壓力測試的物理穩(wěn)定性。 [0042]任何金屬可被電鍍于其上的基板,可以作為基板與含有反應產(chǎn)物的金屬電鍍組合 物一起使用。這樣的基板包括但不限于印刷電路板、集成電路、半導體封裝、引線框和連接 體。一個集成電路基板可以是在雙鑲嵌制造工藝中使用的晶片。這種基板通常包含許多功 能元件,特別是具有各種尺寸的孔。PCB上的通孔可以具有各種直徑,如從50μm至350μm 的直徑。這樣的通孔在深度上可能不同,如從0.8mm至10mm。PCBs可能包含具有寬變化范 圍尺寸的盲孔,如最高達直徑200μm和深度150μm,或更大。
[0043]可使用傳統(tǒng)的金屬電鍍組合物。該金屬電鍍組合物含有金屬離子源、電解質(zhì)和整 平劑,其中整平劑是一種或多種包括至少兩個活性氮原子的雜環(huán)氮化合物(條件是其中至 少一個活性氮原子是在一種或多種雜環(huán)氮化合物的環(huán)上)、一種或多種聚環(huán)氧化物和一種 或多種多鹵化物的反應產(chǎn)物。金屬電鍍組合物可以含有一種鹵化物離子源,一種促進劑和 一種抑制劑。所述組合物中可電鍍的金屬包括但不限于銅、錫和錫/銅合金。
[0044] 合適的銅離子源是銅鹽,包括但不限于硫酸銅;鹵化銅如氯化銅;醋酸銅;硝酸 銅;四氟硼酸銅;烷基磺酸銅;芳基磺酸銅;氨基磺酸銅;高氯酸銅和葡糖酸銅。示例性的烷 烴磺酸銅包括(CfC6)烷烴磺酸銅,和更優(yōu)選的(CfC3)烷烴磺酸銅。優(yōu)選的烷烴磺酸銅是 甲磺酸銅,乙磺酸銅和丙磺酸銅。示例性的芳基磺酸銅包括但不限于苯磺酸銅和對甲苯磺 酸鹽銅??梢允褂勉~離子源的混合物。除了銅離子,可以加入一種或多種金屬離子鹽到本 電鍍液。通常,銅鹽的存在量足以提供金屬銅的量是10至400g/L的電鍍?nèi)芤骸?br>[0045] 合適的錫化合物包括但不限于鹽類,如鹵化錫、硫酸錫、烷烴磺酸錫如甲磺酸錫、 芳基磺酸錫如苯磺酸錫和對甲苯磺酸錫。這些電解質(zhì)組合物的錫化合物的量通常是提供5 至150g/L范圍的錫含量的量??梢允褂缅a化合物的混合物,其使用量如上所述。
[0046] 本發(fā)明中有用的電解質(zhì)可以是堿性或酸性的。優(yōu)選的電解質(zhì)是酸性的。優(yōu)選的, 電解液的pH是彡2。合適的酸性電解質(zhì)包括但不限于硫酸,乙酸,氟硼酸,烷烴磺酸如甲 磺酸、乙磺酸、丙磺酸和三氟甲磺酸,芳基磺酸如苯磺酸、對甲苯磺酸、氨基磺酸,鹽酸,氫溴 酸,高氯酸,硝酸,鉻酸和磷酸。可以有利地在本金屬電鍍液使用酸的混合物。優(yōu)選的酸包括 硫酸、甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、鹽酸和其混合物。所述酸的量可以是1至400g/L范圍。電 解質(zhì)一般可以商購自各種來源,并無需進一步純化就可使用。
[0047] 這種電解質(zhì)可任選的含有鹵化物離子源。通常使用氯離子。示例性的氯離子源包 括氯化銅、氯化錫、氯化鈉、氯化鉀和鹽酸。本發(fā)明可以使用寬范圍的鹵化物離子濃度。通 常情況下,鹵化物離子濃度是在基于電鍍液的〇至lOOppm的范圍內(nèi)。這種鹵化物離子源一 般可以商購,并無需進一步純化就可使用。
[0048] 電鍍組合物通常含有一種促進劑。任何促進劑(也稱為增亮劑)適用于本發(fā)明。 這種促進劑是本領域技術人員所熟知的。促進劑包括但不限于N,N-二甲基-二硫代氨基 酸-(3-磺丙基)酯;3-巰基-丙基磺酸-(3-磺丙基)酯;3-巰基-丙基磺酸鈉鹽;碳酸, 具有3-巰基-1-丙基磺酸鉀鹽的二硫代-0-乙酯-S-酯;二磺丙基二硫化物;二(磺丙 基鈉)-二硫化物;3-(苯并噻唑-S-硫代)丙基磺酸鈉鹽;吡啶丙基磺基甜菜堿;3-巰基 丙烷-1-磺酸鈉鹽;N,N-二甲基-二硫代氨基酸-(3-磺乙基)酯;3-巰基-乙基丙基磺 酸-(3-磺乙基)酯;3-巰基-乙基磺酸鈉鹽;帶有3-巰基-1-乙烷磺酸鉀鹽的碳酸-二 硫代-0-乙酯-S-酯;二磺乙基二硫化物;3-(苯并噻唑-S-硫代)乙基磺酸鈉鹽;吡啶乙 基磺基甜菜堿;和3-巰基乙烷-1-磺酸鈉鹽。促進劑可以以各種量使用。在一般情況下, 促進劑的使用量是〇·lppm至lOOOppm范圍。
[0049] 能夠抑制金屬電鍍速率的任何化合物可以用作在本電鍍組合物中的抑制劑。合 適的抑制劑包括但不限于聚丙二醇共聚物和聚乙二醇共聚物,包括環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷 ("Ε0/Ρ0")共聚物和丁醇-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物。合適的丁醇-環(huán)氧乙烷-環(huán)氧 丙烷共聚物具有100至100, 〇〇〇,優(yōu)選500至10, 000的重均分子量。當使用這樣的抑制 劑時,它們通常以基于所述組合物重量的1至10,OOOppm范圍內(nèi)的量存在,更通常是5至 10,OOOppm。本發(fā)明的整平劑也可具有能夠作為抑制劑的功能。
[0050] 在一般情況下,反應產(chǎn)物的數(shù)均分子量(Μη)是200至100, 000,通常是300至 50, 000,優(yōu)選500至30, 000,但也可以使用其它Μη值的反應產(chǎn)物。這種反應產(chǎn)物可以具有 在1000至50, 000范圍內(nèi)的重均分子量(Mw)值,通常是從5000至30, 000,但也可以使用其 它Mw值。
[0051] 在金屬電鍍組合物中使用的反應產(chǎn)物(整平劑)的量取決于所選的特定整平劑, 在電鍍組合物中的金屬離子濃度,使用的特定的電解質(zhì),電解質(zhì)的濃度和施加的電流密度。 在一般情況下,基于電鍍組合物的總重量,在電鍍組合物中的整平劑總量的范圍從〇. 〇lppm 至500ppm,優(yōu)選從0·lppm至250ppm,最優(yōu)選從0· 5ppm至lOOpprn,但也可以使用更多或更少 的量。
[0052] 電鍍組合物可通過以任何順序組合組分來制備。優(yōu)選的是,將無機組分如金屬離 子源、水、電解質(zhì)和任選的鹵離子源首先加入浴容器中,然后將有機組分如整平劑、促進劑、 抑制劑、和任何其它有機組件加入。
[0053] 電鍍組合物可任選包含至少一種附加的整平劑。這種附加的整平劑可以是本發(fā) 明的另一種整平劑,或可替換地,可以是任何常規(guī)的整平劑。可以與本發(fā)明整平劑組合使 用的合適的常規(guī)整平劑包括但不限于那些在St印等的美國專利6, 610, 192, Wang等的 7, 128, 822, Hayashi等的7, 374, 652和Hagiwara等的6, 800, 188中公開的。整平劑的這 種組合可以被用于定制電鍍液的特征,包括整平能力和均鍍能力。
[0054] 通常,電鍍組合物可用于任何從10至65°C或更高的溫度。所述電鍍組合物的溫度 優(yōu)選從10至35°C,更優(yōu)選從15至30°C。
[0055] 在一般情況下,金屬電鍍組合物在使用過程中攪拌。可使用任何合適的攪拌方法, 并且這樣的方法是本領域公知的。合適的攪動方法包括但不限于空氣噴射、工件攪拌和撞 擊。
[0056] 通常,通過將基板與電鍍組合物接觸電鍍基板?;逋ǔS米麝帢O。電鍍組合物包 含陽極,其可以是可溶的或不溶的。電勢通常施加到電極上。施加足夠的電流密度并用足 夠長的時間進行電鍍,用以在基板上電鍍所需厚度的金屬層,以及填充盲孔,溝槽和通孔, 或保形電鍍通孔。電流密度的范圍可以從0. 05至ΙΟΑ/dm2,但也可以使用更高和更低的電 流密度。特定的電流密度取決于在基板上的被電鍍部分,電鍍液的組成,以及所需的表面金 屬厚度。這種電流密度的選擇在本領域技術人員的能力范圍內(nèi)。
[0057] 本發(fā)明的一個優(yōu)點是在PCB上獲得基本上水平的金屬鍍層。PCB上的通孔、盲孔或 它們的組合基本上被填充或通孔通過理想的均鍍能力保形電鍍。本發(fā)明的更進一步的優(yōu) 點是大范圍的孔和孔尺寸可以被填充或通過理想的均鍍能力保形電鍍。
[0058] 均鍍能力定義為金屬電鍍在通孔中心的平均厚度與金屬電鍍在PCB樣品表面的 平均厚度的比值,并記錄為百分比。均鍍能力越高,電鍍組合物能夠保形電鍍通孔越好。本 發(fā)明的金屬電鍍組合物具有多65 %的均鍍能力,優(yōu)選多70%。
[0059] 化合物在基板上提供了具有基本上水平表面的金屬層,即使在具有較小功能元件 的基板上和具有各種功能元件尺寸的基板上。電鍍方法有效地在通孔內(nèi)沉積金屬,使得金 屬電鍍組合物具有良好的均鍍能力。
[0060] 雖然本發(fā)明的方法通常已參照印刷電路板制造的參考文獻的描述,可以理解的 是,本發(fā)明可以在任何電解過程中是有用的,所述電解過程中需要基本上是平的或平面的 金屬鍍層和填充或保形電鍍孔。這樣的方法包括半導體封裝和連接體制造。
[0061] 以下實施例是為了進一步說明本發(fā)明,但不意欲限制其范圍。
[0062] 實施例1
[0063] 于80 °C,在備有冷凝器、溫度計和攪拌棒的100mL圓底三頸燒瓶中,將咪唑 (6. 81g,0.lmol)溶于20mL異丙醇。將1,4-丁二醇二縮水甘油醚(12. 09g,0. 06mol)逐滴 加入到該溶液中,并將含有1,4-丁二醇二縮水甘油醚的小瓶用2mL異丙醇漂洗。將加熱浴 溫度升高到95°C。將所得混合物加熱3小時,向反應混合物加入作為固體的2,4-二(氯甲 基)-1,3, 5-三甲基苯(0. 68g,0. 003mol),并用2mL異丙醇漂洗燒瓶的側(cè)面。將油浴的溫度 在95°C保持2小時,然后將反應在室溫下攪拌過夜。用水漂洗的反應混合物放入聚乙烯瓶 中貯存?;趩误w摩爾比的咪唑基團與環(huán)氧化物基團與芳基烷基鹵化物是1 : 0.6