Brevet FR2726205A1 — publié le 19960503

Titre: Procédé destiné à réduire le temps de démarrage dans un bain autocatalytique. Domaine technique de l'invention La présente demande de brevet concerne généralement le domaine des substances de métallisation, et plus particulièrement un processus destiné à réduire le temps de démarrage dune solution de plaquage pour bain autocatalytique. Arrière-plan technologique de l'invention Un processus permettant de métalliser de façon sélective une plaquette de circuits imprimés est décrit dans le brevet américain n 5 162 144 (cédé au même cessionnaire que celui de la présente demande de brevet) et incorporé ici en tant que référence. Ce processus est utilisé avec une plaquette de circuits imprimés en couches diélectz-riques et traités de facon séquentielle, tel que décrit dans le brevet américain n 5 260 170 (cédé au même cessionnaire que celui de la présente demande de brevet). Cette plaquette de circuits imprimés nécessite le dépôt séquentiel et la photo-définition d'ouvertures dans deux résines. La première résine, appelée résine A, est remplie d'une matière désignée ici par matière de rempiissage, qui, lorsqu'elle est activée, favorisera un plaquage autocatalytique avec un métal, la seconde résine, appelée résine B, ne contient pas une telle matière de remplissage. Lorsque chaque résine, tour à tour, est modélisée de façon photochimique, la résine B se trouvant sur la résine A, les ouvertures produites dans la résine B définissent des zones appelées 'gorges"; les ouvertures superposées produites dans la résine A et la résine B définissent des zones plus profondes appelées "puits" qui s'ouvrent sur une couche métallique située en dessous. Lorsque cette structure est soumise à des processus qui modifient ou activent des particules contenues dans ou à la surface de la résine A, les gorges et puits peuvent être recouverts d'une couche de métal plaqué autocatalytique pour former des particularités métalliques telles des pastilles, des traversées et des conducteurs. Dans l'environnement de la fabrication actuelle, il est crucial de réduire le temps d'exécution du processus. Après l'activation des particules sur la plaquette de circuits imprimés, le plaquage autocatalytique se produit. Le plaquage autocatalytique se caractérise normalement par un temps de démarrage, défini par le temps mis par le circuit imprimé pour commencer le plaquage une fois placé dans le bain autocatalytique. Les bains autocatalytiques à haute activité ont un temps de démarrage rapide mais peuvent provoquer un plaquage médiocre. Les bains chimiques plus stables ont des temps de démarrage plus longs. En outre, il a été découvert que des temps de démarrage longs entraînent un dépôt plus granuleux ayant un démarrage inférieur et moins de sites adhésifs. Par conséquent, il y a une demande pour un procédé destiné à réduire le temps de démarrage d'un bain autocatalytique stable. En outre, il y une demande pour un procédé entraînant des dépôts plus satisfaisants. Description des modes de réalisation préférés Lors de l'élaboration de plaquettes de circuits imprimés en couches diélectriques et traitées de façon séquentielle, les conducteurs, traversées et pastilles sont définis de façon photochimique dans les résines. Ce procédé expose la résine A à chaque fois qu'un conducteur, une traversée ou une pastille est nécessaire. Ensuite, les petites particules d'oxyde métallique qui se trouvent à la surface de la résine A sont exposées. Les plaquettes de circuits imprimés sont ensuite immergées (ou vaporisées) dans une solution à action réductrice, qui produit de petites îles catalytiques autour des particules d'oxyde métallique. Ces îles ont une fine couche de métal actif. Par exemple, dans le mode de réalisation préféré, les particules d'oxyde métallique sont du Cu2O. Une fois exposées à la solution à action réductrice, les fines couches des îles de CuH, Cu0, ou CuBHx se forment. Ensuite, le circuit imprimé est placé dans un bain autocatalytique et des formations de cuivre solide apparaissent si toutefois les îles catalytiques se produisent en quantité suffisante. Le temps de démarrage d'un bain autocatalytique stable peut aller jusqu'à 15 minutes. Pour réduire le temps de démarrage, une étape supplémentaire d'immersion ou de vaporisation de la plaquette de circuit imprimé dans ou avec une eau de sel de métal précieux se produit avant le plaquage autocatalytique de la plaquette de circuits imprimés. Cela provoque une réaction de déplacement de métal, par laquelle le cuivre est remplacé par le métal précieux. Ce déplacement ne se produit que sur une couche fine, sur la partie supérieure du cuivre. Cette couche de métal précieux est catalytique et protège également les îles catalytiques à base de cuivre de l'oxydation. Puisqu'il n'y a pas d'oxydes à retirer, le bain autocatalytique peut commencer le plaquage presque immédiatement. Les oxydes de cuivre apparaissent même si le circuit imprimé est immédiatement transféré dans le bain autocatalytique, mais augmentent s'il y a un retard quelconque. Puisque le traitement du métal précieux maintient l'activité de tout le film catalytique produit, le contrôle de la croissance du film catalytique est essentiel pour le maintien d'un plaquage sélectif. La croissance du film catalytique peut être contrôlée en manipulant les concentrations des solutions à action réductrice et le temps de réduction. EXEMPLES 1. Des échantillons d'une plaquette de circuits imprimés à deux couches diélectriques et traitée de façon séquentielle produite selon le brevet américain n 5 260 170 ont été préparés. Les échantillons ont été réduits dans une solution de borohydride à 1.0 mole par litre et d'EDTA à 0.25 mole par litre pendant cinq minutes. Les échantillons ont ensuite été rincés avec de l'eau désionisée. Un échantillon a ensuite été placé dans une solution de palladium ionique pendant dix secondes. Pendant ce temps, le deuxième échantillon était séché et mis de côté. Après l'immersion dans le palladium, le premier échantillon a été rincé avec de l'eau désionisée. Les deux échantillons ont ensuite été placés dans un bain de cuivre autocatalytique Shipley 4500 pendant deux minutes. Les échantillons ont ensuite été examinés avec un microscope électronique à balayage. Le deuxième échantillon n'a présenté qu'un plaquage isolé alors que le premier échantillon a été plaqué de façon continue. 2. Un deuxième échantillon d'une plaquette de circuits imprimés à deux couches diélectriques et traitée de façon séquentielle produite selon le brevet américain n 5 260 170 a été préparé. L'échantillon a été exposé à la solution de palladium ionique pendant dix secondes. Ensuite, l'échantillon a été rincé dans de l'eau désionisée et placé dans un bain de cuivre autocatalytique Shipley 4500 pendant deux minutes. L'échantillon a ensuite été examiné avec un microscope électronique à balayage. L'échantillon n'a présenté aucune trace de plaquage. Un plaquage poussé n'est pas dû à l'absorption de palladium ionique sur la résine de l'échantillon. En résumé, la présente invention propose un procédé destiné à réduire le temps de démarrage, augmenter la densité des sites adhésifs et réduire la taille des particules du cuivre plaqué des conducteurs, pastilles et traversées sur une plaquette de circuits imprimés. REVENDICATIONS 1. Procédé destiné à réduire le temps de démarrage d'un film catalytique à base de cuivre développé sur une plaquette de circuits imprimés en couches diélectriques placée dans un bain autocatalytique, le procédé étant caractérisé par les étapes consécutives de: élaboration d'îles catalytiques à base de cuivre à partir d'emplacements d'oxyde de cuivre discret sur ou dans une surface d'une couche diélectrique de la plaquette de circuits imprimés; rinçage de la surface avec de l'eau désionisée; traitement de la surface avec une solution de métal précieux ionique; et Enlèvement par rinçage de la solution de métal précieux n'ayant pas réagi de la surface avant de placer la plaquette de circuits imprimés dans le bain autocatalytique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'étape de traitement de la surface avec une solution de métal précieux ionique comporte la sous-étape de dépôt sélectif d'une fine couche de métal précieux sur les zones recouvertes par les îles catalytiques à base de cuivre au moyen d'un déplacement électrochimique de cuivre réduit sur la surface des îles catalytiques. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'étape de traitement de la surface avec une solution de métal précieux ionique comporte la sous-étape d'immersion de la surface dans la solution de métal précieux ionique. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'étape de traitement de la surface avec une solution de métal précieux ionique comporte la sous-étape d'immersion de la surface dans la solution de métal précieux ionique de préférence pendant deux minutes. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que l'étape de traitement de la surface avec une solution de métal précieux ionique comporte la sous-étape de vaporisation de la surface avec la solution de métal précieux ionique. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape d'élaboration d'îles catalytiques à base de cuivre caractérisé en outre par les sous-étapes de: exposition des emplacements de l'oxyde de cuivre discret sur la surface; et traitement de la surface avec une solution à action réductrice, produisant ainsi une couche de métal actif. 7. Plaquette de circuits imprimés ayant du cuivre autocatalytique déposé de façon sélective élaboré selon l'un des procédés tel que défini dans les revendications 1 à 6.