[發明專利]銅電解鍍覆浴和電解鍍覆銅的方法

有效

• 申請號: 201010609312.4
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102071443A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 礒野敏久;立花真司;大村直之;星俊作
• 申請（專利權）人: 上村工業株式會社
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李帆

技術領域

本申請涉及一種銅電解鍍覆浴和方法，其允許在要鍍覆的制品上，特別是具有通孔、盲孔(blind?via?hole)或柱體(post)的顆粒上實現高速鍍覆。

背景技術

在平表面例如基材上的層壓銅箔的平表面上電解鍍覆銅方面，迄今的高速鍍覆是通過提高鍍覆浴溫度和陰極電流密度進行的(見日本專利No.3756852)。然而，在具有通孔(TH)或盲孔(過孔)的基材上電解鍍覆銅的情形中，由于電積能力(TP：電解溶液以均勻厚度沉積金屬的能力)和沉積物的物理性能(例如，外觀、拉伸強度和延伸率等)的需要，鍍覆的提速是不容易的。

當基材具有小縱橫比(AR)的通孔或盲孔時，通過加強鍍覆攪拌和升高鍍覆溫度，高速鍍覆是可能的。然而，如果縱橫比變大，由于電積能力(throwing?power)隨同沉積物的物理性能劣化而出現問題。因此，對于要鍍覆的基材類型是有限制的，通過加強攪拌和升高鍍覆溫度對該基材進行高速鍍覆。

在常規的銅電解鍍覆浴中，如果鍍覆溫度低于30℃且陰極電流密度小于5A/dm²，則通過增加攪拌來實施鍍覆同時確保電積能力和沉積物的物理性能在允許的范圍內。然而，為了進一步通過施加至少為5A/dm²的陰極電流密度來提速，必須升高鍍覆溫度，這是由于對提高攪拌具有限制。溫度升高帶來的問題是用于具有通孔和盲孔的基材鍍覆的常規有機添加劑失去其效力。

至于其中在由抗蝕劑膜(resist?film)形成的凹入部分上進行鍍覆的柱體鍍覆，如果抗蝕劑膜具有低高度和大尺寸的單獨開口(即小的縱橫比)，像盲孔的情況下，則用常規的電解鍍覆浴就能夠確保電積能力和沉積物的物理性能，只要加強攪拌。然而，如果縱橫比變大，即使進行強攪拌也無望良好的鍍覆。即使通過加強攪拌和升高鍍覆溫度以高速進行鏡覆，還涉及了沉積物不能平化的問題。在任何情況下，在具有大縱橫比的柱體(凸起)上以高速進行鍍覆，必須升高鍍覆溫度。在鍍覆具有通孔或盲孔的基材和在柱體(凸起)上鍍覆的任何情況中，應該需要適于高溫鍍覆的添加劑。

發明概述

本發明是在現有技術的這些情況下做出的，并且本發明的一個目的是提供一種銅電解鍍覆浴，其允許在具有通孔、盲孔、柱體等的基材上進行高速鍍覆，同時保持好的電積能力和確保沉積物的物理性能。

本發明的另一個目的是提供一種包含有機添加劑的銅電解鍍覆浴，該添加劑對于造成高速鍍覆的高溫情形有效地發揮作用。

本發明的進一步目的是提供一種使用上述銅電解鍍覆浴的銅電解鍍覆方法。

高速鍍覆的優勢包括縮短鍍覆時間以及增加單位時間產出量的可能性。如果生產節拍(takt?time)能夠縮短，則產出量增加。而且，對于相同的產出量，鍍覆設備能夠節省空間并且鍍覆設備的尺寸可以做得更小(例如，能夠減少生產線和鍍覆設備的數量)。例如，如果陰極電流密度能夠翻倍，則任何生產線的長度、鍍覆槽的數量、鍍覆液的量和鍍覆時間基本上能減少到一半。因此從鍍覆成本降低的角度看，鍍覆的提速是重要的。

首先，我們以為不能以常規方式對具有通孔、盲孔等的基材進行高速鍍覆(即歸因于高速鍍覆的問題)的原因在于下列方面。

(1)通孔或盲孔的電積能力劣化，因此不能滿足高速鍍覆的需要。柱體的幾何形狀被不良地改變，因此不滿足需要。

(2)沉積物的物理性能劣化。特別是光澤不令人滿意。

(3)當使用可溶性陽極時，該陽極變得不導電。如果在25℃下電流密度增加，在陽極附近的銅濃度變高，在此濃度下具有五水硫酸銅晶體沉積到陽極上的趨勢，因此使陽極不導電。

(4)沒有在高溫下能夠使用的有機添加劑，特別是整平劑(leveler)。

另一方面，如果鍍覆溫度變高，則五水硫酸銅的溶解度增加，使得結晶不太可能出現，則伴隨的優勢是也不太可能發生不導電。

作為適用作高速銅電解鍍覆浴的整平劑的可用化合物，已經進行研究以獲得作為有效添加劑的化合物(i)：其能夠在攪拌加強和鍍覆溫度升高時保持作為整平劑的效果，即相對于通孔和盲孔表現出高電積能力的且能夠形成物理性能好的鍍覆膜的化合物，或能夠進行平坦柱體(凸起)鍍覆的化合物。

此外，如果在溫度升高的條件下用于有機添加劑的促進劑或抑制劑中任一者的效果過度，則沉積物的物理性能將劣化并且電積能力將降低。為避免這種情況，已經進行研究以得到作為有效添加劑的化合物，該化合物在鍍覆溫度升高的條件下能夠平衡歸于包含在鍍覆浴中的有機添加劑的促進劑作用和抑制劑作用。