用于改进防树脂粉尘性能的涂料 本发明涉及一种处理金属箔以保持该金属箔表面洁净的方法。具体地说,本发明涉及一种采用惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物来处理金属箔以改进其抵御树脂粉尘的方法。
敷铜板是电子工业中所用的印刷电路板的基本部件。在最常用的方法中,通过热和压力将铜箔粘合于树脂如环氧树脂、浸渍玻璃纤维的预浸料坯上。紧压着该预浸料坯的铜箔表面通常是一种不平或异型的表面,其上还进行过一些额外的粘合处理以确保层压板在正常的加工条件下仍能保持粘合在一起。
铜箔的反面(即不粘合于预浸料坯的表面)通常是一种光滑的表面,其上进行过各种旨在防止铜箔发生氧化并使其得到焊剂湿润性和适宜的感光性树脂粘合的处理。在应用所述感光性树脂之前通常对铜箔的反面进行擦洗以去除各种碎屑。具体地说,在层压板叠层期间处理预浸料坯地过程中所形成的树脂粉尘易于沉积于擦亮的铜箔表面,而在层压周期中这些树脂粉尘将不合需要地粘附于其上。事实上,在层压周期期间任何有机材料都会不合需要地粘附于金属箔之上。如果在蚀刻该层压板以产生线条样式及铜的间隔之前不将这些树脂粉尘斑清除,则这些树脂斑将使所在区域的铜与蚀刻液隔离,阻止其完全去除。结果,采用被树脂粉尘所污染的层压板来形成细小的金属线将十分困难。如果树脂粉尘斑足够地大并处于错误的位置,则它将在各铜线条之间形成一个非故意的跨接,造成随后形成的线路短路并使该电路板无效。因此,蚀刻具有树脂粉尘斑、特别是具有环氧树脂粉尘斑的敷铜板是成问题的。
目前有两种类型的金属箔可在市场上购得,其中擦洗裸露的层压板表面对这两种类型的金属箔都是不可行的。第一种类型是用于多层板的双处理箔,铜箔的两面都进行过额外的粘合处理,因在第一次层压后,另一块预浸料坯将紧贴该箔的反面并进行压制以形成料坯-铜箔-料坯的“夹层结构”。对该表面进行任何的擦洗将损害粘合处理并使其无法与第二块料坯形成牢固的粘合。
第二种类型的金属箔是翻转处理箔,其中仅在该箔光滑的一面施行粘合处理,反过来将此面层压到料坯上,留下不平或无光的表面暴露于树脂粉尘中。擦洗此面是一个不合需要的过程,因这样做减少了一些感光性树脂附件及进一步加工所需的轮廓。人们不赞成擦洗某些金属箔表面。
本发明在一个实施方案中涉及一种提高金属箔抵御树脂粉尘性能的方法,它包括使所述金属箔与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触,形成一层金属箔表面上厚度为约0.001微米-约1微米的抗树脂粉尘膜。
本发明在另一个实施方案中涉及一种处理金属箔的方法,它包括使金属箔的第一面与烃基硅烷溶液进行接触以在金属箔的表面上形成一层抗树脂粉尘膜,所述烃基硅烷溶液包含约0.01%-约10%(v/v)的烃基硅烷;并将金属箔的第二面层压到浸渍料坯上。
本发明在还一个实施方案中涉及一种处理铜箔的方法,它包括使铜箔与一种包含约0.05%-约5%(v/v)的烷基硅烷和约0.1克/升-约10克/升三唑化合物的溶液进行接触;并将该金属箔层压到一种树脂材料上。
由于本发明才可能提供表现出高度抗树脂粉尘的金属箔。具体地说,本发明提供了一种用于金属箔表面的涂料,它能防止树脂粉尘粘着于和/或积聚于金属箔不与预浸料坯相邻的裸露面上。因此,通过本发明可能获得层压后无须擦洗的洁净金属箔表面。还可能在层压后无须擦洗或清洗即可保持洁净的金属箔表面。
本发明包括通过使金属箔的表面与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触以将抗树脂粉尘性能赋予该金属箔来处理金属箔。换言之,通过使金属箔的表面与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触以减少树脂粉尘粘附于该金属箔上来处理金属箔。优选各种硅烷化合物。通常处理金属箔裸露的一面(即不与浸渍料坯相邻的一面)。树脂粉尘包括由各种树脂制品,如各种树脂基的介电材料和浸渍料坯在使用、贮存、运输、磨损和/或撕裂过程中所释放或发散的各种碎屑、颗粒和其它小颗粒。树脂粉尘通常来自各种有机材料,如环氧树脂材料、聚酰亚胺树脂材料和聚酯树脂材料。来自环氧树脂材料的树脂粉尘是特别令人烦恼的。根据本发明通过使金属箔的表面与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触来处理金属箔,在该金属箔的表面上形成了一层防尘膜。
根据本发明进行处理的金属箔是任何可采用树脂基的材料,如环氧浸渍料坯进行层压的金属箔。根据本发明进行处理的金属箔优选为导电箔,特别优选铜箔和铜基合金箔。其它例子包括铝、镍、锡、银、金及其各种合金。各种金属箔以任何适宜的方式制成。通常金属箔是采用两种技术中的一种制成的。通过一种方法,如辊压来机械减少金属或金属合金条或块的厚度制得锻制或辊压的金属箔,如铜箔。通过将金属离子,如铜离子电沉积于旋转阴极转鼓上,然后再将沉积条从阴极上剥落下来制得电沉积箔。特别优选电沉积的铜箔。
金属箔通常的标称厚度为约0.0002英寸-约0.2英寸。有时金属箔的厚度以重量的形式表示,本发明各种箔的重量或厚度通常为,例如约1/8-约14盎司/英尺2。特别优选的金属箔的重量为1/2、1或2盎司/英尺2,特别是重量为1/2、1或2盎司/英尺2的铜箔。
电沉积的金属箔具有光滑或光亮的一面(转鼓)和表面不平或无光的一面(金属沉积生长的正面)。可根据本发明与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯进行接触的金属箔(电沉积或锻制的)的一边可以是表面粗糙或无光的表面、光亮的表面或双面(标准处理的箔、翻转处理的箔和双处理的箔)。标准处理的金属箔处理其无光的表面,翻转处理的金属箔处理其光亮的表面,而双处理的金属箔同时处理无光和光亮的表面。
这些表面可以是“标准轮廓(profile)表面”、“低轮廓表面”或“很低轮廓表面”。特别优选的实施方案包括采用具有无光表面和标准轮廓表面的箔。此处所用的术语“标准轮廓表面”意指Rtm为约7微米-约12微米的箔表面。术语“低轮廓表面”意指Rtm为约7微米或小于7微米的箔表面。术语“很低轮廓表面”意指Rtm为约4微米或小于4微米的箔表面。Rtm为每五个连续样品测定中峰谷垂直测量最大值的平均值,可采用由Rank Taylor Hobson,Ltd.,Leicester,England销售的Surtronic 3轮廓测定器进行测量。
在本发明的一个实施方案中,金属箔的特征为没有任何添加的含锌的金属层。这包括锌层及含锌的金属合金层。在一些情况中,锌有害地干扰惰性硅烷,结果使处理后的金属箔性能很差。
在本发明的一个实施方案中,金属箔的特征为在实施本发明方法的边的基准面上存在或不存在任何添加的表面粗化处理。术语箔边的“基准面”意指未经任何下述类型的用于精制或增强箔性能和/或提高表面粗糙度的后续处理的箔的原始表面。术语“添加的表面粗化”意指不根据本发明方法的、任何在箔的基准面上进行的、旨在提高该箔表面粗糙度的处理。在一个实施方案中,添加的表面粗化使Rtm增加了3微米或更高;而在另一个实施方案中,添加的表面粗化使Rtm增加了10微米或更高。
在一个实施方案中,我们将在辊压期间或通过随后的磨蚀所赋予给锻制金属箔的机械粗糙度(使粗糙度增加至高于标准轮廓表面的粗糙度)视为一种添加的表面粗化处理。在一个实施方案中,我们将在电沉积期间赋予给电沉积的金属箔的粗糙度(使粗糙度增加至高于标准轮廓表面的粗糙度)视为一种添加的表面粗化。在一个实施方案中,我们将任何赋予给金属箔基准面的粗糙度(使所述箔的粗糙度增加至高于标准轮廓表面的粗糙度)视为一种添加的表面粗化。在一个实施方案中,我们将任何赋予给金属箔基准面的粗糙度(使所述箔的粗糙度增加至高于低轮廓表面的粗糙度)视为一种添加的表面粗化。在一个实施方案中,我们将任何赋予给金属箔基准面的粗糙度(使所述箔的粗糙度增加至高于很低轮廓表面的粗糙度)视为一种添加的表面粗化。
在一个实施方案中,在进行本发明方法之前金属箔基准面的面是未经处理的。此处所用的术语“未经处理的”意指金属箔的基准面尚未进行旨在精制或增强该箔性能和/或提高表面粗糙度的后续处理。在一个实施方案中,未经处理的金属箔具有粘合于其基准面上的天然存在非树枝状或非结节状金属氧化物层。这种天然存在的氧化物层并非一种添加的用于精制或增强该箔性能和/或提高表面粗糙度的处理。
在一个实施方案中,金属箔基准面的面在进行本发明方法之前采用旨在精制或增强该箔性能但不增加表面粗糙度的一个或多个表面处理层进行处理。任何未经本发明方法处理的金属箔的边也可任选地具有一个或多个这种处理层施用于其上。这些表面处理在本领域中是众所周知的。
例如,表面处理包括在实施本发明方法之前应用一种不增加表面粗糙度的金属层,其中所述金属为铟、锡、镍、钴、铜合金如铜-锡合金,及其两种或两种以上的混合物。这种类型的金属层有时被称为阻挡层。这些金属层厚度优选为约0.01-约1微米、更优选为约0.05-约0.1微米。
表面处理也包括在实施本发明方法之前应用一种不增加表面粗糙度的金属层,其中所述金属为锡、镍、钼、铬、铬-锌、铝,或其两种或两种以上的混合物。这种类型的金属层有时被称为稳定层。可将这些稳定层施用到金属箔的基准面上,或可将其施用到已施用的阻挡层之上。这些稳定层的厚度优选为约0.005-约0.05微米、更优选为约0.01-约0.02微米。
在一个实施方案中,金属箔的一面或两面首先用至少一个阻挡层进行处理。在另一个实施方案中,金属箔的一面或两面首先用至少一个稳定层进行处理。在还一个实施方案中,金属箔的一面或两面首先用至少一个阻挡层进行处理,然后至少一个已处理后的面在实施本发明方法之前用至少一个稳定层进行处理。
根据本发明的金属箔可以是单层金属箔,如铜箔、铝箔或镍箔,或金属合金箔。根据本发明的金属箔可以是含有多层金属或金属合金的箔,如由铜和黄铜所做成的箔。在任何给定的金属箔中对金属层的数量没有具体的限制。
本发明方法包括使金属箔的表面(此表面的反面与或将与树脂材料,如环氧浸渍料坯进行层压)与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触。在一个实施方案中,金属箔的表面在层压到树脂材料之前先根据本发明进行处理。在另一个实施方案中,金属箔的表面在层压到树脂材料之后再根据本发明进行处理。
在一个实施方案中,本发明方法任选地包括首先使金属箔与一种酸性溶液进行接触。酸性溶液的pH小于约5、优选小于约3、更优选小于约2。该酸性溶液含有一种酸和一种溶剂如水、极性有机液如醇和二元醇及其各种混合物。使金属箔与该酸性溶液接触其目的在于将其各种表面氧化物从金属箔中除去,另外还清洁金属箔的表面。此外在一些情况下,在使用惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物之前先与该酸性溶液进行接触能便利于本发明的处理。
可以任何适宜的方式使金属箔与该酸性溶液进行接触,包括(但不限于此)浸渍、喷涂、涂抹、浸泡等。在一个优选的实施方案中,将金属箔浸泡在酸性溶液中。在另一个优选的实施方案中,酸性溶液的温度为约20℃-约60℃、更优选为约30℃-约40℃。
所述酸性溶液含有一种酸和一种适宜的溶剂,通常为水(虽然也可使用极性有机液或水和极性有机物的组合物)。可以使用无机酸或有机酸,但优选无机酸。可用于酸性溶液中的各种无机酸的具体例子包括各种氢卤酸,如氢氟酸、氢氯酸、氢溴酸和氢碘酸,硫酸、亚硫酸、硝酸、高氯酸、硼酸和各种磷酸,如亚磷酸和磷酸,及其各种组合物。硝酸及硫酸为优选的无机酸。有机酸的例子包括羧酸和聚羧酸,如甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、草酸等;各种有机磷酸,如二甲基磷酸和二甲基次膦酸;或各种磺酸,如甲磺酸、乙磺酸、1-戊磺酸、1-己磺酸、1-庚磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸等,及其各种组合物。
在一个优选的实施方案中,在金属箔已与酸性溶液进行接触后,任选采用一种中性溶液,在大多数情况下为水、并优选为去离子水对金属箔进行漂洗。中和或漂洗溶液除了中和金属箔表面之外,还起着将过量的酸从金属箔的表面除去的作用。
金属箔通常通过一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液与一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触。或者,可以将一种惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物直接施用到金属箔的表面上。
惰性的硅烷化合物包括烃基硅烷、碳氟硅烷以及粘合到金属箔上且不与树脂粉尘发生反应的其它硅烷化合物。钛酸酯和锆酸酯化合物通常具有连接于钛或锆中心原子的大的(如约5-约20个碳原子)烃基或基本上为烃基的基团。这些硅烷、钛酸酯和锆酸酯化合物通常含有约5-约100个碳原子,而在一个实施方案中,含有约20-约60个碳原子。
术语“烃基”包括各种烃或基本上为烃的基团。实际上被描述成烃基团的是指含有不改变基团主要烃性质的各种杂原子取代基的基团。烃基基团的例子包括:(1)各种烃取代基,即脂族的(如烷基或链烯基)、脂环的(如环烷基、环烯基)取代基,芳族-、脂族-和脂环-取代的芳族取代基等,以及各种环状取代基,其中所述环是通过分子的另一部分完成的(即例如,任何两个指定的取代基可以一起形成一个脂环基团);(2)各种取代的烃取代基,即那些含有非烃基团、在本发明的上下文中不改变该取代基主要烃性质的取代基;本领域的技术人员将知道这种基团(如氟代等);和(3)各种杂原子取代基,即在本发明上下文内具有主要烃性质的同时在由碳原子所构成的环或链中还含有一个非碳原子(如烷氧基)的取代基。总的说来,对烃基基团中每十个碳原子而言存在不超过约2个、优选不超过1个杂取代基。通常在烃基基团中没有这种杂原子取代基。因此,所述烃基基团为纯的碳氢化合物。在一个优选的实施方案中,所述烃基基团为烷基基团、环状的烷基基团或芳族基团。
惰性硅烷化合物的一般例子包括烷基硅烷、环烷基硅烷、芳族硅烷、取代的芳族硅烷和碳氟硅烷。在一个实施方案中,惰性硅烷化合物可通过下式来表示:其中G1、G2、G3、G4、G5和G6独立地为烃基或烃氧基基团;R1为烃基基团;和n为0或1。在一个实施方案中,G1、G2、G3、G4、G5和G6每一个独立地为烷氧基,而R1为高达约10个碳原子的亚烷基或芳烃,或高达约10个碳原子的芳烃。在一个实施方案中,G1、G2、G3和G6每一个为高达约10个碳原子的烷氧基基团,而n为0。这些惰性硅烷化合物的例子包括1,2-双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、双(三甲氧基甲硅烷基)苯和1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷。
在另一个实施方案中,惰性硅烷化合物可以是下式所表示的化合物:其中,R2、R3、R4和R5独立地为氢、烃基基团、碳氟化合物基团、烃氧基基团或羟基基团。在一个实施方案中,R3、R4和R5的每一个为甲氧基或乙氧基,而R2为烃基基团或碳氟化合物基团。在一个实施方案中,R4和R5的每一个为甲氧基或乙氧基,而R2和R3为烃基基团。
这些惰性硅烷化合物的例子包括甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、正-丁基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、7-辛-1-烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、各种烃基取代的苯基三甲氧基硅烷,如对-(甲基)苯基三甲氧基硅烷、3-环戊二烯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、甲氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、正-丁基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、7-辛-1-烯基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷,各种烃基取代的苯基三乙氧基硅烷,如对-(甲基)苯基三乙氧基硅烷、3-环戊二烯基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、甲氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基三异丙氧基硅烷、乙基三异丙氧基硅烷、丙基三异丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷,以及十三烷氟代辛基三乙氧基硅烷。
可以使用上述两种或两种以上惰性硅烷化合物的混合物。例如,在一个实施方案中,所述惰性硅烷化合物为甲基三甲氧基硅烷或异丁基三甲氧基硅烷与丙基三甲氧基硅烷的组合物。在另一个实施方案中,所述惰性硅烷化合物为碳氟硅烷与烷基硅烷的组合物。在还一个实施方案中,所述惰性硅烷化合物为(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷与丙基三甲氧基硅烷的组合物。
可用的钛酸酯化合物包括二(枯基)苯基氧代乙烯钛酸酯、二(二辛基)焦磷酸酯氧代乙烯钛酸酯、异丙基三异硬脂酰钛酸酯、异丙基二异丁烯基异硬脂酰钛酸酯、异丙基三(十二烷基)苯磺酰钛酸酯、异丙基三(二辛基)磷(phosphato)钛酸酯、异丙基(4-氨基)苯磺酰二(十二烷基)苯磺酰钛酸酯、异丙基三(二辛基)焦磷(pyrophosphato)钛酸酯、四辛基二(二-十三烷基)磷钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基甲基)丁基,二(二-十三烷基)磷钛酸酯、新戊基(二烯丙基)氧,三新癸酮基钛酸酯、新戊基(二烯丙基)氧,三(十二烷基)苯磺酰基钛酸酯、新戊基(二烯丙基)氧,三(二辛基)磷钛酸酯、新戊基(二烯丙基)氧,三(二辛基)焦磷钛酸酯,及其两种或两种以上的混合物。有时将这些化合物称为钛酸酯偶合剂。
可用的锆酸酯化合物包括新戊基(二烯丙基)氧,三(二辛基)磷锆酸酯。有时将这些化合物称为锆酸酯偶合剂。
可采用两种或两种以上的上述硅烷、钛酸酯和/或锆酸酯化合物的混合物。
惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物的溶液可以是在水中、在水和醇的混合物中或在一种适宜的有机溶剂中的分散体或溶液的形式,或者可作为惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物水乳浊液的形式,或者作为惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯在一种适宜有机溶剂中溶液的水乳浊液的形式。可使用各种常规有机溶剂。包括各种醇、醚、酮及其与脂族烃或芳族烃或与各种酰胺如N,N-二甲基甲酰胺的混合物。可用的溶剂为具有良好湿润和干燥性能的那些溶剂,例如包括水、甲醇、乙醇、异丙醇和甲基乙基酮。可以常规的方式,采用各种常规分散剂和表面活性剂(包括非离子分散剂)来形成惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物的水乳浊液。
如需要,金属箔与惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯之间进行的接触步骤可重复数次。但单一步骤通常都能得到良好的结果,因此,通常优选单一步骤。通过应用各种适宜的方法,包括逆辊涂布、刮刀涂布、浸渍、浸泡、涂抹和喷涂(虽然优选将金属箔浸泡在惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯溶液中)可完成所述的接触。
在一个实施方案中,所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物以约0.01%-约10%(v/v)的量存在于溶液中。在另一个实施方案中,所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物以约0.05%-约5%(v/v)的量存在于溶液中。在还一个实施方案中,所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物以约0.1%-约2%(v/v)的量存在于溶液中。
所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物和所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液通常处于约10℃-约50℃的温度下。在另一个实施方案中,所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液通常处于约15℃-约40℃的温度下。在还一个实施方案中,所述惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液通常处于约20℃-约30℃的温度下。金属箔与该惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液接触足够的时间以在金属箔的表面上形成防尘膜。在一个实施方案中,金属箔与该惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液接触约1秒-约10分钟。在另一个实施方案中,金属箔与惰性硅烷、铁酸酯或锆酸酯化合物溶液接触约5秒-约100秒。
金属箔与惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液接触后,可将金属箔干燥或任选加热一段适当的时间以去除溶剂并形成一层惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物膜。在一个实施方案中,将金属箔加热至约50℃-约170℃的温度。在另一个实施方案中,将金属箔加热至约70℃-约150℃的温度。任选金属箔的加热时间为约1秒-约5分钟。在另一个实施方案中,任选金属箔的加热时间为约10秒-约2分钟。
本发明的处理在金属箔的表面形成了一层防树脂粉尘膜。在一个优选实施方案中,本发明的处理在金属箔的表面形成了一层防环氧树脂粉尘膜。该防树脂粉尘膜可以是连续的、基本连续的和不适续的,只要该膜能阻止树脂粉尘粘附、沉降和/或积聚在处理后的金属箔的表面上。在优选的实施方案中,处理后的金属箔表面上的防树脂粉尘膜是连续的或至少是基本连续的。在一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物在金属箔上的防树脂粉尘膜的厚度为约0.001-约1微米。在另一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物在金属箔上的防树脂粉尘膜的厚度为约0.0025-约0.1微米。在还一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物在金属箔上的防树脂粉尘膜的厚度为约0.005-约0.05微米。
惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液可任选地含有某些添加剂。在一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液不含任何添加剂。在另一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液含有各种添加剂,如三唑化合物。三唑化合物包括氨基三唑、苯并三唑、羟基苯并三唑、烷基取代的苯并三唑如甲基苯并三唑和羧基苯并三唑。在一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液含有约0.01克/升-约10克/升一种或多种上述的各种添加剂。在另一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液含有约0.1克/升-约5克/升一种或多种上述的各种添加剂。
在一个实施方案中,惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液不含金属,也就是说惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物溶液的特征是不存在添加的各种金属或金属化合物。在一些情况下各种金属化合物对所形成的惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物膜构成产生有害影响。在一个实施方案中,根据本发明对金属箔进行处理后不再进行电解步骤。不存在额外的电解步骤简化了金属箔的制备方法,同时还简化了用于印刷电路板的层压板的制作过程。
在一个实施方案中,金属箔与惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物进行接触后任选采用中性溶液(在大多数情况下采用水、具体而言为去离子水)对金属箔进行漂洗。中和或漂洗溶液起着将过量的物质从处理后的金属箔的表面上除去的作用。
可将根据本发明进行处理的金属箔粘附于各种介电基片上以提供尺寸和结构稳定性。采用本发明的金属箔,无论是表面无光的一面还是光亮的一面都可有效地粘合于介电基片上,但根据本发明进行处理的金属箔的一面不先粘合于介电基片上(然而在双面处理的金属箔的情况下两面最终都粘合于介电基片上)。
通过浸渍具有部分固化环氧树脂(如双官能的、四官能的和多官能的环氧树脂)、聚酰亚胺树脂或聚酯树脂的玻璃丝增强材料可制备各种可用的介电基片。有时将这些介电基片称为预浸料坯,如环氧树脂预浸料坯。
在制备这些层压板时最好以捆状卷起的长的卷材材料的形式提供预浸料坯材料和金属箔。在一个实施方案中,采用连续过程层压这些长的金属箔和预浸料坯卷材。在该过程中处理后的通常其上附着有粘合促进层的连续金属箔卷材在各种层压条件下与连续的预浸料坯材料卷材接触形成层压结构。然后将此层压结构割成长方形片材,进行层迭或装配成大量集合件的形式。
在一个实施方案中,首先将处理后的金属箔和预浸料坯的长卷材切割成长方形的片材,然后再进行层压。在该过程中处理后的金属箔的长方形片材与预浸料坯材料的长方形片材层迭或装配成大量集合件。
每一个集合件可包含一个其两边具有处理后的金属箔片材的预浸料坯片材,而在每一种情况下金属箔粘合附着处理后的一面(或其中一面)与预浸料坯毗连。根据本发明处理的金属箔的一面不朝向预浸料坯。集合件可经历常规的层压温度及层压板之间的压力以制备在处理后的金属箔片材之间包含预浸料坯片材夹层的层压板。
集合件可由采用树脂(如实施方案中的部分固化的两步法树脂,实施方案使用了环氧树脂)浸渍的玻璃丝增强纤维所组成。通过采用热和压力使铜箔未处理(根据本发明)的一面紧紧地压在预浸料坯上,集合件所经受的温度活化了树脂,造成固化,使树脂发生交联,从而使箔紧粘于预浸料坯介电基片上。一般而言,层压操作的压力为约100-约1000psi,温度为约150℃-约250℃,层压周期为约30分钟-约3小时。然后完成的层压板可用来制备印刷电路板(PCB)。在一个实施方案中,层压后将惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物从铜箔的表面上除去。
在一个实施方案中,使层压板经历作为制备多层电路板过程一部分的一个减(subtractive)铜蚀刻过程以形成导电线或导电式样。接下来将惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物从已印花的金属上除去。然后采用上述技术在已完成蚀刻的图案上进行第二次粘合处理,并将第二块预浸料坯粘合于已蚀刻的图案上。由于树脂粉尘不再影响蚀刻过程,因此蚀刻后的图案表现出良好的尺寸控制性能。制备多层电路板的各种技术在本领域中是众所周知的。
可用许多生产方法来从层压板中制备各种PCB。除此之外PCB还有无数种可能的最终应用,包括收音机、电视机、计算机等。这些方法及最终用途在本领域中众所周知。
本发明的优点之一是当根据本发明所获得的处理后的金属箔与预浸料坯连接使用时可以表现出高的防树脂粉尘的能力。这是由于本发明方法使得经处理后的金属箔在处理后的金属箔加工期间可以保持一树脂粉尘阻挡层。优点之二是当蚀刻金属箔时经处理后的金属箔表现出优异的patternability。
在根据本发明对双面处理的金属箔进行处理的实施方案中,或在需要除去防树脂粉尘膜的实施方案中,使处理后的金属箔与稀释的水溶液或有机酸或有机碱溶液进行接触。
虽然我们不想受缚于任何理论,但我们相信单独的惰性硅烷、钛酸酯或锆酸酯化合物分子位于金属箔的表面,使得烷氧基端基与金属箔的表面相邻,而非极性取代基(烃基或碳氟化合物端基)则位于远离金属箔的表面。我们相信非极性取代基是至少一种树脂粉尘排斥物,它能防止树脂粉尘沉积于金属箔的表面上,防止树脂粉尘粘合于或强烈粘合于金属箔的表面上,并防止树脂粉尘积聚于金属箔的表面上。
所以并非想受限于以下的实施例,而将它们仅仅起着说明本发明各个且新颖的方面。除非另有说明,否则在以下的实施例以及在整个说明书和权利要求书中,所有的份数及百分数都是以重量计,所有的温度都是以摄氏温度计,所有的压力都是以大气压计。
实施例
制备9份含有约1%(v/v)主题硅烷化合物、水和乙醇(按溶解所述硅烷化合物所需的量)的硅烷溶液(6份为惰性硅烷化合物溶液,3份对比硅烷溶液)。通过浸渍约20秒的停留时间将所述硅烷化合物施用到经处理后的铜箔的鼓面的表面无光的一面,然后在约100℃下干燥约1分钟。然后将涂布后的铜箔(表面无光的一面)层压到环氧预浸料坯层上(1盎司/英尺2铜箔到Polyclad ATS 140℃ Tg环氧预浸料坯上,或1盎司/英尺2铜箔到General Electric TS环氧预浸料坯上)。对照物其上没有任何硅烷化合物。涂布后的铜箔在250psi的压力下层压到环氧预浸料坯上、加热至177℃并夹在一起约1小时,接着冷却至室温。对所有层压板进行成像并蚀刻以得到线条图案,所有的线宽均为0.125英寸。
按IPC Test Methods Manual的2.4.8 After Thermal Stress部分中的方法将各线条中途(halfway)剥离下来以提供初始的剥离强度。剥离强度越低,则防树脂粉尘的能力越高。表1报道了剥离强度(磅/英寸)。与惰性硅烷相关的剥离强度并不显著低于与对比硅烷相关的剥离强度)。硅烷化合物为三甲氧基硅烷,第四个硅上的取代基示于表1中:
表1硅烷 PCL ATS GE TS对照物 0.9 1.5甲基 0.5 1.2丙基 0.2 0.6异丁基 0.6 0.6辛基 0.7 1.1三氟丙基 0.6 1.3苯基 0.8 1.2氨基丙基 3.7 5.4溴代丙基 3.0 4.6环氧丙烷丙基(glycidoxypropyl) 3.6 6.7
评价本发明防树脂粉尘膜的有效性的一种方法是将一片金属箔涂布到具有一种本发明的硅烷、钛酸酯或锆酸酯的所需面上。然后将该箔层迭于适宜数量的所选类型的预浸料坯上,使所需的一面朝上(up)。将所选数量的树脂粉尘颗粒放置于该箔的表面上,并放置于采用相同的箔但没有本发明的防树脂粉尘膜制成的箔的表面上。然后将钢板置于箔的顶部并如上述进行层压。层压后取出钢板,借助于黑光源读取树脂粉尘颗粒在两个箔上以及两块钢板上的数量。当通过此方法分别评价苯基三甲氧基硅烷和(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷时,与没有硅烷化合物的箔相比,在具有硅烷涂布的金属箔上发现较少的斑点,更多的树脂粉尘遗留在不锈钢板上。
虽然根据其优选的实施方案对本发明进行了解释,但本领域技术人员在阅读本说明书后对其各种其它方法将一目了然。因此,应理解的是此处所公开的本发明的目的是想涵括所附权利要求书范围内的这些修改。