[发明专利]用于选择性金属化的屏蔽涂层

说明书

技术领域

本发明涉及用于与模制互连装置相关的聚合物衬底的选择性金属化的屏蔽涂层。更确切地说，本发明涉及用于模制互连装置的聚合物衬底的选择性金属化的屏蔽涂层，其中屏蔽涂层充当后续催化剂和无电金属镀覆的阻挡层。

背景技术

激光直接成型工艺(LDS)已经研发并且用于所谓模制互连装置(MID)的模制塑料材料的选择性镀覆超过10年。通过LDS有可能在复杂3维衬底上获得高度功能性电路布局。所述工艺的基础涉及掺杂添加剂的热塑性材料或热固性材料与无机填充剂，其允许借助于激光活化形成电路迹线，随后使用无电镀覆金属化。并入在这类塑料中的含有金属的添加剂是通过激光束活化并且变得有活性，从而作为催化剂用于在有待镀覆的塑料表面的经处理区域上无电镀铜。除活化以外，激光处理可产生显微级粗糙表面，使得铜在金属化期间牢固地锚定于此。然而，这类技术局限于应用在掺杂添加剂的塑料上，而未掺杂添加剂的一般类型的工程塑料无法被活化用于无电镀铜。

在使用中的另一种技术是连同LDS一起的专用涂法。其是通过首先在塑料部件上喷涂薄层涂料来进行。LDS工艺随后在涂料涂层上形成电路布局并且同时活化电路上的涂料。塑料将接着经受无电镀铜用于金属化。此方法可在无添加剂掺杂的情况下扩展至塑料。然而，其仍处于原型阶段并且尚未准备用于大量生产。

激光重构印刷(LRP)是用于MID应用的另一种创新技术。LRP采用高精度印刷在工件上产生导电图(银浆料)以形成电路布局。随后激光修整经印刷的工件。在工件上产生高精度电路结构。此技术涉及对高成本3D打印机的较高启动投资。

另一种技术是半加成工艺(SAP)。第一步是采用现有胶态催化剂和用于在印刷电路板上金属化的无电铜而在塑料衬底上镀覆无电铜薄层。在塑料衬底上涂布一层电沉积的负型光刻胶。在曝光和显影后，暴露未覆盖光刻胶的电路图案。经暴露的电路可镀铜以达到所需厚度并且随后镀镍。去除剩余光刻胶。通过微蚀刻去除过量铜层。此技术的一种优势在于能够将较低成本的电解电镀工艺代替常用无电镀覆工艺应用于完全铜构筑和镍。塑料衬底已完全镀有一层无电铜。此技术还可应用于未掺杂添加剂的塑料。然而，由于其不涉及使用激光使电路粗糙化，所以镀覆附着性是一个问题。另外，所述工艺顺序相当长并且复杂，涉及额外光刻胶工艺。

虽然存在与聚合物和塑料材料的选择性金属化相关的多种工艺，但是仍需要聚合物和塑料(具体来说，MID)的选择性金属化的改进方法。

发明内容

聚合物衬底的金属化方法包括：提供聚合物衬底；将包括芳香族杂环化合物的底涂剂施用于聚合物衬底以在聚合物衬底上提供亲水性涂层；直接邻近底涂剂施用疏水性顶涂层以在衬底上形成屏蔽涂层，疏水性顶涂层包括一种或多种选自烷基醇烷氧基化物、烷基硫醇、非聚合物烷基伯胺和非聚合物烷基仲胺的化合物；选择性蚀刻屏蔽涂层以暴露部分聚合物衬底；将催化剂提供于聚合物衬底；以及选择性无电金属镀覆聚合物衬底。

屏蔽涂层可通过其排斥水基催化剂的疏水性特征抑制催化剂吸附在塑料衬底上或可钝化所吸附的催化剂。另外，屏蔽涂层可抑制背景镀覆和过度镀覆。离子催化剂和胶态催化剂均可使用。具有和没有嵌埋式催化剂的聚合物可与本发明一起使用。本发明的方法可用于在3-D聚合物衬底上形成电路。

附图说明

图1为说明本发明的一个实施例的示意图。

具体实施方式

除非上下文另外明确指示，否则如本说明书通篇所使用，下文给出的缩写具有以下含义：g＝克；mg＝毫克；mL＝毫升；L＝升；cm＝厘米；m＝米；mm＝毫米；μm＝微米；ppm＝百万分率；mg/L＝ppm；M＝摩尔浓度；℃＝摄氏度；RT＝室温；g/L＝克/升；DI＝去离子；MID＝模制互连装置；3-D＝三(3)维；Pd＝钯；Nd：YAG＝掺杂钕的钇铝石榴石；EO＝氧化乙烯；PO＝氧化丙烯；PO-b-EO＝氧化丙烯/氧化乙烯嵌段共聚物；Mn＝数目平均分子量；wt％＝重量百分比；ABS＝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；PC＝聚碳酸酯聚合物；以及T_g＝玻璃化转变温度。