聚亞醯胺電漿濺鍍研究

The research of polyimide with plasma and sputtering treating

洪誌強(Chih-Chiang Hong)

指導教授 ： 洪 信 國

元智大學/工程學院/化學工程與材料科學學系/碩士(2003年)

摘要

本研究主要目的在探討製作高密度線路用聚亞醯胺/銅箔可撓基板，但著重於探討聚亞醯胺及濺鍍介面金屬層改良方法及與接著耐久性之關聯，操作參數及PI表面處理法對濺鍍介面層品質之影響，及表面處理偶合劑之改良。PI film經選用電漿處理，並施以不同改質劑及功率濺鍍，可見較小功率濺鍍所得的銅層原子排列呈顆粒狀且受基材處理方式影響，且在後續電鍍增厚斷裂軌跡位於接近PI表面之濺鍍層，目前實驗結果證實濺鍍層之良窳與濺鍍操作條件相關密切，且影響後續增厚層之接著。以目前嘗試之各項處理方法結果證實直接濺鍍銅層所得之接著強度均極差，其原因主要在銅極易氧化，在濺鍍時極度敏感，在所測試各種條件下均極易在後續增厚過程中被電鍍液蝕刻，以目前濺鍍方式而言，以Cu作為介面層並不可行。以Cr為介面層之強度雖可滿足需求，唯自實驗結果可知不同批次之差異極大，此顯示濺鍍條件之變異對接著強度影響極顯著，以目前實驗結果並無法判斷各處理方法對接著強度之影響。

關鍵字

聚亞醯胺 ； 介面接著 ； 電漿 ； 濺鍍 ； 高密度線路可撓基板

並列摘要

The effects of the plasma surface treatments and the sputtering operating conditions on the adhesion properties and the durability of the polyimide (PI)/metal interface is studied with atomic force microscopy (AFM), attenuated total reflection infrared spectroscopy (ATR), contact angle measurement, and peel strength measurement. It is obtained from AFM and ATR analyses that the properties of the sputtered metal/PI interface are dependent on the type of plasma, the grafted method, the type of chemical, and the sputtering condition applied. The sputtered metal layer can affect the surface chemical compositions of the plasma treated PI because of the introduction of massive heat during the sputtering process. The locus of failure is occurred in the sputtered metal layer that close to the PI/sputtered copper interface due to unwanted formation of copper oxides. The great variation in adhesion strength obtained from the PI/sputtered chrome bond implies that the sputtering conditions are not stable in the current sputtering instrument.

並列關鍵字

polyimide ； adhesion of interface ； plasma ； sputtering ； HDI(high density interconnect)

參考文獻

【4】 A. Weber, J. Electrochem. Soc., 144, 1131 (1997).

【12】 C. K. Hu, et al., Thin Solid Films, 252, 84 (1995).

【13】 H. Esrom, et al., Surf. Coat. Tech., 125, 19 (2000).

【14】 M. E. Gross, Chemtronics, 4, 197 (1989).

【15】 G. A. Shafeev, et al., Appl. Surf. Sci., 138/139, 461 (1999).