[發(fā)明專利]用包含堿性穩(wěn)定吡嗪衍生物的催化劑化學(xué)鍍金屬化電介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410667902.0
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104561947B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鋒;M·A·熱茲尼克
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: C23C18/31
• 分類號: C23C18/31
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 郭輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用包含堿性穩(wěn)定吡嗪衍生物的催化劑化學(xué)鍍金屬化電介質(zhì)。更具體地，本發(fā)明涉及用包含堿性穩(wěn)定吡嗪衍生物的催化劑代替鈀/錫膠體催化劑來金屬化電介質(zhì)。

發(fā)明背景

傳統(tǒng)的印刷電路板(PCB)由層壓絕緣電介質(zhì)基體組成，該基體通過借助鉆孔和電鍍通孔(PTH)以形成電路板的對立面和/或內(nèi)層的連接。化學(xué)鍍是眾所周知的制備表面上金屬涂層的方法。電介質(zhì)表面的化學(xué)鍍需要預(yù)先沉積催化劑。最常用的催化或活化層壓絕緣電介質(zhì)基體區(qū)域的方法是在化學(xué)鍍之前，在酸性氯化物介質(zhì)中用錫-鈀膠體水溶液處理電路板。膠體由錫(II)離子穩(wěn)定層包裹的金屬鈀核組成。[SnCl₃]^-復(fù)合物外殼作為表面穩(wěn)定基團(tuán)來避免膠體在混懸液中凝聚。

在活化過程中，基于鈀的膠體被吸附在絕緣基體上，例如環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺，來激發(fā)化學(xué)鍍銅沉積。理論上，對于化學(xué)鍍金屬沉積，催化劑顆粒在電子從還原劑轉(zhuǎn)移到鍍浴金屬離子的過程中起到了載體的作用。盡管化學(xué)鍍銅工藝的實(shí)施受到許多因素影響，例如沉積溶液的組成和配體的選擇，活化步驟是控制化學(xué)鍍沉積速率和機(jī)制的關(guān)鍵因素。鈀/錫膠體作為金屬化學(xué)鍍的活化劑己經(jīng)在商業(yè)上使用幾十年了，其結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛的研究。然而，它對空氣的敏感性和高成本給改進(jìn)或替代留下了空間。

雖然膠體鈀催化劑提供了好的服務(wù)，但它具有許多缺點(diǎn)，隨著印刷電路板制造質(zhì)量的提高變得越來越突出。近年來，隨著電子設(shè)備尺寸的減小和性能的提升，電子電路的封裝密度變得更高，且進(jìn)一步要求化學(xué)鍍后無缺陷。因此對于可靠的替代催化劑組合物的需求是巨大的。膠體鈀催化劑的穩(wěn)定性也是令人擔(dān)憂的。如上所述，鈀/錫膠體由錫(II)離子層穩(wěn)定且其抗衡離子可以防止鈀聚集。錫(II)離子很容易被氧化成錫(IV)，因此膠體不能維持其膠體結(jié)構(gòu)。溫度和振蕩促進(jìn)了氧化。如果使錫(II)濃度降到接近零，鈀顆粒的尺寸就會(huì)變大，聚集并且沉淀。

為了尋找新的和更好的催化劑已經(jīng)做出了相當(dāng)大的努力。例如，由于鈀的高成本，許多嘗試指向了開發(fā)非鈀或雙金屬替代催化劑。以往，問題包括它們對于電鍍通孔并不是十分有活性或足夠可靠。此外，這些催化劑通常經(jīng)過放置后活性逐漸減弱，這一改變使得這些催化劑不可靠且對于商業(yè)應(yīng)用是不切實(shí)際的。US 4248632公開了一種用于化學(xué)鍍非鈀/錫催化劑。該催化劑包括催化金屬絡(luò)合物，例如鈀或替代金屬如銀和金，含氮配體和酸性基團(tuán)；然而，酸性環(huán)境對于催化性能是關(guān)鍵的。酸性環(huán)境通常會(huì)引起電介質(zhì)基體上產(chǎn)生不希望有的腐蝕金屬覆層，導(dǎo)致有缺陷的制品產(chǎn)生。這個(gè)問題在印刷電路板的生產(chǎn)中是非常普遍的，板通常被銅大量地包覆，因此在工業(yè)上酸性環(huán)境是非常不希望有的。

優(yōu)選地，金屬包層電介質(zhì)在堿性環(huán)境下化學(xué)鍍，但許多非-鈀/錫催化劑在這種條件下是不穩(wěn)定和不可靠的。US 5503877公開了另一種既可以在酸性又可以在堿性環(huán)境中使用的非-鈀/錫催化劑。該催化劑包括催化金屬例如鈀、銀或金，含氮配體和溶劑組分；但是，催化劑必須首先延長加熱的時(shí)間以形成低聚物/多聚物，否則它的活性不夠。而且，長時(shí)間的加熱和隨后的冷卻封裝，由于在大規(guī)模催化劑制備中增加的人力和設(shè)備費(fèi)用，會(huì)導(dǎo)致較高的成本。因此，仍然需要一種鈀/錫的替代催化劑。

發(fā)明概述

方法包括提供包含電介質(zhì)的基體；將水性堿性催化劑溶液施加于包含電介質(zhì)的基體，水性堿性催化劑包括金屬離子和一種或多種具有如下通式結(jié)構(gòu)的吡嗪衍生物的絡(luò)合物：

其中R₁、R₂、R₃和R₄可以相同或者不同，可以是氫、直鏈或支鏈(C₁-C₅)烷基，-N(R)₂、直鏈或支鏈氨基(C₁-C₅)烷基、乙酰基、直鏈或支鏈羥基(C₁-C₅)烷基，或直鏈或支鏈(C₁-C₅)烷氧基，其中R可以相同或不同，可以是氫或直鏈或支鏈(C₁-C₅)烷基，且附加條件是R₁、R₂、R₃和R₄中至少一個(gè)不是氫；將還原劑施加于包含電介質(zhì)的基體；并將包含電介質(zhì)的基體浸入堿金屬鍍浴中，在電介質(zhì)基體上化學(xué)鍍金屬。