激光微加工对陶瓷表面化学镀铜的影响研究

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------激光微加工对陶瓷表面化学镀铜的影响研究第４０卷第４期２００７年４月材料保护ＭａｔｅｎａｌｓＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＶ０１．４０Ｎｏ．４Ａｐｒ．２００７沈艺程。续振林，辜志俊。姚元根（１．中国科学研究院福建物质结构研究所，福建福州３５０００２；２．中国科学研究院研究生院北京１０００３９）［摘要］采用扫描电镜（ｓＥＭ）、ｘ

2、射线光电子谱（ｘＰｓ）、ｘ射线衍射能谱仪（ｘＲＤ）等手段比较激光微加工处理前后陶瓷表面形貌发生的变化，探讨了激光微处理在陶瓷表面无敏化活化化学镀铜工艺中的作用。结果表明，陶瓷基底经激光处理后，其表面成分并未发生改变，但其表面活性增强，从而促进了化学镀铜反应的进行。［关键词］化学镀铜；陶瓷；激光微加工［文献标识码］Ａ［文章编号］１００１—１５６０（２００７）０４一００１７—０２——————————————————————————————————————---------------------------

3、---------------------------------------------------------------------［中图分类号］ＴＱｌ５３．２Ｏ前言化学镀的一个先决条件是金属沉积的基底表面具有催化活性¨ｏ，而对于许多物质，特别是非金属材料，它们的表面都不具有催化活性，因此施镀过程一般都要预先经过表面活化。传统化学镀需要经过化学粗化、敏化、活化等步骤和掩膜操作，工艺复杂，且容易对环境造成污染。本研究将激光微加工技术与化学镀相结合旧，３Ｊ，实现了无需经过敏化、活化即可在陶瓷基底ｍｉｎ

4、，晾干后直接放人化学镀铜液中水浴加热到一定温度即可直接施镀。所选用的化学镀铜液及试验条件见文献［４］。２结果与讨论２．１激光处理对陶瓷表面形貌的影响激光处理前后陶瓷表面ＳＥＭ形貌见图１。由图中可知，激光处理对陶瓷表面形貌有很大影响，且采用不未经激光处理的陶瓷试片表面较为平滑，而激光打标处理后的陶瓷表面较为粗糙。采用ＴＲ２００手持式粗糙实现无掩膜制作铜互连导线的图形金属化ＨＪ。工艺流程：图形设计＿＋激光微加工＿化学镀铜。其中激光微加工处理在陶瓷表面无敏化活化化学镀铜中起着关键的作用。采用ｓＥＭ、ｘＰｓ、ｘ

5、ＲＤ等化学分析方法比较激光微处理前后陶瓷表面的变化，讨论激光微加——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------工处理对陶瓷基板的影响，进一步认识激光微处理在陶瓷表度仪对陶瓷表面粗糙度进行测量，未经激光处理的陶瓷试片表面的粗糙度值为尺ａ＝ｏ．４８７仙ｍ，而采用扫描间距分别为０．００２ｍｍ

6、和Ｏ．００５ｍｍ的激光处理陶瓷表面粗糙度对应为５．２４１斗ｍ和３．７５２斗ｍ，说明通过选择激光扫描间距的大小可以获得不同的表面粗糙度。面无敏化活化化学镀铜工艺中的作用。１试验采用德国进口ＤＰＬＭａｇｉｃＭａｒｋｅｒ激光微加工处理器（波长１．０６仙ｍ，功率３ｗ，频率０—５０ｋＨｚ）进行陶瓷表面处理；试验材料采用９６％Ａ１２０，陶瓷；采用美国ＰＨＩＱｕａｎｔｕｍ２０００电子能谱仪和荷兰Ｐａｎａｌｙｔｉｃａｌ多晶（ａ）未经处理的陶瓷表面嘞线间距Ｑ毗一的激光处理后试片粉末ｘ射线晶衍射仪进行陶瓷表面成分及晶相分析

7、；采用ＴＲ２００手持式粗糙度仪测量陶瓷表面粗糙度及荷兰ＰＨＬＬＬＰＳＸＬ３０——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------ＥＳＥＭ扫描电子显微镜进行表面形貌分析。陶瓷经激光表面处理后在超声波中清洗１０（ｃ：）线间距ｏ．００５ｍｍ的激光处理后试片［收稿日期］２００６—１２—１５图１陶瓷表

8、面ｓＥＭ形貌万方数据　１７２．２激光处理前后陶瓷表面ＸＰＳ分析镀，Ｈ．Ｅｓｒｏｍ等ｏ７’副认为是由于激光对陶瓷表面照射得进行激光处理前后陶瓷表面的ｘＰｓ谱见图２。图２中主要有Ｃ、０、Ａ１３种峰，其中Ｃ来自空气中的ｃ０２。对应于７４．１ｅＶ的峰为Ａ１２。ｘＰｓ谱峰，对应于５３１．Ｏ７４．１到单质铝，并作为化学镀铜活化中心；武颖娜等＂１认为陶瓷表面经激光照射后，陶瓷表面产生的高密度位错，亚稳相１－Ａｌ：０。和Ａｌ富集区成为Ｃｕ２＋吸附和置换的中