[發明專利]電鍍液和電鍍方法

有效

• 申請號: 201210410063.5
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102953097A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: Z·I·尼亞齊比托瓦;M·A·熱茲尼克
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒

技術領域

本發明通常涉及金屬電鍍領域。本發明特別涉及銅電鍍領域。

背景技術

通常在物品上電鍍金屬鍍層的方法包括在電鍍液中的兩個電極之間施加電流，其中電極之一是待鍍物品。通常酸性銅電鍍液包括溶解的銅(通常是硫酸銅)，酸性電解質例如一定量的硫酸以給予鍍液足夠的導電性，和合適的改善電鍍均勻性和金屬鍍層質量的添加劑。這樣的添加劑包括促進劑、整平劑和抑制劑等等。

銅電鍍液已用于多種工業應用中，例如裝飾性鍍層和防護性鍍層，以及在電子工業中特別是用于印刷電路板和半導體的制造。對于電路板制造，在印刷電路板的表面上選定的部分、盲孔中和貫穿線路板基材表面的通孔的壁面上電鍍銅。在通孔的壁面上電鍍銅之前，首先例如通過金屬化學沉積使得通孔的壁面導電。電鍍后的通孔提供了從板表面一側到另一側的導電通路。對于半導體制造，在具有多種形貌特征(feature)例如通孔、溝槽及它們的組合的晶片表面電鍍銅。經金屬化處理過的通孔和溝槽為半導體裝置的不同層之間提供導電性。

已知在電鍍的特定領域，例如印刷電路板(“PCBs，”)的電鍍，電鍍液中促進劑和/或整平劑的使用對于在基板表面獲得均勻的金屬鍍層是至關重要的。不規則形貌的基板的電鍍引起特殊的困難。在電鍍中，沿著不規則表面典型地存在電壓降的變化，這能夠導致出現不均勻的金屬鍍層。結果，在這樣不規則的表面上觀察到較厚的金屬鍍層，稱為過電鍍(overplating)。因此，在電子設備的生產中獲得基本上均勻厚度的金屬層常常是具有挑戰性的步驟。整平劑常常用于銅電鍍液中以在電子設備中提供基本上均勻或平整的銅鍍層。

電子設備的功能性增強且兼具便攜性的電子設備的發展趨勢驅使PCB小型化。已經開發出高密度互聯的方法，例如利用盲孔的順序增層技術。在利用盲孔的過程中，目標之一是在孔填充最大化的同時使得整個基體表面的銅鍍層厚度變化最小化。當PCB同時包含通孔和盲孔時這是特別具有挑戰性的。

通常，用于銅鍍液中的整平劑可賦予整個基體表面的鍍層較好的整平能力，但是易于劣化電鍍液的分散能力。分散能力定義為孔中心銅鍍層厚度與表面銅鍍層厚度的比值。制造的新的PCB含有通孔和盲孔。目前的鍍液添加劑，特別是目前的整平劑不能有效地在基體表面上提供平坦的銅鍍層并且實現通孔填充和/或盲孔填充。這就需要用于制造PCB的銅電鍍液中的整平劑具有提供平坦銅鍍層的同時又不會明顯影響鍍液的分散能力，也就是說，鍍液能夠有效地填充盲孔和通孔。

US專利號5607570(Rohbani)公開了一種在鋅上沉積銅鍍層的無氰化物堿性(pH9-14)銅沖擊鍍(strike)鍍液，該鍍液包括表氯醇與一系列含氮化合物的反應產物，該含氮化合物包括含氮雜環例如咪唑、吡唑、三唑、四唑和噠嗪等等。這個專利的關鍵是，通過使用這些反應產物，使得無氰化物沖擊電鍍液能夠在鋅上沉積銅，而且在鋅上沉積銅的期間不會受到有害的鐵的污染。這種鐵的污染導致在鍍覆過程中沉積的鐵與沉積的銅形成了復合鍍層，并且這種復合鍍層會劣化銅層和鋅層之間的結合力。雖然在該專利中沒有特別說明，但是可以推測出該反應產物加入到銅觸擊電鍍液中以防止鐵污染的影響。沒有公開這種反應產物特別是用于酸性銅電鍍液中作為整平劑。

發明內容

本發明提供了一種銅電鍍液，包括：銅離子源，電解質和整平劑，其中整平劑是一種或多種環狀二氮雜化合物和一種或多種含環氧化物的化合物的反應產物；其中至少一種環狀二氮雜化合物具有結構式(I)