[发明专利]用于局部镀覆的预处理方法、用于铝材料的局部镀覆方法和用于镀覆铝材料的抗蚀剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于局部镀覆的预处理方法、用于铝材料的局部镀覆方法和用于镀覆铝材料的抗蚀剂。

背景技术

铝材料具有高的比强度，为了通过减重改进运输工具(例如汽车)的燃料经济性，它们的应用越来越广泛。当在铝材料上实施镀镍时，可以改进耐腐蚀性和耐磨性并可以生成高硬度。另一方面，铝材料在大气氧的作用下容易形成氧化膜。因此，铝材料被归类为在镀膜与该材料之间表现出差的粘着的难镀材料。因此在铝材料的镀覆处理过程中通常进行两次锌酸盐处理作为预处理以确保镀膜的粘着。在两次锌酸盐处理中，将基底浸在锌转化处理浴中。使用硝酸剥除由该浸渍沉积的锌膜，然后再次浸在锌处理浴中。该锌转化处理浴通常是含有氢氧化钠的强碱性溶液。

在材料的镀覆处理中使用局部镀覆法——其中仅在所需部分上形成镀膜——预计可通过延长镀浴的寿命提供降低的成本并降低环境负荷。传统上使用有机厚膜(例如遮蔽胶带或光敏膜)作为局部镀覆法中所用的镀覆抗蚀层(plating resist)。在使用这样的有机厚膜时需要去除抗蚀层处理，但蚀刻浴带来的环境负荷以及该膜对镀覆化学品的耐受性与易去膜性之间的平衡是成问题的。为了降低环境负荷，本发明人研究了使用自组装单分子层(SAM)作为抗蚀层。例如，日本专利申请公开No.2006-57167(JP 2006-57167 A)提供了在基底上以所需图案进行局部镀覆的方法中使用SAM的一个实例。

JP 2006-57167 A公开了使用十七氟-1,1,2,2-四氢癸基-1-三甲氧基硅烷：F₃C(CF₂)₇(CH₂)₂Si(OCH₃)₃(在本文中称作FAS)作为形成SAM的分子的一个实例。由这种FAS形成的SAM被认为可用作抗蚀层，因为其不如基底表面易吸附镀覆催化剂并可通过曝光去除。JP 2006-57167 A公开了在表面带有氧化硅膜的基底上使用FAS形成铜布线的一个实例。

但是，据发现，当JP 2006-57167 A中描述的FAS单分子层作为铝材料镀覆处理中的抗蚀层成膜时，基底没有被这种单分子层完全涂布，并在锌转化处理浴中进行浸渍时，锌最终沉积在基底上的甚至已形成抗镀膜的区域中。还发现，强碱会剥除该抗蚀层。因此，使用JP 2006-57167 A中描述的FAS作为局部镀覆的抗蚀剂不利于需要两次锌酸盐处理的铝材料镀覆。由于使用SAM作为抗蚀层的局部镀覆法是有用的，需要找出可用作甚至铝材料镀覆处理中的抗蚀层的SAM的原材料。

发明概述

基于对上述问题的研究，本发明人发现，两种特定的氟烷基硅烷的组合特别适用于形成在铝材料镀覆处理中充当抗蚀层的SAM。本发明提供了用于局部镀覆的预处理方法、用于铝材料的局部镀覆方法和用于镀覆铝材料的抗蚀剂。

本发明的第一方面是用于局部镀覆的预处理方法。该预处理方法包括：在由铝材料构造成的基底上，由九氟己基三甲氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷的混合物形成SAM作为抗蚀层；和对所述基底施以锌酸盐处理。

在本发明的第一方面中，九氟己基三甲氧基硅烷与三氟丙基三甲氧基硅烷之间的混合比可以为4:6至6:4。本发明的第一方面中的锌酸盐处理可以是两次锌酸盐处理。本发明的第一方面还可包括在锌酸盐处理之前通过曝光从所述基底上除去一部分自组装单分子层，自组装单分子层的所述部分对应于要镀覆的基底部分。

本发明的第二方面是用于铝材料的局部镀覆方法。该方法包括：在由铝材料构造成的基底上通过根据本发明的第一方面的方法进行局部镀覆的预处理；和在所述基底上实施镀覆处理。

在本发明的第二方面中，该镀覆可以是镀镍。

本发明的第三方面是用于镀覆铝材料的抗蚀剂。该抗蚀剂含有九氟己基三甲氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷。

在本发明的第三方面中九氟己基三甲氧基硅烷与三氟丙基三甲氧基硅烷之间的混合比可以为4:6至6:4。

使用九氟己基三甲氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷的混合物形成的SAM几乎完全涂布由铝材料构造成的基底并还具有高的耐酸性和耐碱性。因此，其甚至在锌酸盐处理过程中也可防止锌沉积而不剥落。本发明的方面因此可提供优异的局部镀覆铝材料的方法、优异的预处理方法和优异的用于所述方法的抗蚀剂。

附图简述

下面参照附图描述本发明的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似数字是指类似元件，且其中：