JP5780920B2 - Electroless copper plating bath - Google Patents

Electroless copper plating bath Download PDF

Info

Publication number
JP5780920B2
JP5780920B2 JP2011238870A JP2011238870A JP5780920B2 JP 5780920 B2 JP5780920 B2 JP 5780920B2 JP 2011238870 A JP2011238870 A JP 2011238870A JP 2011238870 A JP2011238870 A JP 2011238870A JP 5780920 B2 JP5780920 B2 JP 5780920B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating bath
acid
electroless copper
copper plating
copper
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.)
Active
Application number
JP2011238870A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013095956A (en
JP2013095956A5 (en
Inventor
陽子 中林
陽子 中林
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.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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 Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP2011238870A priority Critical patent/JP5780920B2/en
Publication of JP2013095956A publication Critical patent/JP2013095956A/en
Publication of JP2013095956A5 publication Critical patent/JP2013095956A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5780920B2 publication Critical patent/JP5780920B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、無電解銅めっき液に関する。   The present invention relates to an electroless copper plating solution.

無電解銅めっき液は、導電性でない被めっき物へ銅金属皮膜を形成するために用いられる溶液である。前記被めっき物を前記めっき液に浸漬することで、前記めっき液中の還元剤(又は還元剤系)又はイオンレドックス剤(又はイオンレドックス剤系)により、前記該めっき液中の銅イオンを還元して前記被めっき物上に銅金属の皮膜を形成させるものであることはよく知られている。   The electroless copper plating solution is a solution used for forming a copper metal film on a non-conductive object to be plated. By immersing the object to be plated in the plating solution, the copper ions in the plating solution are reduced by a reducing agent (or reducing agent system) or an ion redox agent (or ion redox agent system) in the plating solution. It is well known that a copper metal film is formed on the object to be plated.

また近年無電解銅めっきを、半導体装置(及びその関連装置)などに使用される電子機器用材料としてのエポキシ、ポリイミド又はポリアミドなどの有機系(樹脂)材料又はアルミナなどのセラミックス材料などの被めっき物への適用が増大している。この理由の一つは、それらの材料が軽量でかつ優れた柔軟性・加工性を有するものであるためである。一方でこれらの材料への強アルカリや強酸性の条件での無電解銅めっき液の使用は加水分解などの反応を起こす恐れがある。従ってできるだけ中性条件(例えばpH4から8の範囲)で処理されることが望ましい。さらに近年の電子機器の小型化軽量化の要求のために、前記半導体装置の構造はますます微細化され、より小型、より複雑な三次元構造を有するようになってきている。そこで無電解銅めっきにより形成される金属銅皮膜がより微細で緻密かつ均質で優れた密着性を有することが望まれる。   In recent years, electroless copper plating has been applied to organic (resin) materials such as epoxy, polyimide, and polyamide, or ceramic materials such as alumina as materials for electronic devices used in semiconductor devices (and related devices). Application to things is increasing. One reason for this is that these materials are lightweight and have excellent flexibility and workability. On the other hand, the use of an electroless copper plating solution under strong alkali or strong acid conditions for these materials may cause a reaction such as hydrolysis. Therefore, it is desirable that the treatment be performed under neutral conditions (for example, a pH range of 4 to 8) as much as possible. Furthermore, due to the recent demand for smaller and lighter electronic devices, the structure of the semiconductor device is increasingly miniaturized to have a smaller and more complicated three-dimensional structure. Therefore, it is desired that the metal copper film formed by electroless copper plating has finer, denser, homogeneous and excellent adhesion.

これまで無電解銅めっき液の前記還元剤としては、ホルムアルデヒド、グリオキシル酸、ジメチルアミノボラン、ヒドラジン、次亜リン酸などが知られている。またイオンレドックス剤としては、Co塩浴、Fe塩溶、Sn塩浴などが知られている(例えば、特許文献1,2;非特許文献1,2を参照)。しかし、ホルムアルデヒドを用いるめっき液は通常高アルカリ条件を必要とし、かつ作業性・環境への悪影響などが問題となっている。グリオキシル酸を用いるめっき液は通常錯化剤としてEDTAを用い、これは生分解性の点で環境への悪影響などが問題となる。ジメチルアミノボラン又はヒドラジンを用いるめっき液もまたキレート剤として通常EDTAを用い、同じく環境への悪影響などが問題となる。さらにこれらは浴安定性も十分ではない。次亜リン酸を用いるめっき液は弱アルカリ条件ではめっきが可能ではあるが中性条件以下の酸性条件下では急激に反応性が低下するという問題がある。またイオンレドックス系のめっき液は中性条件下でめっきが可能であるが、キレート剤として通常EDTAを用い、同じく環境への悪影響などが問題となる。さらに浴安定性及び銅析出速度の点においても十分ではない。   Conventionally, formaldehyde, glyoxylic acid, dimethylaminoborane, hydrazine, hypophosphorous acid, and the like are known as the reducing agent of the electroless copper plating solution. Moreover, as an ion redox agent, Co salt bath, Fe salt solution, Sn salt bath, etc. are known (for example, refer patent documents 1, 2; nonpatent literature 1, 2). However, plating solutions using formaldehyde usually require high alkali conditions, and there are problems such as workability and adverse effects on the environment. A plating solution using glyoxylic acid usually uses EDTA as a complexing agent, which causes problems such as adverse effects on the environment in terms of biodegradability. A plating solution using dimethylaminoborane or hydrazine also usually uses EDTA as a chelating agent, which also causes problems such as adverse effects on the environment. Furthermore, they are not sufficient in bath stability. A plating solution using hypophosphorous acid has a problem that the plating can be performed under weak alkaline conditions, but the reactivity rapidly decreases under acidic conditions below neutral conditions. In addition, although ion redox plating solutions can be plated under neutral conditions, EDTA is usually used as a chelating agent, which also causes adverse effects on the environment. Furthermore, it is not sufficient in terms of bath stability and copper deposition rate.

また最近アスコルビン酸を還元剤として用いた無電解銅めっき浴が開示されている。これは、還元剤として、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩、及びそれらの変性体並びに誘導体から選ばれる1種又は2種以上を用いた場合に、錯化剤として、カルボン酸、オキシカルボン酸、及びアミノカルボン酸(但し、ポリアミノカルボン酸は除く)から選ばれる1種又は2種以上を用いることにより、アスコルビン酸が直接金属銅の析出に関与(Cu2+→Cuの反応)することができるというものである(特許文献3参照)。 Recently, an electroless copper plating bath using ascorbic acid as a reducing agent has been disclosed. This is because, as a reducing agent, when one or more selected from ascorbic acid, ascorbate, and modified products and derivatives thereof are used, as a complexing agent, carboxylic acid, oxycarboxylic acid, and amino By using one or more selected from carboxylic acids (excluding polyaminocarboxylic acids), ascorbic acid can directly participate in the precipitation of copper metal (Cu 2+ → Cu reaction). Yes (see Patent Document 3).

しかしこのアスコルビン酸を還元剤として用いる無電解銅めっき浴は、中性条件下ではめっきが可能であるが、弱酸性条件下では急激にその反応性(例えば析出速度など)が遅くなり、かつ浴安定性も十分ではないという問題がある。さらに生成される金属銅皮膜の膜厚、結晶性(結晶サイズ、緻密性、均質性)、密着性についても上記の要求を満たすには十分ではないという問題がある。   However, this electroless copper plating bath using ascorbic acid as a reducing agent can be plated under neutral conditions, but its reactivity (for example, the deposition rate) decreases rapidly under mildly acidic conditions. There is a problem that stability is not sufficient. Further, the film thickness, crystallinity (crystal size, denseness, homogeneity), and adhesion of the produced metallic copper film are not sufficient to satisfy the above requirements.

特許3243889号Japanese Patent No. 3243889 特許4573445号Japanese Patent No. 4573445 特開2005−200666JP2005-200366

「表面技術」Vol.50,No.4,1999年“Surface Technology” Vol. 50, no. 4, 1999 「表面技術」Vol.57,No.11,2006年“Surface Technology” Vol. 57, no. 11, 2006

本発明は、上記事情に鑑みなされたものである。本発明は、中性条件(pH3〜8)で無電解銅めっきが可能な十分な浴安定性を示す無電解銅めっき浴に関する。得られる金属銅析出皮膜は十分な厚さと良好な密着性を持ち、さらに析出膜の結晶性が非常に微細、緻密かつ均質であるという優れた性質を持つ、新規な無電解銅めっき浴を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances. The present invention relates to an electroless copper plating bath exhibiting sufficient bath stability capable of electroless copper plating under neutral conditions (pH 3 to 8). Providing a new electroless copper plating bath with excellent properties that the resulting copper metal deposit has sufficient thickness and good adhesion, and the crystallinity of the deposit is very fine, dense and homogeneous. The task is to do.

本発明者は、上記従来技術の問題点を解決する新規無電解銅めっき浴を探求した結果、以下の知見を得た。即ち、通常のアスコルビン酸系還元剤を用いる無電解銅めっき浴に、特定の添加剤、特に含窒素複素環化合物を添加することにより、十分な浴安定性と中性条件での無電解銅めっき可能性を有し、かつ十分な厚さと良好な密着性を持つ非常に微細、緻密かつ均質な結晶析出膜を与えることができる、という知見である。本発明はかかる知見に基づきなされたものである。   As a result of searching for a new electroless copper plating bath that solves the problems of the above-described conventional techniques, the present inventors have obtained the following knowledge. That is, by adding a specific additive, particularly a nitrogen-containing heterocyclic compound, to an electroless copper plating bath using a normal ascorbic acid-based reducing agent, electroless copper plating with sufficient bath stability and neutral conditions It is a finding that a very fine, dense and homogeneous crystal precipitation film having a possibility and having a sufficient thickness and good adhesion can be provided. The present invention has been made based on such findings.

従って本発明の無電解銅めっき浴の特徴は、通常のアスコルビン酸系還元剤を用いる無電解銅めっき浴であることと、特定の添加剤である含窒素複素環化合物を含むことである。即ち、本発明の無電解銅めっき浴は、銅水溶性塩、錯化剤、還元剤、緩衝剤及び添加物を含む無電解銅めっき浴において、前記錯化剤がヒドロキシカルボン酸系錯化剤であり、前記還元剤がアスコルビン酸系還元剤であり、前記緩衝剤がpH緩衝剤であり、前記添加物が含窒素複素環化合物であり、前記含窒素複素環化合物が、ピリミジン骨格を有し、前記ピリミジン骨格がさらにケトン又はチオケトンを含むことを特徴とする。 Therefore, the electroless copper plating bath of the present invention is characterized by being an electroless copper plating bath using a normal ascorbic acid-based reducing agent and containing a nitrogen-containing heterocyclic compound as a specific additive. That is, the electroless copper plating bath of the present invention is an electroless copper plating bath containing a copper water-soluble salt, a complexing agent, a reducing agent, a buffering agent and an additive, wherein the complexing agent is a hydroxycarboxylic acid complexing agent. , and the said reducing agent is ascorbic acid reducing agent, the buffering agent is a pH buffering agent, wherein the additive Ri nitrogen-containing heterocyclic compound der, the nitrogen-containing heterocyclic compound, have a pyrimidine skeleton The pyrimidine skeleton further contains a ketone or thioketone .

本発明には、前記本発明に係る無電解銅めっき浴の他、前記無電解銅めっき浴を使用する無電解銅めっき方法及び前記無電解銅めっき浴を使用して得られた被めっき物をも含む。   In the present invention, in addition to the electroless copper plating bath according to the present invention, an electroless copper plating method using the electroless copper plating bath and an object to be plated obtained using the electroless copper plating bath. Including.

本発明の無電解銅めっき浴は、中性(例えばpH3〜8)で無電解銅めっきが可能である。まためっき浴が十分な浴安定性を示し、得られる金属銅析出皮膜が十分な厚さでありかつ非常に密着性が良好である。さらに析出膜の結晶性が非常に微細、緻密かつ均質であるという優れた性質を持つ。これらの性質により、強アルカリ性や強酸性に弱い被めっき材料(例えばエポキシやポリアミド、アルミナなど)に、非常に緻密かつ均質な金属銅皮膜を形成することが可能となる。   The electroless copper plating bath of the present invention is neutral (for example, pH 3 to 8) and can be electroless copper plated. Further, the plating bath exhibits sufficient bath stability, and the resulting metal copper deposit film has a sufficient thickness and very good adhesion. Furthermore, it has an excellent property that the crystallinity of the deposited film is very fine, dense and homogeneous. With these properties, it becomes possible to form a very dense and homogeneous metal copper film on a material to be plated that is weak against strong alkalinity or strong acid (for example, epoxy, polyamide, alumina, etc.).

図1aは、FE-SEMで観察した、実施例7で得られた銅皮膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM)である。図1bは比較例2で得られた銅皮膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM)である。共に倍率は10,000倍である。FIG. 1 a is an electron micrograph (SEM) of the surface of the copper film obtained in Example 7 observed by FE-SEM. FIG. 1 b is an electron micrograph (SEM) of the surface of the copper film obtained in Comparative Example 2. In both cases, the magnification is 10,000 times.

以下本発明の無電解銅めっき浴を実施するための形態を具体的に説明する。   The mode for carrying out the electroless copper plating bath of the present invention will be specifically described below.

本発明の無電解銅めっき浴は、銅水溶性塩、錯化剤、還元剤、緩衝剤及び添加物を含む無電解銅めっき浴に関するものである。さらに本発明は、前記錯化剤がヒドロキシカルボン酸系錯化剤であり、前記還元剤がアスコルビン酸系還元剤であり、前記緩衝剤がpH緩衝剤であり、前記添加物が含窒素複素環化合物である、ことを特徴とする。   The electroless copper plating bath of the present invention relates to an electroless copper plating bath containing a copper water-soluble salt, a complexing agent, a reducing agent, a buffering agent and additives. Further, in the present invention, the complexing agent is a hydroxycarboxylic acid complexing agent, the reducing agent is an ascorbic acid reducing agent, the buffering agent is a pH buffering agent, and the additive is a nitrogen-containing heterocyclic ring. It is a compound.

以下、アスコルビン酸系還元剤、銅水溶性塩、錯化剤、還元剤、緩衝剤及び添加物につき説明する。なお本発明においては、これらの錯化剤、還元剤、緩衝剤、添加物とは、広く作用・機能的に定義されるものであって、それぞれが別々の化学物質、化合物又はそれらの組成物を含むことを必要とするものではない。例えば特定の化学物質が、本発明の意味する、錯化剤、還元剤、緩衝剤、添加物として複数の作用・機能を奏する場合をも含むものである。そのような複数の機能・作用を奏する錯化剤、還元剤、緩衝剤、添加物については、当業者であれば、以下説明する本発明において好ましく使用可能な錯化剤、還元剤、緩衝剤、添加物から適宜選択することができる。   Hereinafter, an ascorbic acid reducing agent, a copper water-soluble salt, a complexing agent, a reducing agent, a buffering agent and additives will be described. In the present invention, these complexing agent, reducing agent, buffering agent and additive are broadly defined in terms of action and function, and each is a separate chemical substance, compound or composition thereof. It is not necessary to include. For example, the case where a specific chemical substance has a plurality of functions / functions as a complexing agent, a reducing agent, a buffering agent, and an additive as defined in the present invention is included. For those complexing agents, reducing agents, buffering agents, and additives having such a plurality of functions / actions, those skilled in the art will be able to use complexing agents, reducing agents, and buffering agents that can be preferably used in the present invention described below. The additives can be selected as appropriate.

アスコルビン酸系還元剤
ここで本発明において使用可能な、アスコルビン酸系還元剤(又はアスコルビン酸系還元剤を用いた還元系)については、特に制限はない。めっき浴中の銅イオン(例えば、II又はI)を還元して被めっき物上に金属銅を析出させるものであればよい。ここで銅イオンとして銅(II)、銅(I)の意味は、通常の銅2価イオン、1価イオンを意味するが、その他の全ての価数のイオンをも含むものである。
Ascorbic acid reducing agent :
Here, the ascorbic acid-based reducing agent (or the reducing system using the ascorbic acid-based reducing agent) that can be used in the present invention is not particularly limited. What is necessary is just to reduce the copper ions (for example, II or I) in the plating bath and to deposit metallic copper on the object to be plated. Here, the meanings of copper (II) and copper (I) as copper ions mean ordinary copper divalent ions and monovalent ions, but also include all other valence ions.

具体的には、知られているアスコルビン酸系還元剤のうち、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩及びそれらの変性体並びに誘導体から選ばれる1種又2種以上の化合物のうち上記の還元性を有するものであれば使用することができる。例えばアスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、イソアスコルビン酸、アスコルビン酸リン酸ナトリウム、アスコルビン酸リン酸マグネシウム、アスコルビン酸エチル、アスコルビン酸硫酸2ナトリウム等が挙げられ、これらを単独または複数を適宜混合して使用することができる。   Specifically, among known ascorbic acid-based reducing agents, one or two or more compounds selected from ascorbic acid, ascorbic acid salts, modified products and derivatives thereof have the above-described reducing properties. Can be used. Examples include ascorbic acid, sodium ascorbate, isoascorbic acid, sodium ascorbate phosphate, magnesium ascorbate phosphate, ethyl ascorbate, disodium ascorbate sulfate, etc., and these may be used alone or in combination as appropriate. be able to.

還元剤濃度には特に制限はない。当業者であれば、めっきの目的(被めっき材料の種類、サイズ、めっき皮膜の厚さなど)に適合させて適宜選択することができる。本発明では特に、0.001〜0.3モル/L程度、好ましくは0.002〜0.05モル/L程度である。0.001モル/Lよりも低いとめっきが析出しない場合があり、0.3モル/Lより高いと浴安定性が悪くなるおそれがある。   There is no particular limitation on the reducing agent concentration. A person skilled in the art can select appropriately according to the purpose of plating (type of material to be plated, size, thickness of plating film, etc.). In this invention, it is about 0.001-0.3 mol / L especially, Preferably it is about 0.002-0.05 mol / L. If it is lower than 0.001 mol / L, plating may not be deposited. If it is higher than 0.3 mol / L, the bath stability may be deteriorated.

銅水溶性塩
また本発明で使用可能な、銅水溶性塩についても特に制限はなく、通常知られた全ての水溶性銅塩が好ましく使用可能である。本発明では、上記水溶性銅塩としては、硫酸銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅等が挙げられる。これらの塩の銅はめっき浴中又はめっき反応中で、2価イオン、1価イオン、その他のイオン又はそれらの混合物であってよい。
Copper water-soluble salt :
Moreover, there is no restriction | limiting in particular also about the copper water-soluble salt which can be used by this invention, All the water-soluble copper salts known normally can be used preferably. In the present invention, examples of the water-soluble copper salt include copper sulfate, copper chloride, copper sulfate, copper nitrate, and copper acetate. The copper of these salts may be divalent ions, monovalent ions, other ions or mixtures thereof in the plating bath or in the plating reaction.

銅水溶性塩の濃度についても特に制限はなく、当業者であれば、めっきの目的(被めっき材料の種類、サイズ、めっき皮膜の厚さなど)に適合させて適宜選択することができる。本発明では特に、0.001〜0.2モル/L、好ましくは0.01〜0.05モル/L程度である。   There is no restriction | limiting in particular also about the density | concentration of copper water-soluble salt, If it is an expert, it can select suitably according to the objective (the kind of to-be-plated material, size, the thickness of a plating film), etc. In this invention, it is 0.001-0.2 mol / L especially, Preferably it is about 0.01-0.05 mol / L.

錯化剤
本発明のめっき浴中の錯化剤についても特に制限はない。アスコルビン酸系還元系において通常使用される全ての知られた錯化剤が含まれる。ここで本発明において錯化剤とは、広く、めっき浴中で、銅イオン(上記の意味で)に作用し、銅イオンのめっき反応性を向上させるものを意味する。従って前記作用には通常の意味でのキレート結合・作用だけでなく何らかの相互作用(例えばイオン結合・作用など)をするものであればよい。また、本発明のめっき浴中の錯化剤は、めっき浴中での銅イオンへの作用のみならず、被めっき物上でのめっき反応に関わる銅(イオンのみならず全ての形で)に作用することでめっき反応性を向上させるものを意味する。
Complexing agent :
There is no particular limitation on the complexing agent in the plating bath of the present invention. Included are all known complexing agents commonly used in ascorbic acid based reduction systems. Here, the complexing agent in the present invention broadly means a substance that acts on copper ions (in the above-mentioned meaning) in a plating bath and improves the plating reactivity of copper ions. Therefore, the above-described action may be anything as long as it has some interaction (for example, ionic bond / action) in addition to the chelate bond / action in the usual sense. In addition, the complexing agent in the plating bath of the present invention not only acts on copper ions in the plating bath, but also on copper (not only ions but all forms) involved in the plating reaction on the object to be plated. It means what improves plating reactivity by acting.

本発明においては上記アスコルビン酸系の還元剤を使用することから、アスコルビン酸系還元剤との組み合わせにおいて、次の錯化剤の使用が好ましい。即ちホウ酸、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、オキシカルボン酸、及びアミノカルボン酸(但し、ポリアミノカルボン酸は除く)が挙げられる。本発明においては特にヒドロキシカルボン酸の使用が好ましい。具体的には、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、乳酸、しゅう酸、マロン酸、こはく酸、りんご酸、酒石酸、グリコール酸、ジグリコール酸、クエン酸、ニトリロ三酢酸、グリシン、ジメチルグリシン、グリシルグリシン、グルタミン酸、アジピン酸、チオジグリコール酸及びその塩等が挙げられる。   Since the ascorbic acid-based reducing agent is used in the present invention, the following complexing agent is preferably used in combination with the ascorbic acid-based reducing agent. That is, boric acid, carboxylic acid, hydroxycarboxylic acid, oxycarboxylic acid, and aminocarboxylic acid (however, excluding polyaminocarboxylic acid) can be mentioned. In the present invention, use of hydroxycarboxylic acid is particularly preferred. Specifically, formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, lactic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, glycolic acid, diglycolic acid, citric acid, nitrilotriacetic acid, glycine, dimethylglycine Glycylglycine, glutamic acid, adipic acid, thiodiglycolic acid and salts thereof, and the like.

さらに本発明においては上記の酸及び塩を併用することが好ましい。その理由は、本発明のめっき浴のpHは、強酸性でもなく強アルカリ性でもない中性(例えばpH3から8)であることが好ましいからである。そのために上記酸及びその塩を適宜選択することで緩衝作用を得ることができるからである。   Further, in the present invention, it is preferable to use the above acid and salt in combination. The reason is that the pH of the plating bath of the present invention is preferably neutral (for example, pH 3 to 8) that is neither strongly acidic nor strongly alkaline. Therefore, a buffering action can be obtained by appropriately selecting the acid and the salt thereof.

さらに本発明では上記の錯化剤の他に、いわゆる銅イオンのキレート剤(又はリガンド、配位子など)として知られている全ての錯化剤を含むことができる。例えば銅(II)又は銅(I)又は銅(II及びI)に親和性のある知られた錯化剤が挙げられる。具体的には、ビピリジン系、フェナントロリン系、ヒドロキノン系が挙げられる。   Furthermore, in the present invention, in addition to the above complexing agents, all complexing agents known as so-called copper ion chelating agents (or ligands, ligands, etc.) can be included. For example, known complexing agents with affinity for copper (II) or copper (I) or copper (II and I). Specific examples include bipyridine, phenanthroline, and hydroquinone.

さらに本発明においてはめっき浴中、又はめっき反応中において、銅(II)への錯化剤のみならず銅(I)への錯化剤をも含むことが好ましい。このために、本発明ではこれら銅(II)錯化剤と銅(I)錯化剤との2種類以上の錯化剤を含有することが可能である。また、銅(II)及び銅(I)へ共に親和性のある少なくとも1種類の錯化剤を含有することも可能である。   Furthermore, in the present invention, it is preferable to include not only a complexing agent for copper (II) but also a complexing agent for copper (I) in the plating bath or during the plating reaction. For this reason, in this invention, it is possible to contain 2 or more types of complexing agents, such as these copper (II) complexing agents and copper (I) complexing agents. It is also possible to contain at least one complexing agent having affinity for both copper (II) and copper (I).

例えばクエン酸ナトリウムと2,2’−ビピリジル、又は酒石酸ナトリウムと1,10−フェナントロリンとの併用である。これらの少なくとも2種類の異なる錯化剤を併用することで、以下説明する添加剤との相乗作用の結果として本発明のめっき浴に浴安定性を与える。従って得られる金属銅析出皮膜が十分な厚さでありかつ非常に密着性が良好であり、さらに析出膜の結晶性が非常に微細、緻密かつ均質であるという優れた性質を発揮することとなる。   For example, sodium citrate and 2,2'-bipyridyl, or sodium tartrate and 1,10-phenanthroline. By using these at least two different complexing agents in combination, bath stability is imparted to the plating bath of the present invention as a result of a synergistic action with the additives described below. Therefore, the obtained metal copper deposit film has a sufficient thickness and very good adhesion, and further exhibits excellent properties that the crystallinity of the deposit film is very fine, dense and homogeneous. .

上記錯化剤の濃度としては、0.005〜2モル/L程度、好ましくは0.03〜0.3モル/L程度である。0.005モル/Lより低いと浴安定性が悪くなるおそれがあり、2モル/Lよりも高いとめっきが不十分であった、緻密性に欠ける粗い結晶析出皮膜が析出するおそれがある。   The concentration of the complexing agent is about 0.005 to 2 mol / L, preferably about 0.03 to 0.3 mol / L. If it is lower than 0.005 mol / L, the bath stability may be deteriorated, and if it is higher than 2 mol / L, there is a possibility that a coarse crystal deposited film lacking in denseness, which is insufficient in plating, may be deposited.

緩衝剤
本発明のめっき浴はさらに緩衝剤を含む。ここで緩衝剤とは、本発明のめっき浴の各組成成分(銅水溶性塩、錯化剤、還元剤び添加物)のめっき浴中での安定性を強化するためのものを意味する。例えばめっき浴のpH、イオン強度、粘度などが挙げられる。本発明においては好ましくはpHが中性でめっき反応を実施するものであることから、該緩衝剤としてはpH緩衝剤が挙げられる。
Buffer :
The plating bath of the present invention further contains a buffer. Here, the buffering agent means a component for enhancing the stability of each component of the plating bath of the present invention (copper water-soluble salt, complexing agent, reducing agent and additive) in the plating bath. For example, the pH, ionic strength, viscosity, etc. of the plating bath can be mentioned. In the present invention, since the plating reaction is preferably carried out at a neutral pH, examples of the buffer include a pH buffer.

本発明のpH緩衝剤には、説明したような緩衝効果を奏するものであれば特に制限はない。緩衝剤として上記銅水溶性塩、錯化剤、還元剤及び添加物とは別の化合物を添加することのみならず、上記銅水溶性塩、錯化剤、還元剤及び添加物の各成分が緩衝剤としての作用を示すものをも含む。例えば上で説明した複数の錯化剤の組み合わせによりpH緩衝作用を奏するものは、ここで意味するpH緩衝剤である。   The pH buffer of the present invention is not particularly limited as long as it exhibits the buffering effect as described. In addition to the addition of a compound other than the copper water-soluble salt, complexing agent, reducing agent and additive as a buffering agent, each component of the copper water-soluble salt, complexing agent, reducing agent and additive comprises The thing which shows the effect | action as a buffering agent is also included. For example, what exhibits pH buffering action by the combination of a plurality of complexing agents described above is a pH buffering agent as used herein.

pH緩衝剤としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸、オキシカルボン酸、無機酸またはそれらの塩等を単独または適宜混合して使用することができる。上記モノカルボン酸としては、例えば、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、アクリル酸、トリメチル酢酸、安息香酸、クロロ酢酸またはそれらの塩等が挙げられる。上記ジカルボン酸としては、例えば、しゅう酸、こはく酸、マレイン酸、イタコン酸、パラフタル酸またはそれらの塩等が挙げられる。上記オキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、乳酸、サリチル酸、酒石酸、クエン酸またはそれらの塩等が挙げられる。上記無機酸としては、例えば、ほう酸、炭酸、亜硫酸、りん酸またはそれらの塩等が挙げられる。   As the pH buffering agent, monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, oxycarboxylic acid, inorganic acid or a salt thereof can be used alone or in appropriate mixture. Examples of the monocarboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, acrylic acid, trimethylacetic acid, benzoic acid, chloroacetic acid, and salts thereof. Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, maleic acid, itaconic acid, paraphthalic acid or salts thereof. Examples of the oxycarboxylic acid include glycolic acid, lactic acid, salicylic acid, tartaric acid, citric acid, and salts thereof. Examples of the inorganic acid include boric acid, carbonic acid, sulfurous acid, phosphoric acid, and salts thereof.

また本発明においては、めっき浴中、又はめっき反応中のpHを一定に維持するために、前記緩衝剤に加えて、適宜pH調節剤を添加することが好ましい。例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、硫酸、塩酸、ホウ酸、リン酸、モノカルボン酸、ジカルボン酸等を単独または適宜混合して使用することができる。   In the present invention, in order to maintain a constant pH during the plating bath or during the plating reaction, it is preferable to add a pH adjusting agent as appropriate in addition to the buffer. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia water, tetramethylammonium hydroxide, sulfuric acid, hydrochloric acid, boric acid, phosphoric acid, monocarboxylic acid, dicarboxylic acid and the like can be used alone or in combination as appropriate.

これらの緩衝剤、pH調節剤を適宜選択することで、本発明のめっき浴のpHとしては3〜8程度の範囲に目的に合わせて調節可能となる。   By suitably selecting these buffers and pH adjusters, the pH of the plating bath of the present invention can be adjusted in the range of about 3 to 8 according to the purpose.

添加物
本発明にかかる無電解銅めっき浴は、上で説明した銅水溶性塩、錯化剤、還元剤、緩衝剤に、さらに特定の添加物を含むことを特徴とする。前記添加剤は含窒素複素環化合物と総称される一群の化合物であり、窒素を少なくとも1つ以上含む複素環構造を有す化合物である。さらに前記含窒素複素環化合物にはその複素環構造上へ種々の置換基を有するもの(誘導体)も含まれる。さらにそれらの含窒素複素環化合物の塩も含まれる。
Additives :
The electroless copper plating bath according to the present invention is characterized by further containing a specific additive in the copper water-soluble salt, complexing agent, reducing agent, and buffering agent described above. The additive is a group of compounds collectively referred to as nitrogen-containing heterocyclic compounds, and is a compound having a heterocyclic structure containing at least one nitrogen. Further, the nitrogen-containing heterocyclic compound includes those having various substituents on the heterocyclic structure (derivatives). Further, salts of those nitrogen-containing heterocyclic compounds are also included.

本発明においては、前記環構造の員数は特に限定されるものではないが、少なくとも4員環から10員環であることが好ましく、さらに4から6員環であることが好ましい。   In the present invention, the number of members of the ring structure is not particularly limited, but is preferably at least a 4- to 10-membered ring, and more preferably a 4- to 6-membered ring.

さらに環構造に含まれる窒素の数および位置についても特に限定されないが、本発明においては、少なくとも2個の窒素が式、−N−C−N−で表される結合として含まれることが好ましい。具体的にはかかる複素環構造は、限定されるものではないが、5員環の場合にはイミダゾール環構造、6員環の場合にはピリミジン環構造が挙げられる。さらに本発明においては、例えばこれらのイミダゾール環構造、6員環の場合にはピリミジン環構造にさらに窒素又は他のヘテロ原子(O、Sなど)が含まれる複素環構造も含む。   Further, the number and position of nitrogen contained in the ring structure are not particularly limited, but in the present invention, it is preferable that at least two nitrogens are contained as a bond represented by the formula, —N—C—N—. Specifically, the heterocyclic structure is not limited, and examples thereof include an imidazole ring structure in the case of a 5-membered ring and a pyrimidine ring structure in the case of a 6-membered ring. Further, in the present invention, for example, in the case of these imidazole ring structures, and in the case of a 6-membered ring, a pyrimidine ring structure further includes a heterocyclic structure in which nitrogen or other hetero atoms (O, S, etc.) are contained.

さらに本発明の複素環構造には特に、前記−N−C−N−の結合の炭素原子がさらに特定の置換基を有することが好ましい。具体的には−N−C(Y)−N−で表される結合であり、YはH、O、S、Nなどが挙げられる。ここでYがOの場合いわゆるケトン基、すなわち尿素結合となり、YはSの場合にはチオケトン基、すなわちチオ尿素結合となる。   Furthermore, in the heterocyclic structure of the present invention, it is particularly preferable that the carbon atom of the bond of —N—C—N— further has a specific substituent. Specifically, it is a bond represented by -NC (Y) -N-, and Y includes H, O, S, N and the like. Here, when Y is O, it becomes a so-called ketone group, that is, a urea bond, and when Y is S, it becomes a thioketone group, that is, a thiourea bond.

本発明においては、5員環複素環構造の場合にはXはHであり、6員環複素環構造の場合にはYはO又はSであることが好ましい。   In the present invention, X is preferably H in the case of a 5-membered heterocyclic structure, and Y is preferably O or S in the case of a 6-membered heterocyclic structure.

本発明の含窒素複素環化合物はさらに、水溶性のめっき浴に適切な溶解度を有するように、含窒素複素環骨格に種々の置換基を含むことができる。かかる置換基は望まれる溶解性に基づき当業者であれば適宜選択することができる。例えば、疎水性置換基としては、アルキル基、(アルキル基で置換されていてよい)アリール基が挙げられ、親水性置換基には、OH、COOH、CHO、CH−CH(H)(NH)COOHなどが挙げられる。 The nitrogen-containing heterocyclic compound of the present invention can further contain various substituents in the nitrogen-containing heterocyclic skeleton so as to have an appropriate solubility in a water-soluble plating bath. Such a substituent can be appropriately selected by those skilled in the art based on the desired solubility. For example, hydrophobic substituents include alkyl groups and aryl groups (which may be substituted with alkyl groups), and hydrophilic substituents include OH, COOH, CHO, CH 2 —CH (H) (NH 2 ) COOH and the like.

本発明において好ましく使用可能な含窒素複素環化合物は、次に例示される、下式(I)、(II)、(III)又は(IV)で表される化合物である。   The nitrogen-containing heterocyclic compound that can be preferably used in the present invention is a compound represented by the following formula (I), (II), (III) or (IV) exemplified below.

(ここでnは1から6の整数を表し、Rは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
本発明において好ましく使用可能な含窒素複素環化合物は、2−チオウラシル、4−チオウラシル、2−チオバルビツール酸、1,3−ジエチルチオバルビツール酸、オロチン酸、メチルオロチン酸、1,3−ジメチルウラシル、ヒスチジン、イミダゾールが挙げられる。
(Here, n represents an integer of 1 to 6, and R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
Nitrogen-containing heterocyclic compounds that can be preferably used in the present invention include 2-thiouracil, 4-thiouracil, 2-thiobarbituric acid, 1,3-diethylthiobarbituric acid, orotic acid, methylorotic acid, 1,3- Examples include dimethyluracil, histidine, and imidazole.

これらの本発明で使用可能な含窒素複素環化合物(置換誘導体)は、市販品をそのまま使用することが可能であり、さらに通常公知の化学合成方法などを用いて製造することで入手することができる。   These nitrogen-containing heterocyclic compounds (substituted derivatives) that can be used in the present invention can be used as they are on the market, and can be obtained by manufacturing them using a generally known chemical synthesis method. it can.

含窒素複素環化合物の添加濃度には特に制限はないが、0.005〜0.1g/L、好ましくは0.01〜0.08g/L程度の範囲である。0.005g/Lより低いと浴安定性が悪くなるおそれがあり、0.08g/Lよりも高いとめっきが十分に析出せず、緻密性に欠ける粗い結晶析出皮膜が析出するおそれがある。   Although there is no restriction | limiting in particular in the addition density | concentration of a nitrogen-containing heterocyclic compound, It is 0.005-0.1 g / L, Preferably it is the range of about 0.01-0.08 g / L. If it is lower than 0.005 g / L, the bath stability may be deteriorated, and if it is higher than 0.08 g / L, plating is not sufficiently precipitated, and a coarse crystal precipitate film lacking in denseness may be precipitated.

他の添加剤
(レドックス剤)
本発明において、アスコルビン酸系還元剤に加えて他の還元系、例えばレドックス系還元剤として知られている、Co(コバルト)、Ti(チタン)、Fe(鉄)等の遷移金属のイオンを含有することもできる。本発明においては、その濃度は100mg/L以下とするものである。このレドックス系還元剤をさらに含むことで、より緻密で微細な銅結晶析出が可能となる。
Other additives :
(Redox agent)
In the present invention, in addition to an ascorbic acid-based reducing agent, other reducing systems, for example, ions of transition metals such as Co (cobalt), Ti (titanium), and Fe (iron), which are known as redox-based reducing agents, are included. You can also In the present invention, the concentration is 100 mg / L or less. By further including this redox-based reducing agent, denser and finer copper crystal precipitation becomes possible.

(界面活性剤)
また本発明のめっき浴には、これまで知られている、析出皮膜の物性を改良するための各種添加剤や被めっき物の微細箇所へ浸透するめっき浴の浸透性を高めるための各種添加剤として、種々の界面活性剤を含むことができる。本発明で使用可能な界面活性剤は、無電銅めっき浴で使用し得る全ての知られた界面活性剤が使用可能であり、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤が挙げられる。
(Surfactant)
In addition, the plating bath of the present invention includes various additives for improving the physical properties of the deposited film and various additives for improving the permeability of the plating bath that penetrates into fine parts of the object to be plated. As described above, various surfactants can be included. As the surfactant that can be used in the present invention, all known surfactants that can be used in an electroless copper plating bath can be used, and anionic surfactants, cationic surfactants, and zwitterionic surfactants can be used. And nonionic surfactants.

陰イオン界面活性剤としては、スルホン酸塩系、硫酸エステル塩系、カルボン酸塩系、リン酸エステル塩系を用いることができる。また、陽イオン界面活性剤としては、アンモニウム塩系、アルキルアミン塩系、ピリジニウム塩系を用いることができる。両性イオン界面活性剤としては、ベタイン系、アミノカルボン酸系、アミンオキシド系、非イオン界面活性剤としては、エーテル系、エステル系、シリコーン系を用いることができる。   As the anionic surfactant, a sulfonate, sulfate, carboxylate, or phosphate ester salt can be used. Moreover, as a cationic surfactant, an ammonium salt type, an alkylamine salt type, and a pyridinium salt type can be used. As the zwitterionic surfactant, betaines, aminocarboxylic acids, amine oxides, and nonionic surfactants can be used ethers, esters, and silicones.

より具体的には、陰イオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、スルフォコハク酸エステル、ポリオキシエチレン硫酸アルキル塩、アルキルリン酸エステル、長鎖脂肪酸セッケン等を用いることができる。また、陽イオン界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム塩、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム塩、塩化アルキルピリジニウム塩等を用いることができる。両性イオン界面活性剤としては、ベタイン系スルホン酸塩、ベタイン系アミノカルボン酸アミン塩を用いることができる。非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン変性ポリシロキサン等を用いることができる。   More specifically, as the anionic surfactant, alkylbenzene sulfonate, sulfosuccinate, polyoxyethylene sulfate alkyl salt, alkyl phosphate, long chain fatty acid soap and the like can be used. Further, as the cationic surfactant, alkyltrimethylammonium chloride salt, dialkyldimethylammonium chloride salt, alkylpyridinium chloride salt and the like can be used. As the zwitterionic surfactant, betaine sulfonates and betaine aminocarboxylic acid amine salts can be used. As the nonionic surfactant, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyalkylene-modified polysiloxane and the like can be used.

上記界面活性剤を含む溶液中の界面活性剤の濃度は適宜選定されるが、0.001〜10重量%、特に0.01〜1重量%であることが好ましい。   The concentration of the surfactant in the solution containing the surfactant is appropriately selected, but is preferably 0.001 to 10% by weight, particularly 0.01 to 1% by weight.

本発明の無電解銅めっき浴の使用方法
本発明の無電解銅めっき浴を用いてめっきされ得る被めっき物についても特に制限はない。本発明の無電解銅めっき浴を用いると、以下実施例でも明らかなように、非常に微細な銅結晶(すべての銅皮膜を含む)が、非常に緻密にかつ均一な皮膜となる。従って被めっき物の微細な構造(3次元構造)の表面にも非常に微細な銅結晶による非常に緻密にかつ均一な皮膜を生成させることができる。被めっき物(又は被めっき部分)として、例えば微細化され、より小型、より複雑な三次元構造を有する電子機器などへ適用され得る。
Method of using the electroless copper plating bath of the present invention :
There is no particular limitation on the object to be plated that can be plated using the electroless copper plating bath of the present invention. When the electroless copper plating bath of the present invention is used, as will be apparent from the following examples, very fine copper crystals (including all copper films) become a very dense and uniform film. Therefore, it is possible to form a very dense and uniform film with very fine copper crystals on the surface of the fine structure (three-dimensional structure) of the object to be plated. As an object to be plated (or a part to be plated), for example, it can be applied to an electronic device that is miniaturized and has a smaller and more complicated three-dimensional structure.

また被メッキ物の前処理として特に限定はなく、通常の又は公知の前処理、例えば適切な触媒(Pdなどの触媒)を付与する前処理をすることが好ましい。   Moreover, there is no limitation in particular as pre-processing of a to-be-plated object, It is preferable to perform normal or well-known pre-processing, for example, pre-processing which provides a suitable catalyst (catalysts, such as Pd).

またかかる被めっき物に銅めっきを実施する方法・装置などについては特に制限はない。通常の種々の還元系を用いためっき条件、特にアスコルビン酸系還元剤を用いるめっき条件・装置をそのまま使用することができる。例えば、本発明にかかる無電解めっき浴を予め調製して保存したものに、被めっき物を浸漬する方法、又はめっき反応を実施する直前に、本発明のめっき浴を調製して被めっき物を浸漬する方法が挙げられる。めっき浴容量、使用する装置については、被めっき物のサイズ、目的とするめっきに合わせて適宜選択することができる。めっき反応は通常室温でスムーズに進行するが、好ましくは、めっき反応温度を一定に、例えば10℃から90℃の範囲に制御する。まためっき反応の際にpHが変動する場合には、めっき浴のpHをモニタすることが好ましい。場合によっては、自動又は手動で上で説明したpH調節剤を適宜添加して制御することが好ましい。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the method and apparatus etc. which implement copper plating to this to-be-plated object. Plating conditions and apparatuses using various ordinary reducing systems, particularly plating conditions and apparatuses using ascorbic acid-based reducing agents can be used as they are. For example, the electroless plating bath according to the present invention is prepared and stored in advance. The method of immersing is mentioned. The plating bath capacity and the apparatus to be used can be appropriately selected according to the size of the object to be plated and the intended plating. The plating reaction normally proceeds smoothly at room temperature, but preferably the plating reaction temperature is controlled to be constant, for example, in the range of 10 ° C to 90 ° C. If the pH varies during the plating reaction, it is preferable to monitor the pH of the plating bath. In some cases, it is preferable to control the pH regulator as described above, either automatically or manually, as appropriate.

本発明のめっき浴を使用するめっき反応時間は、被めっき物のサイズ、皮膜の厚さや質に適合するように適宜選択することができる。被めっき物のめっき皮膜形成は通常の方法でモニタすることができる。   The plating reaction time using the plating bath of the present invention can be appropriately selected so as to suit the size of the object to be plated and the thickness and quality of the film. The formation of the plating film on the object to be plated can be monitored by a normal method.

めっき反応が終了した後、本発明のめっき浴には環境に負荷をかける成分(例えばEDTAなど)が含まれていないことからその廃棄も比較的容易となる。   After the plating reaction is completed, the plating bath according to the present invention does not contain any component that imposes a burden on the environment (for example, EDTA, etc.), so that its disposal is relatively easy.

無電解銅めっき浴の分析
本発明の無電解銅めっき浴に含まれる成分である、銅水溶性塩、錯化剤、還元剤、緩衝剤及び添加物、さらに他の添加物は、通常の又は知られた、化学分析方法又は物理的分析方法により、定性的及び定量的に分析することができる。これらの分析方法には、金属イオン分析、アニオン分析、有機化合物分析、pH測定などが含まれ、それぞれにつき従来知られた(又は公知の)種々の分析方法を適用することができる。例えば金属分析イオンの分析には知られたAA、ICPMS分析法、アニオン分析にはイオンクロマトグラフ方法、有機化合物にはイオンクロマトグラフ、ガスクロマトグイラフ、IR、NMR、MS分析方法などが適宜選択して適用できる。
Analysis of electroless copper plating bath :
Components contained in the electroless copper plating bath of the present invention, copper water-soluble salts, complexing agents, reducing agents, buffering agents and additives, and other additives are the usual or known chemical analysis methods. Alternatively, it can be analyzed qualitatively and quantitatively by a physical analysis method. These analysis methods include metal ion analysis, anion analysis, organic compound analysis, pH measurement, and the like, and various conventionally known (or known) analysis methods can be applied thereto. For example, known AA, ICPMS analysis methods for analysis of metal analysis ions, ion chromatography methods for anion analysis, ion chromatography, gas chromatograph, IR, NMR, MS analysis methods, etc. are appropriately selected for organic compounds Can be applied.

本発明の無電解銅めっき方法で得られる銅めっき皮膜
さらに本発明の無電解銅めっき浴を用いてめっきされた被めっき物のめっき表面は、析出された銅結晶が極めて微細なサイズを持ち、緻密な均一な皮膜であることを特徴とする。従って、これらの特徴を例えば、走査電子顕微鏡を用いて表面観察することで、析出された銅結晶のサイズ、緻密性、均一性を決定することができる。
Copper plating film obtained by the electroless copper plating method of the present invention :
Further, the plating surface of the object plated using the electroless copper plating bath of the present invention is characterized in that the deposited copper crystals have a very fine size and are a dense uniform film. Therefore, by observing the surface of these features using, for example, a scanning electron microscope, the size, denseness, and uniformity of the deposited copper crystals can be determined.

以下、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although the Example and comparative example of this invention are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.

めっき浴調製
実施例1から6、8、、参考例7、および比較例1から3につき、無電解銅メッキ浴を表1に示す組成、含有量にしたがって調製した。
Plating bath preparation :
For Examples 1 to 6, 8, 9 , Reference Example 7, and Comparative Examples 1 to 3, an electroless copper plating bath was prepared according to the composition and content shown in Table 1.

表1中で、硫酸銅は5水和物を、塩化銅は2水物を意味する。界面活性剤は、含フッ素系界面活性剤である、サーフロンS-141(セイケミカル株式会社製)を使用した。 In Table 1, copper sulfate means pentahydrate and copper chloride means dihydrate. Surfactant S-141 (made by Sey Chemical Co., Ltd.), which is a fluorine-containing surfactant, was used as the surfactant.

被めっき材料
実施例、参考例、及び比較例で使用した被めっき材料は、エポキシ樹脂(寸法3cmx5cm)の板状にPd触媒を施したものを使用した。
Material to be plated :
The materials to be plated used in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples were prepared by applying a Pd catalyst to a plate of epoxy resin (dimension 3 cm × 5 cm).

めっき反応:
上記の被めっき材料を、表1のそれぞれのめっき浴に浸漬した。めっき浴温度は40℃に制御し、60分反応させた。反応途中、めっき浴のpHを表1に示すpHに維持するために、25%水酸化ナトリウム、25%アンモニア水又は10%硫酸を用いて調節した。
Plating reaction:
Said to-be-plated material was immersed in each plating bath of Table 1. The plating bath temperature was controlled at 40 ° C. and reacted for 60 minutes. During the reaction, in order to maintain the pH of the plating bath at the pH shown in Table 1, it was adjusted using 25% sodium hydroxide, 25% aqueous ammonia or 10% sulfuric acid.

析出皮膜
めっき反応終了後、被めっき材料を取り出し、脱イオン水で洗浄し、乾燥させた。
Deposited film :
After completion of the plating reaction, the material to be plated was taken out, washed with deionized water, and dried.

その後析出皮膜の膜厚、結晶性(結晶サイズ、緻密性、均質性)を電子顕微鏡「走査電子顕微鏡(SEM))」で評価した。   Thereafter, the film thickness and crystallinity (crystal size, denseness, homogeneity) of the deposited film were evaluated with an electron microscope “scanning electron microscope (SEM)”.

析出皮膜の密着性は、得られためっきされた被めっき材料を取り出して折り曲げて、膜が剥離するかどうかで判定した。剥離しない場合に○、剥離(めっき中又はメッキ後に剥がれる場合も含めて)の場合に×とした。   The adhesion of the deposited film was determined by taking out the obtained plated material and bending it to determine whether the film peeled off. In the case of non-peeling, it was evaluated as “good”, and in the case of peeling (including the case of peeling during plating or after plating), x was given.

さらに浴安定性は上の表1での調製後、目視で判定した。判定は調製後2時間経過後、安定又は分解したかを評価した。結果を「安定」と「分解」として表2にまとめた。さらに、参考例7及び比較例2で得られた析出技術膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM)を図1に示す。 Furthermore, the bath stability was determined visually after the preparation in Table 1 above. Judgment evaluated whether it stabilized or decomposed | disassembled after progress for 2 hours after preparation. The results are summarized in Table 2 as “stable” and “decomposed”. Furthermore, the electron micrograph (SEM) of the surface of the precipitation technical film | membrane obtained by the reference example 7 and the comparative example 2 is shown in FIG.

結果の考察
表1,2及び図1から次のことが分かる。
Discussion of results :
From Tables 1 and 2 and FIG.

(i)実施例1から6、8、、参考例7の全てのめっき浴は、条件pH4から7で、温度40℃で十分な浴安定性を示すことから、本発明のめっき浴が優れた浴安定性を有することを示す。 (I) All the plating baths of Examples 1 to 6, 8, 9 and Reference Example 7 exhibit sufficient bath stability at a temperature of 40 ° C. under conditions of pH 4 to 7, and therefore the plating bath of the present invention is excellent. It has a good bath stability.

(ii)実施例1から6、8、、参考例7の全てのめっき浴は、非常に密着性の良好な析出膜を形成し、析出皮膜厚が0.5μmから1.1μmの範囲で、非常に微細かつ緻密かつ均質な微結晶性の皮膜を与える。従って、本発明のめっき浴を用いることで、被めっき物に、非常に微細かつ緻密で均質な銅皮膜を望ましい厚さで形成することができることが分かる。さらに被めっき物が非常に微細で複雑な3次元構造であっても良好なめっき皮膜を提供できることを示す。 (Ii) All the plating baths of Examples 1 to 6, 8, 9 and Reference Example 7 form a deposited film with very good adhesion, and the deposited film thickness is in the range of 0.5 μm to 1.1 μm. Gives a very fine, dense and homogeneous microcrystalline film. Therefore, it can be seen that by using the plating bath of the present invention, a very fine, dense and homogeneous copper film can be formed on the object to be plated with a desired thickness. Furthermore, it shows that a good plating film can be provided even if the object to be plated has a very fine and complicated three-dimensional structure.

(iii)特に実施例6から、一般的な銅キレートを含まない組成でも、実施例1〜5と同様に良好な無電解メッキ電解めっき膜を得ることができることが分かる。このことから本発明のめっき浴は環境への負荷が大変小さいものであることがわかる。   (Iii) It can be seen from Example 6 that a good electroless plating electroplated film can be obtained even with a composition that does not contain a general copper chelate, as in Examples 1-5. From this, it can be seen that the plating bath of the present invention has a very low environmental load.

(iv)また参考例7、実施例8は銅以外に多価原子価を有する金属を含んだいわゆるレドックス系還元剤を含む無電解メッキ液であるが、実施例1〜6と同様に良好な銅皮膜が得られることが分かる。このことから本発明の無電解銅めっきはこれまでのレドックス還元系と組み合わせて相乗作用を発揮させ非常に優れた無電解銅めっきを可能とすることがわかる。 (Iv) Reference Example 7 and Example 8 are electroless plating solutions containing a so-called redox-based reducing agent containing a metal having a polyvalent valence other than copper, but good as in Examples 1-6. It can be seen that a copper film is obtained. From this, it can be seen that the electroless copper plating of the present invention exhibits a synergistic effect in combination with the conventional redox reduction system and enables a very excellent electroless copper plating.

(v)また実施例9から、本発明のめっき浴は界面活性剤を含まなくとも十分優れた効果を奏することが分かる。このことから本発明のめっき浴は環境への負荷が大変小さいものであることがわかる。   (V) From Example 9, it can be seen that the plating bath of the present invention exhibits a sufficiently excellent effect even if it does not contain a surfactant. From this, it can be seen that the plating bath of the present invention has a very low environmental load.

(vi)また図1に示すように電子顕微鏡による表面観察(SEM)によると、参考例7で得られた皮膜には、銅微細結晶のサイズが少なくとも0.1μmよりも小さいことがわかる。このことは、被めっき物が非常に微細で複雑な3次元構造であっても良好なめっき皮膜を提供できることを示し、近年の電子機器への要求を満たすめっき浴であることが分かる。 (Vi) Further, as shown in FIG. 1, according to surface observation (SEM) using an electron microscope, it can be seen that the film obtained in Reference Example 7 has a copper fine crystal size of at least smaller than 0.1 μm. This indicates that even if the object to be plated has a very fine and complicated three-dimensional structure, it is possible to provide a good plating film, and it can be seen that this is a plating bath that satisfies the demand for electronic devices in recent years.

(vii)一方、比較例1から3のめっき浴は、浴安定性が十分でなく、析出膜厚も薄く(又は析出せず)、密着性のよくない、まばらで微小(又は粗大な)結晶を与えるものであることが分かる。特に比較例1の無電解銅メッキ液は、浸漬直後にめっき液が分解を始め、析出皮膜が得られなかった。また比較例2の無電解銅メッキ液では、徐々に分解を初め、一時間後にはめっき浴底に銅粉末が沈殿することが分かった。さらに得られる皮膜の析出量も少ないことが分かる。図1に示すように電子顕微鏡による表面観察(SEM)によると、実施例7で得られた皮膜と比較して、粗大で不均質な結晶であることが分かる。   (Vii) On the other hand, the plating baths of Comparative Examples 1 to 3 have sparse, fine (or coarse) crystals with insufficient bath stability, thin film thickness (or no precipitation), and poor adhesion. It turns out that it is what gives. Particularly, in the electroless copper plating solution of Comparative Example 1, the plating solution started to decompose immediately after immersion, and no deposited film was obtained. Moreover, in the electroless copper plating liquid of the comparative example 2, it started to decompose | disassemble gradually, and it turned out that copper powder precipitates on the plating bath bottom after one hour. Further, it can be seen that the amount of the deposited film is small. As shown in FIG. 1, according to surface observation (SEM) using an electron microscope, it can be seen that the crystals are coarse and heterogeneous as compared with the film obtained in Example 7.

Claims (10)

銅水溶性塩、錯化剤、還元剤、緩衝剤及び添加物を含む無電解銅めっき浴において、前記錯化剤がヒドロキシカルボン酸系錯化剤であり、前記還元剤がアスコルビン酸系還元剤であり、前記緩衝剤がpH緩衝剤であり、前記添加物が含窒素複素環化合物であり、
前記含窒素複素環化合物が、ピリミジン骨格を有し、前記ピリミジン骨格がさらにケトン又はチオケトンを含む、無電解銅めっき浴。
In an electroless copper plating bath containing a copper water-soluble salt, a complexing agent, a reducing agent, a buffering agent and additives, the complexing agent is a hydroxycarboxylic acid complexing agent, and the reducing agent is an ascorbic acid reducing agent. , and the said buffering agent is a pH buffering agent, wherein the additive Ri nitrogen-containing heterocyclic compound der,
The electroless copper plating bath, wherein the nitrogen-containing heterocyclic compound has a pyrimidine skeleton, and the pyrimidine skeleton further contains a ketone or a thioketone .
請求項1に記載の無電解銅めっき浴であり、前記錯化剤が、2,2‘−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、8−ヒドロキシキノリンの少なくともひとつを含む、無電解銅めっき浴。 Billing an electroless copper plating bath according to claim 1, wherein the complexing agent is 2,2'-bipyridine, 1,10-phenanthroline, 8-hydro alkoxy containing at least one quinoline, electroless copper plating bath. 前記含窒素複素環化合物が、下式(I)、(II)、又は(III)で表される化合物である、請求項1または2に記載の無電解銅めっき浴。
(ここでnは1から6の整数を表し、Rは炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
The electroless copper plating bath according to claim 1 or 2 , wherein the nitrogen-containing heterocyclic compound is a compound represented by the following formula (I), (II), or (III ) .
(Here, n represents an integer of 1 to 6, and R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記含窒素複素環化合物が、2−チオウラシル、4−チオウラシル、2−チオバルビツール酸、1,3−ジエチルチオバルビツール酸、オロチン酸、メチルオロチン酸、1,3−ジメチルウラシルである、請求項に記載の無電解銅めっき浴。 The nitrogen-containing heterocyclic compound is 2-thiouracil, 4-thiouracil, 2-thiobarbituric acid, 1,3-diethyl thiobarbituric acid, orotic acid, Mechiruorochin acid, 1,3 Jimechiruurashi Le, wherein Item 4. The electroless copper plating bath according to Item 3 . 前記含窒素複素環化合物の濃度が0.005〜0.1g/Lの範囲である、請求項1乃至のいずれか一項に記載の無電解銅めっき浴。 The electroless copper plating bath according to any one of claims 1 to 4 , wherein a concentration of the nitrogen-containing heterocyclic compound is in a range of 0.005 to 0.1 g / L. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の無電解銅めっき浴であり、前記銅水溶性塩が硫酸銅又は塩化銅を含み、浴中のpHが3〜8である、無電解銅めっき浴。 The electroless copper plating bath according to any one of claims 1 to 5 , wherein the copper water-soluble salt contains copper sulfate or copper chloride, and the pH in the bath is 3 to 8. bath. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の無電解銅めっき浴であり、前記pH緩衝剤が、前記ヒドロキシカルボン酸系錯化剤及びそのアルカリ塩を含む、無電解銅めっき浴。 The electroless copper plating bath according to any one of claims 1 to 6 , wherein the pH buffering agent contains the hydroxycarboxylic acid complexing agent and an alkali salt thereof. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の無電解銅めっき浴であり、さらにめっき液中で電子の授受可能な金属イオンを含む、無電解銅めっき浴。 The electroless copper plating bath according to any one of claims 1 to 7 , further comprising metal ions that can exchange electrons in a plating solution. 請求項に記載の無電解銅めっき浴であり、前記金属がTi、Co、Feの少なくともひとつである、無電解銅めっき浴。 The electroless copper plating bath according to claim 8 , wherein the metal is at least one of Ti, Co, and Fe. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の無電解銅めっき浴であり、さらに界面活性剤を含む、無電解銅めっき浴。 The electroless copper plating bath according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a surfactant.
JP2011238870A 2011-10-31 2011-10-31 Electroless copper plating bath Active JP5780920B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011238870A JP5780920B2 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Electroless copper plating bath

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011238870A JP5780920B2 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Electroless copper plating bath

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013095956A JP2013095956A (en) 2013-05-20
JP2013095956A5 JP2013095956A5 (en) 2014-08-14
JP5780920B2 true JP5780920B2 (en) 2015-09-16

Family

ID=48618235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011238870A Active JP5780920B2 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Electroless copper plating bath

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5780920B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2845922A1 (en) * 2013-09-04 2015-03-11 Rohm and Haas Electronic Materials LLC Electroless metallization of dielectrics with alkaline stable pyrimidine derivative containing catalysts
CN103966581B (en) * 2014-04-24 2016-02-24 四川大学 Surface has iron copper product of densification, evenly discrete distribution layers of copper and preparation method thereof
FR3119172A1 (en) * 2021-01-28 2022-07-29 Swissto12 Sa Stable composition for catalytic silver deposition
CN115440989A (en) * 2022-09-30 2022-12-06 楚能新能源股份有限公司 Negative current collector for lithium ion battery, pole piece and preparation method of negative current collector

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1135903A (en) * 1978-09-13 1982-11-23 John F. Mccormack Electroless copper deposition process having faster plating rates
JPH03287779A (en) * 1990-04-04 1991-12-18 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Electroless copper plating bath
JP4663243B2 (en) * 2004-01-13 2011-04-06 上村工業株式会社 Electroless copper plating bath

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013095956A (en) 2013-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201406992A (en) Plating bath for electroless deposition of nickel layers
TW201029842A (en) Stress-reduced Ni-P/Pd stacks for bondable wafer surfaces
JP6980017B2 (en) Tin plating bath and method of depositing tin or tin alloy on the surface of the substrate
JP5780920B2 (en) Electroless copper plating bath
TW201741497A (en) Copper plating solution and copper plating method
KR101727358B1 (en) Autocatalytic plating bath composition for deposition of tin and tin alloys
JP2003183845A (en) Stabilizer for electroless plating solution and method for its use
KR20150063593A (en) Process for applying a metal coating to a non-conductive substrate
KR101821852B1 (en) Alkaline plating bath for electroless deposition of cobalt alloys
JP6930966B2 (en) A plating bath composition for electroless plating gold, and a method for precipitating a gold layer.
TWI793263B (en) Electroless palladium plating solution, and palladium film
US20070175359A1 (en) Electroless gold plating solution and method
JP6591444B2 (en) Norcyan electrolytic gold plating solution and gold plating method
JP2003171772A (en) Plating composition
JP2003253456A (en) Plating method
TW201114945A (en) Electroless gold plating bath
JP4932542B2 (en) Electroless gold plating solution
US11512394B2 (en) Electroless gold plating bath
JP2008274444A (en) Electroless nickel plating bath, and plating method using the same
JP2013224496A (en) Gold sulfite salt aqueous solution for gold plating solution
TW201816183A (en) Electroless nickel plating bath which can inhibit the nickel leakage plating and the outside of pattern deposition
JP2008063644A (en) Electroless nickel alloy plating liquid
JPH0565661A (en) Production of electroless nickel plating film
JP2005200666A (en) Electroless copper-plating bath
JP2005126734A (en) Electroless nickel plating bath, and plating method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140702

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140702

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150707

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150714

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Ref document number: 5780920

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150