Page 112 - 《精细化工》2023年第9期

·1960· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

requirement for printed circuit board.
Key words: azole silane couple agents; organometallic coatings; flatness; anticorrosion; adhesion;
electronic chemicals

5G 电子信息技术的规模化商业应用和未来 6G 低铜箔表面粗糙度、提高铜/树脂层间附着力和增强
通讯技术的发展需求，促使印制电路板（PCB）向 铜箔耐腐蚀性的要求。基于此，本文采用异氰酸丙
多层、高密度和高频高速化方向发展。高频信号的 基三乙氧基硅烷、2-氨基噻唑和咪唑为主要原料，
高速传输会受铜线路表面粗糙度的影响产生趋肤效 经异氰酸酯基酰胺化反应合成了(2-噻唑脲基)丙基
应，造成信号损耗，且铜表面粗糙度越大、信号频 三乙氧基硅烷（噻唑硅烷，TUP）和咪唑酰氨基丙
率越高，传输损耗就越大 [1-2] 。此外，为了增强与树 基三乙氧基硅烷（咪唑硅烷，IAP）两种唑硅烷。利
脂半固化片压合后的结合力，同时具备长效耐腐蚀 用唑类化合物具有防止金属腐蚀和硅烷偶联剂促进
性，多层印制电路板内层铜表面需经过特殊处理， 树脂固化增强黏结力的双重特性，将这两种唑硅烷
[3]
以确保最终产品的结合力和稳定性 。因此，开发 偶联剂应用于高频高速印制电路内层铜箔表面处理
平整化铜面的处理工艺，降低铜箔表面粗糙度、提 制备了有机金属涂层，并与环氧树脂半固化片压合。
高铜/树脂层间附着力并增强铜箔耐腐蚀性成为面 对铜面的表面形貌、平整性、润湿性和防腐性进行
向 5G 和 6G 通讯技术的高频高速电子电路制造亟需 表征分析，考察压合后铜/环氧树脂层间附着力，并
解决的技术难题。 与现有棕化工艺和常用于铜基材保护的甲基三乙氧
较多研究是在现有 PCB 内层棕化工艺的基础上 基 硅烷（ KH132 ）、 3- 巯 基丙基三乙 氧基硅 烷
进行改进或添加一定量的缓蚀剂，增强铜/树脂界面 （KH580）两种硅烷偶联剂有机涂层对比，以期为
[9]
的附着力和缓蚀性 [4-8] ，如在棕化液中添加组氨酸 、 探索高频高速印制电路平整化、高度疏水、强附着
甲基三乙氧基硅烷、咪唑离子液体、含巯基杂环化 力和长效耐腐蚀表面处理工艺提供思路。
合物 [10] 等缓蚀剂，增强了铜面的缓蚀性，提高了铜/
树脂层间附着力，改善了 PCB 板的可靠性，但铜表 1 实验部分
面粗糙度较大，微蚀深度高达 0.8~2.5 μm，平整性
1.1 试剂与仪器
差，不利于高频信号传输。也有部分学者采用化学
镀方法处理内层铜面 [11-13] ，能有效保护铜面，改善 双氧水（H 2 O 2 ，质量分数 30%）、苯并三氮唑
（BTA，质量分数 99%）、咪唑（质量分数 99%）、
铜面粗糙度，降低高频高速信号传输损耗，但也存
环己胺（质量分数 99%）、丙二醇单甲醚（质量分数
在诸多问题，如化学镀锡的镀层容易产生锡须，导
99.5%）、甲酸（质量分数 99%）、乙二醇单丁醚（质
致电路短路，降低电子元器件的可靠性；化学镍金
成本高昂、工艺复杂难控制；化学镀银存储要求高， 量分数 99%），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
容易被环境污染。这些缺陷限制了这类化学镀工艺 无水乙醇、冰醋酸、四氢呋喃（THF）、浓硫酸（质
在内层铜箔表面处理的应用。此外，也有学者尝试 量分数 98%）、NaCl、NaOH、丙酮、石油醚，AR，
探索非蚀刻型平整化工艺 [14-20] ，该技术基本可以保 广州化学试剂厂；异氰酸丙基三乙氧基硅烷（质量
持铜层原有的形貌，不增加其表面粗糙度，大幅降 分数 98%）、3-巯基丙基三乙氧基硅烷（KH580，质
低高频印制电路信号传输损耗，但现有研究大多单 量分数 98%）、甲基三乙氧基硅烷（KH132，质量分
一考察铜面防腐性能或铜/树脂层间结合力，未同时 数 98%），工业级，南京全希化工有限公司；2-氨基
对平整性、疏水性、防腐性和附着力等性能开展全 噻唑（质量分数 98%），梯希爱（上海）化成工业发
面研究。如，MASMOUDI 等 [21] 将甲基丙烯酰氧基 展有限公司；高纯 N 2 （质量分数 99.999%），广州盛
丙基三甲氧基硅烷应用于铜面防腐，硅烷水解液经 盈气体有限公司；柱层层析硅胶（200~300 目），试
键合、固化成膜后，产生的势垒和低介电效应降低 剂级，北京伊诺凯科技有限公司；超纯水，自制；
了腐蚀电流密度，铜电极缓蚀效率增加至 80%，但 铜箔，深圳市兴和技术服务有限公司。
仍有待改善。UETSUJI 等 [22] 采用 3-巯基丙基三甲氧 Nicolet iS10 型傅里叶变换红外光谱仪，美国
硅烷在铜箔表面制备了有机金属涂层，构建第一性 Thermo Fisher 公司；Exceed-Cc-24 型艾柯超纯水
原理计算模型分析了该硅烷偶联剂原子尺度现象对 机，成都唐氏康宁科技发展有限公司；pHS-3C 型酸
铜/环氧树脂层间附着力的影响规律，但未探究该有 度计，上海仪电科学仪器股份有限公司；RAY-
机金属涂层的电化学性能。 TB22Y 型剥离强度测试仪，东莞鼎麓电子科技有限
以上研究均存在不同的缺点，无法同时满足降 公司；TESCAN MIRA4 型扫描电子显微镜，泰斯肯