CN111424296B - 填充ic载板通孔的电镀铜溶液及电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液及电镀方法,电镀铜溶液按照浓度包括以下组分:甲基磺酸铜:180‑240g/L、甲基磺酸:40‑70g/L、氯离子:30‑50mg/L、3‑巯基‑1‑丙磺酸钠(MPS):2‑5mg/L、丁二酸二己酯磺酸钠:40‑100mg/L、氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):100‑180mg/L、DI纯水:余量。上述组分均匀混合后形成该填充IC载板通孔的电镀铜溶液;在电镀过程中,电镀铜溶液令IC载板通孔内部的铜金属优先沉积到通孔中心位置形成蝴蝶型,进而形成两个的盲孔进行填充,便可以防止空洞的形成;且该电镀溶液可完整填充孔深300um,直径130um,中间宽度90um的通孔,面铜厚度只有8.5um。
Description
技术领域
本发明涉及材料电化学领域,尤其涉及一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液及电镀方法。
背景技术
在电子产品小型化的时代,高良率和低成本的集成电路(IC)载板,通过可靠的方法可实现芯片与电路板高密度互连(HDI)。IC载板是PCB小型化技术领域中的最高水平,提供了IC芯片和PCB之间的连接,这些连接是通过导电铜走线和通孔的电气网络实现的。在消费电子产品的小型化、速度和便携性方面,通孔互连是关键因素。在过去的几十年里,走线密度已大大增加,为满足包括薄芯材料、精细走线宽度和更小直径的通孔和盲孔等当今印制电路设计要求,I C载板上通孔电镀填充的开发已成为微电子领域的热门主题。
目前采用的通孔互连技术主要包括塞孔树脂,积层盲孔,通孔填充电镀等技术。其中塞孔树脂是指令通孔孔壁沉积一层等壁的导电铜,然后用塞孔油墨将孔内剩余空间填充,达到填充通孔的目的,此方法优点在于成本较低,但是只有一层导电铜会造成信号传输面积较小,面对功率较大的信号传输时散热会是巨大的问题。积层盲孔是指将盲孔电镀后进行机械减薄,然后再把暴露出的铜金属通过层压的方法叠加在一起形成铜的导电链接,此方法工艺过于复杂,需要多套工艺联合在一起,需要时间较长;通孔填充电镀是新型工艺,此工艺提出的目的便是提高铜导电面积,增加散热以及信号传输,并且可以减少工艺步骤,未来将会是取代塞孔树脂,积层盲孔的必要技术。
目前填充IC载板通孔的研发技术难点在于如何令通孔中间没有夹缝空洞,如果有夹缝空洞则会导致当大电流通过时,导电散热造成孔内空洞膨胀,继而导致线路出现故障等问题。为了避免这种情况发生,最主要的关键点是令通孔内部的铜金属优先沉积到通孔中心位置形成“蝴蝶型(X型)”,进而形成两个的盲孔进行填充,便可以防止空洞的形成。因此难点在于如果选择合适的添加剂以及合适的电镀参数形成此“蝴蝶型”,进而防止通孔内出现空洞,夹缝等缺陷。此外,大部分厂家采用脉冲电源电镀装置极大的提高的设备成本,而且面铜也比较厚,后续需要进行机械减薄等工艺增加了生产成本及时间,而本发明最大的改进就是解决了这个技术缺陷,采用了直流电源,减少生产成本;通孔中间生长趋势为“蝴蝶型”,无空洞,夹缝缺陷;继而填充完整铜孔,面铜较薄,可以直接进行后续工艺,无需减薄面铜。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处,本发明提供一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液及电镀方法,该溶液解决现有IC载板通孔电镀工艺出现空洞、夹缝等缺陷,采用脉冲电源的设备成本高,面铜较厚需要多次机械减薄等问题,可以有效防止因为空洞导致信号传输不稳定、电阻大、功率损耗过多等缺点,进一步提高电子产品的可靠性。
为实现上述目的,本发明提供一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液,按照浓度包括以下组分:
甲基磺酸铜:180-240g/L
甲基磺酸:40-70g/L
氯离子:30-50mg/L
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):2-5mg/L
丁二酸二己酯磺酸钠:40-100mg/L
氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):100-180mg/L
DI纯水:余量;
上述组分均匀混合后形成该填充IC载板通孔的电镀铜溶液;
IC载板进行电镀之前,需由前处理溶液进行喷淋操作;所述前处理溶液为DI纯水,将IC载板固定在阴极电镀挂具上,阳极采用双侧磷铜阳极,用前处理溶液对阴极IC载板进行DI纯水喷淋操作,操作完成后在该电镀铜溶液中进行电镀;在电镀过程中,电镀铜溶液令IC载板通孔内部的铜金属优先沉积到通孔中心位置形成蝴蝶型,进而形成两个的盲孔进行填充,便可以防止空洞的形成;且该电镀溶液可完整填充孔深300um,直径130um,中间宽度90um的通孔,面铜厚度只有8.5um。
其中,所述氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)优先的浓度为120-160mg/L;其可以由氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)、健那绿染料、二苯甲烷染料以及酞菁染料中的一种或多种搭配使用;该氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)是添加剂体系中最重要的一环,氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)的物质中含有氮元素,可以集中吸附在高电势区域;由于IC载板上导电物质主要为面铜和通孔孔内,其中通孔的中心位置为低电势区域,所以可以使铜金属可以快速的填充到通孔内部,形成蝴蝶型。
其中,所述3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS)优先的浓度为2-4mg/L,该添加剂成分中含有硫物质,可以吸附到导电层表面以及通孔内部,属于一种抑制能力较弱的抑制剂,主要作用是起到加速镀铜的效果,并且使IC载板表面光亮。
其中,所述丁二酸二己酯磺酸钠优先的浓度为60-80mg/L,主要作用是降低IC载板面铜以及通孔孔内的表面张力,增加润湿效果,可以使铜金属有序的电镀到IC载板通孔内部。
其中,所述甲基磺酸铜优先的浓度为200-240g/L,是溶液中铜离子的主要来源;所述甲基磺酸优先的浓度为40-60g/L,可以提高溶液的导电性;所述氯离子优先的浓度为40-50mg/L,氯离子由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供,可以提高IC载板面铜以及孔内铜金属的光亮和整平能力,改善IC载板电镀质量。
为实现上述目的,本发明还提供一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液的电镀方法,具体步骤为:
将IC载板固定在阴极电镀挂具上,阳极采用双侧磷铜阳极,用前处理溶液对阴极IC载板进行DI纯水喷淋操作;喷淋处理的作用是DI纯水进入通孔内,利用喷淋的压力使IC载板通孔内部空气排出,防止因为空气在通孔中心位置出现卡气泡现象影响电镀效果;
将喷淋处理后的IC载板放置在电镀铜溶液槽中进行搅拌、循环和摇摆操作,加速电镀铜溶液流动,使电镀溶液中铜离子以及添加剂进入IC载板通孔中,确保镀液在通孔内有足够的铜离子以及添加剂供应,添加剂的主要成分是含硫或含氮的有机物,可以吸附在电位比较高的位置,例如双侧的面铜以及孔口位置,在这些位置可以抑制住金属铜的生长,令通孔中心位置优先电镀,最终形成蝴蝶型;电镀铜溶液中不断流动可以令源源不断的金属铜离子和添加剂补充至双侧面铜附近以及通孔的孔口位置,并且可以令电镀效果更加均匀,防止因为铜离子和添加剂消耗过快导致通孔内部无法形成“蝴蝶型”而形成的空洞或者面铜发花;
上述工作准备完毕后,开启电源进行电镀,根据IC载板通孔的直径以及深度来调整电流密度和电镀时间。
其中,所述喷淋时间在5-10min之间;电镀交换时间在5-10min之间,电镀时电流密度在1-1.5A/dm2之间,温度在25-35℃之间,搅拌速率在100-200r/min之间。
其中,所述电镀交换时间在5-10min之间的主要作用是使电镀溶液中铜离子以及添加剂进入IC载板通孔内。
其中,所述电流密度在1-1.5A/dm2之间,电流密度决定IC载板通孔的填充效果,电流密度过小或者过大均会造成通孔内部等壁生长或者两端凸起生长,最终会导致通孔内部形成夹缝,电流密度适当的调整可以在满足蝴蝶型性能指标的条件下节省生产时间;所述电镀温度在25-35℃之间,适当的增加温度可以提高IC载板通孔填孔的电镀效率;所述搅拌速率在100-200r/min之间,搅拌速率影响溶液中铜离子以及添加剂交换速度。
其中,所述前处理操作还包括抽真空、超声等工艺。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明提供的填充IC载板通孔的电镀铜溶液及电镀方法,具有如下优势:
1)该溶液中主要包括甲基磺酸铜、甲基磺酸、氯离子、3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS)、丁二酸二己酯磺酸钠、氯化硝基四氮唑蓝(NTBC),正是由于加入了氯化硝基四氮唑蓝(NTBC),氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)的物质中含有氮元素,可以集中吸附在高电势区域,由于IC载板上导电物质主要为面铜和通孔孔内,其中通孔的中心位置为低电势区域,所以可以使铜金属可以快速的填充到通孔内部,形成“蝴蝶型”后最终完整填充孔深300um,直径130um,中间宽度90um的通孔,面铜厚度只有8.5um。
2)除此之外,采用成本较低的直流电源电镀,可以得到通孔内部无空洞、夹缝,面铜较薄(8.5um)的IC载板通孔。可以有效防止因为空洞、夹缝导致信号传输不稳定、电阻大、功率损耗过多等缺点,进一步提高电子产品的可靠性;而且可以填充完整铜孔,面铜较薄,可以直接进行后续工艺,无需减薄面铜;本发明溶液可以提高芯片封装产品的导电性能、热性能和可靠性
附图说明
图1为现有技术第一实施例在电镀时间为120min时镀层切面外观形貌图;
图2为本发明第二实施例在电镀时间为60min时镀层切面外观形貌图;
图3为本发明第三实施例在电镀时间为120min时镀层切面外观形貌图;
图4为本发明第四实施例在电镀时间为240min时镀层切面外观形貌图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述。
本发明提供的一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液,包括以下浓度的组分:
按照浓度包括以下组分:
甲基磺酸铜:180-240g/L
甲基磺酸:40-70g/L
氯离子:30-50mg/L
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):2-5mg/L
丁二酸二己酯磺酸钠:40-100mg/L
氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):100-180mg/L
DI纯水:余量;
上述组分均匀混合后形成该填充IC载板通孔的电镀铜溶液;
IC载板进行电镀之前,需由前处理溶液进行喷淋操作;所述前处理溶液为DI纯水,将IC载板固定在阴极电镀挂具上,阳极采用双侧磷铜阳极,用前处理溶液对阴极IC载板进行DI纯水喷淋操作,操作完成后在该电镀铜溶液中进行电镀;在电镀过程中,电镀铜溶液令IC载板通孔内部的铜金属优先沉积到通孔中心位置形成蝴蝶型,进而形成两个的盲孔进行填充,便可以防止空洞的形成;且该电镀溶液可完整填充孔深300um,直径130um,中间宽度90um的通孔,面铜厚度只有8.5um。
其中,所述氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)优先的浓度为120-160mg/L;其可以由氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)、健那绿染料、二苯甲烷染料以及酞菁染料中的一种或多种搭配使用;该氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)是添加剂体系中最重要的一环,氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)的物质中含有氮元素,可以集中吸附在高电势区域;由于IC载板上导电物质主要为面铜和通孔孔内,其中通孔的中心位置为低电势区域,所以可以使铜金属可以快速的填充到通孔内部,形成蝴蝶型。
其中,所述3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS)优先的浓度为2-4mg/L,该添加剂成分中含有硫物质,可以吸附到导电层表面以及通孔内部,属于一种抑制能力较弱的抑制剂,主要作用是起到加速镀铜的效果,并且使IC载板表面光亮。
其中,所述丁二酸二己酯磺酸钠优先的浓度为60-80mg/L,主要作用是降低IC载板面铜以及通孔孔内的表面张力,增加润湿效果,可以使铜金属有序的电镀到IC载板通孔内部。
其中,所述甲基磺酸铜优先的浓度为200-240g/L,是溶液中铜离子的主要来源;所述甲基磺酸优先的浓度为40-60g/L,可以提高溶液的导电性;所述氯离子优先的浓度为40-50mg/L,氯离子由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供,可以提高IC载板面铜以及孔内铜金属的光亮和整平能力,改善IC载板电镀质量。
为实现上述目的,本发明还提供一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液的电镀方法,具体步骤为:
将IC载板固定在阴极电镀挂具上,阳极采用双侧磷铜阳极,用前处理溶液DI纯水对阴极IC载板进行喷淋操作;前处理溶液的喷淋处理的作用是DI纯水进入通孔内,利用喷淋的压力使IC载板通孔内部空气排出,防止因为空气在通孔中心位置出现卡气泡现象影响电镀效果;如果通孔内出现卡气泡,气泡便会形成一个阻断层,此时通孔内部会形成两个双向的盲孔,溶液组分中的添加剂便不会对孔内形成通孔电镀效果;
将喷淋处理后的IC载板放置在电镀铜溶液槽中进行搅拌、循环和摇摆操作,加速电镀铜溶液流动,使电镀溶液中铜离子以及添加剂进入IC载板通孔中,确保镀液在通孔内有足够的铜离子以及添加剂供应,添加剂的主要成分是含硫或含氮的有机物,可以吸附在电位比较高的位置,例如双侧的面铜以及孔口位置,在这些位置可以抑制住金属铜的生长,令通孔中心位置优先电镀,最终形成“蝴蝶型”。电镀铜溶液中不断流动可以令源源不断的金属铜离子和添加剂补充至双侧面铜附近以及通孔的孔口位置,并且可以令电镀效果更加均匀,防止因为铜离子和添加剂消耗过快导致通孔内部无法形成“蝴蝶型”而形成的空洞或者面铜发花。上述工作准备完毕后,开启电源进行电镀,根据IC载板通孔的直径以及深度来调整电流密度和电镀时间。
其中,所述喷淋时间在5-10min之间;电镀交换时间在5-10min之间,电镀时电流密度在1-1.5A/dm2之间,温度在25-35℃之间,搅拌速率在100-200r/min之间。
其中,所述电镀交换时间在5-10min之间的主要作用是使电镀溶液中铜离子以及添加剂进入IC载板通孔内。
其中,所述电流密度在1-1.5A/dm2之间,电流密度决定IC载板通孔的填充效果,电流密度过小或者过大均会造成通孔内部等壁生长或者两端凸起生长,最终会导致通孔内部形成夹缝,电流密度适当的调整可以在满足性能指标的条件下节省生产时间;所述电镀温度在25-35℃之间,适当的增加温度可以提高IC载板通孔填孔的电镀效率;所述搅拌速率在100-200r/min之间,搅拌速率影响溶液中铜离子以及添加剂交换速度。
本发明与现有技术相比,本发明提供的填充IC载板通孔的电镀铜溶液及电镀方法,具有如下优势:
1)该溶液中主要包括甲基磺酸铜、甲基磺酸、氯离子、3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS)、丁二酸二己酯磺酸钠、氯化硝基四氮唑蓝(NTBC),正是由于加入了氯化硝基四氮唑蓝(NTBC),氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)的物质中含有氮元素,可以集中吸附在高电势区域,由于IC载板上导电物质主要为面铜和通孔孔内,其中通孔的中心位置为低电势区域,所以可以使铜金属可以快速的填充到通孔内部,形成“蝴蝶型”后最终完整填充孔深300um,直径130um,中间宽度90um的通孔,面铜厚度只有8.5um。
2)除此之外,采用成本较低的直流电源电镀,可以得到通孔内部无空洞、夹缝,面铜较薄(8.5um)的IC载板通孔。可以有效防止因为空洞、夹缝导致信号传输不稳定、电阻大、功率损耗过多等缺点,进一步提高电子产品的可靠性;而且可以填充完整铜孔,面铜较薄,可以直接进行后续工艺,无需减薄面铜。
以下为本发明提供的具体实施例:
实施例1
配方组成如下:
甲基磺酸铜:220g/L;
甲基磺酸:50g/L;
氯离子:50mg/L,主要由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供;
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):4mg/L;
丁二酸二己酯磺酸钠:60mg/L;
氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):50mg/L;
溶液配制过程:以1L溶液为例,取水300ml,依次加入甲基磺酸铜:220g;甲基磺酸:50g,二水合氯化铜:0.114g,3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):0.004g;丁二酸二己酯磺酸钠:0.06g;氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):0.05g,搅拌溶解,再用水补加液位至1L。
使用本实施例所制得电镀铜溶液进行电镀的工艺参数:喷淋:5min,溶液交换时间:5min,温度:35±2℃,电流密度:1A/dm2,搅拌速率200r/min,时间为120min。
即可得到直径130um,高度300um的IC载板通孔材料,载板切面图形貌如图1所示。从图1形貌可以看出,IC载板通孔生长过程不佳,通孔中间已经出现空洞,会造成信号传输不稳定、电阻大、功率损耗过多等缺点。
实施例2
配方组成如下:
甲基磺酸铜:200g/L;
甲基磺酸:50g/L;
氯离子:50mg/L,主要由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供;
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):4mg/L;
丁二酸二己酯磺酸钠:60mg/L;
氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):120mg/L;
溶液配制过程:以1L溶液为例,取水300ml,依次加入甲基磺酸铜:200g;甲基磺酸:50g,二水合氯化铜:0.114g,3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):0.004g;丁二酸二己酯磺酸钠:0.06g;氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):0.12g,搅拌溶解,再用水补加液位至1L。
使用本实施例所制得电镀铜溶液进行电镀的工艺参数:喷淋:5min,溶液交换时间:5min,温度:35±2℃,电流密度:1A/dm2,搅拌速率200r/min,时间为60min。
即可得到直径130um,高度300um的IC载板通孔材料,载板切面图形貌如图2所示。从图2形貌可以看出,IC载板通孔生长过程良好,通孔中间凸起明显,没有产生空洞的风险。
实施例3
配方组成如下:
甲基磺酸铜:220g/L;
甲基磺酸:60g/L;
氯离子:50mg/L,主要由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供;
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):2mg/L;
丁二酸二己酯磺酸钠:60mg/L;
二苯甲烷染料:140mg/L;
溶液配制过程:以1L溶液为例,取水300ml,依次加入甲基磺酸铜:220g;甲基磺酸:60g,二水合氯化铜:0.114g,3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):0.002g;丁二酸二己酯磺酸钠:0.06g;二苯甲烷染料:0.14g,搅拌溶解,再用水补加液位至1L。
使用本实施例所制得电镀铜溶液进行电镀的工艺参数:喷淋:5min,溶液交换时间:10min,温度:25±2℃,电流密度:1.2A/dm2,搅拌速率150r/min,时间为120min。
即可得到直径130um,高度300um的IC载板通孔材料,载板切面图形貌如图3所示。从图3形貌可以看出,IC载板通孔已经形成“蝴蝶型”,没有空洞产生,因此可以提高芯片封装产品导电性能、热性能和可靠性。
实施例4
配方组成如下:
甲基磺酸铜:240g/L;
甲基磺酸:50g/L;
氯离子:40mg/L,主要由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供;
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):4mg/L;
丁二酸二己酯磺酸钠:60mg/L;
氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):160mg/L;
溶液配制过程:以1L溶液为例,取水300ml,依次加入甲基磺酸铜:240g;甲基磺酸:50g,二水合氯化铜:0.091g,3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):0.004g;丁二酸二己酯磺酸钠:0.06g;氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):0.16g,搅拌溶解,再用水补加液位至1L。
使用本实施例所制得电镀铜溶液进行电镀的工艺参数:喷淋:10min,溶液交换时间:10min,温度:30±2℃,电流密度:1.5A/dm2,搅拌速率200r/min,时间240min。
即可得到直径130um,高度300um的IC载板通孔材料,载板切面图形貌如图4所示。从图4形貌可以看出,IC载板通孔填充完毕,无空洞、夹缝等不良现象,表面光滑,面铜较薄,可以提高芯片封装产品导电性能、热性能和可靠性。
综合上述四个实施例可以得出的结论是:IC载板通孔以“蝴蝶型”形式生长,解决现有IC载板通孔填孔技术采用较高成本的脉冲电源,以及通孔内部有夹缝、空洞等缺陷,可以有效防止因为空洞导致信号传输不稳定、电阻大、功率损耗过多等缺点,该填充IC载板通孔的电镀铜溶液生产的通孔材料表面光滑,无夹缝空洞,面铜较薄,可以提高芯片封装产品的导电性能、热性能和可靠性。
以上公开的仅为本发明的实施例,但是本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种填充IC载板通孔的电镀铜溶液,其特征在于,按照浓度包括以下组分:
甲基磺酸铜:180-240g/L
甲基磺酸:40-70g/L
氯离子:30-50mg/L
3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS):2-5mg/L
丁二酸二己酯磺酸钠:40-100mg/L
氯化硝基四氮唑蓝(NTBC):100-180mg/L
DI纯水:余量;
上述组分均匀混合后形成该填充IC载板通孔的电镀铜溶液;
IC载板进行电镀之前,需由前处理溶液进行喷淋操作;所述前处理溶液为DI纯水,将IC载板固定在阴极电镀挂具上,阳极采用双侧磷铜阳极,用前处理溶液对阴极IC载板进行DI纯水喷淋操作,操作完成后在该电镀铜溶液中进行电镀;在电镀过程中,电镀铜溶液令IC载板通孔内部的铜金属优先沉积到通孔中心位置形成蝴蝶型,进而形成两个的盲孔进行填充,便可以防止空洞的形成;且该电镀溶液可完整填充孔深300μ m ,直径130μ m ,中间宽度90μ m 的通孔,面铜厚度只有8.5μ m ;采用成本较低的直流电源电镀,且该直流电流密度在1-1.5A/dm2之间;可以得到通孔内部无空洞、夹缝,面铜较薄8.5μ m 的IC载板通孔;
该氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)是添加剂体系中最重要的一环,氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)的物质中含有氮元素,可以集中吸附在高电势区域;由于IC载板上导电物质主要为面铜和通孔孔内,其中通孔的中心位置为低电势区域,所以可以使铜金属可以快速的填充到通孔内部,形成蝴蝶型。
2.根据权利要求1所述的填充IC载板通孔的电镀铜溶液,其特征在于,所述3-巯基-1-丙磺酸钠(MPS)的浓度为2-4mg/L,该添加剂成分中含有硫物质,可以吸附到导电层表面以及通孔内部,属于一种抑制能力较弱的抑制剂,主要作用是起到加速镀铜的效果,并且使IC载板表面光亮。
3.根据权利要求1所述的填充IC载板通孔的电镀铜溶液,其特征在于,所述丁二酸二己酯磺酸钠的浓度为60-80mg/L,主要作用是降低IC载板面铜以及通孔孔内的表面张力,增加润湿效果,可以使铜金属有序的电镀到IC载板通孔内部。
4.根据权利要求1所述的填充IC载板通孔的电镀铜溶液,其特征在于,所述甲基磺酸铜的浓度为200-240g/L,是溶液中铜离子的主要来源;所述甲基磺酸的浓度为40-60g/L,可以提高溶液的导电性;所述氯离子的浓度为40-50mg/L,氯离子由二水合氯化铜、氯化钠或盐酸中的一种或多种提供,可以提高IC载板面铜以及孔内铜金属的光亮和整平能力,改善IC载板电镀质量。
5.一种利用权要求1-4任意一项的填充IC载板通孔的电镀铜溶液的电镀方法,其特征在于,具体步骤为:
将IC载板固定在阴极电镀挂具上,阳极采用双侧磷铜阳极,用前处理溶液对阴极IC载板进行DI纯水喷淋操作;喷淋处理的作用是DI纯水进入通孔内,利用喷淋的压力使IC载板通孔内部空气排出,防止因为空气在通孔中心位置出现卡气泡现象影响电镀效果;如果通孔内出现卡气泡,气泡便会形成一个阻断层,此时通孔内部会形成两个双向的盲孔,溶液组分中的添加剂便不会对孔内形成通孔电镀效果;
将喷淋处理后的IC载板放置在电镀铜溶液槽中进行搅拌、循环和摇摆操作,加速电镀铜溶液流动,使电镀溶液中铜离子以及添加剂进入IC载板通孔中,确保镀液在通孔内有足够的铜离子以及添加剂供应,添加剂的主要成分是含硫或含氮的有机物,可以吸附在电位比较高的位置,双侧的面铜以及孔口位置,在这些位置可以抑制住金属铜的生长,令通孔中心位置优先电镀,最终形成蝴蝶型;电镀铜溶液中不断流动可以令源源不断的金属铜离子和添加剂补充至双侧面铜附近以及通孔的孔口位置,并且可以令电镀效果更加均匀,防止因为铜离子和添加剂消耗过快导致通孔内部无法形成蝴蝶型而形成的空洞或者面铜发花;
上述工作准备完毕后,开启电源进行电镀,根据IC载板通孔的直径以及深度来调整电流密度和电镀时间;
所述电流密度在1-1.5A/dm2之间,电流密度决定IC载板通孔的填充效果,电流密度过小或者过大均会造成通孔内部等壁生长或者两端凸起生长,最终会导致通孔内部形成夹缝,电流密度适当的调整可以在满足蝴蝶型性能指标的条件下节省生产时间;所述电镀温度在25-35℃之间,适当的增加温度可以提高IC载板通孔填孔的电镀效率;所述搅拌速率在100-200r/min之间,搅拌速率影响溶液中铜离子以及添加剂交换速度。
6.根据权利要求5所述的填充IC载板通孔的电镀铜溶液的电镀方法,其特征在于,所述喷淋时间在5-10min之间;电镀交换时间在5-10min之间,电镀时电流密度在1-1.5A/dm2之间,温度在25-35℃之间,搅拌速率在100-200r/min之间。
7.根据权利要求5所述的填充IC载板通孔的电镀铜溶液的电镀方法,其特征在于,所述电镀交换时间在5-10min之间的主要作用是使电镀溶液中铜离子以及添加剂进入IC载板通孔内。
8.根据权利要求5所述的填充IC载板通孔的电镀铜溶液的电镀方法,其特征在于,所述前处理操作还包括抽真空、超声工艺。
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