專利名稱：通孔填充方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明提供一種新的通孔填充(via filling)方法，更具體地說，本發(fā)明提供一種能獲得優(yōu)質(zhì)充填和非常平坦表面的新通孔填充方法。
近幾年，人們一直需要更高密度和更薄的印刷電路板以適應(yīng)電子器件(如個(gè)人電子計(jì)算機(jī))的更高性能和微型化要求。響應(yīng)這種需要的一種方法是使用多層印刷電路板(組裝印刷電路板)，它是通過組裝方法每層形成圖案并疊加成連續(xù)的層而生產(chǎn)的。
最近幾年，已經(jīng)開發(fā)了用導(dǎo)體徹底填充微通孔(micro via filling)(下文有時(shí)稱為“MVH”)并在組裝印刷電路板的相鄰層之間進(jìn)行電連接的方法。這種被稱為通孔填充的方法能增加印刷電路板的有效表面積，并且與現(xiàn)有方法僅電鍍MVH的內(nèi)壁相比，在具有更小直徑的MVH中甚至都能獲得足夠的電連接，有效地使印刷電路板微型化并增加印刷電路板的密度。
已經(jīng)公開的作為通孔填充的方法包括通過印刷方法用導(dǎo)電膏充填MVH的方法，通過僅活化MVH底部上的導(dǎo)電層進(jìn)行選擇性堆積化學(xué)鍍層的方法以及電鍍方法。
由于導(dǎo)電膏為有機(jī)物質(zhì)的混合物，相比純金屬而言，它為低電導(dǎo)率的物質(zhì)。在小直徑MVH中很難形成足夠的電連接，不能被認(rèn)為是使印刷電路板微型化和增加印刷電路板密度的有效方法。而且用印刷方法充填需要將粘性漿狀物填充到孔中，由于它們的直徑小而不能穿過，并且由于漿狀物的粘性很難徹底地填充通孔而不留下孔隙。由于無電鍍膜方法填充MVH的物質(zhì)是導(dǎo)電性非常高的金屬沉積物，因此無電鍍膜的方法比導(dǎo)電膏方法優(yōu)越，但是鍍膜沉積的速度慢，這給生產(chǎn)率帶來了問題。例如使用通用的高速無電鍍膜鍍銅浴的鍍膜速度大約是3μm/hr，但是需要填充的盲通孔(blind via hole)(下文有時(shí)稱為“BVH”)的直徑一般為100μm，深度為100μm，使用這種鍍浴來鍍銅需要花費(fèi)30小時(shí)或更長，這使得生產(chǎn)率特別低。
由于電鍍比無電鍍膜大大減少時(shí)間，希望將電鍍應(yīng)用到MVH的填充中。然而，當(dāng)將一種金屬沉積在MVH的整個(gè)內(nèi)表面時(shí)，為了用金屬填充MVH而不留下孔隙，MVH底部附近的電鍍速度必須快于開口處的電鍍速度。如果底部附近的電鍍速度與開口處的電鍍速度相同或更慢，在MVH被金屬鍍層徹底充填前，MVH就不能被充填或者開口被阻塞住而在里面留下孔隙。任何一種情況都會(huì)導(dǎo)致MVH不適于實(shí)際應(yīng)用。因此，必須嚴(yán)格控制填充條件以使用于填充微通孔的金屬獲得最佳的沉積。
在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)使用無電鍍膜浴時(shí)，一般使用直流電解作為電解條件以便增大MVH底部附近的電鍍速度，使用交替地改變陰極和陽極的PR(周期性變向的)電解方法同樣是已知的，但周期特別長，從幾秒到幾十秒，從而不能滿意地控制金屬鍍膜的速度。
此外，填充的表面是不平的，會(huì)在通孔中心形成凹槽。結(jié)果，當(dāng)填充到足夠高度時(shí)，在通孔的外面上的鍍膜變厚，給后處理帶來很大的不方便，并且在經(jīng)濟(jì)上也是不可取的。
日本待審專利申請?zhí)?000-68651公開了一種改善通孔填充的方法，它是一種使用含有含硫離子的特別化合物的電鍍浴和PPR(周期性地脈沖變向)電流而涂敷電解銅鍍膜的方法。然而，雖然基材對(duì)含硫離子的特別化合物的吸附和解析可通過該專利申請中公開的發(fā)明方法進(jìn)行控制，但是需要更嚴(yán)格地控制電鍍條件來填充具有高長寬比的微通孔。
本發(fā)明提供一種通孔填充方法，其中在薄鍍(flash plating)后，使用一種正向電解時(shí)間為1-50毫秒及反向電解時(shí)間為0.2-5毫秒作為一個(gè)周期的PPR電流，直到表示正向電解電流密度與反向電解電流密度之比值的F/R值為1/0.2至1/1為止。發(fā)明的詳細(xì)描述“正向電解時(shí)間”是以被電鍍物作為陰極時(shí)電解的時(shí)間，“反向電解時(shí)間”是以被電鍍物作為陽極時(shí)電解的時(shí)間。根據(jù)電鍍條件如將要被填充的MVH的開口直徑、長寬比、用來填充的金屬類型的不同，可改變正向電解時(shí)間和反向電解時(shí)間。使用的正向電解時(shí)間和反向電解時(shí)間的范圍可以很寬。正向電解時(shí)間一般在1-50毫秒、優(yōu)選5-30毫秒、更優(yōu)選10-20毫秒的范圍，反向電解時(shí)間一般在0.2-5毫秒、優(yōu)選0.2-2毫秒、更優(yōu)選0.2-1毫秒的范圍。
少于0.2毫秒的正向電解時(shí)間可能是不夠的，因?yàn)樵诮饘匍_始適當(dāng)?shù)爻练e之前電解就停止了；當(dāng)使用下面描述的晶粒細(xì)化劑時(shí)，大于50毫秒的正向電解時(shí)間可能會(huì)增加盲通孔開口處附近晶粒細(xì)化劑的吸附，導(dǎo)致盲通孔底部的電鍍速度不比開口處的電鍍速度快，因此不能獲得滿意的填充。
當(dāng)使用下面描述的晶粒細(xì)化劑時(shí)，小于0.2毫秒的反向電解時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致盲通孔開口附近晶粒細(xì)化劑的吸附，導(dǎo)致盲通孔底部的電鍍速度不比開口處的電鍍速度快，因此不能獲得滿意的填充。大于5毫秒的反向電解時(shí)間是不可取的，因?yàn)橐呀?jīng)沉積的金屬膜會(huì)溶解，從而延長了填充盲通孔所需的時(shí)間。
通常，進(jìn)行正向電解時(shí)的電流密度在0.1-20A/dm2的范圍內(nèi)、優(yōu)選在0.1-10A/dm2的范圍內(nèi)；進(jìn)行反向電解時(shí)的電流密度在0.1-200A/dm2的范圍內(nèi)、優(yōu)選在0.1-100A/dm2的范圍內(nèi)。
在本說明書中，正向電解時(shí)的電流密度和反向電解時(shí)的電流密度之比稱為F/R比值，即當(dāng)正向電解電流密度F為1時(shí)，反向電解電流密度R的值被稱為F/R值，并且F/R比值為1/1時(shí)的反向電解電流密度比F/R比值為1/2時(shí)要小。在本發(fā)明中，F(xiàn)/R比值優(yōu)選在1/0.2-1/0.9的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1/0.4-1/0.6的范圍內(nèi)，最典型的F/R比值為1/0.5。
在本發(fā)明中，在通過PPR電解進(jìn)行填充前，作為一種預(yù)處理方法，在通孔的內(nèi)壁上提前沉積一金屬層。在確保該金屬層導(dǎo)電后，進(jìn)行上述描述的通孔填充方法。這種薄鍍可以通過直流電解、脈沖電解或PPR電解中的任何一種方式進(jìn)行。即，本發(fā)明進(jìn)一步提供以下三種方式i)通過直流電解方式進(jìn)行薄鍍后進(jìn)行本發(fā)明的通孔填充過程的方法ii)通過脈沖電解方式進(jìn)行薄鍍后進(jìn)行本發(fā)明的通孔填充過程的方法iii)通過PPR電解方式進(jìn)行薄鍍后進(jìn)行本發(fā)明的通孔填充過程的方法。
“直流電解”是指使用直流電源進(jìn)行的電鍍。電解條件如電流或時(shí)間和電鍍液組成是公知的，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員視情況而適當(dāng)確定。
“脈沖電解”是指使用脈沖電源即在以脈沖方式交替地變換正向電解時(shí)間和間歇時(shí)間的電解條件下進(jìn)行的電鍍，電解條件如電流或時(shí)間和電鍍液組成是公知的，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員視情況而適當(dāng)確定。
用于薄鍍的PPR電解一般通過使用PPR電流(1-50毫秒的正向電解時(shí)間及0.2-5毫秒的反向電解時(shí)間為一個(gè)周期)進(jìn)行，直到F/R比值在1/1-1/10的范圍內(nèi)為止。
薄鍍可以通過這些方法的任何一種進(jìn)行，直到金屬沉積于通孔的整個(gè)內(nèi)壁上并獲得足夠的電導(dǎo)率為止。薄鍍完成后金屬膜的厚度一般在0.5-5微米的范圍內(nèi)。
當(dāng)通孔具有高的長寬比時(shí)，優(yōu)選使用PPR電解方法，因?yàn)樵摲椒ň哂凶吭降陌残阅?。此外，直流電解需要兩個(gè)電鍍槽，因?yàn)橹绷麟娊馐褂玫碾婂円航M成與PPR電解使用的電鍍液組成不同，而PPR電解只需使用一個(gè)電鍍槽，所有的步驟都能很簡單地通過改變電鍍條件而完成，因此，在操作上PPR電解更方便，在經(jīng)濟(jì)上也更實(shí)用。然而根據(jù)鍍浴組成，直流電解和PPR電解同樣可以在相同的電鍍槽中進(jìn)行。
優(yōu)選在本發(fā)明的PPR電解中插入一段間歇時(shí)間。本發(fā)明的“間歇時(shí)間”定義為沒有進(jìn)行電解的時(shí)間。間歇時(shí)間可以插在從正向電解變?yōu)榉聪螂娊馄陂g或從反向電解變?yōu)檎螂娊獾钠陂g，也可以在這兩個(gè)期間都插入。然而，優(yōu)選把間歇時(shí)間插在從反向電解向正向電解變換的期間內(nèi)。一般認(rèn)為，插入這樣一段間歇時(shí)間能通過在通孔內(nèi)提供用于電鍍的金屬離子，產(chǎn)生滿意的填充效果。
間歇時(shí)間的范圍可以比較寬，間歇時(shí)間通常為0.1-20毫秒、優(yōu)選0.5-5毫秒、更優(yōu)選0.5-1毫秒。
在所有的PPR電解中都可以插入一段間歇時(shí)間。就是說，在本發(fā)明的通孔填充方法中使用的PPR電解和在薄鍍中使用的PPR電解都可以插入一段間歇時(shí)間。
在本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明使用的PPR電流的一個(gè)周期是1-50毫秒的正向電解時(shí)間、0.2-5毫秒的反向電解時(shí)間和0.1-20毫秒的間歇時(shí)間。
本發(fā)明的方法可用于使用金屬填充具有高長寬比的凹陷，如通孔。本發(fā)明的方法可以用來填充開口直徑為100微米或更小，長寬比為1或更大、一般為3或更大、特別是5或更大的通孔。
本發(fā)明可以適用所有能被電沉積的金屬，包括銅、鎳、金、銀、鈀、錫、鉛、鉑、鉻、鋅、鎘、鐵、鋁和這些金屬的合金如焊料。
下面以鍍銅為例說明本發(fā)明，但這權(quán)僅只是一個(gè)例子，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
另外，作為下面描述的晶粒細(xì)化劑和表面活性劑的具體例子，給出了特別適合用于硫酸銅電鍍的例子，并且解釋了這些物質(zhì)的活化作用，然而當(dāng)鍍其它金屬時(shí)，使用這些具有同樣的活性效果的化合物是眾所周知的，并且通過含這些化合物的體系，本發(fā)明可以獲得同樣的效果。
當(dāng)使用本發(fā)明的方法由鍍銅來填充盲通孔時(shí)，鍍銅溶液一般是硫酸銅電鍍液，鍍液中優(yōu)選含有一種晶粒細(xì)化劑。當(dāng)然，其它銅鹽也可以用來制備鍍銅溶液。
晶粒細(xì)化劑是在電鍍浴中具有正靜電荷的物質(zhì)，這些物質(zhì)在電解過程中吸附到被電鍍物的表面，而在反向電解時(shí)從被電鍍物的表面釋放出來。當(dāng)這些物質(zhì)吸附到被電鍍物的表面時(shí)，這些物質(zhì)對(duì)金屬膜的增長有輔助作用。
通常，晶粒細(xì)化劑是分子內(nèi)具有-S-CH2O-R-SO3M或-S-R-SO3M結(jié)構(gòu)的化合物(其中M為氫或堿金屬原子，R為3-8個(gè)碳原子的烷基)。更典型的晶粒細(xì)化劑的例子是具有下面(1)至(6)結(jié)構(gòu)的化合物(1)M-SO3-(CH2)a-S-(CH2)b-SO3-M；(2)M-SO3-(CH2)a-O-CH2-S-CH2-O-CH2-SO3-M；(3)M-SO3-(CH2)a-S-S-CH2-S-CH2-SO3-M；(4)M-SO3-(CH2)a-O-CH2-S-S-CH2-(CH2)b-SO3-M；(5)M-SO3-(CH2)a-S-C(＝S)-S-(CH2)b-SO3-M；(6)M-SO3-(CH2)a-O-CH2-S-C(＝S)-S-CH2-O-(CH2)b-SO3-M；在上述通式(1)-(6)中，a和b為3-8的整數(shù)，M為氫或堿金屬。
晶粒細(xì)化劑通常稱為光亮劑，用來改善沉積金屬膜的外觀，但是本發(fā)明還包括用于其它目的的晶粒細(xì)化劑，只要它們能提供相當(dāng)?shù)幕钚孕Ч＞Я＜?xì)化劑可以單獨(dú)使用，也可以兩種或更多種混合使用。
晶粒細(xì)化劑的用量例如可以為0.1-100mg/L，優(yōu)選0.5-10mg/L。當(dāng)晶粒細(xì)化劑被用于除改善電鍍膜的外觀以外的其它目的時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠視情況確定晶粒細(xì)化劑的理想用量范圍。
盡管不希望受理論的束縛，當(dāng)使用PPR電解方法(其中在進(jìn)行電鍍的同時(shí)，在一個(gè)極短的周期內(nèi)改變電流方向，如本發(fā)明所使用的那樣)時(shí)，通過電解，晶粒細(xì)化劑被吸附到被鍍物的盲通孔的內(nèi)表面，并且在極短的反向電解期間，晶粒細(xì)化劑只是在電流易于積累的盲通孔開口附近解吸。因此，通過反復(fù)改變電流的方向，大量的晶粒細(xì)化劑吸附到盲通孔的底部附近，少量的晶粒細(xì)化劑在開口附近解吸。結(jié)果，晶粒細(xì)化劑對(duì)盲通孔底部附近的金屬膜具有很強(qiáng)的輔助增長作用，盲通孔底部附近的電鍍速度快于開口附近的電鍍速度，這樣盲通孔可以被金屬沉積物填充而不留下任何孔隙。
本發(fā)明使用的電解鍍銅液中通常含有作為潤滑劑的表面活性劑。表面活性劑可以是任何需要的標(biāo)準(zhǔn)表面活性劑，該表面活性劑一般在電解鍍銅液中作為添加劑來使用。優(yōu)選的表面活性劑為含至少5個(gè)、優(yōu)選至少20個(gè)分子內(nèi)醚氧原子的聚醚。這類表面活性劑的例子為具有下面(7)-(9)結(jié)構(gòu)的化合物，但是并不限于這些化合物(7)HO-(CH2-CH2-O)a-H(其中a為5-500的整數(shù))(8)HO-(CH2-CH(CH3)-O)a-H(其中a為5-200的整數(shù))(9)HO-(CH2-CH2-O)a-(CH2-CH(CH3)-O)b-(CH2-CH2-O)c-H(其中a和c為整數(shù)，a+c為5-250的整數(shù)，b為1-100的整數(shù))。
本發(fā)明使用的表面活性劑可以單獨(dú)使用，也可以兩種或更多種混合使用。本發(fā)明使用的表面活性劑的用量可以為0.05-10g/L、優(yōu)選0.1-5g/L?？梢允褂酶倭康谋砻婊钚詣沁@樣會(huì)在沉積物內(nèi)產(chǎn)生許多針孔；也可以使用更多量的表面活性劑，但是如此大的量幾乎不能在效果上提供任何相配的改善，這在經(jīng)濟(jì)上是不可取的。
當(dāng)使用硫酸銅電鍍液時(shí)，該硫酸銅電鍍液為含有硫酸、硫酸銅和水溶性的氯化物作為基本組分的水溶液。所述電鍍液可以使用在標(biāo)準(zhǔn)硫酸銅電鍍液中所使用的任何基本組分而沒有任何限制。硫酸銅電鍍液中硫酸的濃度一般為30-400g/L、優(yōu)選170-210g/L。硫酸銅電鍍液中硫酸銅的濃度一般為20-250g/L、優(yōu)選60-180g/L。
硫酸銅電鍍液中的水溶性氯化物可以是在標(biāo)準(zhǔn)硫酸銅電鍍液中所使用的任何化合物，沒有限制。所述水溶性氯化物的例子包括鹽酸、氯化鈉、氯化鉀和氯化銨，但是并不限于這些。水溶性氯化物可以單獨(dú)使用，也可以兩種或更多種混合使用。
硫酸銅電鍍液中所含的水溶性氯化物的濃度，以氯離子的濃度表示，通常在10-200mg/L的范圍內(nèi)，優(yōu)選在30-80mg/L的范圍內(nèi)。
用在本發(fā)明的通孔填充方法中的基材是任何需要的材料和形狀的基材，只要它能經(jīng)受住通孔填充方法的條件并且能通過電鍍方法在其上沉積一層金屬就行。材料的例子包括樹脂、陶瓷和金屬，但是并不僅限于這些。例如，該方法用于印刷電路板基材或半導(dǎo)體晶片如硅晶片上特別理想。用于本發(fā)明的基材優(yōu)選為具有貫通孔(through-hole)和/或通孔的基材，更優(yōu)選為具有貫通孔和/或通孔的印刷電路板或晶片。
作為基材的樹脂的例子包括熱塑性樹脂，包括聚乙烯樹脂如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、支化低密度聚乙烯、直鏈低密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯；聚烯烴樹脂如聚丙烯樹脂、聚丁二烯樹脂、聚(1-丁烯)樹脂、聚丁烯樹脂或聚苯乙烯樹脂；鹵代樹脂如聚氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、聚偏二氯乙烯-聚氯乙烯共聚物樹脂、氯化聚乙烯；氯化聚丙烯或四氟乙烯樹脂；AS樹脂；ABS樹脂；MBS樹脂；聚乙烯醇樹脂；聚丙烯酸酯樹脂如聚丙烯酸甲酯；聚甲基丙烯酸酯樹脂如聚甲基丙烯酸甲酯；甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物樹脂；馬來酸酐-苯乙烯共聚物樹脂；聚氯乙烯樹脂；纖維素樹脂如纖維素丙酸酯樹脂或纖維素乙酸酯樹脂；環(huán)氧樹脂；聚酰亞胺樹脂；聚酰胺樹脂如尼龍；聚酰胺酰亞胺樹脂；聚醚酰亞胺樹脂；聚烯丙基化物樹脂；聚醚醚酮樹脂；聚環(huán)氧乙烷樹脂；聚酯樹脂如PET樹脂；聚碳酸酯樹脂；聚砜樹脂；聚乙烯醚樹脂；聚乙烯醇縮丁醛樹脂；聚亞苯基醚樹脂如聚苯醚；聚苯硫醚樹脂；聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；聚甲基戊烯樹脂；聚縮醛樹脂；氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；乙烯-氯乙烯共聚物；及其共聚物和共混物；熱固性樹脂，包括環(huán)氧樹脂；二甲苯樹脂；胍胺樹脂；鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂；乙烯基酯樹脂；酚醛樹脂；不飽和聚酯樹脂；呋喃樹脂；聚酰亞胺樹脂；聚氨基甲酸酯樹脂；馬來酸樹脂；三聚氰胺樹脂；和脲樹脂，和它們的混合物，但并不限于這些。優(yōu)選的樹脂為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、乙烯基樹脂、酚醛樹脂、尼龍樹脂、聚亞苯基醚樹脂、聚丙烯樹脂、氟化樹脂和ABS樹脂。更優(yōu)選的樹脂為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚亞苯基醚樹脂、氟化樹脂和ABS樹脂。最優(yōu)選的樹脂為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂。此外，樹脂基材可以包含一種樹脂或幾種樹脂，樹脂基材也可以是另外一種樹脂涂覆或?qū)訅涸诨纳系膹?fù)合材料。而且，本發(fā)明中使用的樹脂基材并不局限于模制的樹脂產(chǎn)品，也可以是增強(qiáng)材料的復(fù)合樹脂，如在樹脂間通過破璃纖維增強(qiáng)的材料或在由其它原材料如陶瓷、玻璃或金屬構(gòu)成的基材上形成的樹脂膜。
可以作為基材使用的陶瓷包括氧化物陶瓷如氧化鋁(Al2O3)、滑石(MgO·SiO2)、鎂橄欖石(2MgO·SiO2)、富鋁紅柱石(3Al2O3·SiO2)、氧化鎂(MgO)、尖晶石(MgO·Al2O3)和氧化鈹(BeO)；非氧化物陶瓷如氮化鋁或碳酸硅；以及低溫?zé)Y(jié)陶瓷如玻璃陶瓷。但并不僅限于這些。
在本發(fā)明的通孔填充方法中，電鍍溫度(溶液溫度)根據(jù)電鍍浴的類型適當(dāng)設(shè)定，但是一般在10℃-40℃的范圍內(nèi)，優(yōu)選在20℃-30℃的范圍內(nèi)。
根據(jù)將要被電鍍的金屬的類型，在本發(fā)明的通孔填充方法中可以使用任何所需的合適的陽極?？扇苄躁枠O或不溶性陽極都可以使用。例如，在鍍銅時(shí)，可以使用磷酸鹽化的銅陽極作為可溶性陽極；也可以使用不溶性陽極，其陽極材料如氧化銥、用鉑包蓋的鈦、鉑、石墨、鐵氧體、涂覆有鋅的二氧化鈦和鉑元素的氧化物或不銹鋼。
在本發(fā)明的通孔填充方法中，為增加電鍍液中溶解氧的濃度，優(yōu)選在電鍍液中通以空氣或氧氣。盡管不希望被理論所束縛，但據(jù)認(rèn)為電鍍液中的溶解氧能減少在所述的電鍍液中具有-X-S-結(jié)構(gòu)的化合物。增加電鍍液中溶解氧的優(yōu)選方法是用空氣或氧氣對(duì)電鍍液進(jìn)行鼓泡。所述的鼓泡可以攪動(dòng)或不攪動(dòng)電鍍液。此外，用來增加電鍍液中溶解氧濃度的鼓泡可以在電鍍時(shí)或電鍍暫停時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明的通孔填充方法并不反對(duì)攪動(dòng)電鍍液，并且優(yōu)選攪動(dòng)電鍍液，以將金屬離子和添加劑均勻地送到被鍍物的表面。攪動(dòng)可以采用空氣攪動(dòng)或射流噴射(jet spray)方式。從增加電鍍液中溶解氧濃度的角度來考慮，優(yōu)選采用空氣攪動(dòng)方式。即使當(dāng)采用射流噴射方式進(jìn)行攪動(dòng)時(shí)，優(yōu)選同時(shí)使用空氣來攪動(dòng)。另外，還可以使用open-change過濾或回流過濾方法，特別優(yōu)選通過過濾裝置回流過濾電鍍液，這樣做能使得電鍍液的溫度保持一致，同時(shí)也可以除去電鍍液中的污垢和沉淀物等物質(zhì)。
用本發(fā)明的通孔填充方法可以獲得沒有孔隙的填充通孔。
上面描述了鍍銅的情況，其它金屬同樣可以用上述描述的方法進(jìn)行電鍍。在這種情況下，可以用任何需要的標(biāo)準(zhǔn)電鍍液來實(shí)施本發(fā)明的方法。該過程中的電鍍液可以使用標(biāo)準(zhǔn)電鍍中所采用的任何基本組成，沒有限制。而且只要本發(fā)明的目的能夠?qū)崿F(xiàn)，基本組成的組分和濃度都可以變化或者可以視情況在電鍍液中加入添加劑。
通過下面的工作實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地解釋，但是這些工作實(shí)施例僅僅作為實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的范圍并沒有任何限制。
實(shí)施例1電鍍液細(xì)成CuSO4·5H2O 127.7g/LH2SO4213.2g/LCl-70mg/LSPS 4mg/L非離子表面活性劑 250mg/L注)SPS雙-(3-磺基丙基)二硫化物二鈉薄鍍直流電解電流密度 2A/dm2溫度 20℃時(shí)間 11分鐘填充步驟電流密度 2A/dm2F/R比值 1/0.5正向電解時(shí)間 10毫秒反向電解時(shí)間 0.5毫秒溫度 20℃時(shí)間 45分鐘比較實(shí)施例重復(fù)實(shí)施例1的方法，只是省略薄鍍步驟，并進(jìn)行下面的填充步驟。填充步驟電流密度 2A/dm2F/R比值 1/0.5正向電解時(shí)間 10毫秒反向電解時(shí)間 0.5毫秒溫度20℃時(shí)間56分鐘孔徑是120微米，孔深是60微米。
實(shí)施例1的結(jié)果顯示，用本發(fā)明的通孔填充方法可以獲得滿意的填充，并且用截面分析方法進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，在5個(gè)進(jìn)行評(píng)價(jià)的通孔中都沒有發(fā)現(xiàn)孔隙。比校實(shí)施例的結(jié)果顯示，通孔的填充不令人滿意，其中用截面分析方法進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，在5個(gè)通孔中有4個(gè)通孔存在孔隙。
權(quán)利要求
1.一種用金屬填充通孔的方法，包括下列步驟薄鍍，然后施加正向電解時(shí)間為1-50毫秒和反向電解時(shí)間為0.2-5毫秒作為一個(gè)周期的PPR電流，使表示正向電解電流密度與反向電解電流密度的比值的F/R比值為1/0.2至1/1。
2.權(quán)利要求1的方法，其中薄鍍是通過直流電解進(jìn)行的。
3.權(quán)利要求1的方法，其中薄鍍在施加正向電解時(shí)間為1-50毫秒和反向電解時(shí)間為0.2-5毫秒作為一個(gè)周期的PPR電流的條件下進(jìn)行，直到F/R比值為1/1至1/10為止。
4.權(quán)利要求1的方法，其中薄鍍通過脈沖電解進(jìn)行。
5.權(quán)利要求1的方法，其中施加的PPR電流的周期為1-50毫秒的正向電解時(shí)間、0.2-5毫秒的反向電解時(shí)間和0.1-20毫秒的間歇時(shí)間。
6.權(quán)利要求1的方法，其中用來填充的金屬是銅。
7.權(quán)利要求1的方法，其中通孔填充是用一種含晶粒細(xì)化劑的金屬電鍍浴來進(jìn)行的。
8.權(quán)利要求1的方法，其中通孔填充是用一種含表面活性劑的金屬電鍍浴來進(jìn)行的。
9.一種含有用權(quán)利要求1的方法填充的通孔的印刷電路板。
10.一種含有用權(quán)利要求1的方法填充的通孔的晶片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通孔填充方法，其中在薄鍍后，施加1－50毫秒的正向電解時(shí)間和0.2－5毫秒的反向電解時(shí)間為一個(gè)周期的PPR電流，直到表示正向電解電流密度與反向電解電流密度的比值的F/R比值為至少1/0.2并小于1/1為止。
文檔編號(hào)C25D7/00GK1444437SQ0312260
公開日2003年9月24日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
發(fā)明者土田秀樹, 日下大 申請人:希普雷公司