在銅表面上制造圖案的方法技術

本發明專利技術涉及一種在銅表面上制造圖案的方法，描述了具有增加的分辨率的用液滴噴射印刷裝置在銅或銅合金表面上印刷墨水或有機抗蝕劑的方法。增加的分辨率通過在銅表面上印刷之前，優選首先微蝕刻表面，而后用能降低銅表面的表面能或能使銅表面更疏水的有機物質處理銅表面來達到。此方法可用于制造電子電路。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種在銅或銅合金的表面上形成圖像或圖案的方 法。尤其是本專利技術涉及在已經被處理以改善液滴噴射技術的分辨 率的銅或銅合金表面上用液滴噴射技術形成此圖案。本方法特別 適于形成印刷電^各。
技術介紹
由壓電法、熱噴射法或連續液滴噴射技術代表的液滴噴射技 術已經公知用于普通印刷和圖像生成很長時間了。然而，這些技 術在印刷電路或半導體的成像上的應用是很近的事。在這點上，近來的嘗試在U.S. 6，861，377和U.S. 2005/0095356 Al中進行了說 明，每一個教示在此全部并入作為參考。應用液滴噴射技術形成電路部件需要一些分辨率目標達到微 米或亞微米范圍的非常精細的分辨率。這些分辨率目標已經難于 匹配當前的液滴噴射技術和設備。因此，已經付出實質的努力以 改善這些技術的分辨率，特別在形成電子電路必須的銅表面上。多種變量已知能影響液滴噴射技術的分辨率，其包括印刷 頭設計、液滴尺寸、驅動印刷頭的軟件、印刷頭對要印刷的表面 的緊密度和被印刷的液體的特性。已經研究過每個前述因素用以 嘗試獲得最大分辨率。然而，用這些技術形成電子電路中的分辨 率目標不能令人滿意。本專利技術的一個目的是提供一種方法，當在銅或銅合金表面上印刷時，可改善液滴噴射技術的分辨率。
技術實現思路
在此，專利技術人發現如果優選微蝕刻銅或銅合金的表面，然后 在銅表面上印刷之前，用能夠降低銅表面的表面能或能夠使銅表 面更疏水的有機物質處理，那么可改善后來的印刷的分辨率。因此，公開了用于在含銅的表面上印刷的方法，此方法包括1. 非強制選擇地，但是優選，將表面與微蝕刻劑接觸；2. 將表面與能夠降低銅表面的表面能或能夠使銅表面更疏水 的有機物質的水溶液接觸；和3. 用液滴噴射裝置在表面上印刷。本專利技術包含 一 種用于在含銅的表面上印刷的方法，所述方法 包含1. 非強制選擇地，但是優選，將表面與微蝕刻劑接觸；2. 將表面與能夠降低銅表面的表面能或能夠使銅表面更疏水 的有機物質的水溶液4妄觸；和而后3. 用液滴噴射裝置通過在表面上印刷墨水或有機抗蝕劑而在 表面上產生圖像。通常，用于本專利技術的銅或銅合金表面包含用于印刷電路板生 產的覆銅蕩層壓板。這些層壓板通常具有環氧、聚酰胺或其他類 似樹脂的固化芯材(有時用玻璃纖維補強)，而銅箔層壓在芯材的相 對兩側上。此覆銅箔層壓板公知用于印刷電路的制造。層壓板可 以是剛性的或撓性的。非強制選擇地，但是優選，將銅表面微蝕刻以在微尺度上粗 化表面。微蝕刻劑通常是在印刷電路領域公知的?？捎糜诒緦＠夹g 的典型的微蝕刻劑包括過氧化氫和硫酸的水溶液或過硫酸鈉或過硫酸銨與硫酸的水溶液。微蝕刻劑的典型濃度為(i)過氧化氫10~ 100g/l、 (ii)過碌L酸鈉25 ~ 250g/l和(iii)石克酸50 ~ 250g/l。也可應用 其他已知的^t蝕刻劑。依據本專利技術，銅表面與能夠降低銅表面的表面能或能夠使銅 表面更疏水的有機物質的水溶液接觸。優選有機物質可以選自由 脂肪酸、樹脂酸和其混合物組成的組中。優選的脂肪酸包括妥爾 油。優選的樹脂酸包括由諸如松香酸的松木樹脂得到的酸。這些 脂肪酸和/或樹脂酸溶于水中，將此溶液用于在印刷前涂布銅表面。 優選以0.05 ~ 2.0g/l的濃度將有機表面溶于水中。優選將有機物質 的水溶液的pH調節至7~ 14。在溶液中可包括多于一種有機物質。 也可以將有機溶劑和有機的或無機的堿和酸添加到水溶液中。可通過浸入、噴霧或溢流使銅表面與有機物質的水溶液接觸。 優選接觸時間為15~30秒。接觸溫度優選為室溫至170°F。 一旦 表面與有機物質接觸，其優選用去離子水沖洗并鼓風干燥。此時， 隨時可在表面上印刷。應用的印刷方法是液滴噴射技術，如壓電法、熱噴射法或連 續液滴噴射。這些方法有時共同被稱為噴墨印刷。對于這些不同 的印刷技術的討論，讀者可參考美國第6,715,871號和第6,754,551 號專利，其每一個教示在此全部并入作為參考。還可參考公開的 美國第2005/0003645 Al號和第2005/0112906 Al號專利申請，其 每一個教示在此全部并入作為參考。專利技術人在此優選壓電印刷技術，這利用MacDermid Colorspan， Inc.的印刷才幾，型號為Display Maker 72 UVR。用于上述型號的印 刷頭為壓電噴墨頭，規格如下Ricoh Gen 3E1M96 Channel 30 pL 滴體積，在80°C和20KHZ下操作，標稱分辨率為600DPI?？蓪娔蛴C用于在表面上印刷墨水或有機抗蝕劑。墨水 或有機抗蝕劑可以是熱固化或對流固化類型，或者可以是光敏的并且用光化學輻射如紫外光固化。專利技術人在此優選紫外光可固化 有機抗蝕劑。在任何情況下，待印刷的墨水或有機抗蝕劑優選在操作溫度下具有5~ 15厘泊的粘度。專利技術人在此優選用包含低聚物、單體和光引發劑的有機抗蝕 劑印刷。典型的低聚物包括聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、環氧丙 烯酸酯和酸性丙歸酸酯。典型的單體包括單官能丙烯酸酯或多官能丙烯酸酯，如丙烯 酸異冰片酯、二丙烯酸二縮三丙二醇酯、乙氧基化三羥曱基丙烯 三丙烯酸酯和酸性酯。可用的光引發劑包括苯乙酮如2-千基-2-2(二曱氨基)-1-4-(4-嗎啉基)苯基-l-丁酮、2-二曱氧基-2-苯基苯乙酮，噻噸酮如異丙基 噻噸酮，和縮酮如芐基二曱基酮。在第6,322,952號、第6,475,702 和第6，136，507號美國專利中公開了典型的光敏有機抗蝕劑組合 物，其每一個教示在此全部并入。如果使用光敏有機抗蝕劑，通 常優選將光化學輻射源，如紫外光，安裝到支撐印刷頭的支架上， 以使固化過程在液滴#皮印刷后的短時間內發生。專利技術人相信，在印刷之前，用本專利技術的方法處理銅表面可改 變銅表面的表面性質，從而能使表面上具有較少散布的液滴的保 持度增強，從而提高分辨率。具體實施例方式下述實施例用以舉例說明但不作為限制 實施例1取兩片覆銅箔層壓板。 一 片直接用MacDermid Colorspan型 Display Maker 72 UVR印刷機和有機光敏抗蝕劑印刷成線和空間圖 案，其中所述抗蝕劑包含成分 重量百分比Genomer 1122① 17.39Sartomer SR454② 10.43Sartomer SR306② 17.43Sartomer SR506② 20.83Sartomer CD9050② 9.57Sartomer CN147② 13.51Irgacure 369③ 1.74Irgacure 907③ 6,96Speedcure ITX④ 1.74結晶紫染料 0.401. 購自Rahn USA Corp.2. 購自 Sartomer Company3. 購自Ciba-Geigy Company4. 購自Aceto Chemical Corp.分辨率通過顯微鏡肉眼檢視確定約為15mil。圖l是在第一片 銅表面上的印刷線的顯^f鼓照片。第二片覆銅箔層壓板在用與第一片相同的裝置和有機抗蝕劑 以相同的方式在其上印刷前，先用下述方法處理1. 在90T下，25g/l過氧化氫和100g/l硫酸的水溶液中微蝕 刻2分鐘。2. 用去離子水沖洗。3. 浸入pH為12的0.5g/l妥爾油水溶液中。4. 用去離本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在含銅的表面上印刷的方法，所述方法包含：?。幔畬⒃摫砻媾c包含從由脂肪酸、樹脂酸和前述酸的混合物構成的組中選出的有機物質的水溶液接觸，和然后?。猓谠摫砻嫔嫌靡旱螄娚溲b置印刷墨水或有機抗蝕劑。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴維薩沃西卡，安德魯M克羅爾，史蒂文A卡斯塔爾迪，
申請(專利權)人：麥克德米德有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]