Der
Trend zur Miniaturisierung bei den Chipstrukturen ist auf die Herstellung
von Leiterplatten nicht ohne Einfluss geblieben. Die Anschlussstrukturen
für kleine
und kompakte Chips auf der Leiterplatte müssen ebenfalls immer kleiner
und kompakter werden. Insbesondere sollen die Leiterplattenendanschlussflächen mehrere
Verbindungstechniken ermöglichen
und eine hohe Zuverlässigkeit
aufweisen.
Dabei
ist die Microviatechnik mit ihrem sequentiellen Aufbau (SBU) für schnelle
Digitalschaltungen hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften
ideal. Schnelle Signale erfordern kurze Wege, d.h. geringe Induktivitäten und
kapazitätsarme
Vias. Beides bietet die Microviatechnik. Die Vias in den SBU-Lagen
sind als Sacklöcher
oder blind vias weit von den Potentiallagen entfernt und mit ihren
100 bis 200 μm
Länge eine
zu vernachlässigende
Störung
auch bei extrem schneller Signalübertragung.
Ihr Durchmesser beträgt
zur Zeit 100 μm
oder weniger, die untere Grenze liegt bei ca. 50 μm.
Für die Verbindungstechnik
muss auf die Oberfläche
der mittels SBU-Technik hergestellten Leiterplatten eine Lotschicht
aufgebracht werden. Für
das Löten
ist ein geringes Volumen der Microvias vorteilhaft, um das Volumen
von Lunkern (Voids) in der Lötstelle
einzuschränken.
Deswegen soll das Aspektverhältnis
(Lochtiefe zu Durchmesser) möglichst
bei 1 oder größer sein.
Zur Metallisierung hingegen sind Microvias mit einem möglichst
großen
Durchmesser von Vorteil, um bei den Nassprozessen den Flüssigkeitsaustausch
in micro vias oder Sacklöchern
zu gewährleisten.
Deshalb ist die Verbesserung der nasschemischen Prozesse entscheidend
für die
Weiterentwicklung der Verbindungstechniken.
Mögliche Verbindungstechniken
auf Leiterplattenendanschlussflächen
sind
- • Weichlöten
- • Bonden
- • Leitkleben
- • Anpressen
und Einpressen von Verbindungen.
Immer
wichtiger wird die Kombination aus Löten und Bonden auf der Abschlussoberfläche. Bonden bezeichnet
dabei ein Mikroschweißverfahren,
bei dem eine Schweißverbindung
entweder durch Druck und Temperatur oder Ultraschall oder eine Kombination
beider Verfahren hergestellt wird. Die elektrische Kontaktierung
zwischen dem Board und den Bondpads erfolgt dabei mittels metallischer
Bonddrähte,
die bevorzugt aus Aluminium oder Gold bestehen.
Die
Schichten für
die Bondtechnik werden meist durch nasschemischen Verfahren entweder
elektrolytisch oder außenstromlos
aufgebracht. Dabei wird den außenstromlosen
Verfahren oft der Vorzug gegeben, da sie selektiver als die elektrolytischen
sind. Außerdem
können
kompliziertere Strukturen hier gleichmäßiger beschichtet werden. Letztere
Verfahren erfolgen nach zwei verschiedenen Mechanismen:
Sud- oder
Austauschmetallisierung
Bei
diesem Verfahren wird das unterschiedliche Standardelektrodenpotential
der Metalle ausgenutzt. Dabei werden Metallionen mit hohem Standardelektrodenpotential,
die sogenannten edlen Metalle, aus Lösungen auf Metalloberflächen abgeschieden,
deren Metall ein niedrigeres Standardelektrodenpotential besitzt. Das
Metall aus der Oberfläche
wird bei diesem Vorgang reduziert und geht in Lösung. Dieser Redoxprozess erfolgt
so lange, bis das ursprüngliche
Oberflächemetall
vollständig
mit dem abgeschiedenen Metall bedeckt ist.
Autokatalytische
Metallisierung
Auch
diese Form der Metallabscheidung beruht auf einem Redoxprozess,
wobei die Reduktion des abzuscheidenden Metalls durch ein in Lösung befindliches
Reduktionsmittel erfolgt. Da dieser Prozess auch dann noch erfolgt,
wenn die ursprüngliche
Oberfläche
mit dem neuen Metall bedeckt ist, können porenfreie und deutliche
dickere Schichten abgeschieden werden.
Zum
Bonden ausgewählte
Schichten umfassen
- • Chemisch Nickel-Sudgold
- • Chemisch
Nickel, chemisch Palladium, Sudgold
- • Chemisch
Palladium
- • Chemisch
Silber
Silber
ist ein preiswertes und gut abzuscheidendes Metall. Als Kontaktoberfläche auf
Stiften und elektromechanischen Bauteilen wird es seit vielen Jahren
verwendet. Positiv ist dabei seine Eigenschaft, neben den Kontakteigenschaften
auch gute Lötbarkeit
zu zeigen. Die Abscheidung erfolgt auf Kupferoberflächen durch
die zuvor beschriebene Austauschreaktion mit Silber aufgrund der
unterschiedlichen Standardelektrodenpotentiale der beiden Metalle.
Die
Silberschicht erreicht bei dem Verfahren eine Dicke von bis zu 0,4 μm. Sie schützt das
Kupfer vor Oxidation. Ein Schichtdickenbereich von 0,1 bis 0,4 μm ist am
besten zum Löten
geeignet. Bei Schichtdicken unter 0,06 μm verliert die Beschichtung
an Lagerstabilität,
eine Verwendung höherer
Schichtdicken bringt beim Löten
keinen Vorteil mehr, führt
aber zu höherem
Materialverbrauch und längerer
Durchlaufzeit.
Die
Vorteile einer Silberendanschlussfläche lassen sich wie folgt darstellen:
- • Gute
Lötfähigkeit
im Anfangszustand und auch nach mehreren Reflowlötungen.
- • Gute
Eignung für
die Verbindungstechniken Löten,
Kleben und Thermosonicdrahtbonden mit Golddraht und Einpressen von
Kontaktstiften auf Finepitch- und Microvia-Leiterplatten.
- • Hohe
Kompatibilität
mit bleifreien Loten
- • Kompatibilität zu allen
handelsüblichen
Basismaterialien und Lötstopplacken.
- • Einfache
Abfallentsorgung, da die verwendeten Abscheidebäder weder giftig noch gefährlich sind.
- • Möglichkeit
zum Golddrahtbonden und Kompatibilität mit bleifreien Loten erfüllt Anforderungen
für zahlreiche
bleifreie Bestückungstechniken.
In
der Literatur sind bereits Verfahren zur Erzeugung von Silberendschichten
beschrieben, die die Lötbarkeit
von Oberflächen,
insbesondere aus Kupfer, erhalten.
EP 1 029 944 A2 beispielsweise
beschreibt eine Methode zur Abscheidung von Silberschichten mittels eines
stromlosen Verfahrens, um die Lötbarkeit
von Kupferoberflächen
auf Leiterplatten zu erhalten. Dies wird durch eine Abscheidetechnik
erreicht, die die problematische Elektromigration während des Gebrauchs
der Leiterplatte verhindert. Der Prozess umfasst die folgenden Schritte:
- 1. Reinigung der Metalloberfläche,
- 2. gegebenenfalls Ätzen
der Oberfläche,
- 3. Behandeln der Oberfläche
mit einer Immersions-Silber-Lösung
umfassend
a) ein lösliches
Silbersalz
b) eine Säure
c)
ein Additiv ausgewählt
aus der Gruppe umfassend Aminofettsäuren, Amidofettsäuren, quarternäre Salze,
amphoterische Salze etc.
- 4. gegebenenfalls ein Imidazol, ein Benzimidazol oder ein Imidazolderivat
und
- 5. gegebenenfalls ein Oxidationsmittel.
Den
Additiven gemäß 3c) wird
dabei die Eigenschaft zugeschrieben, das unerwünschte Phänomen der Elektromigration
zu unterdrücken.
Beispiele solcher Verbindungen sind Aminofettsäuren, Amidofettsäuren, quarternäre Salze
und amphoterische Salze. Die Erfindung beschreibt jedoch kein Verfahren,
das auch für
kavernenartige Oberflächen
mit elektrischen Kontaktierungen wie blind microvias die Abscheidung
homogener Schichten bei der Abscheidung ermöglicht. Damit bietet es keine
Lösung
für ein
zentrales Problem bei der Herstellung lötbarer Schichten auf modernen
Leiterplatten.
Außerdem sind
die beschriebenen Verbindungen gemäß 3c) in sehr hohen Konzentrationen
von bis zu 15 g/l Lösung
enthalten, was sowohl aus ökonomischen
als auch aus Umweltaspekten problematisch ist.
In
WO 96/17975 A1 ist ein Verfahren beschrieben, mit dem Leiterplatten,
die Sacklöcher
enthalten, beschichtet werden, das sich dadurch auszeichnet, dass
die Oberfläche
vor Oxidation geschützt
wird und lötbar bleibt.
Das zweistufige Verfahren besteht zunächst aus dem Ätzen der
Substratoberfläche
und danach aus einer Immersionsbeschichtung beispielsweise mit Silber,
um eine lötbare
Oberfläche
zu erhalten.
Um
die Lötbarkeit
der Oberflächen
zu erhalten, werden Verbindungen aus den folgenden Verbindungsklassen
zugegeben: Fettsäureamine,
Purine, N-acylierte Derivate von Sarcosin, organische Polycarbonsäuren, Alkyl-
oder Alkylbenzylimidazole, Benzimidazole, Phosphatester und subsituierte
Tri- und Tetrazole.
Durch
die Zusätze
wird eine Oxidation der Oberfläche
verhindert, die Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Korrosionsneigung
reduziert, und die Lötbarkeit
bleibt erhalten. Das Verfahren leistet jedoch keinen Beitrag zur Abscheidung
gleichmäßiger Oberflächen auf
strukturierten Oberflächen
wie sie auf Leiterplatten mit blind microvias vorhanden sind. Die
Verbindungen werden im Grammbereich eingesetzt.
EP 797 380 B1 beschreibt
eine Methode zur Verbesserung der Löteigenschaften von Oberflächen, insbesondere
auf Leiterplatten. Bei dem beschriebenen Verfahren wird in einem
Immersionsschritt ein Metall wie Silber, Zinn, Palladium, Ruthenium
etc. auf der Leiterplattenoberfläche
aus Kupfer abgeschieden, wodurch die Lötbarkeit der Oberfläche erhalten
bleibt. In einem weiteren Schritt wird eine zweite lötbare Schicht
aus einem edleren Metall als der ersten aufgebracht, beispielsweise
Gold.
Die
erste Immersionslösung
umfasst bei der bevorzugten Abscheidung von Silber:
- 1. Ein lösliches
Silbersalz, bevorzugt Silbernitrat
- 2. Eine Säure,
bevorzugt Methansulfonsäure,
- 3. ein Imidazol oder Imidazolderivat
- 4. gegebenenfalls ein Oxidationsmittel, bevorzugt eine nitroaromatische
Verbindung, besonders bevorzugt 3,5-Dinitrohydroxybenzoesäure.
Die
Verbindungen der Klasse 4 werden bevorzugt in einer Menge von bis
zu 25 g/l Lösung,
besonders bevorzugt von 0,5 bis 2 g/l Lösung verwendet.
Als
Oxidationsmittel dienen sie dazu, die Kupferoberfläche für die Abscheidung
mit Silber vorzubehandeln. Einen Einfluss auf die Schichtdickenverteilung
hat die Verbindung nicht. Das Imidazolderivat 3. wird ebenfalls
im Grammmaßstab
eingesetzt.
US 5,277,790 beschreibt
die Verwendung aromatischer organischer Nitroverbindungen wie beispielsweise
2-Nitrobenzoesäure
in galvanischen Goldbädern,
die frei von Cyaniden sind. Die Beispielverbindung 2-Nitrobenzoesäure wird
in einer Menge von 2,5 g eingesetzt und soll insbesondere die Löslichkeitseigenschaften
des Goldes in einer cyanidfreien Lösung verbessern. Das cyanidfreie
Goldbad enthält
neben einer solchen organischen Nitroverbindung einen Goldsulfit-Komplex,
einen unterstützenden
Elektrolyten zur Erhöhung
der Leitfähigkeit
sowie ein hochmolekulares Polyamin. Das Bad ist wegen seiner komplizierten
Zusammensetzung wirtschaftlich nur von eingeschränktem Interesse. Insbesondere
bietet es keine Möglichkeit,
die Oberflächeneigenschaften
des abzuscheidenden Golds auf strukturierten Oberflächen zu
beeinflussen.
WO
00/79030 A1 beschreibt ein Multikomponentensystem zur Verwendung
in der galvanischen Abscheidung von Edelmetallen im dekorativen
und technischen Bereich. Das Bad enthält ein Edelmetall in Form eines
wasserlöslichen
Salzes, einen wasserlöslichen
Eiweißstoff,
eine wasserlösliche
Sulfonsäure,
einen wasserlöslichen
nitrohaltigen Stoff, eine wasserlösliches Tensid sowie ein Vitamin.
Als Beispiele für
diese Nitroverbindungen sind 3-Nitrophthalsäure, 4-Nitrophthalsäure und m-Nitrobenzolsulfonsäure genannt.
Die
Nitroverbindungen dienen der Stabilisierung des Badsystems und der
Komplexierung der Metallionen. Dazu werden sie im Grammmaßstab eingesetzt.
Ihr Einsatz zur Erzeugung homogener Oberflächen ist nicht beschrieben.
Bei
der Beschichtung von Leiterplatten mit chemischen Sud-Silberverfahren
stellt sich in der Praxis die deckende Beschichtung von blind microvias
als sehr schwierig heraus. Versuche in Horizontalanlagen zeigen, dass
sowohl mit herkömmlichen
Flutungseinrichtungen (flood bars) als auch mit strömungsoptimierten
Flutungseinrichtungen (AFD = advanced fluid devices) keine Bedeckung
der microvia-Böden
mit Silber erreicht werden kann, weil hier niedrige Temperatur (ca.
50–60°C), niedrige
Konzentration (1 g/l) und eine kurze Expositionszeit (1-2 min) nur einen
unzureichenden Stoffaustausch im Bohrloch zulassen.
Bekannt
sind unter anderem Silberbäder,
die aromatische Nitroverbindungen im Gramm-Bereich, wie zum Beispiel
3,5-Dinitrohydoxybenzoesäure
als Oxidationsmittel enthalten. Diese Nitroverbindungen können einen
positiven Einfluss auf die Haftung und Struktur der Schicht haben,
beeinflussen aber die Abscheidungsgeschwindigkeit nicht.
Auch
andere bekannte Verfahren haben den Nachteil, dass sie eine gleichmäßig deckende
Metallschicht auf Substraten mit microvias, blind microvias und
vergleichbaren Strukturelementen nicht gewährleisten können. Dies ist ein wesentlicher
Grund, warum Silber als preiswertes und gut abzuscheidendes Metall noch
nicht die Rolle bei der Erzeugung von Endschichten spielt, die ihm
eigentlich zukommt.
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bad und ein
entsprechendes Verfahren bereitzustellen, mit dem sich Silberschichten
einfach und preiswert auf einer stark strukturierten Oberfläche mit blind
microvias und vergleichbaren Strukturelementen mit einer gleichmäßigen Schichtdicke
erzeugen lassen.
Gegenstand
der Erfindung ist ein Bad für
die außenstromlose
Abscheidung von Silber, umfassend (a) eine lösliche Silberionenquelle, (b)
eine Säure,
(c) eine von der Komponente (b) verschiedene aromatische Dicarbonsäure, die
zusätzlich
zu den zwei Carboxygruppen einen oder mehrere elektronenziehende
Substituenten ausgewählt
aus -M-Substituenten und -I-Substituenten aufweist.
Vorzugsweise
ist die Komponente (a) in einer Menge von 0,1 bis 10 g/l in dem
Bad enthalten. Bei der löslichen
Silberionenquelle handelt es sich vorzugsweise um lösliche Silbersalze,
wobei Silbermethansulfonat besonders bevorzugt ist.
Weiterhin
weist das erfindungsgemäße Bad als
Komponente (b) eine Säure
auf. Solche Säuren
sind beispielsweise Schwefelsäure
oder Methansulfonsäure.
Vorzugsweise
beträgt
der Anteil der Säure
gemäß Komponente
(b) 2 bis 200 g/l.
Der
pH-Wert des erfindungsgemäßen Bads
liegt vorzugsweise unter 2.
Von
besonderer Bedeutung ist die Komponente (c) des erfindungsgemäßen Bads.
Sie umfasst von der Säure
gemäß Komponente
(b) verschiedene aromatische Dicarbonsäuren, die zusätzlich zu
den zwei Carboxygruppen einen oder mehrere elektronenziehende Substituenten
aufweist.
Solche
elektronenziehenden Substituenten sind dem Fachmann bekannt und
werden in der Literatur auch als „-M-Substituenten" bezeichnet (vgl.
Advanced Organic Chemistry; Reactions, Mechanisms, and Structure;
third edition; Jerry March, Seite 238).
Beispiele
für solche
Substituenten mit elektronenziehendem Effekt sind -NO2,
-CN, -COOH, -CONHR, -CONR2, -CHO, -COR,
-SO2R, -SO3R, -NO
und -Ar, worin R für
eine C1-C10-Alkyl-
oder C3-C10-Cycloalkylgruppe steht
und Ar ein Arylrest, wie zum Beispiel einen Phenyl-, Naphthyl- oder
Anthryl-Rest bedeutet.
Die
vorgenannte Aufzählung
ist lediglich beispielhaft und der Fachmann wird ohne weiteres aufgrund seines
Fachwissens weitere geeignete elektronenziehende Substituenten auffinden.
Weiterhin
können
Substituenten mit einem -I-Effekt, inbesondere die Halogensubstituenten
-F, -Cl, -Br und -I die Elektonendichte im Ring herabsetzen und
die gewünschten
elektronischen Eigenschaften erzeugen (vgl. Advanced Organic Chemistry;
Reactions, Mechanisms, and Structure; third edition; Jerry March,
Seite 17).
Wichtig
ist, dass diese elektronenziehenden bzw. -M-Substituenten oder -I-Substituenten sich
dadurch auszeichnen, dass sie Elektronenakzeptoren sind und die
Elektronendichte im aromatischen Ring herabsetzen.
Ohne
durch diese Theorie gebunden zu sein, wird vermutet, dass die Wirkung
der Komponente (c) auf dem elektronenziehenden Effekt der Substituenten
beruht, der die elektronischen Eigenschaften im aromatischen System
dahin gehend beeinflusst, dass die Abscheidung in der gewünschten
Weise gesteuert wird.
Die
Komponente (c) weist als Grundgerüst einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest
auf. Solche aromatische Kohlenwasserstoffreste sind dem Fachmann
an sich bekannt und Beispiele hierfür sind Phenyl-, Naphthyl- und
Anthryl-Reste. Weiterhin
weist die Komponente (c) zwei Carboxygruppen neben dem bereits diskutierten
-M-Substituenten auf.
Bevorzugt
ist die Verwendung von Benzoldicarbonsäuren.
Ebenfalls
bevorzugt ist die Verwendung einer Nitrogruppe als elektronenziehender
Substituent.
Ganz
besonders bevorzugt ist die Verwendung von Benzoldicarbonsäuren, die
eine oder mehrere Nitrogruppen als -M-Substituent aufweisen.
Bevorzugte
Beispiele für
solche Benzoldicarbonsäuren
bzw. aromatische Dicarbonsäuren
mit Nitrogruppen sind Nitrophthalsäure, Nitroisophthalsäure, Nitroterephthalsäure oder
Nitronaphthalindicarbonsäure, wobei
es sich bei der Nitronaphthalindicarbonsäure um eine aromatische Dicarbonsäure mit
einer Naphthyl-Grundstruktur handelt.
Überraschenderweise
wird der durch die Komponente (c) in dem erfindungsgemäßen Bad
erzielte Effekt bereits durch geringe Mengen erreicht. Vorzugsweise
wird die Komponente (c) in dem erfindungsgemäßen Bad in einer Menge von
5 bis 500 mg/l und besonders bevorzugt in einer Menge von 30 bis
80 mg/l verwendet.
Dadurch,
dass die Komponente (c) in geringer Menge zugegeben werden kann,
ist das efindungsgemäße Verfahren,
bei dem das voranstehend beschriebene Bad verwendet wird, umweltfreundlich
und preiswert.
Es
lassen sich mit dem Verfahren zuverlässig glatte und gut haftende
Oberflächen
herstellen, die eine Schichtdicke von bevorzugt 0,15 bis 0,4 μm, besonders
bevorzugt 0,2 bis 0,3 μm
Silber besitzen. Diese Dicken sind ideal zum Löten und Bonden geeignet, zeigen
gute Lagerstabilität
und schützen
das unterliegende Metall dauerhaft vor Korrosion.
Die
Wirkung der Komponente (c) beruht wahrscheinlich darauf, dass sie
die Abscheidung von Silber aus der Lösung auf der Oberfläche des
Substratmetalls inhibiert, während
gleichzeitig die Abscheidung in blind microvias oder vergleichbaren
Strukturelementen deutlich unterstützt wird.
Weiterhin
kann das Bad zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine aromatische
Nitroverbindung enthalten, die von der vorgenannten Komponente (c)
verschieden ist. Bevorzugte Beispiele für diese aromatische Nitroverbindung
sind Nitrohydroxybenzoesäure,
Dienitrohydroxybenzoesäure
und Nitrobenzoesäure.
Die
aromatische Nitroverbindung ist vorzugsweise in einer Menge von
0,5 bis 3 g/l, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,8 bis 1,2
g/l in dem erfindungsgemäßen Bad
enthalten.
Weiterhin
kann das Bad ein Netzmittel enthalten, wobei als Netzmittel ein
ethoxylierter Oxoalkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 13 bis
15 in der Oxokomponente bevorzugt ist. Ein Beispiel für einen
solchen Oxoalkohol ist Lutensol® T08,
chemischer Name Ethoxylierter Isotridecanol mit einer Kohlenstoffanzahl
von 13 in der Oxokomponente. Weiterhin können als Netzmittel nichtionische
Tenside und vorzugsweise ethoxylierte Fettalkohole mit 6 bis 22
Kohlenstoffatomen verwendet werden.
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt die Silberabscheidung vorzugsweise bei einer Temperatur
von 30 bis 90°C
und besonders bevorzugt bei 50 bis 60°C.
Die
Abscheiderate von Silber auf der Substratoberfläche beträgt bevorzugt 0,05 bis 0,15 μ/m2min, besonders bevorzugt 0,7 bis 0,1 μ/m2min bei vertikalen Verfahren und vorzugsweise
0,07 bis 0,2 μ/m2min, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,15 μ/m2min bei horizontalen Verfahren.
Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
können
insbesondere bond- und lötfähige Silberendschichten auf
Substraten, insbesondere auf Metallsubstraten, erhalten werden.
Deren Schichtdicke beträgt
vorzugsweise 0,15 bis 0,4 μm,
besonders bevorzugt 0,2 bis 0,3 μm
(Silber).
Als
Substrate eignen sich insbesondere Substrate aus Kupfer, Kupferlegierungen
sowie Nickel und Nickellegierungen.
Das
erfindungsgemäß Bad kann,
wie voranstehend erläutert,
auch insbesondere zur Beschichtung von Leiterplatten enthaltend
blind microvias (bmv) vorteilhaft verwendet werden.
Die
Erfindung wird durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1
Ein
Elektrolyt gemäß der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
enthält
3 g/l Silbermethansulfonat, 50 ml/l Methansulfonsäure, 1 g/l
3,5-Dinitrohydroxybenzoesäure
sowie 50 mg/l 4-Nitrophthalsäure.
Die
Testplatten mit microvias (Tiefe und Durchmesser der vias ca. 60
bis 70 μm,
Aspektverhältnis
1:1) wurden nach einer konventionellen Vorbehandlung (Saurer Reiniger
Proselect SF®, Ätzreiniger
MicroEtch SF®) für 2 Minuten
bei 50°C
im Silberbad beschichtet. Man erhält eine Silberschicht mit einer
Schichtdicke von 0,18 μm
und mit einer guten Belegung von blind microvias, besserer Haftung
und gleichmäßigere Schichtdicken
(mit einer Variation der Schichtdicke von weniger als +– 20%).
Der
Hafttest des abgeschiedenen Metalls erfolgte mittels des sogenannten
Peeling Tests. Dabei wird ein Klebeband auf die abgeschiedene Metallschicht
aufgebracht und abgezogen. Bei der Ausführung wurde ein Klebeband,
Tape 4124 verwendet. Das Peeling war punktförmig, das heißt die Haftfestigkeit
gut. Die Bewertung erfolgte unter einem Lichtmikroskop mit 50facher
Vergrößerung.
Ausführungsbeispiel 2
Ein
Elektrolyt gemäß der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
enthält
3 g/l Silbermethansulfonat, 50 ml/l Methansulfonsäure, 1 g/l
3,5-Dinitrohydroxybenzoesäure,
50 mg/l 4-Nitrophthalsäure
sowie zusätzlich als
Netzmittel Lutensol® T0-8.
Die
Testplatten mit microvias (Tiefe und Durchmesser der vias ca. 60
bis 70 μm,
Aspektverhältnis
1:1) wurden nach einer konventionellen Vorbehand lung (Saurer Reiniger
Proselect SF®, Ätzreiniger
MicroEtch SF® für 2 Minuten
bei 50°C
im Silberbad beschichtet. Ergebnis: Die Schichtdickenverteilung
verbessert sich nochmals (+– 10%)
und die Haftung und blind microvia Beschichtung sind ausgezeichnet.
Der Peeling-Test, wie er in Ausführungsbeispiel
1 beschrieben ist, verläuft
negativ, d.h. es bleiben keine Schichtreste auf dem Tape.
Ausführungsbeispiel 3
Ein
Elektrolyt gemäß der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
enthält
3 g/l Silbermethansulfonat, 50 ml/l Methansulfonsäure, 1 g/l
3,5-Dinitrohydroxybenzoesäure,
50 mg/l 4-Nitrophthalsäure
sowie zusätzlich als
Netzmittel Lutensol® T0-8.
Die
Testplatten mit microvias (Tiefe und Durchmesser der vias ca. 60
bis 70 μm,
Aspektverhältnis
1:1) wurden nach einer konventionellen Vorbehandlung (Saurer Reiniger
Proselect SF®, Ätzreiniger
MicroEtch SF® der
Firma Atotech) und Aktivierung mir einem Palladiumaktivator chemisch
mit Nickel beschichtet (Aurotech CNN®).
Die mit Nickel beschichtete Testplatte wurde nach einem Spülgang in
einem Silberbad gemäß Ausführungsbeispiel
2 für 3
Minuten bei 50°C
behandelt. Ergebnis: Die Schichtdickenverteilung ist sehr gut (+– 10%) und
die Haftung und blind microvia Beschichtung sind ausgezeichnet.
Der Peeling-Test, wie er in Ausführungsbeispiel
1 beschrieben ist, verläuft
negativ, d.h. es bleiben keine Schichtreste auf dem Tape.
Ausführungsbeispiele 4 bis 9
Weitere
Beispiele wurden in analoger Weise, d.h. wie in den Ausführungsbeispielen
1 bis 3, beschrieben mit den in der nachstehenden Tabelle aufgelisteten
aromatischen Dicarbonsäuren
unter den ebenfalls in der Tabelle angegebenen Bedingungen durchgeführt.
Dabei
wurden durchgehend sehr gute Schichtdickenverteilungen erhalten.
Der mit den beschichteten Substraten durchgeführte Peeling-Test (siehe Ausführungsbeispiel
1) verlief durchgehend negativ, d.h. es blieben keine Schichtreste
auf dem Tape.
Vergleichsbeispiel
Ein
Elektrolyt enthält
3 g/l Silbermethansulfonat, 50 ml/l Methansulfonsäure sowie
1 g/l 3,5-Dinitrohydroxybenzoesäure.
Die
Testplatten mit microvias (Tiefe und Durchmesser der vias ca. 60
bis 70 μm,
Aspektverhältnis
1:1) wurden nach einer konventionellen Vorbehandlung (Saurer Reiniger
Proselect SF®, Ätzreiniger
MicroEtch SF® für 2 Minuten
bei 50°C
im Silberbad beschichtet. Man erhält eine Silberschichtdicke
von 0,3 μm
Schichtdicken (mit einer Variation der Schichtdicke von mehr als
+– 100%)
mit einer schlechten Belegung der blind microvias. Der Peeling-Test,
wie er in Ausführungsbeispiel
1 beschrieben ist, führt
zu flächigem
Peeling, d.h. die Hafteigenschaften des abgeschiedenen Silbers sind
sehr schlecht.
