专利名称：亲水处理方法及形成布线图形的方法
技术领域：
本发明涉及亲水处理方法和形成布线图形的方法。
背景技术：
在制造布线板时，如图1(a)所示，首先在金属膜12上形成由树脂形成的掩模层14，金属膜12在树脂衬底10的一侧的整个表面上形成。随后，在掩模层14上进行构图。从而，对应于将要形成的布线图，在底表面上形成多个凹槽部分16，通过所述凹槽部分将金属膜12暴露出来。
然后，如图1(b)所示，利用金属膜12作为供电层，通过电镀对每个凹槽部分16填充金属，从而形成多个布线图形18。
随后，如图1(c)和1(d)所示，通过去除掩模层14，并接着去除暴露的金属膜12，从而在树脂衬底10上形成具有希望形状的多个布线图形18。
然而，当对通过掩模层14形成的凹槽部分16填充金属时，利用金属膜12进行的电镀可能导致空气泡粘附在每个凹槽部分16的内侧表面上。如图2(a)所示，当在粘附有气泡的情况下进行电镀时，则在对凹槽部分16填充的金属中也粘附有气泡100。这样，布线图形18最终形成为，其中形成有多个孔102，如图2(b)所示。
在形成布线图形18中，越容易由于气泡100的粘附而形成孔102，则使布线图形18变得越细。
另外，布线图形18越细，则由于气泡100的粘附而形成的孔102与布线图形100的比例变得越大。从而，降低了布线的强度。因此，由于在随后的步骤中施加到布线图形18上的应力，很可能造成布线的断裂。即使布线没有断裂，布线图形18的电学特征值，例如阻抗，也变得与预定值不同。
同时，当利用金属膜12作为供电层、通过电镀对通过掩模层14形成的每个凹槽部分16填充金属时，气泡粘附到每个凹槽部分16的内侧表面上的原因之一是，在掩模层14上进行构图等操作污染了每个凹槽部分16的内周表面。
通过将树脂衬底10浸泡在弱碱性溶液或乙醇溶液中、并对其进行脱脂处理，可以去除在其上的污染。然而，该脱脂处理也促进了掩模层14的脱落。
因而，在日本专利A 2000-127407(第二实施例)中提出，在将要被电镀的树脂衬底10上进行等离子体处理，所述专利在下文中表示为专利文献1。
如专利文献1所提出的，可以通过在将被电镀的树脂衬底10上进行等离子体处理，来去除由于对掩模层14的构图或类似操作而导致的在每个凹槽部分16的内周表面上的污染。而且，当进行电镀时，可以增强在掩模层14和金属膜12之间的粘附力。
然而，尽管这在利用金属膜12作为供电层进行电镀的期间，降低了气泡粘附在通过掩模层14形成的每个凹槽部分16的内侧表面上的现象发生的可能性，然而，发现所述现象仍然存在。
根据本发明人对所述现象的研究，通过掩模层14形成的每个凹槽部分16的内侧表面对于电镀溶液的可湿性不够。这样，当混合在电镀溶液中的气泡100粘附到每个凹槽部分16的内侧表面上时，在随后进行的电镀中将会粘附有气泡。
因此，需要通过进行等离子体处理，来增强通过掩模层14形成的每个凹槽部分16的内侧表面对于电镀溶液的可湿性。
顺便提及，由于大多数电镀溶液由水组成，因此，可以将增强所述表面对于电镀溶液的可湿性认为等同于增强所述表面对于水的可湿性。
而且，通过进行化学镀在如图1(a)所示的树脂衬底10的一侧的整个表面上形成金属膜12是经济的。然而，当通过化学镀形成金属膜12时，需要通过将树脂衬底10浸泡在弱碱性溶液或乙醇溶液中，并对其进行脱脂处理，以增强树脂衬底10对于化学镀溶液的可湿性。
然而，如何处理所述脱脂溶液是一个问题，因此，还需要在不使用溶液的情况下充分增强树脂衬底10的可湿性。由于大多数化学镀溶液由水组成，因此，可以将增强树脂衬底对于化学镀溶液的可湿性认为等同于增强树脂衬底对于水的可湿性。
发明内容
因此，本发明为解决上述问题，提供了一种亲水处理方法，该方法无需使用溶液，就能够对由树脂形成的模制物件施加对于水的充分的可湿性；本发明还提供了一种形成布线图形的方法，本方法通过进行等离子体处理，无需使用溶液，就能够对树脂衬底施加对于水的充分的可湿性，所述衬底在其至少一侧的表面上设置有凹槽部分，所述凹槽部分对应于将要在树脂掩模层上形成的布线图形而形成。
本发明人为解决上述问题进行了研究。从而，本发明人发现，相比于在未喷射水的干燥树脂衬底上进行等离子体处理，通过在其上喷射有水的树脂衬底上进行常压等离子体处理可以增大对于水的可湿性。
也就是说，根据本发明的一方面，提供了一种亲水处理方法，该方法在由树脂形成的模制物件上进行等离子体处理，当对模制物件施加亲水性时，在包括具有亲水基的亲水气体的气氛中进行等离子体处理。
根据本发明的上述方法，优选使用膜状或板状的模制物件。在膜状或板状的模制物件的至少一侧的表面上进行等离子体处理。从而可以使膜状或板状的模制物件的至少一侧的表面具有足够的可湿性。
而且，根据本发明的另一方面，提供了一种形成布线图形的方法，该方法包括在金属膜上形成树脂掩模层，所述金属膜在树脂衬底的一侧的整个表面上形成；接着，在掩模层上进行构图，以对应于将要形成的布线图形形成均具有底表面的凹槽部分，从所述底表面暴露出所述金属膜；然后在包括具有亲水基的亲水气体的气氛中，在树脂衬底中的形成凹槽部分的一侧的表面上进行等离子体处理；以及，随后利用金属膜作为供电层进行电镀，以对凹槽部分填充金属，从而形成布线图形。
在根据本发明的上述方法中，在模制物件或树脂衬底上预先进行电晕放电处理，然后再进行等离子体处理。相比于只进行等离子体处理的情况，这样可以增强模制物件或树脂衬底对于水的可湿性。在常压下进行电晕放电处理可以简化电晕放电处理的设备。
而且，优选在包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物中的一种或多种化合物的气体的气氛中进行等离子体处理。通过对模制物件或树脂衬底进行等离子体处理，其中使模制物件或树脂衬底上粘附有包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物中的一种或多种化合物的液体，容易使进行等离子体处理的气氛中包括有带有亲水基的化合物的亲水气体。
此外，通过在常压下进行等离子体处理可以简化等离子体处理的设备。
根据本发明，相比于在干燥的模制物件上进行等离子体处理的相关技术，本发明可以增强模制物件对于水的可湿性。因此，基本无需使用溶液即可充分增强模制物件对于化学镀溶液的可湿性。而且，可以省去利用脱脂溶液进行处理。
而且，根据本发明，相比于在干燥的模制物件上进行等离子体处理的相关技术，本发明不需要使用会剥离掩模层的溶液，便可以对树脂衬底施加对于水的足够的可湿性，所述树脂衬底上设置有凹槽部分，所述凹槽部分在树脂衬底至少一侧的表面上、对应于将要在树脂掩模层上形成的布线图形形成。因此，当通过进行电镀形成精细布线图形时，可以防止在电镀中粘附有气泡。
根据本发明，相比于在干燥的模制物件或树脂衬底上进行等离子体处理，本发明可以对模制物件或树脂衬底施加足够的可湿性的原因如下所述。
也就是说，当在包括具有亲水基的亲水气体的气氛中进行等离子体处理时，所述具有经过电离或激化的亲水基的化合物的亲水气体，通过氢键键合到形成模制物件或树脂衬底的树脂的分子链上，从而使得模制物件或树脂衬底的表面具有亲水性。
通过等离子体处理除了能使模制物件或树脂衬底的表面变为具有亲水性外，还能够去除粘附在模制物件或树脂衬底表面上的污染。从而增强模制物件或树脂衬底的表面对于水的可湿性。
另外，由等离子体电离或激化的亲水基到达形成每个凹槽部分的内侧表面的掩模层，所述每个凹槽部分形成于树脂衬底的一侧的表面上，从而可以增强所述内侧表面的可湿性。因此增强了整个表面对于水的可湿性。
图1(a)至1(d)示出了在制造布线板的方法的示例中的步骤；图2(a)和2(b)是涉及在图1(a)至1(d)中示出的制造方法的问题的图解示意图；图3是根据本发明的常压等离子体处理设备的非限制性示例的示意图；图4是用于滴展法(drop method)中的接触角的图解示意图。
具体实施例方式
下面将参考
本发明的一个典型的非限制性实施例。在本发明中，认为其中的术语具有如本领域的普通技术人员将理解的一般含义。然而，在本公开中也可以将术语定义为具有特定的含义。
根据本发明，需要在包括具有亲水基的亲水气体的气氛中对树脂模制物件进行等离子体处理。
由疏水树脂或亲水树脂制成的膜或板可以用作所述树脂模制物件。
顺便提及，亲水树脂是在其分子链上具有亲水基的树脂。例如，对应的有聚酰胺树脂和聚酰亚胺树脂。
另外，即使模制物件由这样的亲水树脂制成，模制物件对于电镀溶液或化学镀溶液的可湿性仍是不够的。因此，需要对模制物件进行改进。
而且，可以适当地使用包含例如-OH、-COOH和-CO-的基的气体化合物作为具有亲水基的亲水气体。所述气体化合物可以单独使用。可选地是，可以将两种或多种气体化合物相互混合后使用。
将一种亲水化合物气体与另一种气体一同注入到进行等离子体处理的气氛中，形成包括气体化合物的气氛。然而，通过在粘附有包括亲水化合物的液体的模制物件上进行等离子体处理，也可以使进行等离子体处理的气氛中包括具有亲水基的亲水气体。
水、乙醇和带有羧基的有机物在常温下均为液体，其通过等离子体处理后易于气化，因此可以优选地用作亲水化合物。优选采用乙酸作为带有羧基的有机物。
关于等离子体处理，例如可以采用在专利文献1中公开的在减压下进行等离子体处理的方法。然而，优选采用常压等离子体处理，即在大气压下进行的等离子体处理。
图3示出了用于进行所述常压等离子体处理的常压等离子体处理设备的典型的非限制性示例。在如图3所示的常压等离子体处理设备中，通过阀25a和25b分别调节从载气气瓶20供应的载气的流速和从反应气气瓶22供应的反应气的流速，使得由流量计24a和24b测量的流速分别等于预定的流速。接着，通过混合器26混合载气和反应气。随后，将混合气体通入连接高频电源28的反应器30中。
在反应器30中将载气和反应气等离子体化，然后将其作为等离子体流32喷射出。接着，使等离子体流32朝向由树脂形成的模制物件36进行喷射，所述模制物件36被放置于在箭头方向上移动的传送带上。
通过在一气氛中在等离子体流32喷射到模制物件36上的同时，喷出选自于水、乙醇和带有羧基的有机物(例如乙酸)中的一种或多种化合物的气体，可以使所述气氛中包括具有羧基的化合物的亲水气体。特别是，在等离子体处理中优选采用这样的模制物件36，其上通过液体喷射的方式粘附有包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物(例如乙酸)中的一种或多种化合物的液体。等离子体流32可以气化粘附在模制物件36上的液体，从而在模制物件36的周围提供亲水气氛。
在如图3所示的常压处理设备中，可以采用氮气或氦气作为载气。
相比于使用只经过等离子体处理的模制物件36的情况，通过在将要进行等离子体处理的模制物件36上预先进行电晕放电处理，可以增强模制物件36对于水的可湿性。
而且，在如图3所示的常压等离子体处理设备中，可以在移动放置在传送带34上的模制物件的同时进行等离子体处理。这样，在传送带34上放置膜状或板状的模制物件36，便可以在模制物件的一侧的表面上连续进行等离子体处理。
顺便提及，在常压下进行电晕放电处理可以简化电晕放电处理设备。
因为经过等离子体处理的模制物件36的表面对于水的可湿性得到了增强，因而所述表面对于镀液的可湿性也得到增强。这样，通过将模制物件36浸入化学镀溶液并在其上进行化学镀，可以在模制物件36的表面上形成均匀的镀层。
顺便提及，当将经过等离子体处理的模制物件36不动地放置在空气中，其对于水的增强的可湿性在大约一天之内就会消失。因此，需要在模制物件36上快速进行镀覆等操作。
此外，在延迟对经过等离子体处理的模制物件36进行例如电镀的处理的情况下，优选将经过等离子体处理的模制物件36用铝箔包裹起来。这是因为，相比于将模制物件36不动地放置在空气中，这样可以使模制物件36的表面对于水的可湿性增强的状态持续更长的时间。
优选为，可以在用于半导体装置中的布线板上进行上述用于使模制物件的表面亲水的等离子体处理。特别是，优选利用等离子体处理作为电镀的预处理，所述等离子体处理用于使树脂衬底10的一侧的表面亲水，所述电镀以金属膜12作为供电层在树脂衬底10的一侧的表面上进行，其中，如图1(a)所示，在树脂衬底10的一侧的整个表面上覆盖有金属膜12，在其上形成由树脂形成的掩模层14，通过在掩模层14上进行构图，对应将要形成的布线图形形成凹槽部分16，使得从每个凹槽部分16的底表面暴露出金属膜12。
也就是说，在如图1(a)所示的树脂衬底10的一侧的表面上进行电镀之前，需要进行去除粘附在树脂衬底10的一侧的表面上的污染的预处理。然而，将树脂衬底10浸泡在弱碱性溶液或乙醇溶液中进行脱脂处理，会使掩模层14容易脱落。
在这种情况下，如图3所示的常压等离子体处理设备在树脂衬底10的一侧的表面上进行等离子体处理，从而对其一侧的表面进行脱脂。
另外，通过在包括具有亲水基的化合物的亲水气体的气氛中进行等离子体处理，可以增强通过掩模层14形成的每个凹槽部分16的内侧表面的可湿性。这样，当将树脂衬底10浸入电镀溶液中进行电镀时，可以防止由于粘附在每个凹槽部分16的内侧表面上的气泡而在布线图形上形成孔。
当利用如图3所示的常压等离子体装置在如图1(a)所示的树脂衬底10的一侧的表面上进行等离子体处理时，优选将等离子体流32喷射至这样的树脂衬底10的一侧的表面上，其上粘附有包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物(例如乙酸)中的一种或多种化合物的液体。
进而可以在树脂衬底10的一侧的表面上预先进行电晕放电处理，然后，通过利用如图3所示的常压等离子体处理设备，在包括亲水气体的气氛中进行等离子体处理。从而，相比于只进行等离子体处理的情况，这样可以增强树脂衬底10的一侧的表面对于水的可湿性。
而且，优选地在包括亲水气体的气氛中对如图1(a)所示的树脂村底10的一侧的表面进行等离子体处理之后，优选地是，快速进行利用金属膜12作为供电层的电镀，以形成如图1(b)所示的布线图形18。这是因为，如果将树脂衬底10不动地放置在空气中，模制物件36对于水的可湿性增强的效果在大约一天内消失。
如果延迟将在树脂衬底10上进行的例如电镀的电解处理，通过使用铝箔将经过等离子体处理的树脂衬底10包裹起来，可以减缓树脂衬底10对于水的可湿性增强的效果消失的速度。
第一示例常压下，在50μm厚的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行输出功率为200W的电晕放电处理。通过将放置有聚酰亚胺膜的传送带的移动速度调节为2m/min，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行两次电晕放电处理。
然后，在经过电晕放电处理的聚酰亚胺膜的一侧的表面上喷射5％的乙醇水溶液。然后用纸擦去水滴。随后在所述表面上进行等离子体处理。该等离子体处理的输出功率为50W。所述等离子体处理采用氮气作为载气，还采用浓度为93ppm(vol.)的氧气作为反应气体。
通过滴展法测量聚酰亚胺膜的一侧的表面的可湿性。接触角为35.2°。
同时，在进行电晕放电处理和等离子体处理之前，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角为65.8°。
顺便提及，滴展法用于测量滴至聚酰亚胺膜的表面40上的水滴42的接触角α，如图4所示。接触角α越小，表面40对于水的可湿性的增强越大。
第一比较示例类似于第一示例地进行等离子体处理，不同之处在于，未喷射5％的乙醇水溶液，而是在干燥的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行等离子体处理。经过等离子体处理，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α为38.8°，大于在第一示例中在经过等离子体处理的聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α。
因此，相比于在干燥的膜上进行等离子体处理的情况，在喷射有5％的乙醇水溶液的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行等离子体处理，可以提高该表面对于水的可湿性。
第二示例类似于第一示例地进行等离子体处理，不同之处在于，在类似于第一示例的过程中，未进行电晕放电处理。经过等离子体处理，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α为59.4°。
而且，类似于第一示例地进行等离子体处理，不同之处在于，在类似于第一示例的过程中，未喷射5％的乙醇水溶液，而是在干燥的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行等离子体处理。经过等离子体处理，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α为65.7°。该接触角大于在喷射有5％的乙醇水溶液、并经过等离子体处理的聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α。
因此，相比于在干燥的膜上进行等离子体处理的情况，即使没有对聚酰亚胺膜进行电晕放电处理，也可以通过对其喷射5％的乙醇水溶液、并在干燥的膜上进行等离子体处理，来提高聚酰亚胺膜的一侧的表面对于水的可湿性。
第三示例类似于第一示例地进行等离子体处理，不同之处在于，在类似于第一示例的过程中，等离子体处理的输出功率为150W，采用氦气作为载气，采用浓度为123ppm(vol.)的氧气作为反应气体。经过等离子体处理，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α为24.5°。
第四示例类似于第三示例地进行等离子体处理，不同之处在于，在类似于第三示例的过程中，在未经电晕放电处理的聚酰亚胺膜上进行等离子体处理。经过等离子体处理，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α为28.7°。
而且，类似于第三示例地进行等离子体处理，不同之处在于，在类似于第三示例的过程中，在未经电晕放电处理、未喷射有5％的乙醇水溶液的干燥的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行等离子体处理。经过等离子体处理，在聚酰亚胺膜的一侧的表面上的接触角α为35.3°。该接触角大于喷射有5％的乙醇水溶液、并经过等离子体处理的聚酰亚胺膜的一侧的表面的接触角α。
因此，相比于在干燥的膜上进行等离子体处理的情况，即使未对聚酰亚胺膜进行电晕放电，也可以通过对其喷射5％的乙醇水溶液、并在干燥的膜上进行等离子体处理，来提高聚酰亚胺膜的一侧的表面对于水的可湿性。
第五示例采用50μm厚的聚酰亚胺膜作为树脂衬底10。如图1(a)所示，在铜膜12上形成由耐镀剂形成的掩模层14，铜膜12是通过化学镀在树脂衬底10的一侧的整个表面上形成的金属膜。然后，在掩模层14上进行构图，从而对应于将要形成的布线图形形成凹槽部分16，从凹槽部分16的底表面暴露出金属膜12。凹槽部分16之间的间隔为10μm。
常压下，在树脂衬底10的一侧的表面上进行输出功率为200W的电晕放电处理。通过同时将放置有树脂衬底10的传送带的移动速度调节为2m/min，在所述衬底上进行两次电晕放电处理。
然后，在经过电晕放电处理的树脂衬底10的一侧的表面上喷射5％的乙醇水溶液。接着用纸擦去水滴。随后在所述表面上进行等离子体处理。该等离子体处理的输出功率为50W。所述等离子体处理采用氮气作为载气，还采用浓度为93ppm(vol.)的氧气作为反应气体。
如图1(b)所示，通过利用铜膜12作为供电层进行电镀，使得每个凹槽部分16均充满铜，从而在经过电晕放电处理的树脂衬底10的一侧的表面上形成具有希望形状的布线图形18。
而且，如图1(c)和1(d)所示，将通过去除掩膜层14而暴露出的铜膜12去除掉，则可以在树脂衬底10上形成这样的布线板，其中的布线图形18具有希望的形状。
根据通过显微镜对形成的布线图形18进行的观测，可以发现，在形成的布线图形18上没有形成如图2(b)所示的孔102，并且布线图形18具有有利的形状。
上文参考所述实施例对本发明进行了说明。然而，应该注意，本发明并不只局限于上述的特定实施例。本领域的技术人员可以进行多种变化。显然，变化或改进的实施例均包含在本发明的技术范围内。
权利要求
1.一种亲水处理方法，包括在由树脂形成的模制物件上进行等离子体处理，其中，当对所述模制物件施加亲水性时，在包括具有亲水基的亲水气体的气氛中进行所述等离子体处理。
2.根据权利要求1的亲水处理方法，还包括在所述模制物件上进行电晕放电处理，其中在所述模制物件上预先进行所述电晕放电处理，然后进行所述等离子体处理。
3.根据权利要求2的亲水处理方法，其中在常压下进行所述电晕放电处理。
4.根据权利要求1的亲水处理方法，其中在包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物中的一种或多种化合物的气体的气氛中进行所述等离子体处理。
5.根据权利要求1的亲水处理方法，其中在这样的所述模制物件上进行所述等离子体处理，所述模制物件上粘附有包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物中的一种或多种化合物的液体。
6.根据权利要求1的亲水处理方法，其中在常压下进行所述等离子体处理。
7.根据权利要求1的亲水处理方法，其中采用膜状或板状的模制物件作为所述模制物件，并且其中在所述膜状或板状的模制物件的至少一侧的表面上进行所述等离子体处理。
8.一种形成布线图形的方法，包括在金属膜上形成由树脂形成的掩模层，所述金属膜形成于树脂衬底的一侧的整个表面上；随后，在所述掩模层上进行构图，从而对应于将要形成的布线图形形成均具有底表面的多个凹槽部分，从所述底表面暴露出所述金属膜；随后，在包括具有亲水基的亲水气体的气氛中，在所述树脂衬底中的形成所述凹槽部分的一侧的表面上进行等离子体处理；以及随后，利用所述金属膜作为供电层进行电镀，使所述凹槽部分充满金属，从而形成布线图形。
9.根据权利要求8的形成布线图形的方法，还包括在所述模制物件上进行电晕放电处理，其中在所述树脂衬底上预先进行所述电晕放电处理，然后进行所述等离子体处理。
10.根据权利要求9的形成布线图形的方法，其中在常压下进行所述电晕放电处理。
11.根据权利要求8的形成布线图形的方法，其中在包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物中的一种或多种化合物的气体的气氛中进行所述等离子体处理。
12.根据权利要求8的形成布线图形的方法，其中在这样的所述树脂衬底上进行所述等离子体处理，所述树脂衬底上粘附有包括选自于水、乙醇和带有羧基的有机物中的一种或多种化合物的液体。
13.根据权利要求8的形成布线图形的方法，其中在常压下进行所述等离子体处理。
全文摘要
在由树脂形成的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行等离子体处理。当对聚酰亚胺膜的一侧的表面施加可湿性时，在粘附有喷射出的水的聚酰亚胺膜的一侧的表面上进行等离子体处理。
文档编号C25D5/02GK1652667SQ20051000728
公开日2005年8月10日 申请日期2005年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者真篠直宽 申请人:新光电气工业株式会社