auf der Sputter-Kathode 50 zu einem Kupfertarget umgeschaltet. Während des Schrittes (C) wird die Polymerfolie 58, die mit Plasma behandelt worden ist und auf der mit Plasma behandelten Oberfläche eine Schicht aus Nickel oder Nickellegierung erhalten hat, von der Rolle 34 über die Führungsrollen 38, 40 und 42, um die Trommel 32 hinter der Sputter-Kathode 50 geführt und anschließend über die Führungsrollen 44, 46 und 48 zur Rolle 36, wo sie aufgewickelt wird. Die Sputter-Kathode 50 wird unter den vorstehend angegebenen Bedingungen betrieben, um die Kupfer-Impfschicht über der Ankerschicht aus Nickel oder Nickellegierung aufzubringen, wenn die Folie 58 die Sputter-Kathode 50 passiert.
Zur weiteren Beschreibung der Erfindung werden die folgenden Beispiele gegeben.
BEISPIEL 1
Die Polyimidfolie wird in einen Apparat des in 2 gezeigten Typs geladen. Bei der Polyimidfolie handelt es sich um Upilex-S (ein Produkt von Ube Industries, das als eine Polyimidfolie angegeben wird) mit einer Dicke von 1 mil. Der Druck in der Vakuumkammer wird bis zu 0,01 mTorr reduziert. Die Verfahrensschritte waren der Reihe nach wie folgt: (A) eine Seite der Folie wurde unter Verwendung von ionisiertem Sauerstoff mit Plasma behandelt; (B) auf die mit Plasma behandelte Oberfläche wurde eine Nickellegierung aufgesputtert, um eine Nickel-Ankerschichtlage zu erzeugen; (C) eine Impfschichtlage aus Kupfer wurde auf die Nickel-Ankerschicht aufgesputtert. Bei dem Schritt (A) wurde das Plasma unter Verwendung von Gleichstrom, Sauerstoff und einem Kohlenstoffstab als Kathode erzeugt. Der Druck betrug 60 mTorr und die Entladungsenergiedichte 0,72 W/cm² und die Gesamtenergieaufnahme 1,7 J/cm². Bei den Schritten (B) und (C) war die Kathode eine Gleichstrom-Magnetron-Sputterkathode. Bei dem Schritt (B) war die Nickellegierung Monel, der Druck betrug 3,5 mTorr und das Inertgas war Argon. Die Ankerschicht aus Nickellegierung hatte eine Dicke von 140 Angström. Bei dem Schritt (C) betrug der Druck 3,5 mTorr und das Inertgas war Argon. Die aufgesputterte Impfschichtlage aus Kupfer hatte eine Dicke von 2.000 Angström. Anschließend wurde auf die Impfschichtlage aus Kupfer durch Elektroplattieren eine Lage aus Kupfer mit einer Dicke von 35 μm aufgebracht. Der resultierende Schichtstoff hatte eine Standard-Schälfestigkeit bei 90° von 5,5 lb/in Breite unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode B.
BEISPIEL 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass bei dem Schritt (B) die Nickellegierung Inconel war. Der Argondruck betrug 3,5 mTorr. Die Ankerschicht aus Nickellegierung hatte eine Dicke von 169 Angström. Der resultierende Schichtstoff hatte eine Standard-Schälfestigkeit bei 90° von 5,7 lb/in Breite.
BEISPIEL 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass bei dem Schritt (D) auf die gesputterte Kupfer-Impfschichtlage durch Elektroplattieren eine Kupferlage mit einer Dicke von 18 μm aufgebracht wurde. Es wurden Proben des resultierenden Schichtstoffes einer chemischen Exponierung unterworfen und auf Haftung unter Anwendung der Testmethode IPC-TM650, Methode 2.3.2, Methode A, bei Raumtemperatur mit den folgenden Ergebnissen getestet:

Probe	chemische Substanz*	Schälfestigkeit** (lb/in)	chemische Beständigkeit*** (%)
1	keine	3,0
2	Isopropylalkohol	3,0	100
3	Toluol	3,0	100
4	Methylethylketon	3,0	100
5	chlorhaltiges Lösemittel	3,0	91
6	2N HCl	3,0	91
7	2N NaOH	2,7	90
8	1) Methylenchlorid**** 2) 2N NaOH 3) 2N H₂SO₄	2,7	90

* Probe wurde für 1 min bei Raumtemperatur eingetaucht
** die Schälfestigkeit ist eine Schälfestigkeit bei 90° und wird in ”Pounds per inch” Probenbreite unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode B, gemessen
*** chemische Beständigkeit wird unter Anwendung der Testmethode 2.3.2 nach IPC-TM-650 gemessen
**** Probe Nr. 8 umfasste ein aufeinanderfolgendes Eintauchen in jede der angegebenen chemischen Substanzen für jeweils 1 min.

BEISPIEL 4
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass die Dicke der aufgesputterten Kupferlage entsprechend den nachfolgenden Angaben variiert wurde. Die Schälfestigkeit der jeweiligen Probe ist nachfolgend ebenfalls angegeben.

Probe Dicke (Angström) Schälfestigkeit (Lb/In)

1 2000 6,6

2 2000 6,5

3 2000 6,2

4 2000 6,7

5 2000 6,5

6 2000 6,9

7 1500 6,5

8 2500 6,5
BEISPIEL 5

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass das Polyimidfolienmaterial Kapton-E (ein Produkt der DuPont, ausgewiesen als eine Polyimidfolie) mit einer Dicke von 2 mil war. Bei dem Schritt (A) wurden die Leistungsdichte und die Energiedichte wie nachfolgend angegeben variiert. Die Schälfestigkeit für jede Probe ist nachfolgend ebenfalls angegeben.

Probe	Leistungsdichte (W/cm²)	Energiedichte (J/cm²)	Schälfestigkeit (lb/in)
1	0,73	3,42	7,9
2	0,73	1,28	8,5
3	0,73	1,71	8,0
4	0,73	1,71	7,9
5	0,94	2,20	8,1
6	1,09	2,55	9,0
7	1,23	2,88	8,4
8	1,47	3,44	9,6

BEISPIEL 6

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass bei einigen Beispielen, wie nachfolgend angegeben wird, das Polyimidfolienmaterial Upilex-S mit einer Dicke von 1 mil war. Außerdem betrug bei dem Schritt (A) die Leistungsdichte 0,73 W/cm². Bei jeder Probe hatte die Monel-Ankerschicht eine Dicke von 140 Angström und die aufgesputterte Kupferschicht eine Dicke von 2.000 Angström. Die während des Schrittes (D) durch Elektroplattieren aufgebrachte Kupferlage hatte eine Dicke von 18 μm oder 35 μm entsprechend den nachfolgenden Angaben. Die Anfangs-Schälfestigkeit, die Schälfestigkeit nach Lötfluss und die Schälfestigkeit nach thermischer Wechselbehandlung sind nachfolgend angegeben.

Probe	Folie	Dicke der Elektroplattierung (μm)	Anfangs- Schälfestigkeit (lb/in)	Schälfestigkeit nach* Lötfluss (lb/in)	Schälfestigkeit nach** thermischer Wechselbehandlung (lb/in)
1	Upilex-S	18	4,3	4,5	4,4
2	Upilex-S	18	4,1	4,0	3,8
3	Upilex-S	35	6,3	3,7	5,2

* Schälfestigkeit nach Lötfluss wird unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode D, ermittelt
** Schälfestigkeit nach thermischer Wechselbehandlung wird unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode F, ermittelt.

BEISPIEL 7

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass das Palyimidfolienmaterial Kapton-E (ein Produkt der DuPont, ausgewiesen als eine Polyimidfolie) mit einer Dicke von 2 mil war. Außerdem betrugen bei dem Schritt (A) die Leistungsdichte 0,73 W/cm² und die Energiedichte 1,71 J/cm². Die Anfangs-Schälfestigkeit des resultierenden Schichtstoffes betrug 8,3 lb/in, gemessen unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode A, bzw. 7,6 lb/in, gemessen unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode B. Die Schälfestigkeit nach Lötfluss betrug 6,8 lb/in, gemessen unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode D. Die Schälfestigkeit nach thermischer Wechselbehandlung betrug 6,8 lb/in, gemessen unter Anwendung der Testmethode 2.4.9 nach IPC-TM-650, Methode F. Die Proben des resultierenden Schichtstoffes wurden einer chemischen Exponierung unterworfen und auf Haftung nach der Testmethode IPC-TM-650, Methode 2.3.2, Methode A mit den folgenden Ergebnissen getestet.

Probe	chemische Substanz*	Schälfestigkeit** (lb/in)	chemische Beständigkeit*** (%)
1	keine	8,7	-
2	Isopropylalkohol	8,7	100
3	Toluol	8,7	100
4	Methylethylketon	8,7	100
5	chlorhaltiges Lösemittel	8,3	95
6	2N HCl	8,3	95
7	2N NaOH	8,3	95
8	1) Methylenchlorid**** 2) 2N NaOH 3) 2N H₂SO₄	8,0	92

Die Proben des resultierenden Schichtstoffes wurden auf Formbeständigkeit nach der Testmethode 2.2.4 nach IPC-TM-650, Methoden B und C, gemessen. Der absolute Wert der Dimensionsänderung war kleiner oder gleich 0,04% unter Anwendung der Methode B, während der absolute Wert der Dimensionsänderung kleiner als oder gleich 0,03% unter Anwendung von Methode C war.
Die erfindungsgemäßen flexiblen Schichtstoffe haben gegenüber denen bekannter Ausführung eine Reihe von Vorteilen. Diese schließen eine gute Anfangshaftung ein, eine gute Haftung nach thermischer oder chemischer Exponierung, ätzfähige Ankerschichtlagen, gute Formbeständigkeit und gleichförmige Haftung. Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren aufgrund der Tatsache vorteilhaft, dass es auf kontinuierlicher Basis oder auf einer schrittweisen kontinuierlichen Basis ausgeführt werden kann und dass das Vakuum zwischen den jeweiligen Verfahrensschritten abgeschaltet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährt außerdem die Möglichkeit eines Plattierens auf beiden Seiten der Folie und eine Durchlaufverarbeitung.

Claims

Klebstofffreier flexibler Schichtstoff, aufweisend: eine Polymerfolie mit einer Oberfläche, die mit einem Plasma behandelt ist, das ionisierten Sauerstoff aufweist, der aus einer nichtmetallisierenden Kathode erzeugt wurde, wobei die Kathode eine Kohlenstoffkathode ist; eine Nickel-Ankerschichtlage, die Nickel oder eine Nickellegierung aufweist, die an der plasmabehandelten Oberfläche adhäriert ist; und eine Kupfer-Keimschichtlage, die an der Nickel-Lage adhäriert ist.
Schichtstoff nach Anspruch 1 mit einer weiteren Lage aus Kupfer, die an der Kupfer-Keimschichtlage adhäriert ist.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem die eine Seite der Polymerfolie die mit Plasma behandelte Oberfläche hat und die Metall-Ankerschichtlage und die Kupfer-Keimschichtlage an ihr adhäriert sind.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem jede Seite der Polymerfolie die mit Plasma behandelte Oberfläche hat und die Nickel-Ankerschichtlage und die Kupfer-Keimschichtlage daran adhäriert sind.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem die Polymerfolie mindestens ein Polyimidharz aufweist.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem die Polymerfolie flexibel ist und eine Dicke im Bereich von bis zu 0,127 mm (5 mil) hat, die Nickel-Ankerschichtlage eine Dicke im Bereich von 30 bis 500 Angström hat und die Kupfer-Keimschichtlage eine Dicke im Bereich von 200 bis 20.000 Angström hat.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem das legierende Metall der Nickellegierung ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Cu, Cr, Fe, V, Ti, Al, Si, Pd, Ta, W, Zn, In, Sn, Mn, Co und Mischungen von zwei oder mehreren davon.
Schichtstoff nach Anspruch 2, bei welchem die andere Lage aus Kupfer eine Dicke von bis zu 70 Mikrometer hat.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem die eine Seite der Polymerfolie die mit dem Plasma behandelte Oberfläche hat und die Nickel-Ankerschichtlage und Kupfer-Keimschichtlage daran adhäriert sind und die andere Seite der Polymerfolie eine Klebstoffschicht hat, die daran adhäriert ist.
Schichtstoff nach Anspruch 1, bei welchem die eine Seite der Polymerfolie die mit dem Plasma behandelte Oberfläche hat und die Nickel-Ankerschichtlage und Kupfer-Keimschichtlage daran adhäriert sind und die andere Seite der Polymerfolie eine Metallfolie hat, die daran adhäriert ist.
Verfahren zum Herstellen eines klebstofffreien flexiblen Schichtstoffes, umfassend: (A) Kontaktieren mindestens einer Seite einer Polymerfolie mit einem Plasma, das ionisierten Sauerstoff aufweist, der von einer nichtmetallisierenden Kathode erzeugt ist, um eine mit Plasma behandelte Oberfläche zu schaffen; wobei die Kathode eine Kohlenstoff-Kathode ist; (B) Abscheiden einer Ankerschichtlage aus Nickel oder Nickellegierung auf der mit Plasma behandelten Oberfläche; und (C) Abscheiden einer Keimschichtlage aus Kupfer auf der Nickel-Ankerschichtlage.
Verfahren nach Anspruch 11 mit dem folgenden zusätzlichen Schritt: (D) Abscheiden einer anderen Lage aus Kupfer über der Kupfer-Keimschichtlage von Schritt (C).
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Polymerfolie mindestens ein Polyimidharz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem das in Schritt (A) verwendete Gas zur Erzeugung des Plasmas Sauerstoff oder Luft aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem das in Schritt (A) verwendete Gas zur Erzeugung des Plasmas Sauerstoff in Kombination mit einem Gas aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: Stickstoff, Helium, Argon, Krypton, Ammoniak, Stickstoff(I)-oxid, Kohlendioxid, Tetrafluorkohlenstoff und Mischungen von zwei oder mehreren davon.
Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem während des Schrittes (A) der während des Schrittes (A) verwendete Druck im Bereich von 20 mTorr bis 200 mTorr liegt, die Entladungsleistungsdichte im Bereich von 0,1 bis 8 W/cm² liegt und die Gesamtenergieaufnahme der Oberfläche der Polymerfolie im Bereich von 0,02 bis 150 J/cm² liegt.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die während des Schrittes (B) abgeschiedene Nickel-Ankerschichtlage während der Gasphaseabscheidung abgeschieden wird, die während des Schrittes (C) abgeschiedene Kupfer-Keimschicht unter Anwendung der Gasphaseabscheidung abgeschieden wird und die während des Schrittes (D) abgeschiedene andere Lage aus Kupfer unter Anwendung des Elektroplattierens abgeschieden wird.