聚酰亚胺表面化学沉铜前处理的微观分析

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深入探究pi溅射镀铜膜：原理与应用解读

PI (聚酰亚胺) 溅射镀铜膜是一种重要的薄膜制备技术，它在许多领域都有广泛的应用。

以下是关于PI 溅射镀铜膜的深入探究，包括其原理与应用解读：
一、原理：
1. 溅射镀膜原理：在真空条件下，通过高能离子溅射靶材，使得靶材原子被电离并沉积在基板上，形成薄膜。

2. 铜的溅射镀膜：铜的溅射镀膜过程涉及到铜原子的电离和沉积，需要通过特定的溅射设备进行。

溅射过程中，高能离子轰击铜靶材，使其原子逸出并沉积在基板上，形成铜膜。

二、影响因素：
1. 溅射功率：溅射功率会影响铜原子从靶材逸出的速度和沉积在基板上的密度，影响薄膜的厚度和均匀性。

2. 基板材料：基板材料会影响铜膜与基板的结合力、致密程度和电学性能。

3. 真空度：真空度会影响溅射过程中气体的吸附和放电，从而影响薄膜的质量。

三、应用：
1. 电子器件：PI 溅射镀铜膜可以用于制备电子器件的导电层，如印刷电路板、柔性电路等。

2. 光学器件：铜具有较好的导光性能，PI 溅射镀铜膜可以用于制备光学器件，如反射镜、滤光片等。

3. 磁学器件：铜在磁学方面具有良好的性能，可以用于制备磁
学器件，如磁性存储元件等。

4. 其他领域：PI 溅射镀铜膜还可以应用于高温烧结用垫片、密封圈、绝缘垫片等。

总之，PI 溅射镀铜膜是一种重要的薄膜制备技术，具有广泛的应用前景。

在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的溅射条件和基板材料，以保证薄膜的质量和性能。

聚酰亚胺薄膜表面无钯活化化学镀铜

聚酰亚胺薄膜表面无钯活化化学镀铜潘湛昌;张鹏伟;张晃初;曾祥福;胡光辉;肖楚民;罗俊明【摘要】为了增加聚酰亚胺薄膜表面与化学镀铜层的结合力,采用NaOH溶液对其表面进行化学改性,然后在其表面制备出具有催化活性的银微粒,进而化学镀铜.使用傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(FTIR-ATR)和能谱分析仪(EDS)对聚酰亚胺的表面结构和组成进行了表征和分析,利用X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)表征铜镀层的结构及表面微观形貌.结果表明,聚酰亚胺表面在NaOH溶液中发生水解,在AgNO3溶液中实现Ag+与Na+间的离子交换,Ag+通过化学吸附附着在聚酰亚胺表面.在镀铜液中,Ag+先被甲醛还原成银微粒,从而引发化学镀铜反应的发生,并可获得结合力良好的化学镀铜层.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2014(033)015【总页数】3页(P641-643)【关键词】聚酰亚胺;表面改性;无钯活化;化学镀铜;结合力【作者】潘湛昌;张鹏伟;张晃初;曾祥福;胡光辉;肖楚民;罗俊明【作者单位】广东工业大学轻工化工学院,广东广州510006;广东工业大学轻工化工学院,广东广州510006;胜宏科技(惠州)股份有限公司,广东惠州516211;胜宏科技(惠州)股份有限公司,广东惠州516211;广东工业大学轻工化工学院,广东广州510006;广东工业大学轻工化工学院,广东广州510006;广东工业大学轻工化工学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TQ153.14聚酰亚胺(PI)以其优良的耐高温和电绝缘性能被广泛用于PCB 行业，已成为加工高端挠性线路板的主要材料。

化学镀铜可在非导电基体上进行，并能用于多个领域，如装饰表面制造、超大规模集成电路制备等[1]。

然而欲在聚酰亚胺薄膜上化学镀铜，必须要先在其表面制备出一层贵金属微粒，以便使之具有催化还原铜的能力[2]。

聚酰亚胺薄膜表面亲水性和极性差，导致其与其他材料的结合不牢。

化学镀铜(沉铜)技术

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• 螯合离子钯活化的方法分两步进行，首先是活化处理，然后是 •
•
还原处理。活化剂的主要成分是PdCl2和螯合剂在碱性条件下产生溶于水的钯离子络合物。这些螯合剂可以用柠檬酸，对羟基苯甲酸。这样所形成的钯离子络合物溶于PH>10.5的碱溶液，活化处理后，在水洗时由于PH突降，鳌合钯离子沉积在板面上以及印制板的孔内壁。由于钯离子和络合剂之间是强的配位键化合，使Pd2+ 离子的氧化电位降低，钯和铜之间的置换反应不能进行。但是用常规的Sn2+不能将鳌合物的Pd2+离子，必须用强的还原剂将钯离子还原成有催化性的金属钯。最常用的还原剂是硼氢化物如甲基硼烷(CH3BH3),硼氢化钾(KBH3)，为了减缓硼氢化物的自然分解，一般在溶液中加入一定比例的硼酸。螯合离子钯的最大优点活化剂溶液只要PH值高于10。5就不会产生沉淀，PH值最佳范围为10.5-10.7之间，如果PH值过高，活化处理后水冲洗时所产生的沉泻物会减少，影响活化效果。还原剂硼氢化合物，在置过程中会产生自然分解，使还原能力变差，而影响活化效果，因此应每天分析还原剂的效浓度。
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• 第二种干法处理： • 该法是用等离子蚀刻的方法在真空筒内去除环氧
玷污，由于此方法生产效率低，只是在特殊情况下才使用，例如制造聚酰亚胺与环氧玻璃复合的多层板，用等离子去除钻孔孔壁上的树脂玷污。 2）孔壁的调整处理：用H2SO4/HF进行凹蚀处理后，使用常规的清洗剂处理，然后进行化学镀铜，在孔壁上会产生大量的黑色斑点，剖孔检查这些黑点是玻璃纤维交叉中间环氧树脂表面部位没有.

化学沉铜原理及异常

化学沉铜原理介绍
流程简介
膨松→除胶渣→中和 Desmear
调整→清洁→调整剂→微蚀→ 预浸→活化→加速→化铜 PTH
膨松
成分及操作条件:
NaOH 已二醇乙醚已二醇水温度时间
20g/l 30/l 2g/l 其余 60-80℃ 5min
膨松
• 功能：利用溶剂膨松软化树脂胶渣 • 原理：环氧树脂是高聚形化合物，具有优良的耐
加速反应
注意点：解胶液主要是控制槽液浓度，时间控制在5分钟左右，
冬天应注意温度控制；解胶液的更换一般也按生产板的平米数添加更换，
除此之外，解胶液的铜含量也作为一个参考监测项目，铜含量一般控制在0.7克/升以下；板件从水洗进入解胶槽或从解胶槽取出时应注意滴水充分，保证槽液和生产的稳定性；板面水洗后，颜色应均匀，无明显孔口流液痕迹；
粗化效果不良，板面发花或粗化深度不够，沉铜电镀后，铜层结合力不足，易产生起泡脱皮现象；粗化过度，孔口铜基材很容易被蚀掉，形成孔口露基材，造成不必要的报废；另外槽液的温度特别是夏天，一定要注意，温度太高，粗化太快或温度太低，粗化太慢或不足都会产生上述质量缺陷；微蚀槽如使用过硫酸盐体系时，铜含量一般控制在25克/升以下，铜含量太高，会影响粗化效果和微蚀速率；另外过硫酸盐的含量应控制在80— 120克/升；微蚀槽在开缸时，应留约1/4的旧槽液，以保证槽液中有适量的铜离子，避免新开缸槽液粗化速率太快，过硫酸盐补充应按50平米/3—6公斤来及时补充；另外微蚀槽负载不宜过大，亦即开缸时应尽量开大些，防止槽液因负载过大而造成槽液温度升高过快，影响板面粗化效果；板面经微蚀处理后，颜色应为均匀粉红色；否则说明除油不足或除油后水洗不良或粗化不良（可能是时间不足，微蚀剂浓度太低，槽液铜含量太高等原因造成），应及时检查反馈并处理；板件从水洗槽进入微蚀槽应注意滴水，尽量减少滴水带入，造成槽液稀释和温度变化过大，同时板件从微蚀槽取出时，也应注意滴液时间充分；

聚酰亚胺薄膜表面导电金属层化学沉积技术研究

聚酰亚胺薄膜表面导电金属层化学沉积技术研究王楠;白晶莹;李家峰;冯立;徐俊杰;赫艳龙;董俊伟;崔庆新;张立功【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2022(36)22【摘要】为赋予聚酰亚胺(Polyimide,PI)薄膜材料表面良好的导电性,满足其在雷达天线等航空、航天领域的应用,采用化学碱蚀法对表面具有极高化学惰性的PI薄膜进行界面微纳改性处理,并结合化学镀铜沉积技术,实现了PI薄膜表面导电金属层的制备。

利用SEM、XRD、AFM、FTIR等对聚酰亚胺薄膜表面改性前后的微观结构和表面金属层性能进行表征。

常温化学碱蚀后的PI薄膜表面呈现出树枝状与铆钉状微观结构交错均匀分布的凸起结构形貌,60℃碱蚀后的PI薄膜表面呈现出微小凹坑特征,且碱蚀后PI薄膜表面亲水性明显增强。

PI薄膜表面金属镀层均匀致密,导电性良好,且镀层与PI薄膜基材之间具有良好的结合力。

碱蚀改性后PI薄膜表面呈现出相互交错的微观凸起亲水性结构,为PI薄膜表面金属层的成核、结晶提供良好的沉积与互嵌结合点,形成PI薄膜表面金属层与基材之间良好的界面互锁,从而有利于提高表面镀层结合强度。

本工作实现了化学碱蚀作用下聚酰亚胺薄膜表面高导电、高结合强度金属层的制备,可为聚酰亚胺薄膜在雷达天线等航空、航天领域的应用提供技术支撑。

【总页数】6页(P174-179)【作者】王楠;白晶莹;李家峰;冯立;徐俊杰;赫艳龙;董俊伟;崔庆新;张立功【作者单位】中国空间技术研究院;北京星驰恒动科技发展有限公司【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.中性介质铝表面无机非金属膜层的电化学沉积Ⅰ无机非金属膜层的制备2.中性介质铝表面无机非金属膜层的电化学沉积Ⅱ无机非金属膜层的成分、形貌及结构分析3.中性介质铝表面无机非金属膜层的电化学沉积(Ⅲ)无机非金属膜层成膜机理初探4.金属有机物化学气相沉积同质外延GaN薄膜表面形貌的改善5.预镀Ni-P层的A3钢表面电化学辅助沉积TiO_2薄膜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

化学沉铜前处理

整孔剂PM-604（碱性去油剂）一、开缸参数范围最佳值NaOH 8-12 g/L 10 g/LPM-604 6-9 % 7%温度35-45℃40℃处理时间4-6钟5分钟二、100升的配槽NaOH 1KgPM-604 7升去离子水调整体积到100升需要此请配方请联系：1、先在工作槽中注入50升去离子水2、加入试剂氢氧化钠1 Kg，搅拌溶解3、加入7升PM-604，补水到液面三、分析方法1、NaOH含量的分析1．1、取样10mL注入250mL锥形瓶中1．2、加入3滴酚酞指示剂，用0.5N盐酸滴定至红色消失为终点1．3、计算NaOH含量( g/L ) = 盐酸mL数×盐酸N浓度×4.02、PM-604含量的计算PM-604百分含量= NaOH分析值×0.7四、补加公式1、NaOH的补加量( Kg ) = ( 10-NaOH分析值)×V÷10002、PM-604的加量(升) = ( 7-PM-604分析值)×V÷100五、换槽频率按每升工作液处理8平方米板子后重新开缸。

如工作槽为100升，则处理800平方米板后需换槽。

整孔剂PM-604不以铜含量为换槽标准。

PM-605微蚀稳定剂PM-605微蚀稳定剂用于化学沉铜和电镀铜之前，清洁铜表面并对其进行微粗糙腐蚀，使其对镀层有较大的附着力。

它比过硫酸铵等微蚀剂具有以下特点：蚀刻速度恒定、铜可以再生、溶铜量高、不需酸洗等。

一、工艺条件1、沉铜工序2、图电工序3、每公升工作液的配制3.1 沉铜工序3.2 图电工序4、溶液配制程序4.1 注入约70%的纯水于药槽4.2边搅拌边加入所需量的H2SO44.3 待溶液冷却至室温后再加入所需量H2O2与PM-6054.4 加纯水至液面并搅拌均匀二、设备药缸：聚丙烯、聚乙烯、硬聚氯乙烯、聚氯乙烯复合材料加热器：SS加热器、SS热交换器摇动：必须三、药液维护1、双氧水和硫酸每日分析补加，将会保持恒定的微蚀速率2、补加双氧水时，再补加其用量十分之一的PM-605微蚀稳定剂3、Cu2+>50g/L须换槽，废液可回收硫酸铜四、废物处理及安全措施电镀用化学药品大多有腐蚀性，勿与皮肤、口眼接触。

化学沉铜工艺知识讲解

第 12 页
三、工艺流程简介-Desmear
再生电极：
结构截面示意图
电解再生器外观图
再生原理
第 13 页
三、工艺流程简介-Desmear
3.3.3 MLB 中和剂216（酸性强还原剂）
作用：能将残存在板面或孔壁死角处的二氧化锰或高锰酸盐中和除去；
第 14 页
三、工艺流程简介-沉铜工艺
4. 沉铜工艺 4.2 设备要求 4.1 流程
Before PTH
After PTH
After Plating
第 3 页
二、工艺流程
plamsa 磨板
等离子处理 Deburr 去毛刺
特殊板材的除胶渣、表面活化. 去除孔口披风、清洗孔内粉尘使孔壁上的胶渣软化、膨松. 溶解孔壁少量树脂及粘附孔壁内的胶渣。将除胶渣后残留的高锰酸钾盐除去. 除掉铜表面轻微的手印、油渍、氧化等使孔壁呈正电荷后，提高孔壁对钯的吸附粗化铜箔表面,增强铜面与孔化之间的结合防止板子带杂质、水分进入昂贵的活化槽使胶体钯微粒均匀吸附到板面和孔壁上剥去胶体钯微粒外层的Sn+4外壳,露出钯核, 形成孔化时的反应中心。
3.3.1 MLB 膨松剂 211
使孔壁上的胶渣得以软化，膨松并渗入树脂聚合后之交联处，从而降低其键结的能量，使易于进行树脂的溶解。
第 11 页
三、工艺流程简介-Desmear
3.3.2 MLB 除钻污剂 214（主要成分高锰酸钾+液碱）
作用：
高锰酸钾具有强氧化性，在高温及强碱的条件下，与树脂发生化学反应使其分解溶去。
放大镜
光源
第 28 页
第 24 页
（我司采用）
三、工艺流程简介-沉铜工艺

聚酰亚胺薄膜表面银颗粒的制备及化学镀铜效果

聚酰亚胺薄膜表面银颗粒的制备及化学镀铜效果李红月;王宝才;俞娟;王晓东;黄培【摘要】为了使聚酰亚胺(PI)薄膜表面具有良好的活性,采用NaOH溶液对PI薄膜进行化学改性,在PI薄膜表面制备金属Ag微粒,然后进行化学镀铜.采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(ATR-FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电阻测试仪等对复合薄膜的结构和性能进行表征,并讨论AgNO3溶液处理时间对Cu层的影响.结果表明:PI薄膜表面在NaOH溶液中发生水解,在AgNO3溶液中实现Na+和Ag+间的离子交换,经过NaBH4还原,在PI薄膜表面形成Ag微粒,该Ag微粒可以引导化学镀铜反应的发生.试验中,控制其他条件不变,在2 g/L的AgNO3溶液中离子交换30 min可以制得形貌和电性能良好的PI/Cu复合薄膜,方块电阻可低至0.585 Ω.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(038)002【总页数】5页(P114-118)【关键词】聚酰亚胺;银;铜;化学镀铜【作者】李红月;王宝才;俞娟;王晓东;黄培【作者单位】南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009;南京工业大学化工学院,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TQ153.14聚酰亚胺(PI)是主链上含有酰亚胺环的一类芳香杂环聚合物材料,因具有优良的耐热性能、力学性能、电性能以及基体质轻柔软等优点,被广泛用于微电子、光子器件、太阳能薄膜电池以及柔性电路板等。

近年来,聚酰亚胺薄膜改性受到了广泛关注,其中,表面金属化是一个重要发展方向。

Cu是与人类关系最密切的有色金属之一,在电子、电气、轻工、国防领域得到广泛的应用。

PI/Cu复合薄膜既具有Cu优良的电性能,又具有PI质轻、柔软等优点,故PI薄膜与Cu的结合具有无可取代的作用与意义[1-3]。

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ＥＣＴＨ）进行等离子清洗，使用Ｎ２、０２Ｆ三种气、Ｃ４
体，温度１０２。Ｆ，射频ＲＦ０Ｗ，时间１：１５００分钟。
象，产生孔内沉铜不良的因素很多，如钻孔、电荷
调整、孔内残胶、聚酰亚胺（ＩＰ）表面光滑等等。由于孔内沉铜不良的部分容易发生在聚酰亚胺表面上，故本文将通过孔内壁的处理过程考察Ｐ表面Ｉ
的微观变化现象，以期找到影响Ｐ卜铜不良的Ｉ沉
原因。
ＳＭ采用日本ＨＴＣＩ．００ＥＩＡＨ３０Ｎ进行测试，Ｄ采ＳＥＳ
用英格兰ＨｏＲＢ７２．（ｄ１ＩＡ０１Ｈｍｏｅ）进行分析。
Ｐ调整、活化和沉铜分别采用希普利的化学沉铜药Ｉ
水进行实验。Ｐ调整剂控制５ ℃ ，调整６分钟：活Ｉ０
化前先预浸５钟，后浸入胶体钯槽活化７分钟，然分
后于解胶槽解胶３分钟。（）描电子显微镜（Ｅ和能谱分析（ＤＳ）２扫ＳＭ）Ｅ，
ＰｒｔｅｔｅｆｒｅｔｏｅｓＣｏｅｒａｍｎｔｂｅｏｅＥｌｃｒｌｓｐｐｅａｉｒＰｌｔｎｇ
ＨｕＧｕｎｕＬｉＤａｈＭｅｇＪｌｎａｇｈｉｓｕｎｉｏｇＡｂｔａｃＴｈｓｐｐｅｉｃｓｓｔｅｐｏａｅｅｆｃｆｈｒｔｅｔｎｆｐｌｍｉｅｏｈｍｐｙｃｐｒｉｈｓｒｔｉａｒｄｓｕｓｅｈｒｂｂｌｆｅｔｏｅｐｅｒａｍｅｔｏｙｉｄｎｔｅｅｔｏｐｅｔｅｔｏｎ
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化与；；；；．；；：；．。电镀；；；：：．．．；；；．：－：－、：；．．．．．＿．
孔
＿聚酰亚胺表面化学沉铜前处理的
微观分析
（捷利（禺）电子实业有限公司－华南理工大学机械工程学院）胡光辉 ’ 安番＇
摘
李大树 ’ 蒙继龙
要讨论了聚酰亚胺（Ｉ沉铜前处理过程对孔内沉铜空洞的可能影响，Ｐ）利用扫描电子显微镜分析了每道前处理合力，ＩＩ而且沉铜层
Ｋｅｒｓｙｗｏｄｐｙｍｉｅｏｌｉｄｅｅｔｏｅｓｃｐｅｌｔｎｌｃｒｌｓｏｐｒａｉｇｐｐｅｒａｍｅｔｒｔｅｔｎ
挠性印制线路多层板在孔内沉铜过程中，会发
生孔内镀铜层空洞、铜环连接不良、铜镀层薄等现
…
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…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
。
．
． …
一
…
…
Ｍｅａｌａｉｎ＆Ｐｌｔｇ… … … ・ｔｌｔｉｏｚａｉｎ ’
１实验部分
（）四层挠性印制线路板钻的孔壁为样品，１用分
别经过等离子、Ｐ调整、活化、沉铜等步骤。采用Ｉ
２结果与讨论
２钻子后的子壁１ＬＬ
因钻孔质量通常影响孔内沉铜的效果，如钻孔
后Ｐ的微观表面状态实验表明，只有当Ｐ４ＩＩ－￣
与Ｐ间的结合力还与沉铜时间相关。Ｉ
关键词聚酰亚胺
化学沉铜前处理
ＭｉｒａｌｓｓｏｃｏｎａｙｉｆｔＳｕｒａｅｏｌｉｉｆｅａｈｈｅｆｃｆＰｏｙｍｄｅａｔｒｅｃ
等离子蚀刻机（号：ＭＫｌ．，美国ＰＡＳ型１１ＬＭＡ
…
…
．．
ＰｉｔｄＣｉｕｔｎｏｍａｉｎＩ￥电路信息２０ｏ５ｒｅｒｉＩｆｒｔＰＵｎｃｏＺ０６Ｎ
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