DE102017006771A1 - Glavanische Kupferabscheidung auf Refraktärmetallisierungen - Google Patents

Glavanische Kupferabscheidung auf Refraktärmetallisierungen Download PDF

Info

Publication number
DE102017006771A1
DE102017006771A1 DE102017006771.6A DE102017006771A DE102017006771A1 DE 102017006771 A1 DE102017006771 A1 DE 102017006771A1 DE 102017006771 A DE102017006771 A DE 102017006771A DE 102017006771 A1 DE102017006771 A1 DE 102017006771A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
refractory
metallization
copper
solvent
refractory metallization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102017006771.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Kreß
Alfred Thimm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Publication of DE102017006771A1 publication Critical patent/DE102017006771A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/38Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of refractory metals or nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
    • C23G1/20Other heavy metals
    • C23G1/205Other heavy metals refractory metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F1/00Electrolytic cleaning, degreasing, pickling or descaling
    • C25F1/02Pickling; Descaling
    • C25F1/04Pickling; Descaling in solution
    • C25F1/08Refractory metals
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/388Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of a metallic or inorganic thin film adhesion layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur galvanischen Kupferabscheidung auf refraktären Metallisierungen, insbesondere Wolfram und Molybdän.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanischen Kupferabscheidung auf refraktären Metallisierungen, insbesondere Wolfram und Molybdän.
  • Kupferschichten mit einer Dicke von mehr als 1 μm werden auf Kunststoff-Leiterplatten auf einer Grundschicht aus stromlos dünn abgeschiedenem Kupfer (Dicke < 1 μm) oder auf keramischen Leiterplatten auf einer Grundmetallisierung aus Wolfram mit stromlos abgeschiedenem Nickel üblicherweise galvanisch abgeschieden.
  • Das Kupfer ist in galvanisch arbeitenden Bädern meist als Komplex (z. B. als Kupfertetracyano-komplex) in wässrigen oder nichtwässrigen Elektrolytflüssigkeiten gelöst. Bei den keramischen Leiterplatten ist eine kathodische Abscheidung direkt auf den häufig verwendeten körnig-porösen Grundmetallisierungen aus Wolfram oder Molybdän wegen der geringen Haftfestigkeit bzw. der Bildung von einzelnen nur lose aufwachsenden Kupferkristallen nicht oder nur schlecht möglich.
  • Als Alternative werden im Stand der Technik beispielsweise Nickel-Gold- oder Nickel-Palladium-Gold-Abscheidungen (Dicke üblicherweise 2–5 μm) verwendet. Dennoch ist eine preisgünstige galvanische Kupferschicht mit Dicken bis über 50 μm auf einer solchen Refraktärmetallisierungen aus Wolfram für keramische Leiterplatten wegen der guten Leitfähigkeit des Kupfers technisch interessant.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war deshalb die Bereitstellung eines preisgünstigen Verfahrens zur galvanischen Kupferabscheidung (Verkupferung) auf Refraktärmetallisierungen.
  • Die zugrundeliegende Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur galvanischen Kupferabscheidung auf Refraktärmetallisierung umfasst eine besondere Vorbehandlung der Oberfläche der Metallisierung, wodurch die Abscheidung des Kupfers mit ausreichender Haftfestigkeit ermöglicht wird.
  • Dabei wird vor der eigentlichen galvanischen Abscheidung von Kupfer eine Vorbehandlung der Refraktärmetallisierung durchgeführt. Die Oberfläche der Refraktärmetallisierung muss so konditioniert werden, dass kathodisch eine gut deckende, haftfeste Kupferschicht abgeschieden werden kann.
  • Die Refraktärmetallisierung besteht im Sinne der vorliegenden Erfindung bevorzugt aus Wolfram oder Molybdän. Um diese Refraktärmetallisierung auf die Verkupferung vorzubereiten, wird die Metallisierung bei der Vorbehandlung von Glas und Oxiden befreit.
  • Ein Schritt der Vorbehandlung ist die Befreiung der Refraktärmetallisierung von Glas (Entglasung). Dabei wird die metallisierte Keramik in ein Lösemittel, welches Flusssäure umfasst, getaucht. Bevorzugt ist das Lösemittel, in dem die Entglasung durchgeführt wird, verdünnte Flusssäure oder eine Mischung aus Flussäure und einer Kieselsäure. Die Kieselsäure ist bevorzugt Hexafluorokieselsäure. Die Flusssäure greift bekanntlich auch Glas an, sodass die Refraktärmetallisierung ganz einfach entglast werden kann.
  • Ein weiterer Schritt der Vorbehandlung ist die Entfernung des Oxids von der Oberfläche der Refraktärmetallisierung. Dabei wird die Metallisierung in einen Elektrolyt getaucht und elektrolysiert, wobei die Refraktärmetallisierung in der Elektrodenanordnung als Kathode (kathodisch) geschaltet ist. Die Elektrolyse wird vorzugsweise bei hohen Stromdichte von mehr als 1 A/dm2 durchgeführt.
  • Der sich bei der Elektrolyse an der Kathode durch Reduktion bildende Wasserstoff führt zum Abplatzen der oberflächigen Oxidschicht (Zunderschicht), wodurch die Oxidschicht entfernt wird.
  • Der Elektrolyt ist dabei vorzugsweise eine verdünnte Mineralsäure oder in eine nichtwässrige Flüssigkeit. Die verdünnte Mineralsäure ist vorzugsweise 10%ige Salzsäure (HCl). Die nichtwässrige Flüssigkeit vorzugsweise Eisessig. Der Elektrolyt kann auch eine geringe Konzentration an Wolframionen enthalten, die kathodisch zusätzlich zum Wasserstoff reduziert werden und die Metalloberfläche anrauen. Die Wolframionen sind vorzugsweise Parawolframate.
  • Zum Verkupfern selber kann jedes im Stand der Technik bekannte Verfahren verwendet werden. Die dafür einzusetzenden Elektrolytbäder, die die Kupferionen enthalten, können handelsübliche cyanidische, ammoniakalische oder saure Bäder sein.
  • Die durch das Verfahren entstehende Kupferschicht hat die gewünschten Eigenschaften und weist insbesondere eine Haftfestigkeit von ≥ 25 N/mm2 auf.

Claims (9)

  1. Verfahren zur galvanischen Kupferabscheidung auf einer Refraktärmetallisierung umfassend die Schritte: Vorbehandlung der Oberfläche der Refraktärmetallisierung, wobei die Metallisierung von Glas und Oxiden befreit wird; und Verkupfern der Refraktärmetallisierung durch galvanische Kupferabscheidung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Refraktärmetallisierung aus Wolfram oder Molybdän besteht, in bevorzugter Weise aus Wolfram.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung einen Schritt des Entglasens der Oberfläche umfasst, wobei die Refraktärmetallisierung in Lösemittel, welches Flusssäure umfasst, getaucht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel zum Entglasen verdünnte Flusssäure oder eine Mischung aus Flusssäure und einer Kieselsäure ist.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehandlung das Entfernen von Oxid umfasst, wobei die Refraktärmetallisierung in ein Lösemittel getaucht wird und als Kathode geschaltet elektrolysiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel eine verdünnte Mineralsäure oder eine nichtwässrige Flüssigkeit ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel eine geringe Konzentration an Wolframionen enthält.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Elektrolyse eine Stromdichte von mehr als 1 A/dm2 eingesetzt wird.
  9. Kupferschicht auf einer Refraktärmetallisierung, herstellbar nach dem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.
DE102017006771.6A 2016-07-18 2017-07-18 Glavanische Kupferabscheidung auf Refraktärmetallisierungen Withdrawn DE102017006771A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016213090.0 2016-07-18
DE102016213090 2016-07-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017006771A1 true DE102017006771A1 (de) 2018-01-18

Family

ID=60083236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017006771.6A Withdrawn DE102017006771A1 (de) 2016-07-18 2017-07-18 Glavanische Kupferabscheidung auf Refraktärmetallisierungen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017006771A1 (de)
WO (1) WO2018015009A1 (de)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1092467A (en) * 1964-10-30 1967-11-22 Int Research & Dev Co Ltd Improvements in and relating to the manufacture of superconducting wire
NL6504826A (de) * 1965-04-15 1966-10-17
DE1621177B2 (de) * 1967-12-08 1976-09-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur galvanischen herstellung von nickel-, kupfer-, zink-, indium-, zinn- und goldueberzuegen auf niob und niob-zirkon-legierungen
DE2907947A1 (de) * 1979-03-01 1980-09-11 Siemens Ag Verfahren zur vorbehandlung von werkstuecken aus molybdaen und molybdaenhaltigen legierungen
DE3133189C2 (de) * 1981-08-21 1984-02-09 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München "Verfahren zur Aktivierung von Titanoberflächen"
US4902388A (en) * 1989-07-03 1990-02-20 United Technologies Corporation Method for electroplating nickel onto titanium alloys
WO2003060959A2 (en) * 2002-01-10 2003-07-24 Semitool, Inc. Method for applying metal features onto barrier layers using electrochemical deposition
JP5653743B2 (ja) * 2009-12-25 2015-01-14 株式会社荏原製作所 金属膜形成方法および装置
CN103806028A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 无锡三洲冷轧硅钢有限公司 一种钨基粉末冶金材料电镀工艺

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018015009A1 (de) 2018-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015003772B4 (de) Nickelplattierungslösung, Verfahren zur Herstellung eines mit Feststoffteilchen behafteten Drahts, und mit Feststoffteilchen behafteter Draht
KR101223861B1 (ko) 금 범프 또는 금 배선의 형성 방법
DE3016132C2 (de) Verfahren zur Herstellung von gegen Hitzeschockeinwirkung widerstandsfähigen gedruckten Schaltungen
JP2007294923A (ja) 強度、導電率、曲げ加工性に優れた銅条又は銅箔の製造方法、銅条又は銅箔、並びにそれを用いた電子部品
KR102095497B1 (ko) 높은 우선 배향을 갖는 구리 결정 입자 및 그의 제조 방법
DE69705262T2 (de) Verfahren zur Beschichtung eines Gegenstandes mit einer konformen Nickelbeschichtung
JP2016160504A (ja) 無電解Ni/Auめっき皮膜の形成方法及びその形成方法で得られた無電解Ni/Auめっき皮膜
CN102822390A (zh) 用于铜和铜合金微蚀刻的组合物和方法
Von Hippel et al. The electroplating of metallic selenium
DE202016007550U1 (de) Galvanisch hergestellte Kupferlegierungen mit hoher Festigkeit und Leitfähigkeit
CN114908342B (zh) 一种沉锡药水及线路板沉锡方法
KR102549660B1 (ko) 전해 로듐 도금액
DE102017006771A1 (de) Glavanische Kupferabscheidung auf Refraktärmetallisierungen
JPS63310989A (ja) 電解銅箔の製造方法
DE102016104156A1 (de) Mehrschicht-Beschichtungssystem zum Korrosionsschutz eines Magnesiumzylinderblocks gegen Kühlmittel
CN113463148A (zh) 一种在钛或钛合金基材表面电镀金的方法
JP2018070907A (ja) ニッケルめっき液
CN102534627A (zh) 一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法
CN114016098A (zh) 一种PCB用覆铜板电镀Ni-Co-Ce薄膜镀液及薄膜制备方法
DE10208120A1 (de) Verfahren zur Metallisierung von Keramik auf Basis von Titanaten
EP3154319A1 (de) Oberflächenbehandelte kupferfolie für pcb mit feinschaltungsmuster und verfahren zur herstellung davon
CN115125590B (zh) 一种耐腐蚀的电镀镀锌丝及其加工工艺
CN102774068A (zh) 一种铝合金电镀产品及其制备方法
DE102018130170B4 (de) Wärmebeständiges leistungsmodulsubstrat, wärmebeständiger beschichtungsfilm und beschichtungslösung
DE3731167A1 (de) Verfahren zur haftfesten metallisierung von emails

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee