CN113549962B - 一种填孔镀铜整平剂分子及其应用 - Google Patents

一种填孔镀铜整平剂分子及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种填孔镀铜整平剂分子及其应用。本发明的填孔镀铜整平剂分子可以很好的抑制高电流密度区域铜的沉积，达到整平效果，且该分子制备方法简单，仅需一步即可合成。将本发明的填孔镀铜整平剂分子应用于电镀液中，使用浓度低且可操作范围大，填孔率均在87％以上，部分整平剂分子的填孔率达到100％，铜面厚度小，实现了盲孔填充而不增加面铜厚度、选择性填充盲孔并提高了填孔镀铜的效果。

Description

一种填孔镀铜整平剂分子及其应用
技术领域
本发明涉及应用电化学技术领域，具更体的，涉及一种填孔镀铜整平剂分子与应用。
背景技术
近年来，印刷电路板的高密度互连(HDI，High-Density Interconnection)已经成为制造多功能便携式电子产品的重要技术，镀铜已成为制造高可靠性HDI印刷电路板的关键工艺。随着电子产品设计的多功能和小型化趋势，盲孔金属化和堆叠在HDI印刷电路板中变得越来越重要。为了保证电路连接的可靠性，盲孔需要完全填满电镀铜层，在此过程中，电镀时间、表面铜厚和盲孔填孔率是衡量酸性镀铜液性能的重要指标。而酸性镀铜液中的有机添加剂分子的作用尤为重要，其分子结构和使用浓度对电镀液的功能性和稳定性起着决定性的作用。按照在镀铜过程中的功能划分，镀铜添加剂可分为三类：加速剂、抑制剂和整平剂，这些添加剂之间的特定协同作用导致铜在盲孔中自下而上的沉积，使得盲孔可以被铜沉积物完全填充而没有空隙。其中，整平剂是镀铜时非常重要的一种功能制剂，如中国专利申请CN110158124A公开了一种电镀铜整平剂，可以达到铜面平整，防止孔口空洞的效果，但是该整平剂合成步骤复杂，需要浓度大且可操作范围小，面铜厚度改善效果不佳。因此，迫切需要提供一种合成步骤简单、需要浓度低且操作范围大、且铜面厚度更小的镀铜整平剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有合成步骤复杂、填孔率低、盲孔填孔的铜面平整性不佳，存在孔口空洞的缺陷和不足，提供一种填孔镀铜整平剂分子。
本发明的目的是提供一种含所述整平剂分子的电镀液。
本发明的另一目的是提供所述填孔镀铜整平剂分子作为电镀液中整平剂的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种填孔镀铜整平剂分子，所述填孔镀铜整平剂分子的化学结构式为式Ⅰ或式Ⅱ：
Figure BDA0003184905880000021
其中0≤n≤4，R为
Figure BDA0003184905880000022
(0≤m≤6)或
Figure BDA0003184905880000023
(0≤b≤6))的一种，n、m、b均为整数。
优选的，所述n＝2，R＝-CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3或-CH2CH2OH。
一种电镀液，含有所述整平剂分子，整平剂分子含量为0.01～600ppm。
优选的，整平剂分子含量为0.02～500ppm。
最优选的，整平剂分子含量为0.4～150ppm。
其中，所述电镀液中还包括加速剂和抑制剂，加速剂为MPS或SPS，加速剂的用量为0.1～100ppm，更优选的，加速剂的用量为0.5～10ppm，最优选的，加速剂的用量为1～5ppm。
优选的，所述抑制剂为：聚乙二醇、聚丙二醇、嵌段共聚物PEO-PPO-PEO或嵌段共聚物PPO-PEO-PPO。
优选的，抑制剂的用量为40～1700ppm。
更优选地，所述抑制剂的用量为200～500ppm。
本发明电镀液的主体溶液中五水硫酸铜浓度为50～250g/l、硫酸浓度为100～250g/l、氯离子浓度为50～60ppm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的整平剂分子通过与抑制剂和加速剂的相互作用实现了优异的填孔效果，将本发明的填孔镀铜整平剂分子应用于电镀液中，使用浓度低且可操作范围大，铜面平整，防止孔内空洞，填孔率均在87％以上，部分整平剂分子的填孔率达到100％，铜面厚度小，实现了盲孔填充而不增加面铜厚度、选择性填充盲孔并提高了填孔镀铜的效果。
附图说明
图1是实施例1化合物L1的核磁氢谱图。
图2是实施例2化合物L2的核磁氢谱图。
图3是实施例3化合物L3的核磁氢谱图。
图4是实施例4化合物L4的核磁氢谱图。
图5是实施例5的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图6是实施例6的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图7是实施例7的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图8是实施例8的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图9是实施例9的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图10是实施例10的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图11是实施例11的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
图12是实施例12的电镀液对盲孔的镀铜切片图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为常规购买的原料试剂。
实施例1：化合物L1的合成
将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加人688μL四氢吡咯，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L1，核磁氢谱图如图1所示。其分子结构如下：
Figure BDA0003184905880000031
实施例2：化合物L2的合成
将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加入857μL二乙胺，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L2，核磁氢谱图如图2所示。其分子结构如下：
Figure BDA0003184905880000041
实施例3：化合物L3的合成
将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加入935μL二正丁胺，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L3，核磁氢谱图如图3所示。其分子结构如下：
Figure BDA0003184905880000042
实施例4：化合物L4的合成
将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加入532μL二乙醇胺，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L4，核磁氢谱图如图4所示。其分子结构如下：
Figure BDA0003184905880000051
实施例5：
一种电镀液，配置电镀液：五水硫酸铜220g/l,硫酸60g/l,氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L1 4ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图5所示。
实施例6：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l,硫酸60g/l,氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L1 120ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图6所示。
实施例7：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l,硫酸60g/l,氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L2 60ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图7所示。
实施例8：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l，硫酸60g/l，氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L2 120ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图8所示。
实施例9：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l，硫酸60g/l，氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L3 4ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图9所示。
实施例10：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l，硫酸60g/l，氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L3 30ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图10所示。
实施例11：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l，硫酸60g/l，氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L4 0.5ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图11所示。
实施例12：
配置电镀液：五水硫酸铜220g/l，硫酸60g/l，氯离子浓度60ppm
加入添加剂：化合物L4 4ppm
加速剂SPS 2ppm
抑制剂PEG6000 300ppm
以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图12所示。
将本发明的填孔镀铜整平剂分子应用于电镀液中，填孔率均在87％以上，部分整平剂分子的填孔率达到100％。整平剂分子添加的浓度低至0.5ppm且添加的浓度可操作范围大，当浓度为0.5ppm时填充率为99％，当浓度为120ppm时也可以达到98％。铜面厚度为9.270～12.375μm，实现了盲孔填充而不增加面铜厚度、选择性填充盲孔、填孔镀铜。实施例5～实施例12电镀液整平剂分子浓度及填孔结果如表1所示。
表1电镀液整平剂分子浓度及填孔结果
整平剂分子 浓度/ppm 填孔率/％ 面铜厚度/μm
L1 4 100 9.850
L1 120 98 9.460
L2 60 97 11.036
L2 120 98 11.802
L3 4 97 12.379
L3 2 96 9.270
L4 0.5 99 12.186
L4 4 87 11.233
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种填孔镀铜整平剂分子，所述填孔镀铜整平剂分子结构式为式(Ⅰ)或式(Ⅱ)：
Figure FDA0003184905870000011
其中0≤n≤4，R为
Figure FDA0003184905870000012
(0≤m≤6)或
Figure FDA0003184905870000013
(0≤b≤6))，n、m、b均为整数。
2.根据权利要求1所述填孔镀铜整平剂分子，其特征在于，所述n＝2，R＝-CH2CH3、-CH2CH2CH2CH3或-CH2CH2OH。
3.权利要求1或2所述填孔镀铜整平剂分子作为电镀液中整平剂的应用。
4.一种电镀液，其特征在于，含有权利要求1或2所述填孔镀铜整平剂分子。
5.根据权利要求4所述电镀液，其特征在于，所述电镀液包括以下原料：填孔镀铜整平剂分子0.01～600ppm、五水硫酸铜50～250g/l、硫酸100～250g/l、氯离子50～60ppm。
6.根据权利要求4或5所述电镀液，其特征在于，所述电镀液还包括加速剂和抑制剂。
7.根据权利要求6所述电镀液，其特征在于，所述加速剂为MPS或SPS。
8.根据权利要求7所述电镀液，其特征在于，所述加速剂在电镀液中的浓度为0.1～100ppm。
9.根据权利要求6所述电镀液，其特征在于，所述抑制剂为聚乙二醇、聚丙二醇、嵌段共聚物PEO-PPO-PEO或嵌段共聚物PPO-PEO-PPO。
10.根据权利要求9所述电镀液，其特征在于，所述抑制剂在电镀液中的浓度为40～1700ppm。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114381769B (zh) * 2021-12-24 2023-06-09 广州市慧科高新材料科技有限公司 一种超速填孔镀铜整平剂的合成方法以及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102311731A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 增强化学发光的试剂、方法和化学发光液
CN103992235A (zh) * 2014-03-17 2014-08-20 香港应用科技研究院有限公司 用于电沉积的添加剂
CN105018977A (zh) * 2015-07-17 2015-11-04 深圳市板明科技有限公司 一种填孔电镀整平剂、制备方法及应用该整平剂的电镀液
CN108166028A (zh) * 2017-12-20 2018-06-15 深圳市板明科技有限公司 一种细微盲孔直流电镀填孔药水
CN108546967A (zh) * 2018-07-19 2018-09-18 广东工业大学 一种电镀铜整平剂及其制备方法和应用
CN110158124A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 广东工业大学 一种电镀铜整平剂及其应用的电镀液

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6440544B2 (ja) * 2014-05-27 2018-12-19 キヤノン株式会社 コーティング剤、導電性樹脂膜、電子写真用部材及び電子写真用部材の製造方法
KR20210001704A (ko) * 2019-06-28 2021-01-06 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 경화막

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102311731A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 增强化学发光的试剂、方法和化学发光液
CN103992235A (zh) * 2014-03-17 2014-08-20 香港应用科技研究院有限公司 用于电沉积的添加剂
CN105018977A (zh) * 2015-07-17 2015-11-04 深圳市板明科技有限公司 一种填孔电镀整平剂、制备方法及应用该整平剂的电镀液
CN108166028A (zh) * 2017-12-20 2018-06-15 深圳市板明科技有限公司 一种细微盲孔直流电镀填孔药水
CN108546967A (zh) * 2018-07-19 2018-09-18 广东工业大学 一种电镀铜整平剂及其制备方法和应用
CN110158124A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 广东工业大学 一种电镀铜整平剂及其应用的电镀液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jiye LUO,et al.."Communication—Triphenylmethane-Based Leveler for Microvia Filling in Copper Super-Conformal Electroplating".《ECS》.2019,第166卷(第13期),第D603-D605页. *

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