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M: Metallphysik
M 25: Symposium „Metallphysikalische Probleme in der Mikroelektronik “
M 25.2: Vortrag
Donnerstag, 25. März 1999, 16:45–17:00, S 8
Steigerung der Haftung von Metall auf Polymer durch gezieltes Grenzflächendesign — •C. v. Bechtolsheim, V. Zaporojtchenko und F. Faupel — Technische Fakultät der Christian–Albrechts–Universität zu Kiel, Lehrstuhl für Materialverbunde, Kaiserstraße 2, 24143 Kiel
Daß Metallschichten, die auf ein Polymer–Substrat aufgedampft werden, gut haften, ist keineswegs selbstverständlich. Dies gilt insbesondere für Edelmetalle aufgrund deren geringen chemischen Reaktivitäten. Um die Haftung von Metallschichten auf Polymeren zu verbessern, wurde ein neues Verfahren entwickelt, das am Beispiel von Gold und Kupfer auf Trimethylcyclohexan–Polycarbonat vorgestellt wird.
Zur gezielten Einstellung einer rauhen Grenzfläche wurde zunächst ein dünner (<50 nm) Metallfilm mit sehr niedriger Rate auf das Polymer aufgedampft. Die hierfür geeigneten Aufdampfparameter konnten durch umfassende Querschnittspräparation der Proben und Transmissionselektronenmikroskopie ermittelt werden. Anschließend wurde noch in situ mit hoher Rate eine etwa 7µm dicke Kupferschicht aufgedampft, um geeignete Proben für den Peeltest herzustellen. Die auf diese Weise hergestellten Metallschichten zeigten ohne weitere Wärmebehandlung eine geringe Haftstärke von etwa 5 N/m. Eine ausgedehnte Wärmebehandlung unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg des Polymers führte zu keiner signifikanten Verbesserung. Hingegen führte eine Temperung oberhalb von Tg zu Haftungsverstärkungen von teilweise mehr als einer Größenordnung. Die zugrundeliegenden Mechanismen werden diskutiert.