CN107109677B - 用来在衬底上电镀金属的方法及设备 - Google Patents

Abstract

为了改善衬底表面上和孔中的金属沉淀的均匀性，提供了一个在平坦衬底上电镀金属的方法。所述方法包含下列步骤：(a)提供衬底P，其具有相反的第一衬底表面P₁和第二衬底表面P₂、包含至少一个反电极120、130；220、230的电镀设备100、200以及电镀液L；(b)使各衬底P以及至少一个反电极120、130；220、230与电镀液L接触；(c)通过向第一衬底表面P₁馈送至少一个均由连续的第一正向‑反向脉冲周期组成的第一正向‑反向脉冲电流序列以及向第二衬底表面P₂馈送至少一个均由连续的第二正向‑反向脉冲周期组成的第二正向‑反向脉冲电流序列，使所述衬底P的第一衬底表面P₁和第二衬底表面P₂电极化，以实现将金属沉积到第一衬底表面P₁和第二衬底表面P₂上；(d)在连续第一正向‑反向脉冲周期的每个周期中，所述至少一个第一正向‑反向脉冲电流序列中的每一个至少包括在第一正向脉冲持续时间t_f1期间在第一衬底表面P₁处产生第一阴极电流的第一正向脉冲以及在第一反向脉冲持续时间t_r1期间在第一衬底表面P₁处产生第一阳极电流的第一反向脉冲，所述第一正向脉冲具有第一正向脉冲峰值电流i_f1，所述第一反向脉冲具有第一反向脉冲峰值电流i_r1，并且在连续第二正向‑反向脉冲周期的每个周期中，所述至少一个第二正向‑反向脉冲电流序列中的每一个至少包括在第二正向脉冲持续时间t_f2期间在第二衬底表面P₂处产生第二阴极电流的第二正向脉冲以及在第二反向脉冲持续时间t_r2期间在第二衬底表面处产生第二阳极电流的第二反向脉冲，所述第二正向脉冲具有第二正向脉冲峰值电流i_f2，所述第二反向脉冲具有第二反向脉冲峰值电流i_r2；其中所述第一和第二正向脉冲还叠加上有相应的第一或第二叠加阴极脉冲，所述相应的第一或第二叠加阴极脉冲具有小于所述相应的第一或第二正向脉冲持续时间t_f1、t_f2的相应的第一或第二叠加阴极脉冲持续时间t_c1、t_c2。

Description

用来在衬底上电镀金属的方法及设备

发明内容

本发明涉及一种用来在衬底上电镀金属(例如铜)的方法和设备。这种方法和设备可用于对将用作电气装置的器件进行电镀的领域，该器件比如为印刷电路板、芯片载体(包括多芯片载体)或任何在其上具有电路的其他载体。

这种电气装置的制造是众所周知的。其制造工艺包括多个步骤，包括用于在其上产生电路的金属沉积步骤。这些工艺步骤需要在装置的外表面上以及该电气装置的孔或其他凹部中进行金属化。例如，将用铜来电镀具有多个电路层并且还具有多个孔(即通孔和盲孔)的印刷电路板以产生铜沉积物，其厚度需要尽可能地均匀。此外，孔中的铜沉积也应该均匀。具体而言，在电气装置的外侧和其孔中的铜沉积都应是一致的，以避免在外侧上的镀铜已经获得所需的沉积物厚度时孔还不具有足够的铜厚度。

已经大体证明脉冲电镀适合于满足上述目的。更具体地，反向脉冲电镀已被认定是特别适合的。反向脉冲电镀指的是包括将阴极和阳极电流脉冲交替施加到电气装置的工艺。

例如，US 6,524,461 B2教导了一种用于在其表面中具有小凹部的衬底上沉积连续金属层的方法。该方法包括将调制的反向电流施加到所述衬底，该反向电流包括相对于所述衬底为阴极的脉冲和相对于所述衬底为阳极的脉冲，其中所述阴极脉冲的接通时间为约0.83μs至约50ms，而所述阳极脉冲的接通时间大于所述阴极脉冲的接通时间，范围为约42μs至约99ms。在调制反向电流序列的典型示例中，使用包括跟随以阳极(反向)脉冲的阴极(正向)脉冲的波形。在阴极和阳极脉冲之一或二者之后，可以跟随有弛豫周期的间歇期间。

另外，US 2006/0151328 A1教导了一种将脉冲反向电流施加到具有高纵横比孔(即其长度比其直径大的孔)的工件的方法。具有高达10：1的纵横比和3mm或甚至更大孔长的孔应受到有效地处理。要施加到工件上的脉冲电镀序列被教导为包括阴极和阳极脉冲，并且以至多约6赫兹的频率来使用。正向电流脉冲与反向电流脉冲的持续时间分别指示为至少100ms(正向)或至少0.5ms(反向)。正向电流脉冲的峰值电流密度进一步指示为至少3A/dm²和至多15A/dm²，而反向电流脉冲的峰值电流密度进一步指示为至少10A/dm²和至多60A/dm²。在该文件所述的工艺的优选实施例中，工作件是板状的，比如印刷电路板或任何其他板状电路载体。在该优选实施例中，该方法包含(a)在工件的第一侧和至少一个第一阳极之间施加电压，以便在工件的第一侧上提供第一脉冲反向电流，其中所述第一脉冲反向电流具有在在每个周期中流动的至少一个第一正向电流脉冲以及至少一个第一反向电流脉冲，以及(b)在工件的第二侧与至少一个第二阳极之间施加第二电压，以便在工件的第二侧上提供第二脉冲反向电流，其中第二脉冲反向电流具有在每个周期中流动的至少一个第二正向电流脉冲以及至少一个第二反向电流脉冲。在特别优选的实施例中，一个周期的第一正向电流脉冲和第一反向电流脉冲分别相对于一个周期的第二正向电流脉冲第二反向电流脉冲偏移。这种偏移可以有利地为约180°。要进一步指出的是，为进一步改善匀镀能力，在每个周期时间中，电流可包括一个正向电流脉冲、随后是一个反向电流脉冲、之后是一个零电流断开。

已证实，对于实现铜沉积的良好匀镀能力、即在工件的外侧上和包含在其中的孔的壁上形成均匀的铜层，上述方法是特别有用的。

然而，如果要电镀的衬底同时设置有一方面每单位面积有许多孔的区域以及另一方面每单位面积没有或只有几个孔的区域，则该目的不能以所描述的电镀条件实现。使用US 2006/0151328 A1中所述的方法，无法一致地金属化这些区域：在没有或只有几个孔的那些区域中，铜的厚度与每单位面积有许多孔的区域相比将会很大。

此外，这种已知的孔壁电镀方法在板的不同区域的孔中导致不同的镀铜结果，这已被证明是不利的。

已证明有必要使孔先进行X-(桥-)电镀，即，沉积会在孔中间处提高铜沉积，从而通过在此形成铜栓而将其封闭，如此形成两个盲孔，每个盲孔可从板的一侧接近。然后两个孔部分被完全填充，这意味着孔的整个空间均填充有金属。当使用已知的方法来执行该过程时，位于板的边缘区的孔将不会像位于其中间的孔一样得到有效电镀。因此，当中间孔已经得到填充时，边界孔的其中心区域不会封闭。这导致其中在板的不同区域中孔填充不一致的不期望情况。

再者，当使用US 2006/0151328 A1的方法时，通孔与盲孔的保形(conformal)电镀(即在孔的壁上电镀薄铜层，而不是填满这些孔)会不均匀。

因此，本发明的第一目的是提供一个用于在平坦衬底上电镀金属的方法，该方法可在工件或其他衬底、更特别地在板形衬底(比如板、箔片等)上提供均匀的金属电镀。更具体地，本发明的方法会适合在具有至少一个外侧和孔(即，通孔、盲孔或任何形状的孔)二者的衬底上，在这些外侧和孔内侧的所有表面区域上进行均匀电镀，即，呈现出尽可能均匀且不取决于或仅在较小程度上取决于衬底表面上的位置的沉积物厚度。更具体地，本发明的方法会适合在板的外侧上尽可能均匀地沉积金属而不管金属是电镀在孔所在的区域还是电镀在无孔的区域。甚至更具体地，本发明的方法会适合在孔内沉积金属，以在孔壁上均匀地沉积金属层(保形电镀)，或者在孔的内侧均匀地产生金属栓(X-(桥-)电镀)并且然后再用金属填充孔。在后者的情况中，不论孔是位于板的边缘附近还是板的中央，本发明的方法都会适合于均匀地填充孔。甚至更具体地，本发明的方法会适合将金属沉积到具有两侧的板的仅一侧或两侧二者上，其中进行的是保形电镀或孔填充。

本发明的第二目的是提供一种设备，其适合执行根据本发明的用于在衬底上电镀金属的方法。此设备的结构、安装、维护以及操作应尽可能的简单。

本发明适合用于实现以上目的。

本发明的方法包含下列方法步骤并且可包括另外的方法步骤：

(a)提供：

i.平坦衬底，其具有两个相反的第一和第二衬底表面，

ii.电镀设备，其包括至少一个反电极(阳极)；以及

iii.电镀液；

(b)使具有所述相反的第一和第二衬底表面的平坦衬底以及至少一个反电极中的每一个与电镀液接触；以及

(c)通过向第一衬底表面馈送每一个都由连续的第一正向-反向脉冲周期组成的至少一个第一正向-反向脉冲电流序列以及向第二衬底表面馈每一个都由连续的第二正向-反向脉冲周期组成的送至少一个第二正向-反向脉冲电流序列，使所述衬底的所述第一和第二衬底表面电极化，以实现将金属沉积到第一和第二衬底表面上；第一和第二正向-反向脉冲电流序列被同时施加到相应的衬底表面；

(d)在每个连续的第一正向-反向脉冲周期中，每个所述至少一个第一正向-反向脉冲电流序列至少包括在第一正向脉冲持续时间t_f1期间在第一衬底表面处产生第一阴极电流的第一正向脉冲以及在第一反向脉冲持续时间t_r1期间在第一衬底表面处产生第一阳极电流的第一反向脉冲，所述第一正向脉冲具有第一正向脉冲峰值电流i_f1，所述第一反向脉冲具有第一反向脉冲峰值电流i_r1，并且

在每个连续的第二正向-反向脉冲周期中，每个所述至少一个第二正向-反向脉冲电流序列至少包括在第二正向脉冲持续时间t_f2期间在第二衬底表面处产生第二阴极电流的第二正向脉冲以及在第二反向脉冲持续时间t_r2期间在第二衬底表面处产生第二阳极电流的第二反向脉冲，所述第二正向脉冲具有第二正向脉冲峰值电流i_f2，所述第二反向脉冲具有第二反向脉冲峰值电流i_r2；

第一和第二正向和反向脉冲峰值电流在本文中都应被理解为电流，而不管这些第一和第二脉冲电流所施加到的第一和第二衬底表面的表面积如何，并且其中电流密度是施加到衬底表面上的预定单位面积的电流；

(e)其中所述第一和第二正向脉冲各自还叠加有相应的第一或第二叠加阴极脉冲，优选为一个，或可替换为超过一个，所述第一和第二叠加阴极脉冲具有小于相应的第一或第二正向脉冲持续时间t_f1、t_f2的相应的第一或第二叠加阴极脉冲持续时间t_c1、t_c2；并且

其中，所述至少一个第一正向-反向电流序列的所述第一反向脉冲与所述至少一个第二正向-反向电流序列的所述第二叠加阴极脉冲之间的相移被设置为0°±30°。

本发明的设备包括下列器件，并且可包括另外的器件：

(a)用于固持衬底的装置，其中衬底具有相反的第一和第二衬底表面；

(b)至少一个反电极(阳极)；

(c)用于容纳电镀液的装置；

(d)用于电极化衬底以实现将金属沉积在第一和第二衬底表面上的装置；

其中，用于电极化第一和第二衬底表面的所述装置被设计成：向第一衬底表面馈送每一个都由连续的第一正向-反向脉冲周期组成的至少一个第一正向-反向脉冲电流序列以及向第二衬底表面馈送每一个都由连续的第二正向-反向脉冲周期组成的至少一个第二正向-反向脉冲电流序列；

其中，在每个连续的第一正向-反向脉冲周期中，每个所述至少一个第一正向-反向脉冲电流序列包括在第一正向脉冲持续时间t_f1(脉冲宽度)期间在第一衬底表面处产生第一阴极电流的第一正向脉冲以及在第一反向脉冲持续时间t_r1(脉冲宽度)期间在第一衬底表面处产生第一阳极电流的第一反向脉冲，所述第一正向脉冲具有第一正向脉冲峰值电流i_f1，所述第一反向脉冲具有第一反向脉冲峰值电流i_r1，并且

在每个连续的第二正向-反向脉冲周期中，每个所述至少一个第二正向-反向脉冲电流序列至少包括在第二正向脉冲持续时间t_f2期间在第二衬底表面处产生第二阴极电流的第二正向脉冲以及在第二反向脉冲持续时间t_r2期间在第二衬底表面处产生第二阳极电流的第二反向脉冲，所述第二正向脉冲具有第二正向脉冲峰值电流i_f2，所述第二反向脉冲具有第二反向脉冲峰值电流i_r2；并且

其中所述第一和第二正向脉冲还叠加有相应的第一或第二叠加阴极脉冲，优选为一个，或可替为超过一个阴极脉冲，所述第一和第二叠加阴极脉冲具有小于相应的第一或第二正向脉冲持续时间t_f1、t_f2的相应的第一或第二叠加阴极脉冲持续时间t_c1、t_c2；并且

其中，用于电极化第一和第二衬底表面的所述装置进一步被设计为将所述至少一个第一正向-反向电流序列的所述第一反向脉冲与所述至少一个第二正向-反向电流序列的所述第二叠加阴极脉冲之间的相移设置为0°±30°。

在本说明书和权利要求中提到的两个脉冲之间的相移，例如是指脉冲的开始时间差，以360°的完整周期的一部分的角度来表示。

通过使用本发明的方法和设备，已证实可在平坦衬底上实现均匀的金属电镀。更具体地，尤其是对电镀铜而言，在比如板和箔片的板状衬底上，即使衬底设置有每单位面积具有许多孔的第一区域和每单位面积没有或只有几个孔的第二区域，在衬底的外侧(在其两侧)上的金属沉积也变得更均匀。通过本发明的方法，使得衬底的外侧上的金属沉积在两个区域中一致。本发明的设备适用于执行该方法。

为了执行本发明的方法，衬底被电极化以实现将金属沉积到第一和第二相反的衬底表面上。为此，产生阴极电流脉冲和阳极电流脉冲。通过在彼此相邻的至少一个反电极和衬底间施加电压来产生这些脉冲。电压同样创建为电压脉冲，即产生阴极(正向)电流脉冲的阴极(正向)电压脉冲以及产生阳极(反向)电流脉冲的阳极(反向)电压脉冲。本领域技术人员将认识到，由于电压和电流可以在本发明的方法的条件下彼此成比例或者至少是单调依赖的，使得如果电压增加则电流升高，反之亦然，因此电压和电流将具有相互依赖性。术语“阴极”和“阳极”用于表示衬底的极化类型：阴极(正向)电流脉冲具有在衬底上沉积金属的类型，而阳极(反向)电流脉冲具有从衬底上再溶解金属的类型。为了完成衬底上的整体金属沉积，将需要对阴极和阳极电流脉冲进行整形，使金属沉积多于金属再溶解。这一般通过将正向脉冲持续时间t_f设置为比反向脉冲持续时间t_r更长来实现。无论如何都需要使正向电流脉冲的积分(峰值电流随时间)大于反向电流脉冲的积分(峰值电流随时间)。因为反向脉冲峰值电流i_r通常高于正向脉冲峰值电流i_f，所以必须进一步延长正向脉冲持续时间t_f以完成净(整体)金属沉积。

通常使用整流器来极化衬底。整流器对衬底施加脉冲的负或正电势，以产生相应的电流脉冲。整流器一方可由适合的脉冲发生器来控制，以在整流器处产生脉冲。此外，可用任何其他公知的手段来产生电压和电流脉冲，以馈送给有待以电流脉冲来进行电镀的衬底。

原则上，正向脉冲、反向脉冲以及叠加阴极脉冲可具有任一脉冲形状。但是，对于正向脉冲、反向脉冲以及叠加阴极脉冲中的任一个或任数个或全部而言，矩形的脉冲形状是优选的。在这方面，必须考虑脉冲的脉冲形状可能由于有限的脉冲升高速率和脉冲衰减速率而失真，因此原则上梯形脉冲形状(其可以近似为近乎矩形的脉冲形状)对这些脉冲中的任何一个都优选地可以是适用的。

上述原理也适用于根据本发明将所述第一和第二正向脉冲与相应的第一和第二叠加阴极脉冲进行叠加。将通过对电压/电流供给(整流器)(优选为电流供给)的适当控制来实现叠加，从而产生相应的脉冲形状。

执行叠加使得叠加阴极脉冲短于相同正向-反向脉冲电流序列的正向电流脉冲。在这种情况下，叠加阴极脉冲能够位于阴极电流脉冲期间的任一时间间隔处。因此，叠加阴极脉冲可以设置为在阴极电流脉冲的开始时间处、在其时间中点或在其末端处或在阴极电流脉冲期间的任何其他时间点处发生，即，其可以相对于阴极电流脉冲的开始时间和反向电流脉冲的开始时间独立设置，这意味着ξ_c(相同正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲与叠加阴极脉冲之间的角度偏移)可以设置为0°至360°的任何值。在本发明的较优选实施例中，叠加阴极脉冲相对于反向脉冲移位180°，即，叠加阴极脉冲的开始时间相对于反向脉冲的开始时间延迟180°(ξ_c，考虑到正向-反向脉冲电流序列的完整周期涵盖360°)。叠加阴极脉冲在阴极电流脉冲期间呈现为暂时升高的阴极电流。术语“叠加”不应被理解为表示要叠加两个电流以实现相应的电流波形。可以任何方式来实现叠加阴极脉冲持续时间期间的叠加阴极峰值电流i_c的电流增加。相加得到总阴极峰值电流i_c+f的正向脉冲峰值电流i_f和叠加阴极脉冲峰值电流i_c在相同的正向-反向脉冲电流序列中或在不同的正向-反向脉冲电流序列中可以独立于i_f(正向脉冲峰值电流)和i_r(反向脉冲峰值电流)而设定。同样地，i_f可独立于i_c和i_r而设定，反之亦然。

本发明的设备包括用于固持衬底的装置。用于固持衬底的装置可以是任何类似于框架那样转而由例如刮板(flight bar)来固持的固持器，或者可以是通过传送带化装置输送衬底的辊。用于固持衬底的装置还可适于使衬底与电镀液接触，因为它们使衬底浸入例如含有电镀液的槽中。如果在所谓的直立式系统中、即在承装浸没衬底以进行电镀的电镀液的槽或容器的器械中，则此固持装置可以为框架。框架可被保持在槽或容器中。如果在称为水平式系统中、即在其中在电镀时以水平方向传送衬底的传输设备中处理衬底，固持装置可以为传送带夹或辊或夹紧或以其他方式固持衬底的其他移动元件。

本发明的设备还包括用于容纳电镀液的装置。该容纳装置可以为槽或容器或任何其他适合储存液体的装置。

本发明的设备另外包括用于使各衬底和至少一个反电极中的每一个与电镀液接触的装置。如果在直立式系统中处理衬底，则衬底接触装置可以是将衬底从一个槽或容器运输到另一个槽或容器并且使衬底降低并浸入所涉及的槽或容器内的电镀液中的运输架。如果在水平系统中处理衬底，该接触装置可以是比如喷嘴的电镀液输送装置，或者如果衬底被输送装置浸入所涉及的模块中的电镀液中，则该接触装置可以是将衬底从系统的一个传输模块输送到另一个传输模块的传输装置。反电极接触装置可以为直立式或水平式系统的容器，其可容纳将反电极浸于其中的电镀液。

本发明的设备还包括至少一个反电极，其需要引起在衬底上发生的电化学反应。至少一个反电极优选位于衬底附近，并且与衬底一起与电镀液接触，以在衬底和至少一个反电极之间引起电流流动。在水平输送系统中，多个反电极可沿着衬底的传输路径连续放置在传输路径的一侧上或传输路径的两侧上。

该设备还包括用于电极化衬底，以实现使金属沉积在第一和第二衬底表面上的装置。该极化装置用于将电能馈送到衬底。为此，其可以是电流/电压源/供给，例如整流器。极化装置电连接到衬底和至少一个反电极。

极化装置此外被设计为将至少一个第一和第二正向-反向脉冲电流序列馈送到至少一个衬底表面。为此目的，极化装置单独地电连接到衬底表面，并且可以配备有提供正向-反向脉冲电流序列的产生的控制装置。这种控制装置可以是能够由微控制器驱动的电路布置，微控制器转而可以由计算机编程。

衬底是具有相反的第一和第二衬底表面的平坦衬底。第一和第二衬底表面被各自电极化以在其上实现金属沉积(优选为彼此独立)。这通过向第一衬底表面馈送每一个都由连续的第一正向-反向脉冲周期组成的至少一个第一正向-反向脉冲电流序列以及向第二衬底表面馈送每一个都由连续的第二正向-反向脉冲周期组成的至少一个第二正向-反向脉冲电流序列来实现，在每个第一正向-反向脉冲周期中，每个所述第一正向-反向脉冲电流序列具有第一正向脉冲、第一反向脉冲和第一叠加阴极脉冲，在每个第二正向-反向脉冲周期中，每个所述第二正向-反向脉冲电流序列具有第二正向脉冲、第二反向脉冲和第二叠加阴极脉冲。至少一个第一正向-反向脉冲电流序列和至少一个第二正向-反向脉冲电流序列被同时施加到衬底表面。两个脉冲电流序列优选地具有相同的频率和相同的脉冲串，即相同的脉冲次序。甚至更优选地，至少一个第一和第二正向-反向脉冲电流序列彼此偏移大约180°(±30°)或恰好180°(即，第一和第二正向-反向脉冲电流序列之间的相移分别被定义为第一和第二脉冲电流序列的反向脉冲的开始时间之间的偏移，其中完整周期(第一或第二正向-反向脉冲周期)涵盖360°)的相移如果相同(第一或第二)正向-反向脉冲电流序列内的叠加阴极脉冲和反向脉冲相对于彼此偏移ξ_c＝180°(ξ_c：相同的正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲的开始时间与叠加阴极脉冲的开始时间的角度偏移)，那么相移恰好为180°意味着衬底一侧的第一叠加阴极脉冲的开始时间与衬底另一侧上的第二反向脉冲的开始时间相同。或者相移可以实质上低于180°，比如或10°或15°或20°或45°或90°或135°，或者其可以具有任何其他值，例如，180°±30°，优选为180°±20°并且最优选为180°±10°。这种变化可以应用于保形电镀和X-(桥-)电镀二者。

通过180°的相移提供通孔中的最大电镀，即，通过将施加到平坦衬底的相对侧的第一和第二正向-反向脉冲电流序列定相使得这些序列之一的叠加阴极脉冲与这些序列中的另一个的反向脉冲同时发生，相移大于0°能够提高通孔中的X-(桥-)电镀的均匀性。

相移大于0°还提高衬底外表面上的所电镀金属厚度的均匀性而不管金属是电镀在衬底上具有孔的区域还是衬底上没有孔或仅少许孔的区域。

当在具有相反的第一和第二衬底表面以及孔(盲孔和/或通孔)的平坦衬底上施加保形电镀时，在衬底表面和孔的壁上(在有盲孔的情况下，也在孔的底部上)电镀薄铜层而不填充这些孔。以上所述的相移大于0°还能够在保形电镀期间提高衬底表面上所电镀的金属厚度的均匀性。通过施加叠加阴极脉冲，可能发生孔中电镀上太多金属的情况，使得电镀在孔壁上的金属层太厚。在这种情况下，将相移变更为落在180°±20°的范围内、更优选在180°±10°的范围内也是有利的。通过施加非180°的相移，电镀在衬底外表面上的金属厚度的均匀性仍然得到提高，同时电镀在孔壁上的金属层的厚度略微减少并因此保持在所需的厚度范围内。如果角度偏移ξ_c不是180°，优选当ξ_c落在180°±20°的范围内、更优选在180°±10°的范围内时，或者当相位移不是0°时，即当落在0°±30°的范围内、优选在0°±20°的范围内、甚至更优选在0°±10°的范围内时，可达到相同的效果。

此外，优选的是第一和第二反向脉冲的持续时间t_r1、t_r2大约相同(±50％相对于第一反向脉冲持续时间t_r1)或恰好相同。

因此，为了定义至少一个第一和第二正向-反向脉冲电流序列相对于彼此的时序，将考虑以下参数和优选实施例：

第一和第二脉冲电流序列之间的相移被定义为两个脉冲电流序列的反向脉冲的开始时间相对于彼此的偏移。该参数优选设定为180°。

同时施加的第一正向-反向脉冲电流序列的反向脉冲与第二正向-反向脉冲电流序列的叠加阴极脉冲间的相移由表示。该参数优选设置为0°±30°、0°±20°、0°±10°，更优选约0°，甚至更优选恰好0°。该参数优选地设定为其中为30°，优选为20°，更优选为10°，并且其中甚至更优选为约0°，并且最优选为恰好0°。

相同(第一或第二)正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲与叠加阴极脉冲之间的角度偏移记为ξ_c。该参数优选地设置为约180°(±30％)或恰好180°。

这种另外的实施例提高了通孔中的电镀并且能够进行孔填充。如果设置连接第一和第二侧面的通孔，即使通孔的纵横比高，在通孔壁上金属层的形成也是非常均匀的。由于迫使孔中发生金属电镀，所以X(桥)电镀同样良好地进行以产生优异的结果。在衬底的各个区域中对通孔中心区域进行封闭方面不会发生特别的差异。

在本发明的另一优选实施例中，在各脉冲电流序列中，在平坦衬底的相应的另一侧上的第一和第二反向脉冲的持续时间/宽度t_r等于第一和第二叠加阴极脉冲的相应的持续时间/宽度t_c，即，第一反向脉冲的持续时间/宽度t_r1优选地等于第二叠加阴极脉冲的持续时间/宽度t_c2，并且第二反向脉冲的持续时间/宽度t_r2等于第一叠加阴极脉冲的持续时间/宽度t_c1。更优选地，第一反向脉冲的持续时间/宽度t_r1、第一叠加阴极脉冲的持续时间/宽度t_c1、第二反向脉冲的持续时间/宽度t_r2以及第二叠加阴极脉冲的持续时间/宽度t_c2至少大约相同(±20％相对于反向脉冲的持续时间/宽度t_r1、t_r2)。

不论衬底上孔的位置如何，即不论孔是位于衬底的边缘附近或在衬底的中心区域，这些另外的优选实施例均使得在孔壁上均匀电镀成为可能。

在本发明的另一优选实施例中，同时施加第一反向脉冲和第二叠加阴极脉冲，并且同时施加第二反向脉冲和第一叠加阴极脉冲。

在本发明的另一优选实施例中，仅在第一和第二方法部分周期中或在方法部分周期二者中，至少第一和第二正向-反向脉冲电流序列中的没有一个包括任何其中电流被设置为零(脉冲断路)的正向-反向脉冲周期。对于该实施例，已经证实至少一个正向-反向脉冲电流序列在孔填充过程中对金属沉积的均匀性产生了改进的结果。与之前使用用于在孔壁上沉积金属的US 2006/0151328A1方法的结果相反，已发现具有零电流的脉冲断路对X(桥)电镀和孔填充没有益处。不同于这种实现方式，在衬底的相应的相反侧处，与反向脉冲同时或至少几乎同时地设置第一和第二叠加阴极脉冲并且优选地也设定第一和第二叠加阴极脉冲也与相应的反向脉冲具有相同的持续时间，即，第一叠加阴极脉冲与第二反向脉冲同时或几乎同时，而第二叠加阴极脉冲与第一反向脉冲同时或几乎同时，已经证实优于设定脉冲断路与相应的反向脉冲同时。

还发现使用其中没有使用叠加阴极脉冲的脉冲电流序列来填充孔是有益的。优选地，在这种情况下，二者均没有使用零电流脉冲。在这种情况下，使用其中第一和第二反向脉冲之间的相移大于0°，优选地接近或恰好180°的第一和第二正向-反向脉冲电流序列也是有利的。

在本发明的另一优选实施例中，该方法还包括：在根据第一方法部分周期的方法步骤(d)和(e)对第一和第二衬底表面执行第一和第二正向-反向脉冲电流序列之后，在第二方法部分周期中，施加至少一个另外的各自分别具有多个连续的相应的第一或第二正向-反向脉冲周期的第一和第二正向-反向脉冲电流序列，其中每个连续的相应的第一或第二正向-反向脉冲周期包括在相应的第一或第二正向脉冲持续时间t_f1,t_f2期间在相应的第一或第二衬底表面处产生阴极电流的相应的第一或第二正向脉冲，以及在相应的第一或第二反向脉冲持续时间t_r1,t_r2期间在相应的第一或第二衬底表面处产生相应的第一或第二阳极电流的相应的第一或第二反向脉冲，所述相应的第一或二正向脉冲具有相应的第一或第二正向脉冲峰值电流i_f1,i_f2，并且所述第一和第二反向脉冲具有相应的第一或第二反向脉冲峰值电流i_r1,i_r2，不需要在相应的第一或第二正向脉冲上叠加相应的第一或第二叠加阴极脉冲。

在第一方法部分周期中，在平坦衬底的第一侧上施加第一正向-反向脉冲电流序列，而在平坦衬底的第二侧上施加第二正向-反向脉冲电流序列。在该第一方法部分周期中，第一和第二正向-反向脉冲电流序列包括相应的第一或第二正向脉冲、相应的第一或第二反向脉冲以及相应的第一或第二叠加阴极脉冲。此外，在第二方法部分周期中，在衬底的第一侧上施加第一另外的正向-反向脉冲电流序列，而在衬底的第二侧上施加第二另外的正向-反向脉冲电流序列。在该第二方法部分周期中，第一和第二另外的正向-反向脉冲电流序列包括相应的第一或第二正向脉冲和相应的第一或第二反向脉冲，但不包括相应的第一或第二叠加阴极脉冲。如以上针对包含叠加阴极脉冲的第一和第二正向-反向脉冲电流序列所定义的，在第二方法部分周期中，第一和第二正向-反向脉冲电流序列可彼此偏移180°或小于180°的相移

该另一优选的实施例用于在使用X(桥)电镀技术在孔中形成栓之后填充衬底上的通孔。第一方法部分周期用于通过在中心电沉积金属直到金属形成为塞满孔的直径而在通孔的中心产生栓塞。因此，产生了两个孔部分，一个向衬底的一侧开口，而另一个向衬底的另一侧开口。两个孔部分各自形成盲孔。在第二方法部分周期中，从相应的盲孔的底部至衬底的相应的外侧填充这两个孔部分。

以下指示的各个加工条件将适用于以下脉冲电流序列条件中的每一个(如果适用)：

-电镀两个衬底表面中的每一个；或

-在将两个、一个或两个正向-反向脉冲电流序列施加于X(桥)电镀以进行通孔填充的情况下。

在此所述的任一个指示为正向脉冲的脉冲，会在衬底上表现出阴极电流，而任一个指示为反向脉冲的脉冲，会在衬底上表现出阳极电流。

在本发明的另一优选的实施例中，正向脉冲持续时间t_f(第一和/或第二正向脉冲持续时间)至少5ms、更优选为至少20ms并且最优选为至少70ms。正向脉冲持续时间优选为至多250ms，更优选为至多150ms并且最优选为至多80ms。

正向脉冲(第一和/或第二正向脉冲)的开始时间t_sf可以为正向-反向脉冲电流序列的脉冲周期的循环时间T_p期间的任一时间。

在本发明的另一优选的实施例中，反向脉冲持续时间t_r(第一和/或第二反向脉冲持续时间)至少为0.1ms，更优选为至少0.2ms以及最优选为至少1ms。反向脉冲持续时间t_r优选为至多100ms、更优选为至多50ms并且最优选为至多6ms。

反向脉冲(第一和/或第二反向脉冲)的开始时间可以为正向-反向脉冲电流序列的脉冲周期的循环时间T_p期间的任一时间。

在本发明的另一优选实施例中，叠加阴极脉冲持续时间t_c(第一和/或第二叠加阴极脉冲持续时间)至少为0.1ms。更优选为至少0.2ms并且最优选为至少1ms。叠加阴极脉冲持续时间t_c优选为至多100ms，更优选为至多50ms以及最优选为至多6ms。

叠加阴极脉冲(第一和/或第二叠加阴极脉冲)的开始时间可以为反向脉冲期间的任一时间。

在本发明的另一优选实施例中，正向-反向脉冲电流序列的反向脉冲与叠加阴极脉冲间的角度偏移ξ_c可以为从0°至180°的任一值。优选为约180°或恰好180°。

在本发明的另一优选实施例中，正向脉冲峰值电流i_f[A](第一和/或第二正向脉冲峰值电流)，以相对于待电镀的衬底的表面积的正向脉冲峰值电流密度I_f[A/dm²]来表示，至少为0.1A/dm²、更优选为至少0.2A/dm²并且最优选为至少0.5A/dm²。正向脉冲峰值电流密度I_f[A/dm²]优选为至多50A/dm²、更优选为至多25A/dm²并且最优选为至多15A/dm²。

在本发明的另一优选实施例中，反向脉冲峰值电流i_r[A](第一和/或第二反向脉冲峰值电流)，以相对于待电镀的衬底的表面积的反向脉冲峰值电流密度I_r[A/dm²]来表示，至少为0.2A/dm²、更优选为至少0.5A/dm²并且最优选为至少1.0A/dm²。反向脉冲峰值电流密度I_r优选为至多120A/dm²，更优选为至多80A/dm²并且最优选为至多40A/dm²。

叠加阴极脉冲峰值电流i_c[A](第一和/或第二叠加阴极脉冲峰值电流)，以相对于待电镀的衬底的表面积的叠加阴极脉冲峰值电流密度I_c[A/dm²]来表示，在叠加阴极脉冲持续时间t_c期间，叠加至正向脉冲峰值电流密度I_f，使得施加叠加阴极脉冲的周期期间的峰值电流(密度)是反向脉冲与叠加阴极脉冲峰值电流(电流密度)的总和。在本发明的另一优选实施例中，包含正向脉冲峰值电流密度I_f加上叠加阴极脉冲峰值电流密度I_c(或正向脉冲电流i_f分别加上叠加阴极脉冲峰值电流ic)的总阴极峰值电流密度I_c+f(或总峰值电流i_c+f)至少为0.2A/dm²，更优选为至少0.5A/dm²并且最优选为至少1.0A/dm²。总阴极脉冲峰值电流密度I_c+f优选地至多120A/dm²，更优选为至多80A/dm²并且最优选为至多40A/dm²。

在本发明的另一优选实施例中，相同的正向-反向脉冲电流序列的正向脉冲持续时间t_f(第一或第二正向脉冲持续时间)与反向脉冲持续时间t_r(分别地第一或第二反向脉冲持续时间)的比至少为1。正向脉冲持续时间t_f与反向脉冲持续时间的比优选为至多20，并且更优选为至多5。

在本发明的另一优选实施例中，相同的正向-反向脉冲电流序列的正向脉冲峰值电流密度I_f(第一或第二正向脉冲峰值电流密度)与反向脉冲峰值电流密度I_r(分别地第一或第二反向脉冲峰值电流密度)的比至少为0.0125，更优选为至少0.05并且最优选为至少0.125。正向脉冲峰值电流密度I_f与反向脉冲峰值电流密度I_r的比优选为至多10，更优选为至多1并且最优选为至多0.5。

在本发明的另一优选实施例中，第三脉冲由至少一个第一和/或第二正向-反向脉冲电流序列构成。该第三脉冲可以为正向(阴极)或反向(阳极)脉冲。第三脉冲持续时间t_a优选为至少0.1ms，更优选为至少0.5ms并且最优选为至少1ms。第三脉冲持续时间t_a优选为至多100ms，更优选为至多50ms以及最优选为至多10ms。

在本发明的优选实施例中，反向脉冲与第三脉冲之间的角度偏移ξ_a可以为从0°至180°的任一值。

第三脉冲的开始时间t_sa可以为正向-反向脉冲电流序列的脉冲周期的循环时间T_p期间的任一时间。

在本发明的另一优选实施例中，第三脉冲峰值电流i_a[A]，以相对于待电镀的衬底的表面积的第三脉冲峰值电流密度I_a[A/dm²]来表示，至少为0.2A/dm²，更优选为至少0.5A/dm²并且最优选为至少1.0A/dm²。第三脉冲峰值电流密度I_a优选地至多120A/dm²，更优选为至多80A/dm²并且最优选为至多40A/dm²。

在本发明的另一优选实施例中，至少一个第一和/或第二正向-反向脉冲电流序列(在各脉冲周期中)，还包括脉冲断路(第一和/或第二断路)，其中电流设置为0。脉冲断路持续时间t_b(第一和/或第二脉冲断路持续时间)优选地至少0.1ms，更优选为至少0.5ms并且最优选为至少1ms。脉冲断路持续时间t_b优选地至多100ms，更优选为至多50ms并且最优选为至多10ms。

在本发明的优选实施例中，反向脉冲与脉冲断路间的角度偏移ξ_b可以为从0°至180°的任一值。优选地约180°或恰好180°。脉冲断路(第一和/或第二脉冲断路)的开始时间t_sb可以为正向-反向脉冲电流序列的脉冲周期的循环时间T_p期间的任一时间。

由于在真实系统中电气的限制，电流或电压的上升和下降不会瞬间发生，而需要一定的时间。为此，每个电流或电压上升或下降伴随着上升斜率和下降斜率。该斜率可具有斜率持续时间t_sl，其优选地尽可能的低，且可至少0.05ms，更优选为至少0.1ms并且最优选为至少0.2ms。斜率持续时间t_sl优选地至多5ms，更优选为至多2ms并且最优选为至多1ms。

在本发明的另一优选实施例中，至少一个第一和/或第二正向-反向脉冲周期的重复频率f至少为0.5Hz，更优选为至少1Hz并且最优选为至少3Hz。至少一个正向-反向脉冲周期的重复频率f优选地至多20kHz，更优选为至多10kHz并且最优选为至多5kHz。循环时间T_p是频率f的倒数。

在本发明的另一优选实施例中，金属为铜。这种金属优选用于在电气设备上产生电路。一般而言，可用本发明的方法以及设备电镀其他金属如镍、锡、铅或其合金。

在本发明的另一优选实施例中，例如，电镀液除了溶剂、水外，还含有至少一种待电镀的金属的离子，以及至少一种增强电镀液的导电率的组分。电镀液可另外含有至少一种酸/碱调节剂和/或至少一种影响金属沉积的机械、电气和/或其他特性和/或影响金属沉积的厚度分布和/或影响该电镀液的电镀性能(包括其抗氧化等分解的稳定性)的添加剂。至少一种金属的离子可以为水合离子或络合离子。酸/碱调节剂可以简单地为酸或碱和/或缓冲剂。增强电镀液的导电率的组分可以为金属盐或酸或碱。第一和第二添加物可以为光亮剂、平整剂、抗氧化剂、载体等等。

如果电镀液是铜电镀液，则溶剂通常是水。待沉积的至少一个金属的离子通常可以是具有相应的反离子如硫酸根，甲磺酸根或焦磷酸根或作为络合物结合的二价铜离子(Cu²⁺)。增强电镀液的导电率的组分以及酸/碱调节剂可以为硫酸或任何其他酸如甲磺酸。影响金属沉积的机械、电气和/或其他特性和/或影响金属沉积的厚度分布的添加剂可以为聚乙二醇和/或具有低氧化状态的硫的有机化合物如二硫化物。此外，该电镀液可含氯化钠或氯化钾。

为了在板的孔中和/或板的外表面上进行保形电镀，可使用保形电镀组合物，其优选地包含铜盐，优选为硫酸铜、硫酸、氯根离子、铁(II)与铁(III)离子以形成氧化还原电对，优选为硫酸亚铁(II)以及硫酸铁(III)以及电镀添加物。铜盐在保形电镀组合物中的浓度优选为在约22至约40g铜离子/升的范围内。其最佳浓度优选为25g铜离子/升。硫酸在保形电镀组合物中的浓度优选在约180至约240g/l的范围内。其最佳浓度优选为200g/l。氯根离子在保形电镀组合物中的浓度优选在约80至约120mg/l的范围内。其最佳浓度优选为100mg/l。

为了在板的孔中进行X(桥)电镀，即，在孔的内侧制造栓塞并在之后填满该孔，可使用X(桥)电镀组合物，其优选地包含铜盐，优选为硫酸铜、硫酸、氯根离子、铁(II)与铁(III)离子以形成氧化还原电对，优选地硫酸亚铁(II)以及硫酸铁(III)以及电镀添加物。铜盐在该X(桥)电镀组合物中的浓度优选在约65至约80g铜离子/升的范围内。其最佳浓度优选为75g铜离子/升。硫酸在X(桥)电镀组合物中的浓度优选在约60至约80g/l的范围内。其最佳浓度优选为70g/l。氯根离子在X(桥)电镀组合物中的浓度优选在约80至约120mg/l的范围内。其最佳浓度优选为100mg/l。

这些电镀组合物任一个中的铁(II)离子的浓度优选为至少1g/l，更优选为在约2至约25g/l的范围内。这些电镀组合物任一个中的铁(III)离子的浓度优选在约0.5至约30g/l的范围内，更优选为在约1至约9g/l的范围内。一般而言，这些浓度可以对保形电镀中比对X(桥)电镀设置得高。

电镀添加物优选地为有机添加物，其可以为光亮剂、平整剂、润湿剂等。

一般而言，可使用含硫物质作为光亮剂。例如，光亮剂可以为选自包括下列的组：3-(苯并噻唑-2-硫代)-丙磺酸的钠盐、3-巯基丙烷-1-磺酸的钠盐、乙二硫代丙基磺酸的钠盐、双-(对-磺苯基)二硫化物的二钠盐、双-(ω-磺丁基)二硫化物的二钠盐、双-(ω-磺羟丙基)二硫化物的二钠盐、双-(ω-磺丙基)二硫化物的二钠盐、双-(ω-磺丙基)硫化物的二钠盐、甲基-(ω-磺丙基)二硫化物的二钠盐、甲基-(ω-磺丙基)三硫化物的二钠盐、O-乙基-二硫代碳酸-S-(ω-磺丙基)酯的钾盐、硫代乙醇酸、硫代磷酸-O-乙基-双-(ω-磺丙基)酯的二钠盐、硫代磷酸三-(ω-磺丙基)酯的三钠盐以及其他类似的化合物。这些物质在任一个电镀组合物中的浓度在从约0.1至约100mg/l的范围内。

聚合氮化合物(比如聚胺或聚酰胺)或含氮硫化合物，比如硫脲衍生物，或内胺酰烷氧基化物，如DE 38 36 521 C2中所述的那些，其通过引用并入本文，可用作平整剂。这些物质在任一个电镀组合物中的浓度在从约0.1至约100mg/l的范围内。

湿润剂通常为含氧、高分子化合物，例如羧甲基纤维素、壬酚聚乙二醇醚、辛二醇双(聚亚烷基乙二醇醚)、辛醇聚亚烷基乙二醇醚、油酸聚乙二醇酯、聚乙二醇聚丙二醇共聚合物、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、聚丙二醇、聚乙烯醇、β-萘酚聚乙二醇醚、硬脂酸聚乙二醇酯、硬脂醇聚乙二醇醚以及相似的化合物。存在于组合物中的湿润剂的浓度在从约0.005至约20g/l，优选为约0.01至约5g/l的范围内。

一般而言，平整剂、光亮剂以及湿润剂在X(桥)电镀组合物中的浓度，可设置为低于在保形电镀组合物中的浓度。

在本发明的另一优选实施例中，例如，衬底为电路载体、印刷电路板或芯片载体，其中电路载体中具有孔。印刷电路板可以为双面板或具有多个包含电气功能的内层(其上包括电路)的多层板。印刷电路板或其他电路载体在外侧上以及孔壁上典型地包含碱金属层，优选为铜层。孔可以具有小至0.2mm或者大至2mm的直径，或者直径甚至可以更小或更大。板的厚度以及进而孔的长度(通孔的情况)可以小至0.5mm以及大至5mm，或板的厚度可甚至更小或更大。孔彼此的距离(间距)可小至0.5mm或大至50mm或甚至更小或更大。孔可排列成例如20×20mm²的矩阵(丛集)。

一般而言，可用本发明的方法以及设备电镀任何其他的衬底，包括复杂形状的衬底，例如用于卫生、家具、汽车或机械工程产业的塑料或金属零件。

下列图和实例更详细地解释本发明。这些图和实例仅仅是用于理解本发明，而不限制本发明所要求保护的范围。

图1以示意性立体图示出第一实施例中的本发明的设备；

图2以示意性立体图示出第二实施例中的本发明的设备；

图3示出根据本发明的施加于平坦衬底的一个表面的正向-反向脉冲电流序列；

图4示出本发明的第一实施例的正向-反向脉冲电流序列，这些正向-反向脉冲电流序列的第一个施加于平坦衬底的第一侧，而这些正向-反向脉冲电流序列的第两个施加于平坦衬底的第二侧；

图5示出本发明的第二实施例中的正向-反向脉冲电流序列，每一个都施加于平坦衬底的一侧；

图6示出没有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电流序列；

图7示出本发明的第三实施例中的正向-反向脉冲电流序列；

图8示出没有叠加阴极脉冲但具有脉冲断路的正向-反向脉冲电流序列；

图9示出利用没有叠加阴极脉冲但具有脉冲断路的正向-反向脉冲电流序列获得的镀铜通孔的照片；

图10示出利用没有叠加阴极脉冲且没有脉冲断路的正向-反向脉冲电流序列获得的镀铜通孔的照片；

图11示出利用具有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电流序列获得的镀铜通孔的照片；

图12示出在不同条件下铜表面厚度变化的示图；

图13示出指示板的表面和通孔表面之间的镀铜厚度(相对的镀层表面铜厚度[％])，对板表面上的有效表面积与通孔壁上的表面积的比的依赖性的图；

图14示出指示孔区域内和孔区域外的板表面的铜厚度的示图。

具有相同功能的元件在附图中用相同的附图标记来表示。

本发明的设备可以为直立式类型的处理设备100(图1)或水平式(传送式)类型的设备200(图2)。

在直立式设备100(图1)中，衬底P，例如印刷电路板，垂直浸入盛放在容器110内的处理液L中，衬底P具有第一表面(侧)P₁以及第二表面(侧)P₂。板上设置有通孔和/或盲孔。该衬底放置在两个反电极120、130(阳极)之间，其也被定向在垂直方向并且彼此相对布置：第一反电极120面对该板的第一表面P₁，而第二反电极130面对该板的第二表面P₂。板和反电极二者均浸入在处理液中。该板由比如框架或钳的固持装置140固持。反电极可由例如表面涂布贵金属的展开的金属(比如展开的钛)制成。处理液可以为铜电镀液，比如含硫酸铜、硫酸、氯化钠以及水中的有机添加物的硫酸电镀液。此外，该设备可含有加热器、用于将空气喷吹进液体的喷嘴、用于将处理液注入容器的喷嘴、搅拌装置、过滤装置等等(未示出)。各反电极以及板电连接至相应的电源(比如整流器)。第一反电极120和板连接至第一整流器150(以其电接触点表示)，而第二反电极130和板连接至第二整流器160(以其电接触点表示)。电流源独立地向反电极以及板的相应的表面P₁、P₂施加脉冲电流。每个脉冲电流具有定义的脉冲形状以及频率。

水平类型的设备200(图2)也包含装处理液的容器210。两行反电极220、230(阳极)一个接一个的布置在容器中的输送方向上。在行之间形成空间，其中具有两个表面(侧面)P₁、P₂并且设置有通孔和/或盲孔的板P通过在水平输送路径上的容器来输送。该板使用辊240来输送。辊通过容器在水平方向上(箭头H)输送板。容器优选地充满处理液L，使得反电极和板完全浸入处理液中。在这种情况下，每个反电极和板被电气连接至相应的电源，如整流器(业界公知的)。第一反电极220和板被连接至第一整流器250(以其电接触点表示)，而第二反电极230和板被连接至第二整流器260(以其电接触点表示)。电源将脉冲电流独立地施加到反电极以及板的表面P₁、P₂。各脉冲电流具有指定的脉冲形状以及频率。

在本发明的方法的第一实施例中，施加到板(或具有除板状外的任何其他形状的平坦衬底)的脉冲电流的脉冲形状如图3所示。该图显示出随时间t变化的电流i，阴极电流高于零电流线(0)，而阳极电流低于零电流线(0)。所示的脉冲电流序列表示具有循环时间T_p的一个周期循环。数个循环(正向-反向脉冲周期)彼此跟随。在该实施例中，在正向脉冲持续时间t_f期间，施加具有正向脉冲峰值电流i_f的正向脉冲，而在反向脉冲持续时间t_r期间，施加具有反向脉冲峰值电流i_r的反向脉冲。此外，在正向脉冲持续时间t_f期间，施加具有叠加阴极脉冲持续时间t_c的叠加阴极脉冲。该叠加阴极脉冲具有叠加阴极脉冲峰值电流i_c，其加至正向脉冲峰值电流i_f，产生总阴极峰值电流i_c+f。该脉冲电流序列以频率f稳定地重复，所以周期T_p＝1/f。

施加到衬底P的脉冲电流由整流器150、160、250、260提供，其相应地被编程以提供这样的脉冲电流序列。该电流序列是施加到衬底以及反向布置到该衬底的反电极120、130、220、230。

当使用像板P的平坦衬底时，通过将第一正向-反向脉冲电流序列施加到第一反电极120、220和板的第一表面P₁，以及通过将第二正向-反向脉冲电流序列施加到第二反电极130、230和板的第二表面P₂，可以在两个板的表面P₁、P₂上独立地加载正向-反向脉冲电流序列。施加到板的第一侧的第一正向-反向脉冲电流序列示出于图4的上图中，而施加到板的第二侧的第二正向-反向脉冲电流序列示出于图4的下图中。

第一正向-反向脉冲电流序列包含具有第一正向脉冲持续时间t_f1和第一正向脉冲峰值电流i_f1的第一正向脉冲，以及具有第一反向脉冲持续时间t_r1和第一反向脉冲峰值电流i_r1的第一反向脉冲。此外，存在具有第一叠加阴极脉冲持续时间t_c1和第一叠加阴极脉冲峰值电流i_c1的第一叠加阴极脉冲。第一叠加阴极脉冲峰值电流i_c1加至第一正向脉冲峰值电流i_f1，产生第一总阴极峰值电流i_c+f1。第二正向-反向脉冲电流序列包含具有第二正向脉冲持续时间t_f2(未示出)和第二正向脉冲波电流i_f2的第二正向脉冲以及具有第二反向脉冲持续时间t_r2和第二反向脉冲峰值电流i_r2的第二反向脉冲。此外，存在具有第二叠加阴极脉冲持续时间t_c2和第二叠加阴极脉冲峰值电流i_c2的第二叠加阴极脉冲。第二叠加阴极脉冲峰值电流i_c2加至第二正向脉冲峰值电流i_f2，产生第二总阴极峰值电流i_c+f2。两个脉冲电流序列都偏移180°的相移使得第一反向脉冲与第二反向脉冲偏移180°。此外，因为相同的正向-反向脉冲电流序列内的叠加阴极脉冲和反向脉冲相对于彼此偏移的角度偏移ξ_c＝180°，并且因为t_c1＝t_r2而t_c2＝t_r1，第一脉冲电流序列的第一叠加阴极脉冲以及第二脉冲电流序列的第二反向脉冲被同时施加，而第二脉冲电流序列的第二叠加阴极脉冲以及第一脉冲电流序列的第一反向脉冲也被同时施加如将在下文中所示，这种类型的脉冲电流处理非常有利于X(桥)电镀。如果t_c1不等于t_r2，并且t_c2不等于t_r1，则反向阴极脉冲和叠加阴极脉冲不完全重叠。

在另外的实施例中(图5)，两种脉冲电流序列各包含一正向脉冲、一反向脉冲以及一叠加阴极脉冲。脉冲电流序列中的叠加阴极脉冲以及反向脉冲间的角度偏差ξ_c为110°。该第一以及该第二正向-反向脉冲电流序列间的相位移小于180°，例如150°。

在又一另外的实施例中(图6)，两个正向-反向脉冲电流序列均各包含正向脉冲和反向脉冲，但不包含叠加阴极脉冲。这些正向-反向脉冲电流序列可在第二方法部分周期之中、之后、第一方法部分周期中施加，已施加具有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电流序列(图4、5)以提供X(桥)电镀通孔，使得其后可以有效地填充通孔。在这种情况下，两个正向-反向脉冲电流序列的反向脉冲间的相移优选为180°。

在本发明的另外的方法实施例中，除了施加正向脉冲、反向脉冲以及叠加阴极脉冲外，还施加另一(第三)脉冲。该脉冲电流序列示出于图7中。此外，在这种情况下，示出了从一个电流电平上升到另一个电流电平的有限时间段内呈现的实际脉冲轨迹。因此，各脉冲具有以斜率表示[A/s]的上升时间和衰减时间。该斜率具有取决于设备设置的电气条件的最大值。反向脉冲的相应的上升时间和衰减时间(斜率的持续时间)因此显示为t_sl。将反向脉冲的开始时间定为0s，图7还显示一些另外的参数，即，反向脉冲的开始时间t_sf、叠加阴极脉冲的开始时间tsc以及附加(第三)脉冲的开始时间t_sa。

实例1﹕

在使用如图2所示的电镀液流速为15m³/h的水平式传送电镀设备的设置中，对具有通孔的印刷电路板进行铜沉积。该板在其一个夹紧边缘处被固持在具有夹具的设备中，其中夹具还提供与板的两侧的电接触。两侧中的每一个独自电连接，并且由相应的整流器独立地用其自身的正向-反向脉冲电流序列来供电。整流器由相应的计算机控制的设备来驱动以产生正向-反向脉冲序列。铜电镀浴是含硫酸铜、硫酸、氯化钠以及常用的有机添加物的硫酸电镀液。在板的整个外表面以及通孔壁上设置有薄铜层。通孔直径0.2mm，长(板的厚度)0.8mm。800个通孔以矩阵(集群)形式布置在20mm×20mm的区域中，高度0.5mm。这些矩阵中的几个被布置在与板的边缘不同距离的板上。

进行铜沉积以产生X电镀，即，在通孔中沉积铜以在其中心产生栓塞。通过将正向-反向脉冲电流序列施加到该板的各个表面来进行铜沉积，其中两个脉冲电流序列彼此相移即，第一反向脉冲的开始时间相对于第二反向脉冲的开始时间偏移180°。此外，当相同的第一或第二正向-反向脉冲电流序列中的叠加阴极脉冲与反向脉冲间的角度偏移ξ_c为180°时，第一叠加阴极脉冲的开始时间与第二反向脉冲的开始时间相同。

在第一个实验中，用常规的正向-反向脉冲电流序列对板的两个表面进行的沉积，在每个脉冲序列循环中(正向-反向脉冲周期)，两个表面均具有一正向脉冲、一反向脉冲以及其间无电流流动的一脉冲断路(电镀条件1)。在与第二正向-反向脉冲电路序列的第二反向脉冲相同的时间施加第一正向-反向脉冲电路序列的第一脉冲断路，反之亦然。显示这些脉冲电流序列的图示出于图8中。第一脉冲电流序列示出于上图，而第二脉冲电流序列示于下图。表1中给出这些脉冲电流序列的参数。

在第两个实验中，用其他常规的正向-反向脉冲电流序列进行金属沉积，在每个脉冲序列循环中(正向-反向脉冲周期)，每个具有一正向脉冲、一反向脉冲，但是没有脉冲断路(电镀条件2)。显示这些脉冲电流序列的图示出于图6中。表1中给出这些脉冲电流序列的参数。

在根据本发明的第三个实验中，用正向-反向脉冲电流序列进行金属沉积，在每个脉冲序列循环中(正向-反向脉冲周期)，每个具有一正向脉冲、一反向脉冲以及一叠加阴极脉冲(电镀条件3)。这些脉冲电流序列的图示出于图4中。表1中给出了这些正向-反向脉冲电流序列的参数。

结果：

利用具有脉冲断路的常规的正向-反向脉冲电流序列(第一实验，电镀条件1)，根据板上的通孔的位置观察通孔中的X电镀的显著差异：位于最靠近板的固持边缘的位置(位置1：距与固持边缘相反的板边缘170mm处)的通孔在其中心处还未被铜充塞，而孔中心的铜层在一定程度上增厚(图9a)。位于较接近与固持边缘相反的板上边缘处的通孔(位置2﹕距与固持边缘相反的板边缘85mm处)，得到甚至更少的镀铜，使得孔中心的铜层仅少量增厚(图9b)。位于与固持边缘相反的板边缘附近的通孔(位置3﹕距与固持边缘相反的板边缘10mm处)，没有显示多少镀铜。根本没有形成栓塞，几乎没有观察到增厚(图9c)。因此，金属沉积在位置之间显著不同。

利用没有脉冲断路的常规的正向-反向脉冲电流序列(第二实验，电镀条件2)，在位置1与位置2处的孔中，栓塞形成更明显(图10a、10b)。位于远离固持位置的板边缘附近(位置3)的孔，在孔中心显示出明显的铜层增厚，但镀铜没有导致栓塞形成(图10c)。因此，仍然观察到明显的差异，但栓塞的形成比第一实验更好。

利用本发明的具有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电流序列(第三实验，电镀条件3)，不管孔是位于位置1、位置2或位置3，几乎观察不到在孔中心栓塞的形成差异(图11a：位置1，图11b：位置2，图11c：位置3)。

实例2：

在实例1的具有电镀液流速9m³/h的设定条件下(水平式输送电镀线)进行另一实验，在通孔之间的印刷电路板表面上铜的均匀性方面表现出优异的结果。对在高密度孔间距(0.5mm)处布置的通孔和在低密度孔间距(2.0mm)处布置的通孔之间获得的铜厚度进行了比较。还对不同的电流条件进行了比较。

电镀条件1：DC电镀(DC＝直流电)。

电镀条件2：具有脉冲断路(0A/dm²)，但不具有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电流序列，对应于图8所示的脉冲电流序列。

电镀条件3：具有叠加阴极脉冲，但不具有脉冲断路的正向-反向脉冲电流序列，对应于图4所示的脉冲电流序列。

板的参数如下：面板厚度：0.8mm；孔径0.2mm和0.6mm；孔间距：0.5mm和2.0mm；区块面积(孔矩阵的面积)：20mm×20mm。

DC电流设定成2A/dm2(电镀条件1)。表2给出了所有其他的电镀参数。

结果：

测量通孔间的板表面上的铜厚度，并进行统计评估。分开测定孔间距小的位置(间距：0.5mm；高孔密度)以及孔间距度大的位置(间距：2.0mm；低孔密度)的测定位置的值。这些测量值的结果示出于图12中：

图12a示出在低孔密度区域与高孔密度区域(分别为“低”与“高”)处，用DC电镀(2A/dm²)所获得的铜表面厚度的变化结果(电镀条件1)。

图12b示出利用具有脉冲断路、但没有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电流序列获得的铜厚度变化的结果(电镀条件2)。此外，还显示出低孔密度区域与高孔密度区域(分别为“低”与“高”)所获得的结果。

图12c示出了利用不具脉冲断路，但具叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电路序列所获得的铜厚度变化的结果，电镀条件3。此外，还显示出低孔密度区域与高孔密度区域(分别为“低”与“高”)所获得的结果。

用使用具有脉冲断路但不具有叠加阴极脉冲的正向-反向脉冲电路序列的脉冲条件，在铜表面厚度方面获得相对大的变化(电镀条件2)。若使用叠加阴极脉冲(电镀条件3)，则表面厚度变化较低。DC条件的显示仅供比较(电镀条件1)。如果要在高孔密度区域与低孔密度区域中的表面上获得相等的金属厚度，则DC条件是不能被接受的。

在另外的图(图13)中，显示不同孔径(0.2mm：由(1)表示；0.6mm，由(2)表示)、不同孔密度(孔间距：0.5mm，由(2)表示；2.0mm，由(1)表示)以及不同电镀条件(表2的电镀条件2由“x”表示；表2的电镀条件3由“o”表示)下，板的表面(无通孔的区域，平坦区域)与包括通孔的表面区域间的电镀表面铜厚度变化，对板的表面(无通孔的区域，平坦区域)与通孔区域中真正表面积(板的表面积加上通孔壁的表面积)的有效表面积比的依赖性。表2中以1)和2)表示的数据，对应于具有分别由(1)和(2)表示的孔径和孔密度的衬底。因此，将不具有通孔的区域中的电镀在板的外表面上的铜厚度与包含通孔的区域中的电镀在板的外表面上的铜厚度进行比较。

从图中可以看出，如果使用电镀条件3，则可以实现平坦区域(无通孔)和有通孔的表面区域之间的相对较小的铜厚度差异。如果是电镀具有大孔以及大孔间距的衬底，则该效果更明显。

实例3：

在电镀液流速为9m³/h的实例1的设定条件下(水平传送的电镀线)进行另一实验，在通孔所在区域(通孔间测得的厚度)和该区域之外(即无通孔的区域)的印刷电路板的表面上的铜均匀性方面表现出优异的结果，

板的参数如下：板厚度：1.5mm；孔径：0.4mm和0.6mm；孔间距：0.2mm、0.4mm和0.8mm；区块面积(孔矩阵的面积)：20mm×20mm。

同样比较不同的电流条件(以下所有正向-反向电流的脉冲顺序以及频率被设定为相同)：

电镀条件1：在板的两侧上施加正向-反向脉冲电流序列，各序列没有脉冲断路以及没有叠加阴极脉冲，板的一侧上的第一反向脉冲与另一侧上的第二反向脉冲偏移

电镀条件2：在板的两侧上施加正向-反向脉冲电流序列，各序列包含叠加阴极脉冲但没有脉冲断路，板的一侧上的第一叠加阴极脉冲与另一侧上的第二反向脉冲偏移为反的亦然。第一和第二正向-反向脉冲电流序列间的相移设定为第一正向-反向脉冲电流序列内以及第二正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲和叠加阴极脉冲间的角度偏差，在各种情况下分别设定为ξ_c＝180°。

图3给出了正向-反向脉冲电流序列的参数。

结果：

一方面，在通孔之间的板的表面上以及该区域外的区域(即在没有通孔的区域)中测量铜的厚度。对所取得的数据进行统计评估。分开测定一方面有通孔的测量位置的值以及另一方面无通孔的测量位置的值。这些测量值的结果示出于图14中：

无论在正向-反向脉冲电流序列中是否施加叠加阴极脉冲，有通孔所在的区域中的铜厚度，随通孔间距增加而增加。通孔直径对铜厚度没有显著的影响。

当施加正向-反向脉冲电流序列时，与在序列中不包括这样的脉冲时相比，另外包括叠加阴极脉冲，实现了铜厚度的显着增加。该结果清楚地显示出，在正向-反向脉冲电流序列中提供这种叠加阴极脉冲，不仅在相移为180°时有效，且当其实质上更高时，像是187°，同样有效。需注意，这种有益效果可通过将设定成大于0°而实现，即，在这种情况下为7°。

表1：实例1的脉冲参数

表2：实例2的脉冲参数

表3：实例3的脉冲参数

附图标记列表

100、200 电镀设备

110 用于容纳电镀液的装置

120、220 第一反电极

130、230 第二反电极

140 用于固持衬底的装置

150 用于电极化衬底的第一装置、整流器

160 用于电极化衬底的第二装置、整流器

210 用于容纳电镀液的装置

250 用于电极化衬底的第一装置，整流器

260 用于电极化衬底的第二装置、整流器

f 频率

H 传输方向

i 电流

i_a. 第三脉冲峰值电流

I_a 第三脉冲峰值电流密度

i_c 叠加阴极脉冲峰值电流

I_c 叠加阴极脉冲峰值电流密度

i_c1 第一叠加阴极脉冲峰值电流

i_c2 第二叠加阴极脉冲峰值电流

i_c+f 总阴极峰值电流

I_c+f 总阴极峰值电流密度

i_c+f1 第一总阴极峰值电流

i_c+f2 第二总阴极峰值电流

i_f 正向脉冲峰值电流

I_f 正向脉冲峰值电流密度

i_f1 第一正向脉冲峰值电流

i_f2 第二正向脉冲峰值电流

i_r 反向脉冲峰值电流

I_r 反向脉冲峰值电流密度

i_r1 第一反向脉冲峰值电流

i_r2 第二反向脉冲峰值电流

L 电镀/处理液

P (平坦)衬底、板

P₁ 第一衬底表面

P₂ 第二衬底表面

t 时间

t_a 第三脉冲持续时间

t_b 脉冲断路持续时间

t_c 叠加阴极脉冲持续时间

t_c1 第一叠加阴极脉冲持续时间

t_c2 第二叠加阴极脉冲持续时间

t_f 正向脉冲持续时间

t_f1 第一正向脉冲持续时间

t_f2 第二正向脉冲持续时间

T_p 循环时间

t_r 反向脉冲持续时间

t_r1 第一反向脉冲持续时间

t_r2 第二反向脉冲持续时间

t_sa 第三脉冲的开始时间

t_sb 脉冲断路的开始时间

t_sc 叠加阴极脉冲的开始时间

t_sf 正向脉冲的开始时间

t_sl 斜率持续时间

ξ_a 相同正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲与第三脉冲间的角度偏移

ξ_b 相同正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲与脉冲断路间的角度偏移

ξ_c 相同正向-反向脉冲电流序列内的反向脉冲与叠加阴极脉冲间的角度偏移

第一正向-反向脉冲电流序列的反向脉冲与第二正向-反向脉冲电流序列的叠加阴极脉冲间的相移

正向-反向脉冲电流序列间(施加于衬底的两个相反侧的反向脉冲的开始时间之间)的相移

Claims (11)

1.一种用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中，所述衬底(P)是具有相反的第一和第二衬底表面(P₁、P₂)的平坦衬底，所述方法包括：

(a)提供所述衬底(P)、包括反电极(120、130；220、230)的电镀设备(100、200)以及电镀液(L)，其中至少一个第一反电极(120、220)布置为与第一衬底表面(P₁)相对，并且其中至少一个第二反电极(130、230)布置为与第二衬底表面(P₂)相对；

(b)使具有所述相反的第一和第二衬底表面(P₁、P₂)的所述衬底(P)以及所述反电极(120、130；220、230)中的每一个都与所述电镀液(L)接触；

(c)通过向所述第一衬底表面(P₁)馈送均由连续的第一正向-反向脉冲周期组成的第一正向-反向脉冲电流序列以及向所述第二衬底表面(P₂)馈送均由连续的第二正向-反向脉冲周期组成的第二正向-反向脉冲电流序列，使所述衬底(P)的所述第一和第二衬底表面(P₁、P₂)电极化，以实现将金属沉积到所述第一和第二衬底表面(P₁、P₂)上；

(d)在第一连续正向-反向脉冲周期的每个周期中，所述第一正向-反向脉冲电流序列中的每一个至少包括在第一正向脉冲持续时间(t_f1)期间在所述第一衬底表面(P₁)处产生第一阴极电流的第一正向脉冲以及在第一反向脉冲持续时间(t_r1)期间在所述第一衬底表面(P₁)处产生第一阳极电流的第一反向脉冲，所述第一正向脉冲具有第一正向脉冲峰值电流(i_f1)，所述第一反向脉冲具有第一反向脉冲峰值电流(i_r1)；并且

在连续第二正向-反向脉冲周期的每个周期中，所述第二正向-反向脉冲电流序列中的每一个至少包括在第二正向脉冲持续时间(t_f2)期间在所述第二衬底表面(P₂)处产生第二阴极电流的第二正向脉冲以及在第二反向脉冲持续时间(t_r2)期间在所述第二衬底表面处产生第二阳极电流的第二反向脉冲，所述第二正向脉冲具有第二正向脉冲峰值电流(i_f2)，所述第二反向脉冲具有第二反向脉冲峰值电流(i_r2)；

(e)其中所述第一和第二正向脉冲还叠加有相应的第一或第二叠加阴极脉冲，所述第一或第二叠加阴极脉冲具有小于所述相应的第一或第二正向脉冲持续时间(t_f1、t_f2)的相应的第一或第二叠加阴极脉冲持续时间(t_c1、t_c2)；并且

其中，所述第一正向-反向电流序列的所述第一反向脉冲与所述第二正向-反向电流序列的所述第二叠加阴极脉冲之间的相移设置为0°±30°，所述相移是以360°的完整周期的一部分的角度来表示的脉冲的开始时间差；

(f)其中所述第一正向-反向脉冲电流序列和所述第二正向-反向脉冲电流序列具有相同的频率和相同的脉冲串。

2.根据权利要求1所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中，所述第一和第二正向-反向脉冲电流序列彼此偏移180°的相移

3.根据权利要求1和2中任一项所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中所述第一反向脉冲的持续时间(t_r1)等于所述第二叠加阴极脉冲的持续时间(t_c2)，并且所述第二反向脉冲的持续时间(t_r2)等于所述第一叠加阴极脉冲的持续时间(t_c1)。

4.根据权利要求1或2所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中同时施加所述第一反向脉冲和所述第二叠加阴极脉冲，并且其中同时施加所述第二反向脉冲和所述第一叠加阴极脉冲。

5.根据权利要求1或2所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中所述方法还包括，在根据第一方法部分周期中的方法步骤(d)和(e)执行所述至少一个第一和第二正向-反向脉冲电流序列之后，施加至少一个另外的第一和第二正向-反向脉冲电流序列，所述至少一个另外的第一和第二正向-反向脉冲电流序列中的每一个分别包括多个连续的第一或第二正向-反向脉冲周期，其中所述连续的第一和第二正向-反向脉冲周期的每个周期包括在相应的第一或第二正向脉冲持续时间(t_f1,t_f2)期间在相应的第一或第二衬底表面(P₁,P₂)处产生阴极电流的相应的第一或第二正向脉冲以及在相应的第一或第二反向脉冲持续时间(t_r1,t_r2)期间在相应的第一或第二衬底表面(P₁,P₂)处产生相应的第一或第二阳极电流的相应的第一或第二反向脉冲，所述相应的第一或二正向脉冲具有相应的第一或第二正向脉冲峰值电流(i_f1,i_f2)，所述第一和第二反向脉冲具有相应的第一或第二反向脉冲峰值电流(i_r1,i_r2)，在第二方法部分周期中，不将所述相应的第一或第二正向脉冲与相应的第一或第二叠加阴极脉冲叠加。

6.根据权利要求5所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中，在所述第二方法部分周期中，所述第一和第二正向-反向脉冲电流序列彼此偏移180°的相移

7.根据权利要求1或2所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中在所述第一和第二方法部分周期之一中或者在两个方法部分周期二者中，所述至少一个第一和第二正向-反向脉冲电流序列中没有一个包括其中将施加到所述衬底(P)的电流设置为零的任何方法部分周期。

8.根据权利要求1或2所述的用于在衬底(P)上电镀金属的方法，其中所述金属为铜。

9.一种用于在具有相反的第一和第二衬底表面(P₁,P₂)的平坦衬底(P)上电镀金属的设备(100、200)，所述设备(100、200)包括：

(a)用于固持所述衬底(P)的装置(140)；

(b)反电极(120、130；220、230)；

(c)用于容纳电镀液(L)的装置(110、210)；

(d)用于电极化所述衬底(P)以实现将金属沉积到所述第一和第二衬底表面(P₁,P₂)上的装置(150、160；250、260)；

其中，所述用于电极化所述衬底(P)的所述第一和第二衬底表面(P₁,P₂)的装置(150、160；250、260)是整流器，其被编程为将均由连续的第一正向-反向脉冲周期组成的第一正向-反向脉冲电流序列馈送到所述第一衬底表面(P₁)，以及将均由连续的第二正向-反向脉冲周期组成的第二正向-反向脉冲电流序列馈送到所述第二衬底表面(P₂)，其中所述用于电极化的装置(150、160；250、260)配备有提供所述第一和第二正向-反向脉冲电流序列的产生的控制装置，其中所述控制装置是由微控制器驱动的电路布置，其可以由计算机编程以提供所述第一和第二正向-反向脉冲电流序列的产生，

其中在连续的第一正向-反向脉冲周期的每个周期中，所述第一正向-反向脉冲电流序列中的每一个至少包括在第一正向脉冲持续时间(t_f1)期间在所述第一衬底表面(P₁)处产生第一阴极电流的第一正向脉冲以及在第一反向脉冲持续时间(t_r1)期间在所述第一衬底表面(P₁)处产生第一阳极电流的第一反向脉冲，所述第一正向脉冲具有第一正向脉冲峰值电流(i_f1)，所述第一反向脉冲具有第一反向脉冲峰值电流(i_r1)；并且

在连续第二正向-反向脉冲周期的每个周期中，所述至少一个第二正向-反向脉冲电流序列中的每一个至少包括在第二正向脉冲持续时间(t_f2)期间在所述第二衬底表面(P₂)处产生第二阴极电流的第二正向脉冲以及在第二反向脉冲持续时间(t_r2)期间在所述第二衬底表面(P₂)处产生第二阳极电流的第二反向脉冲，所述第二正向脉冲具有第二正向脉冲峰值电流(i_f2)，所述第二反向脉冲具有第二反向脉冲峰值电流(i_r2)；并且

其中所述第一和第二正向脉冲还叠加有相应的第一或第二叠加阴极脉冲，所述第一或第二叠加阴极脉冲具有小于所述相应的第一或第二正向脉冲持续时间(t_f1、t_f2)的相应的第一或第二叠加阴极脉冲持续时间(t_c1、t_c2)；

其中所述用于电极化所述第一和第二衬底表面(P₁,P₂)的装置还被设计为提供所述第一正向-反向电流序列的所述第一反向脉冲与所述第二正向-反向电流序列的所述第二叠加阴极脉冲之间的设置为0°±30°的相移

其中所述第一正向-反向脉冲电流序列和所述第二正向-反向脉冲电流序列具有相同的频率和相同的脉冲串。

10.根据权利要求9所述的用于在平坦衬底(P)上电镀金属的设备(100、200)，其中至少一个第一反电极(120、220)布置为与第一衬底表面(P₁)相对，并且其中至少一个第二反电极(130、230)布置为与第二衬底表面(P₂)相对，并且其中所述用于电极化所述衬底(P)的装置(150、160；250、260)被设计为：将在每个第一正向-反向脉冲周期中具有第一正向脉冲、第一反向脉冲和第一叠加阴极脉冲的第一正向-反向脉冲电流序列馈送到第一衬底表面(P₁)，以及将在每个第二正向-反向脉冲周期中具有第二正向脉冲、第二反向脉冲和第二叠加阴极脉冲的第二正向-反向脉冲电流序列馈送到第二衬底表面(P₂)，其中所述第一和第二正向-反向脉冲电流序列彼此偏移180°的相移

11.根据权利要求9和10中任一项所述的用于在平坦衬底(P)上电镀金属的设备(100、200)，其中，所述用于电极化所述衬底(P)的装置(150、160；250、260)还被设计为：将所述第一反向脉冲的所述持续时间(t_r1)设置为等于所述第二叠加阴极脉冲的所述持续时间(t_c2)，将所述第二反向脉冲的所述持续时间(t_r2)设置为等于所述第一叠加阴极脉冲的所述持续时间(t_c1)，并且同时施加所述第一反向脉冲和所述第二叠加阴极脉冲，并且同时施加所述第二反向脉冲和所述第一叠加阴极脉冲。