JP6427632B2 - Indium electroplating composition containing 2-imidazolidine thione compound, and method of electroplating indium - Google Patents

Indium electroplating composition containing 2-imidazolidine thione compound, and method of electroplating indium Download PDF

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Description

本発明は、2−イミダゾリジンチオン化合物を含有するインジウム電気めっき組成物、及び金属層上にインジウム金属を電気めっきするための方法に関する。より具体的には、本発明は、2−イミダゾリジンチオン化合物を含有するインジウム電気めっき組成物、及び金属層上にインジウム金属を電気めっきする方法に関し、該インジウム金属析出物は、均一であり、実質的にボイドフリーであり、平滑な表面形態を有する。   The present invention relates to indium electroplating compositions containing 2-imidazolidinethione compounds, and methods for electroplating indium metal on metal layers. More specifically, the present invention relates to an indium electroplating composition containing a 2-imidazolidinethione compound, and a method of electroplating indium metal on a metal layer, wherein the indium metal deposit is uniform and substantially Void-free and has a smooth surface morphology.

金属層上に標的厚さ及び平滑な表面形態のボイドフリーで均一なインジウムを再現可能にめっきする能力は、困難である。インジウム還元は、プロトン還元の電位よりも負の電位で生じ、陰極における著しい水素発泡は、増加された表面の粗さを生じさせる。不活性電子対効果により安定化され、インジウム析出プロセスにおいて形成されるインジウム(1)イオンは、プロトン還元を触媒し、不均化反応に関与して、インジウム(3)イオンを再生する。錯化剤の不在下では、インジウムイオンは、pH>3で溶液から沈殿し始める。ニッケル、錫、銅、及び金等の金属上でのインジウムのめっきは、これらの金属がプロトン還元にとって良好な触媒であり、インジウムよりも貴であり、したがってガルバニック相互作用においてインジウムの腐食を引き起こし得るため、困難である。インジウムはまた、これらの金属との不要な金属間化合物を形成する場合がある。最後に、インジウムの化学及び電気化学は十分に研究されておらず、したがって、添加剤として機能し得る化合物との相互作用は不明である。 The ability to reproducibly plate void-free, uniform indium of target thickness and smooth surface morphology on metal layers is difficult. Indium reduction occurs at a potential more negative than that of proton reduction and significant hydrogen bubbling at the cathode results in increased surface roughness. The indium (1 + ) ions, stabilized by the inert electron pair effect and formed in the indium deposition process, catalyze proton reduction and participate in the disproportionation reaction to regenerate the indium (3 + ) ions. In the absence of complexing agents, indium ions begin to precipitate out of solution at pH> 3. The plating of indium on metals such as nickel, tin, copper and gold is that these metals are good catalysts for proton reduction and are more noble than indium, and thus can cause corrosion of indium in galvanic interactions Because it is difficult. Indium can also form unwanted intermetallic compounds with these metals. Finally, the chemistry and electrochemistry of indium have not been well studied, so the interaction with compounds that can function as additives is unknown.

概して、従来のインジウム電気めっき浴は、ニッケル、銅、金、及び錫等の複数のバンプ下地金属(UBM)に適合するインジウム析出物を電気めっきすることができていない。より重要なことに、従来のインジウム電気めっき浴は、ニッケルを含む基材上に、高い共平面性及び高い表面平面性を伴ってインジウムを電気めっきすることができていない。しかしながら、インジウムは、その特有の物理特性のため、多数の工業において非常に望ましい金属である。例えば、それは十分に軟性であり、その結果、容易に変形し、2つの嵌合部品間の微細構造を充填し、低い溶融温度(156℃)及び高い熱伝導率(〜82W/m°K)、良好な導電率、合金化し、スタック内で他の金属と金属間化合物を形成する良好な能力を有する。それは、リフロー加工中に誘発される熱応力による組み立てられたチップへの損傷を低減するための3Dスタックアセンブリの望ましいプロセスである、低温はんだバンプ材料として使用され得る。かかる特性は、インジウムを、半導体及び多結晶薄膜太陽電池を含む電子工学及び関連工業における種々の使用に可能にする。   In general, conventional indium electroplating baths have not been able to electroplate indium deposits compatible with multiple bump underlayer metals (UBMs) such as nickel, copper, gold and tin. More importantly, conventional indium electroplating baths have not been able to electroplate indium with high coplanarity and high surface planarity on a substrate comprising nickel. However, indium is a highly desirable metal in many industries because of its unique physical properties. For example, it is soft enough so that it deforms easily, filling the microstructure between the two mating parts, low melting temperature (156 ° C.) and high thermal conductivity (̃82 W / m ° K) Good electrical conductivity, alloying, and good ability to form intermetallic compounds with other metals in the stack. It can be used as a low temperature solder bump material, which is a desirable process of 3D stack assembly to reduce damage to assembled chips due to thermal stress induced during reflow process. Such properties allow indium to be used in a variety of applications in the electronics and related industries, including semiconductor and polycrystalline thin film solar cells.

インジウムはまた、熱伝導材料(TIM)としても使用され得る。TIMは、集積回路(IC)等の電子デバイス、及び能動半導体デバイス、例えば、マイクロプロセッサを、その動作温度限界の超過から保護するために重要である。それらは、過剰な熱障壁を作り出すことなく、発熱デバイス(例えば、シリコン半導体)をヒートシンクまたはヒートスプレッダ(例えば、銅及びアルミニウム構成要素)に結合することを可能にする。TIMはまた、熱インピーダンス経路全体を構成するヒートシンクまたはヒートスプレッダスタックの他の構成要素のアセンブリにおいても使用され得る。   Indium can also be used as a heat conducting material (TIM). TIMs are important to protect electronic devices such as integrated circuits (ICs) and active semiconductor devices, such as microprocessors, from exceeding their operating temperature limits. They allow heat-generating devices (eg, silicon semiconductors) to be bonded to heat sinks or heat spreaders (eg, copper and aluminum components) without creating excessive thermal barriers. TIMs may also be used in the assembly of heat sinks or other components of a heat spreader stack that comprise the entire thermal impedance path.

例えば、熱グリース、熱ゲル、接着剤、エラストマー、熱パッド、及び相変化材料等のいくつかの種類の材料が、TIMとして使用されている。前述のTIMは多くの半導体デバイスに適してはいたが、半導体デバイスの性能の増加は、かかるTIMを不適切にしている。多くの現在のTIMの熱伝導率は、5W/m°Kを超えず、多くは1W/m°K未満である。しかしながら、15W/m°Kを超える効果的な熱伝導率を有する熱界面を形成するTIMが、現在必要とされている。   For example, several types of materials, such as thermal greases, thermal gels, adhesives, elastomers, thermal pads, and phase change materials, have been used as TIMs. While the TIMs described above have been suitable for many semiconductor devices, the increased performance of semiconductor devices has made such TIMs unsuitable. The thermal conductivity of many current TIMs does not exceed 5 W / m ° K and many are less than 1 W / m ° K. However, there is currently a need for TIMs that form thermal interfaces with an effective thermal conductivity greater than 15 W / m ° K.

したがって、インジウムは、電子デバイスにとって非常に望ましい金属であり、金属基材上にインジウム金属を電気めっきするための改善されたインジウム組成物に対する必要性が存在する。   Thus, indium is a highly desirable metal for electronic devices, and there is a need for improved indium compositions for electroplating indium metal on metal substrates.

組成物は、1つ以上のインジウムイオン源と、1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物と、クエン酸、その塩、またはその混合物と、を含む。   The composition comprises one or more sources of indium ions, one or more 2-imidazolidinethione compounds, and citric acid, a salt thereof, or a mixture thereof.

方法は、金属層を含む基材を提供することと;該基材を、1つ以上のインジウムイオン源、1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物、及びクエン酸、その塩、またはその混合物を含む、インジウム電気めっき組成物と、接触させることと;該インジウム電気めっき組成物を用いて、該基材の該金属層上にインジウム金属層を電気めっきすることと、を含む。   The method comprises providing a substrate comprising a metal layer; the substrate comprising one or more sources of indium ions, one or more 2-imidazolidinethione compounds, and citric acid, a salt thereof, or a mixture thereof. And D. contacting an indium electroplating composition; and electroplating the indium metal layer on the metal layer of the substrate using the indium electroplating composition.

本インジウム電気めっき組成物は、金属層上に、実質的にボイドフリーであり、均一であり、平滑な形態を有するインジウム金属の析出物を提供し得る。標的厚さ及び平滑な表面形態のボイドフリーで均一なインジウムを再現可能にめっきする能力は、半導体及び多結晶薄膜太陽電池を含む、電子工業におけるインジウムの拡大された使用を可能にする。本発明の電気めっき組成物から析出されるインジウムは、リフロー加工中に誘発される熱応力による組み立てられたチップへの損傷を低減するための3Dスタックアセンブリに望ましい、低温はんだバンプ材料として使用され得る。インジウムはまた、マイクロプロセッサ及び集積回路等の電子デバイスを保護するための熱伝導材料としても使用され得る。本発明は、これまでの高度な電子デバイスにおける用途の要件を満たす十分な特性のインジウム層を電気めっきすることができないという多くの問題に対処する。   The present indium electroplating compositions can provide a deposit of indium metal that is substantially void free, uniform, and has a smooth morphology on the metal layer. The ability to reproducibly plate void-free, uniform indium with target thickness and smooth surface morphology enables expanded use of indium in the electronics industry, including semiconductor and polycrystalline thin film solar cells. Indium deposited from the electroplating composition of the present invention can be used as a low temperature solder bump material desirable in 3D stack assemblies to reduce damage to assembled chips due to thermal stress induced during reflow processing . Indium can also be used as a thermally conductive material to protect electronic devices such as microprocessors and integrated circuits. The present invention addresses many of the problems of not being able to electroplate an indium layer of sufficient properties to meet the requirements of applications in previous advanced electronic devices.

75μmの直径を有するニッケルめっきされたビアの光学顕微鏡画像である。8 is an optical microscope image of a nickel plated via having a diameter of 75 μm. 75μmの直径を有するニッケルめっきされたビア上のインジウム層の光学顕微鏡画像である。8 is an optical microscope image of an indium layer on a nickel plated via having a diameter of 75 μm. インジウムが、0.25g/Lの1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオンを含有するインジウム組成物から電気めっきされた、75μmの直径を有するニッケルめっきされたビア上のインジウム層の光学顕微鏡画像である。Optical microscope of an indium layer on a nickel plated via having a diameter of 75 μm, wherein the indium is electroplated from an indium composition containing 0.25 g / L of 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione It is an image. インジウムが、1.25g/Lの1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオンを含有するインジウム組成物から電気めっきされた、50μmの長さを有するニッケルめっきされた長方形ビア上のインジウム層の光学顕微鏡画像である。An indium layer on a nickel-plated rectangular via having a length of 50 μm, wherein the indium is electroplated from an indium composition containing 1.25 g / L of 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione It is an optical microscope image. インジウムが、0.01g/Lの1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオンを含有するインジウム組成物から電気めっきされた、75μmの直径を有するニッケルめっきされたビア上のインジウム層の光学顕微鏡画像である。Optical microscope of an indium layer on a nickel plated via having a diameter of 75 μm, wherein the indium is electroplated from an indium composition containing 0.01 g / L 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione It is an image. インジウムが、0.1g/Lの1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオンを含有するインジウム組成物から電気めっきされた、75μmの直径を有するニッケルめっきされたビア上のインジウム層の光学顕微鏡画像である。Optical microscope of an indium layer on a nickel plated via having a diameter of 75 μm, wherein the indium is electroplated from an indium composition containing 0.1 g / L 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione It is an image. インジウムが、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオン及び塩化ナトリウムを含有するインジウム組成物から電気めっきされた、75μmの直径を有するニッケルめっきされたビア上のインジウム層の光学顕微鏡画像である。FIG. 6 is an optical microscope image of an indium layer on a nickel plated via having a diameter of 75 μm electroplated from an indium composition containing indium, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione and sodium chloride .

本明細書を通して使用されるとき、別段に文脈により明確に示されない限り、以下の略称は以下の意味を有する。℃=セ氏度、°K=ケルビン度、g=グラム、mg=ミリグラム、L=リットル、A=アンペア、dm=デシメートル、ASD=A/dm=電流密度、μm=ミクロン=マイクロメートル;ppm=100万分率、ppb=十億分率、ppm=mg/L、インジウムイオン=In3+、Li=リチウムイオン、Na=ナトリウムイオン、K=カリウムイオン、NH =アンモニウムイオン、nm=ナノメートル=10−9メートル、μm=マイクロメートル=10−6メートル、M=モル、MEMS=微小電気機械システム、TIM=熱伝導材料、IC=集積回路、EO=エチレンオキシド、及びPO=プロピレンオキシド。 As used throughout this specification, the following abbreviations have the following meanings, unless the context clearly indicates otherwise. ° C = degrees Celsius, ° K = degrees Kelvin, g = grams, mg = milligrams, L = liters, A = amps, dm = decimeters, ASD = A / dm 2 = current density, μm = microns = micrometers; ppm = 1,000,000, ppb = billion, ppm = mg / L, indium ion = In 3+ , Li + = lithium ion, Na + = sodium ion, K + = potassium ion, NH 4 + = ammonium ion, nm = Nanometer = 10 -9 meters, μm = micrometer = 10 -6 meters, M = mole, MEMS = microelectromechanical system, TIM = thermally conductive material, IC = integrated circuit, EO = ethylene oxide, and PO = propylene oxide .

「析出させる」、「めっきする」、及び「電気めっきする」という用語は、本明細書を通して同義的に使用される。「コポリマー」という用語は、2つ以上の異なる量体(mer)からなる化合物である。「デンドライト」という用語は、分岐したスパイク様の金属結晶を意味する。別段に記載のない限り、全てのめっき浴は、水性溶媒ベース、すなわち水性のめっき浴である。別段に記載のない限り、全ての量は重量パーセントであり、全ての比率はモル基準である。全ての数値範囲は、かかる数値範囲が最大100%まで加算するよう制約されていることが論理的である場合を除き、包括的であり、任意の順序で組み合わせ可能である。   The terms "deposit," "plate," and "electroplate" are used interchangeably throughout this specification. The term "copolymer" is a compound consisting of two or more different mers. The term "dendrite" refers to branched spike-like metal crystals. Unless otherwise stated, all plating baths are aqueous solvent based, ie, aqueous plating baths. All amounts are weight percent and all ratios are on a molar basis, unless otherwise stated. All numerical ranges are inclusive and combinable in any order, except where it is logical that such numerical ranges are constrained to add up to 100%.

本組成物は、水性環境において可溶性である1つ以上のインジウムイオン源を含む。インジウム組成物は、合金化金属を含まない。かかる源としては、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、及びトルエンスルホン酸等のアルカンスルホン酸及び芳香族スルホン酸のインジウム塩、スルファミン酸のインジウム塩、インジウムの硫酸塩、インジウムの塩化物及び臭化物塩、硝酸塩、水酸化物塩、酸化インジウム、フルオロホウ酸塩、例えば、クエン酸、アセト酢酸、グリオキシル酸、ピルビン酸、グリコール酸、マロン酸、ヒドロキサム酸、イミノ二酢酸、サリチル酸、グリセリン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、ヒドロキシ酪酸等のカルボン酸のインジウム塩、例えば、アルギニン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グリシン、グルタミン、ロイシン、リジン、トレオニン、イソロイシン、及びバリン等のアミノ酸のインジウム塩、が挙げられるが、これらに限定されない。典型的には、インジウムイオン源は、硫酸、スルファミン酸、アルカンスルホン酸、芳香族スルホン酸、及びカルボン酸の1つ以上のインジウム塩である。より典型的には、インジウムイオン源は、硫酸及びスルファミン酸の1つ以上のインジウム塩である。   The composition comprises one or more sources of indium ions that are soluble in an aqueous environment. The indium composition does not contain an alloying metal. Such sources include, for example, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, butanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and alkanesulfonic acids such as toluenesulfonic acid and indium salts of aromatic sulfonic acids, indium salts of sulfamic acid, and indium sulfuric acid Salts, chlorides and bromides of indium, nitrates, hydroxides, indium oxide, fluoroborates, such as citric acid, acetoacetic acid, glyoxylic acid, pyruvic acid, glycolic acid, malonic acid, hydroxamic acid, iminodiacetic acid Indium salts of carboxylic acids such as salicylic acid, glyceric acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid and hydroxybutyric acid, eg, arginine, aspartic acid, asparagine, glutamic acid, glycine, glutamine, leucine, lysine, threonine, threonine, isoleucine and valine An indium salt of an amino acid, including but not limited to. Typically, the indium ion source is one or more indium salts of sulfuric acid, sulfamic acid, alkanesulfonic acid, aromatic sulfonic acid, and carboxylic acid. More typically, the indium ion source is one or more indium salts of sulfuric acid and sulfamic acid.

インジウムの水溶性塩は、所望の厚さのインジウム析出物を提供するのに十分な量で本組成物中に含まれる。好ましくは、水溶性インジウム塩は、本組成物中に2g/L〜70g/L、より好ましくは2g/L〜60g/L、最も好ましくは2g/L〜30g/Lの量でインジウム(3)イオンを提供するように、本組成物中に含まれる。 A water soluble salt of indium is included in the composition in an amount sufficient to provide an indium deposit of the desired thickness. Preferably, the water soluble indium salt is present in the composition in an amount of 2 g / L to 70 g / L, more preferably 2 g / L to 60 g / L, most preferably 2 g / L to 30 g / L of indium (3 + And the like) to be included in the present composition to provide ions.

1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物が、インジウム組成物中に含まれる。1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物は、0.005g/L〜5g/L、好ましくは0.01g/L〜3g/L、より好ましくは0.01g/L〜1.5g/Lの量でインジウム組成物中に含まれる。   One or more 2-imidazolidinethione compounds are included in the indium composition. The one or more 2-imidazolidinethione compounds are indium in amounts of 0.005 g / L to 5 g / L, preferably 0.01 g / L to 3 g / L, more preferably 0.01 g / L to 1.5 g / L. It is contained in a composition.

2−イミダゾリジンチオン化合物としては、以下の式を有する化合物が挙げられるが、これれに限定されず、   Examples of 2-imidazolidinethione compounds include, but are not limited to, compounds having the following formulae:

式中、R及びRは独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C−C12)アルキル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C−C12)アルキル、直鎖もしくは分岐(C−C12)アルコキシ、直鎖もしくは分岐(C−C12)アリル、アミノ、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ(C−C12)アルキル、アセチル、及び置換もしくは非置換アリール(C−C12)アルキルから選択され;R、R、R、及びRは独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C−C12)アルキル、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C−C12)アルキル、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ、アリール、直鎖もしくは分岐(C−C12)アルコキシ、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ(C−C12)アルキル、及びアセチルから選択される。アリール上の置換基としては、直鎖もしくは分岐(C−C)アルキル、ヒドロキシル、ヒドロキシ(C−C)アルキル、(C−C)アルコキシ、ならびに第一級、第二級、及び第三級アミノ(C−C)アルキルが挙げられるが、これらに限定されない。第二級及び第三級アミノ基の水素を置き換える置換基としては、直鎖もしくは分岐(C−C)アルキル、置換もしくは非置換フェニル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシル(C−C)アルキル、及び(C−C)脂環式が挙げられるが、これらに限定されない。 Wherein R 1 and R 2 are independently hydrogen, linear or branched (C 1 -C 12 ) alkyl, linear or branched hydroxy (C 1 -C 12 ) alkyl, linear or branched (C 1- C 12 ) Alkoxy, linear or branched (C 3 -C 12 ) allyl, amino, primary, secondary or tertiary amino (C 1 -C 12 ) alkyl, acetyl, and substituted or unsubstituted aryl (C 1 -C 12) is selected from alkyl; R 3, R 4, R 5, and R 6 are independently hydrogen, a linear or branched (C 1 -C 12) alkyl, hydroxyl, straight-chain or branched Hydroxy (C 1 -C 12 ) alkyl, primary, secondary or tertiary amino, aryl, linear or branched (C 1 -C 12 ) alkoxy, primary, secondary or tertiary Grade Mino (C 1 -C 12) alkyl, and is selected from acetyl. Substituents on aryl include linear or branched (C 1 -C 5 ) alkyl, hydroxyl, hydroxy (C 1 -C 5 ) alkyl, (C 1 -C 3 ) alkoxy, as well as primary and secondary And tertiary amino (C 1 -C 5 ) alkyls, but is not limited thereto. As a substituent replacing hydrogen of secondary and tertiary amino groups, linear or branched (C 1 -C 5 ) alkyl, substituted or unsubstituted phenyl, linear or branched hydroxyl (C 1 -C 5 ) alkyl And (C 4 -C 8 ) alicyclic, but is not limited thereto.

好ましくは、R及びRは独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C−C)アルキル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C−C)アルキル、(C−C)アルコキシ、アミノ、第一級もしくは第二級アミノ(C−C)アルキル、及びアセチルから選択される。好ましくは、R、R、R、及びRは独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C−C)アルキル、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C−C)アルキル、及び置換もしくは非置換フェニルから選択される。より好ましくは、R及びRは独立して、水素、(C−C)アルキル、ヒドロキシ(C−C)アルキル、第一級アミノ(C−C)アルキル、及びアセチルから選択される。より好ましくは、R、R、R、及びRは独立して、水素、(C−C)アルキル、ヒドロキシル、及びフェニルから選択される。 Preferably, R 1 and R 2 are independently hydrogen, linear or branched (C 1 -C 5 ) alkyl, linear or branched hydroxy (C 1 -C 5 ) alkyl, (C 1 -C 3 ) alkoxy , Amino, primary or secondary amino (C 1 -C 5 ) alkyl, and acetyl. Preferably, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently hydrogen, linear or branched (C 1 -C 5 ) alkyl, hydroxyl, linear or branched hydroxy (C 1 -C 5 ) alkyl And substituted or unsubstituted phenyl. More preferably, R 1 and R 2 are independently hydrogen, (C 1 -C 2 ) alkyl, hydroxy (C 1 -C 3 ) alkyl, primary amino (C 1 -C 3 ) alkyl, and acetyl It is selected from More preferably, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from hydrogen, (C 1 -C 4 ) alkyl, hydroxyl and phenyl.

かかる2−イミダゾリジンチオン化合物の例は、2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジンチオン、1−メチル−5−フェニル−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジンチオン、1−メチル−2−イミダゾリジンチオン、4,4−ジメチル−2−イミダゾリジンチオン、4,5−ジメチル−2−イミダゾリジンチオン、(4S)−4−メチル−2−イミダゾリジンチオン、1−ドデシル−2−イミダゾリジンチオン、1−ブチル−5−(1−メチルエチル)−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジアリル−2−イミダゾリジンチオン、1−アセチル−3−アリル−2−イミダゾリジンチオン、1−(2−アミノエチル)−2−イミダゾリジンチオン、1−アセチル−2−イミダゾリジンチオン、4,5−ジヒドロキシ−1−メチル−2−イミダゾリジンチオン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2−イミダゾリジンチオン、1−エチル−5−(4−メトキシフェニル)−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジエチル−4,5−ジヒドロキシ−4,5−ジフェニル−2−イミダゾリジンチオン、及び1,3ビス[(シクロヘキシルアミノ)メチル]−2−イミダゾリジンチオンである。   Examples of such 2-imidazolidinethione compounds are 2-imidazolidinethione, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinethione, 1-methyl-5-phenyl-2-imidazolidinethione, 1,3-diethyl-2-imidazolidinethione, 1-methyl-2 -Imidazolidinethione, 4,4-dimethyl-2-imidazolidinethione, 4,5-dimethyl-2-imidazolidinethione, (4S) -4-methyl-2-imidazolidinethione, 1-dodecyl-2-imidazolidinethione, 1-butyl-5- ( 1-Methylethyl) -2-imidazolidinethione, 1,3-diallyl-2-imidazolidinethione, 1-acetyl-3-allyl-2-imidazolidinethione, 1- (2-aminoethyl) -2-imidazolidinethione, 1-acetyl-2 -Imidazolidine Thione, 4,5-dihydroxy-1-methyl-2-imidazolidinethione, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione, 1,3-bis (hydroxymethyl) -2-imidazolidinethione, 1-ethyl-5- ( 4-methoxyphenyl) -2-imidazolidinethione, 1,3-diethyl-4,5-dihydroxy-4,5-diphenyl-2-imidazolidinethione, and 1,3 bis [(cyclohexylamino) methyl] -2-imidazolidinethione .

クエン酸、その塩またはその混合物が、本インジウム組成物中に含まれる。クエン酸塩としては、クエン酸ナトリウム二水和物、クエン酸モノナトリウム、クエン酸カリウム、及びクエン酸ジアンモニウムが挙げられるが、これらに限定されない。クエン酸、その塩またはその混合物は、5g/L〜300g/L、好ましくは50g/L〜200g/Lの量で含まれ得る。好ましくは、クエン酸の混合物、及びその塩は、前述の量で本インジウム組成物中に含まれる。   Citric acid, its salts or mixtures thereof are included in the present indium composition. Citrate salts include, but are not limited to sodium citrate dihydrate, monosodium citrate, potassium citrate, and diammonium citrate. Citric acid, its salts or mixtures thereof may be included in amounts of 5 g / L to 300 g / L, preferably 50 g / L to 200 g / L. Preferably, a mixture of citric acid, and salts thereof, are included in the present indium composition in the amounts described above.

任意に、しかし好ましくは、1つ以上の塩化物イオン源が本インジウム電気めっき組成物に含まれる。塩化物イオン源としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化水素、またはそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、塩化物イオン源は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、またはそれらの混合物である。より好ましくは、塩化物イオン源は、塩化ナトリウムである。1つ以上の塩化物イオン源は、塩化物イオン対インジウムイオンのモル比が、少なくとも2:1、好ましくは2:1〜7:1、より好ましくは4:1〜6:1ように本インジウム組成物中に含まれる。   Optionally, but preferably, one or more chloride ion sources are included in the present indium electroplating compositions. Chloride ion sources include, but are not limited to sodium chloride, potassium chloride, hydrogen chloride, or mixtures thereof. Preferably, the chloride ion source is sodium chloride, potassium chloride or a mixture thereof. More preferably, the chloride ion source is sodium chloride. The one or more chloride ion sources may have a molar ratio of chloride ions to indium ions of at least 2: 1, preferably 2: 1 to 7: 1, more preferably 4: 1 to 6: 1. It is contained in a composition.

任意に、クエン酸、その塩、またはその混合物に加えて、1〜4、好ましくは2〜3のpHを提供するために1つ以上の追加の緩衝剤が本インジウム組成物中に含まれ得る。緩衝剤には、酸及びその共役塩基の塩が含まれる。酸としては、アミノ酸、カルボン酸、グリオキシル酸、ピルビン酸、ヒドロキサム酸、イミノ二酢酸、サリチル酸、コハク酸、ヒドロキシ酪酸、酢酸、アセト酢酸、酒石酸、リン酸、シュウ酸、炭酸、アスコルビン酸、ホウ酸、ブタン酸、チオ酢酸、グリコール酸、リンゴ酸、ギ酸、ヘプタン酸、ヘキサン酸、フッ化水素酸、乳酸、亜硝酸、オクタン酸、ペンタン酸、尿酸、ノナン酸、デカン酸、亜硫酸、硫酸、アルカンスルホン酸及びアリールスルホン酸、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等、スルファミン酸が挙げられる。酸は、共役塩基のLi、Na、K、NH 、または(C(2n+1)塩と組み合わされ、式中、nは、1〜6の整数である。 Optionally, in addition to citric acid, its salts, or mixtures thereof, one or more additional buffering agents may be included in the present indium composition to provide a pH of 1 to 4, preferably 2 to 3. . Buffering agents include salts of acids and their conjugate bases. As the acid, amino acid, carboxylic acid, glyoxylic acid, pyruvic acid, hydroxamic acid, iminodiacetic acid, salicylic acid, salicylic acid, succinic acid, hydroxybutyric acid, acetic acid, acetoacetic acid, tartaric acid, phosphoric acid, oxalic acid, carbonic acid, ascorbic acid, boric acid Butanoic acid, thioacetic acid, glycolic acid, malic acid, formic acid, heptanoic acid, hexanoic acid, hydrofluoric acid, lactic acid, nitric acid, nitrous acid, octanoic acid, pentanoic acid, uric acid, nonanoic acid, decanoic acid, sulfurous acid, sulfuric acid, alkane Sulfonic acid and arylsulfonic acid, such as methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid and the like, and sulfamic acid can be mentioned. The acid is combined with the conjugated bases Li + , Na + , K + , NH 4 + , or (C n H (2n + 1) 2 ) 4 N + salt, where n is an integer of 1 to 6.

任意に、1つ以上の界面活性剤が、本インジウム組成物中に含まれ得る。かかる界面活性剤としては、TOMAMINE(登録商標)−Q−C−15界面活性剤として市販されている、第四級アミン等のアミン界面活性剤、TOMAMINE(登録商標)−AO−455界面活性剤として市販されているアミンオキシド(両方ともAir Productsから入手可能);HuntsmanからSURFONAMINE(登録商標)L−207アミン界面活性剤として市販されている親水性ポリエーテルモノアミン;RALUFON(登録商標)EA15−90界面活性剤として市販されているポリエチレングリコールオクチル(3−スルフロプロピル)ジエーテル;RALUFON(登録商標)NAPE14−90界面活性剤として市販されているカリウム塩である[(3−スルフロプロポキシ)−ポリアルコキシ]−β−ナフチルエーテル、RALUFON(登録商標)EN16−80界面活性剤として市販されているオクタエチレングリコールオクチルエーテル、RALUFON(登録商標)F11−3界面活性剤として市販されているカリウム塩であるポリエチレングリコールアルキル(3−スルフロプロピル)ジエーテル(全てはRaschig GmbHから得られる);BSFから入手可能なTETRONIC(登録商標)−304界面活性剤として市販されているEO/POブロックコポリマー;ADUXOL(商標)NAP−08、ADUXOL(商標)NAP−03、ADUXOL(商標)NAP−06等のSchaerer & Schlaepfer AGからのエトキシ化β−ナフトール;Air Products and Chemicals Co.からのSURFYNOL(登録商標)484界面活性剤等のエトキシ化2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール;TIB Chemicals LUX(商標)NPS界面活性剤等のエトキシ化β−ナフトールであるLUX(商標)BN−13界面活性剤;PCC Chemax,Inc.から入手可能なPOLYMAX(登録商標)PA−31界面活性剤等のエトキシ化−β−ナフトールが挙げられるが、これらに限定されない。かかる界面活性剤は、1ppm〜10g/L、好ましくは5ppm〜5g/Lの量で含まれる。   Optionally, one or more surfactants may be included in the present indium compositions. As such surfactants, amine surfactants such as quaternary amines, which are commercially available as TOMAMINE (registered trademark) -Q-C-15 surfactants, TOMAMINE (registered trademark) -AO-455 surfactants Amine oxides (both available from Air Products) commercially available as: Hydrophilic polyether monoamines commercially available from Huntsman as SURFONAMINE® L-207 amine surfactant; RALUFON® EA 15-90 Polyethylene glycol octyl (3-sulfopropyl) diether marketed as surfactant; a potassium salt marketed as RALUFON® NAPE 14-90 surfactant [(3-sulfopropoxy) -polyalcohol ] -Β-Naphthyl ether, octaethylene glycol octyl ether marketed as RALUFON® EN 16-80 surfactant, potassium salt marketed as RALUFON® F 11-3 surfactant Polyethylene glycol alkyl (3-sulfopropyl) diethers (all available from Raschig GmbH); EO / PO block copolymers commercially available as TETRONIC®-304 surfactants available from BSF; ADUXOLTM ) Ethoxylated beta-naphthols from Schaerer & Schlaepfer AG such as NAP-08, ADUXOL (TM) NAP-03, ADUXOL (TM) NAP-06, etc; Air Products and Ch emicals Co. Ethoxylated 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decyne-4,7-diol such as SURFYNOL® 484 surfactant from: Ethoxylated such as TIB Chemicals LUXTM NPS surfactant LUXTM BN-13 surfactant which is β-naphthol; PCC Chemax, Inc. And ethoxylated-.beta.-naphthols such as, but not limited to, POLYMAX.RTM. PA-31 surfactants available from U.S. Pat. Such surfactants are included in amounts of 1 ppm to 10 g / L, preferably 5 ppm to 5 g / L.

任意に、本インジウム組成物は、1つ以上の結晶微細化剤を含み得る。かかる結晶微細化剤としては、2−ピコリン酸、ナトリウム2−ナフトール−7−スルホネート、3−(ベンゾチアゾール−2−イルチオ)プロパン−1−スルホン酸(ZPS)、3−(カルバンイミドイルチオ(carbamimidoylthio))プロパン−1−スルホン酸(UPS)、ビス(スルホプロピル)ジスルフィド(SPS)、メルカプトプロパンスルホン酸(MPS)、3−N,N−ジメチルアミノジチオカルバモイル−1−プロパンスルホン酸(DPS)、及び(O−エチルジチオカルボナト)−S−(3−スルホプロピル)−エステル(OPX)が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、かかる結晶微細化剤は、0.1ppm〜5g/L、より好ましくは0.5ppm〜1g/Lの量で本インジウム組成物中に含まれる。   Optionally, the indium composition may include one or more crystal grain refining agents. Such crystal refining agents include 2-picolinic acid, sodium 2-naphthol-7-sulfonate, 3- (benzothiazol-2-ylthio) propane-1-sulfonic acid (ZPS), 3- (carbanimidoylthio ( carbamimidoylthio)) propane-1-sulfonic acid (UPS), bis (sulfopropyl) disulfide (SPS), mercaptopropanesulfonic acid (MPS), 3-N, N-dimethylaminodithiocarbamoyl-1-propanesulfonic acid (DPS) And (O-ethyldithiocarbonato) -S- (3-sulfopropyl) -ester (OPX), but is not limited thereto. Preferably, such grain refiners are included in the present indium compositions in amounts of 0.1 ppm to 5 g / L, more preferably 0.5 ppm to 1 g / L.

任意に、1つ以上の抑制剤が、本インジウム組成物中に含まれ得る。抑制剤としては、フェナントロリン及びその誘導体、例えば、1,10−フェナントロリン、トリエタノールアミン及びその誘導体、例えば、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸ナトリウム、及びラウリル硫酸エトキシ化アンモニウム等、ポリエチレンイミン及びその誘導体、例えば、ヒドロキシプロピルポリエンイミン(HPPEI−200)等、ならびにアルコキシル化ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。かかる抑制剤は、従来的な量で本インジウム組成物中に含まれる。典型的には、抑制剤は、1ppm〜5g/Lの量で含まれる。   Optionally, one or more inhibitors may be included in the present indium compositions. Examples of inhibitors include phenanthroline and its derivatives such as 1,10-phenanthroline, triethanolamine and its derivatives such as triethanolamine lauryl sulfate, sodium lauryl sulfate, and ammonium ethoxylated lauryl sulfate, etc. polyethylenimine and its derivatives For example, but not limited to, hydroxypropyl polyene imine (HPPEI-200) and the like, and alkoxylated polymers. Such inhibitors are included in the present indium compositions in conventional amounts. Typically, the inhibitor is included in an amount of 1 ppm to 5 g / L.

任意に、1つ以上のレベラーが、本インジウム組成物中に含まれ得る。レベラーとしては、ポリアルキレングリコールエーテルが挙げられるが、これらに限定されない。かかるエーテルとしては、ジメチルポリエチレングリコールエーテル、ジ−第三級ブチルポリエチレングリコールエーテル、ポリエチレン/ポリプロピレンジメチルエーテル(混合またはブロックコポリマー)、及びオクチルモノメチルポリアルキレンエーテル(混合またはブロックコポリマー)が挙げられるが、これらに限定されない。かかるレベラーは、従来的な量で含まれる。概して、かかるレベラーは、100ppb〜500ppbの量で含まれる。   Optionally, one or more levelers may be included in the present indium composition. Levelers include, but are not limited to, polyalkylene glycol ethers. Such ethers include dimethyl polyethylene glycol ether, di-tertiary butyl polyethylene glycol ether, polyethylene / polypropylene dimethyl ether (mixed or block copolymer), and octyl monomethyl polyalkylene ether (mixed or block copolymer). It is not limited. Such levelers are included in conventional amounts. Generally, such levelers are included in amounts of 100 ppb to 500 ppb.

任意に、1つ以上の水素抑制剤が、インジウム金属の電気めっき中の水素ガス形成を抑制するために本インジウム組成物中に含まれ得る。水素抑制剤としては、エピハロヒドリンコポリマーが挙げられる。エピハロヒドリンとしては、エピクロルヒドリン及びエピブロモヒドリンが挙げられる。典型的には、エピクロルヒドリンのコポリマーが使用される。かかるコポリマーは、エピクロルヒドリンまたはエピブロモヒドリンと、窒素、硫黄、酸素原子、またはそれらの組み合わせを含む1つ以上の有機化合物との水溶性重合生成物である。   Optionally, one or more hydrogen inhibitors can be included in the present indium composition to suppress hydrogen gas formation during electroplating of indium metal. Hydrogen inhibitors include epihalohydrin copolymers. Epihalohydrin includes epichlorohydrin and epibromohydrin. Typically, a copolymer of epichlorohydrin is used. Such copolymers are water soluble polymerization products of epichlorohydrin or epibromohydrin and one or more organic compounds comprising nitrogen, sulfur, oxygen atoms, or combinations thereof.

エピハロヒドリンと共重合可能な窒素含有有機化合物としては、
1)脂肪族鎖アミン、
2)少なくとも2つの反応性窒素部位を有する非置換複素環窒素化合物、ならびに
3)少なくとも2つの反応性窒素部位を有し、アルキル基、アリール基、ニトロ基、ハロゲン、及びアミノ基から選択される1〜2個の置換基を有する置換複素環窒素化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
As nitrogen-containing organic compounds copolymerizable with epihalohydrin,
1) Aliphatic chain amine,
2) Unsubstituted heterocyclic nitrogen compounds having at least two reactive nitrogen sites, and 3) having at least two reactive nitrogen sites and selected from alkyl groups, aryl groups, nitro groups, halogens, and amino groups It includes, but is not limited to, substituted heterocyclic nitrogen compounds having 1 to 2 substituents.

脂肪族鎖アミンとしては、ジメチルアミン、エチルアミン、メチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、イソオクチルアミン、ノニルアミン、イソノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、及びアルカノールアミンが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of aliphatic chain amines include dimethylamine, ethylamine, methylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, isooctylamine and nonylamine Include, but are not limited to, isononylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, and alkanolamines.

少なくとも2つの反応性窒素部位を有する非置換複素環窒素化合物としては、イミダゾール、イミダゾリン、ピラゾール、1,2,3−トリアゾール、テトラゾール、ピラダジン(pyradazine)、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、及び1,3,4−チアジアゾールが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of unsubstituted heterocyclic nitrogen compounds having at least two reactive nitrogen sites include imidazole, imidazoline, pyrazole, 1,2,3-triazole, tetrazole, pyradazine, 1,2,4-triazole, 1,2,3 Examples include, but are not limited to, 3-oxadiazole, 1,2,4-thiadiazole, and 1,3,4-thiadiazole.

少なくとも2つの反応性窒素部位を有し、1〜2個の置換基を有する置換複素環窒素化合物としては、ベンズイミダゾール、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、1,3−ジエムチル(diemthyl)イミダゾール、4−ヒドロキシ−2−アミノイミダゾール、5−エチル−4−ヒドロキシイミダゾール、2−フェニルイミダゾリン、及び2−トリルイミダゾリンが挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of substituted heterocyclic nitrogen compounds having at least two reactive nitrogen sites and having 1 to 2 substituents include benzimidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 1,3-diemthyl imidazole And 4-hydroxy-2-aminoimidazole, 5-ethyl-4-hydroxyimidazole, 2-phenylimidazoline, and 2-tolylimidazoline, but not limited thereto.

好ましくは、イミダゾール、ピラゾール、イミダゾリン、1,2,3−トリアゾール、テトラゾール、ピリダジン、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,4−チアジアゾール、及び1,3,4−チアジアゾール、ならびにメチル、エチル、フェニル、及びアミノ基から選択される1または2つの置換基を組み込むその誘導体から選択される1つ以上の化合物が、エピハロヒドリンコポリマーを形成するために使用される。   Preferably, imidazole, pyrazole, imidazoline, 1,2,3-triazole, tetrazole, pyridazine, 1,2,4-triazole, 1,2,3-oxadiazole, 1,2,4-thiadiazole, and 1, 3,4-thiadiazole, and one or more compounds selected from methyl, ethyl, phenyl and derivatives thereof incorporating one or two substituents selected from amino groups are used to form epihalohydrin copolymers Ru.

エピハロヒドリンコポリマーのうちのいくつかは、例えば、Raschig GmbH、Ludwigshafen Germany及びBASF、Wyandotte、MI、USAから市販されており、または、文献に開示される方法によって作製され得る。市販のイミダゾール/エピクロルヒドリンコポリマーの例は、BASFから得られるLUGALVAN(登録商標)IZEコポリマーである。   Some of the epihalohydrin copolymers are commercially available from, for example, Raschig GmbH, Ludwigshafen Germany and BASF, Wyandotte, MI, USA, or can be made by methods disclosed in the literature. An example of a commercially available imidazole / epichlorohydrin copolymer is LUGALVAN® IZE copolymer obtained from BASF.

エピハロヒドリンコポリマーは、エピハロヒドリンを、上に説明される窒素、硫黄、または酸素を含有する化合物と、任意の好適な反応条件下で反応させることによって形成され得る。例えば、1つの方法では、両材料は、相互溶媒体中に好適な濃度で溶解され、その中で、例えば、45〜240分間、反応される。反応の水溶液化学生成物を、溶媒を蒸留することによって分離し、次に水体に添加し、この水体は、インジウム塩が溶解すると電気めっき液として機能する。別の方法では、これらの2つの材料は、水中に定置され、それらが反応するのに伴い水中に溶解するまで、一定に強く撹拌しながら60℃に加熱される。   The epihalohydrin copolymer may be formed by reacting the epihalohydrin with a nitrogen, sulfur or oxygen containing compound described above under any suitable reaction conditions. For example, in one method, both materials are dissolved in mutual solvent at a suitable concentration and reacted therein, for example, for 45 to 240 minutes. The aqueous chemical product of the reaction is separated by distilling off the solvent and then added to the water body, which functions as an electroplating solution when the indium salt dissolves. In another method, these two materials are placed in water and heated to 60 ° C. with constant vigorous stirring until they dissolve in water as they react.

0.5:1〜2:1モル等の幅広い反応化合物対エピハロヒドリンの比率が使用され得る。典型的には、モル比は0.6:1〜2:1モルであり、より典型的には、モル比は0.7〜1:1であり、最も典型的にはモル比は1:1である。   A wide range of reactant to epihalohydrin ratios such as 0.5: 1 to 2: 1 moles may be used. Typically, the molar ratio is 0.6: 1 to 2: 1 molar, more typically the molar ratio is 0.7 to 1: 1, and most typically the molar ratio is 1: It is 1.

加えて、反応生成物は、インジウム塩の添加によって電気めっき組成物が完成される前に1つ以上の試薬とさらに反応されてもよい。したがって、説明される生成物は、アンモニア、脂肪族アミン、ポリアミン、及びポリイミンのうちの少なくとも1つである試薬とさらに反応されてもよい。典型的には、試薬は、少なくとも150の分子量を有するアンモニア、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン、及びポリエチレンイミンのうちの少なくとも1つであるが、本明細書に記載される定義を満たす他の種が使用されてもよい。反応は、撹拌しながら水中で起こり得る。   In addition, the reaction product may be further reacted with one or more reagents before the electroplating composition is completed by the addition of the indium salt. Thus, the described product may be further reacted with a reagent that is at least one of ammonia, aliphatic amines, polyamines, and polyimines. Typically, the reagent is at least one of ammonia, ethylenediamine, tetraethylenepentamine, and polyethylenimine having a molecular weight of at least 150, but other species meeting the definition described herein are It may be used. The reaction can occur in water with stirring.

例えば、エピクロルヒドリン及び上に説明される窒素含有有機化合物の反応生成物と、アンモニア、脂肪族アミン、及びアリールアミンまたはポリイミンのうちの1つ以上から選択される試薬との間の反応は、例えば、30℃〜60℃の温度で、例えば、45〜240分間、起こり得、及び実行され得る。窒素含有化合物−エピクロルヒドリン反応の反応生成物と試薬との間のモル比は、典型的には1:0.3〜1である。   For example, the reaction between the reaction product of epichlorohydrin and the nitrogen-containing organic compound described above and a reagent selected from one or more of ammonia, aliphatic amines, and arylamines or polyimines, for example, At a temperature of 30 <0> C to 60 <0> C, for example, 45 to 240 minutes may occur and may be performed. The molar ratio between the reaction product and the reagent of the nitrogen-containing compound-epichlorohydrin reaction is typically 1: 0.3-1.

エピハロヒドリンコポリマーは、0.01g/L〜100g/Lの量で本組成物中に含まれる。好ましくは、エピハロヒドリンコポリマーは、0.1g/L〜80g/Lの量で含まれ、より好ましくは0.1g/L〜50g/Lの量で、最も好ましくは1g/L〜30g/Lの量で含まれる。   The epihalohydrin copolymer is included in the present composition in an amount of 0.01 g / L to 100 g / L. Preferably, the epihalohydrin copolymer is included in an amount of 0.1 g / L to 80 g / L, more preferably in an amount of 0.1 g / L to 50 g / L, most preferably in an amount of 1 g / L to 30 g / L Included.

本インジウム組成物は、種々の基材の金属層上に、実質的に均一でボイドフリーなインジウム金属層を析出させるために使用されてもよい。インジウム層はまた、実質的にデンドライトを有しない。インジウム層は、好ましくは10nm〜100μm、より好ましくは100nm〜75μmの範囲の厚さである。   The present indium compositions may be used to deposit substantially uniform, void-free indium metal layers on metal layers of various substrates. The indium layer is also substantially dendrite free. The indium layer preferably has a thickness in the range of 10 nm to 100 μm, more preferably 100 nm to 75 μm.

金属層上にインジウム金属を析出させるために使用される装置は、従来的なものである。好ましくは、従来的な可溶性インジウム電極が陽極として使用される。任意の好適な基準電極が使用され得る。典型的には、基準電極は、塩化銀/銀電極である。電流密度は、0.1ASD〜10ASD、好ましくは0.1〜5ASD、より好ましくは1〜4ASDの範囲であってもよい。   The apparatus used to deposit indium metal on the metal layer is conventional. Preferably, conventional soluble indium electrodes are used as the anode. Any suitable reference electrode may be used. Typically, the reference electrode is a silver chloride / silver electrode. The current density may range from 0.1 ASD to 10 ASD, preferably 0.1 to 5 ASD, more preferably 1 to 4 ASD.

インジウム金属電気めっき中のインジウム組成物の温度は、室温〜80℃の範囲であり得る。好ましくは、温度は、室温〜65℃、より好ましくは室温〜60℃の範囲である。最も好ましくは、温度は室温である。   The temperature of the indium composition during indium metal electroplating can range from room temperature to 80 ° C. Preferably, the temperature is in the range of room temperature to 65 ° C, more preferably room temperature to 60 ° C. Most preferably, the temperature is room temperature.

本インジウム組成物は、磁場デバイス及び超電導MRIのために、電子デバイス用構成要素を含む種々の基材のニッケル、銅、金、及び錫層上に、インジウム金属を電気めっきするために使用されてもよい。好ましくは、インジウムはニッケル上に電気めっきされる。金属層は、好ましくは10nm〜100μm、より好ましくは100nm〜75μmの範囲である。本インジウム組成物はまた、シリコンウエハ等の種々の基材上にインジウム金属小直径はんだバンプを電気めっきするための従来の写真画像法と共に使用されてもよい。小直径バンプは、好ましくは1μm〜100μm、より好ましくは2μm〜50μmの直径を、1〜3のアスペクト比で有する。   The present indium compositions are used to electroplate indium metal onto nickel, copper, gold, and tin layers of various substrates including components for electronic devices, for magnetic field devices and superconducting MRI. It is also good. Preferably, the indium is electroplated on nickel. The metal layer is preferably in the range of 10 nm to 100 μm, more preferably 100 nm to 75 μm. The present indium compositions may also be used with conventional photographic imaging methods for electroplating indium metal small diameter solder bumps on various substrates such as silicon wafers. The small diameter bumps preferably have a diameter of 1 μm to 100 μm, more preferably 2 μm to 50 μm, with an aspect ratio of 1 to 3.

例えば、本インジウム組成物は、例えば、限定されるものではないが、IC、半導体デバイスのマイクロプロセッサ、MEMS、及び光電子デバイス用構成要素等のためのTIMとして機能するように、電気デバイス用構成要素の上にインジウム金属を電気めっきするために使用されてもよい。かかる電子構成要素は、プリント配線板ならびに密閉されたチップスケール及びウエハレベルパッケージ内に含まれてもよい。かかるパッケージは典型的には、密閉され、ベース基材と蓋との間に形成される包囲された容積を含み、電子デバイスはその包囲された容積内に配置される。パッケージは、パッケージの外部の空気中の汚れ及び水蒸気からの包囲されたデバイスの封じ込め及び保護を提供する。パッケージ内の汚れ及び水蒸気の存在は、金属部品の腐食、ならびに光電子デバイス及び他の光学構成要素の場合には光学的損失等の問題を生じさせ得る。低い溶融温度(156℃)及び高い熱伝導率(〜82W/m°K)は、インジウム金属をTIMとしての使用に非常に望ましくする特性である。   For example, the present indium composition may be, for example, a component for an electrical device such as, but not limited to, as a TIM for an IC, a microprocessor of a semiconductor device, a MEMS, a component for an optoelectronic device, etc. May be used to electroplate indium metal. Such electronic components may be included in printed wiring boards and enclosed chip scale and wafer level packages. Such packages are typically sealed and include an enclosed volume formed between the base substrate and the lid, and the electronic device is disposed within the enclosed volume. The package provides containment and protection of the enclosed device from dirt and water vapor in the air outside the package. The presence of dirt and water vapor in the package can cause problems such as corrosion of metal parts and optical losses in the case of optoelectronic devices and other optical components. Low melting temperatures (156 ° C.) and high thermal conductivities (̃82 W / m ° K) are properties that make indium metal highly desirable for use as a TIM.

TIMに加えて、本インジウム組成物は、電子デバイス内のウィスカ形成を防止するために、基材上に下層を電気めっきするために使用されてもよい。基材としては、半導体チップを取り付けるための膜キャリア等の電気または電子構成要素または部品、印刷回路板、リードフレーム、接点または端子等の接触素子、ならびに良好な外観及び高い動作信頼性を要するめっきされた構造部材が挙げられるが、これらに限定されない。   In addition to TIM, the present indium compositions may be used to electroplate an underlayer on a substrate to prevent whisker formation in electronic devices. The substrate may be an electrical or electronic component or component such as a film carrier for attaching a semiconductor chip, a printed circuit board, a lead frame, a contact element such as a contact or terminal, and plating requiring a good appearance and high operation reliability. Structural members are included, but not limited thereto.

以下の実施例は、本発明をさらに例証するが、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。   The following examples further illustrate the invention but are not intended to limit the scope of the invention.

実施例1(比較例)
Silicon Valley Microelectronics,Inc.のSilicon Valley Microelectronics,Inc.の75μmの直径を有する複数のビアと各ビアの基部の銅種層とを有するフォトレジストパターン化シリコンウエハを、Dow Advanced Materialsから入手可能なNIKAL(商標)BPニッケル電気めっき浴を使用して、ニッケル層で電気めっきした。ニッケル電気めっきは、55℃、1ASDの陰極電流密度で120秒間行った。従来的な整流器で電流を供給した。陽極は、可溶性ニッケル電極であった。めっき後、シリコンウエハをめっき浴から取り出し、Dow Advanced Materialsから入手可能なSHIPLEY BPR(商標)Photostripperを用いてフォトレジストをウエハから剥がし、水で濯いだ。ニッケル析出物は、実質的に平滑で、表面上に観察可能なデンドライトを有しないように見えた。図1Aは、LEICA(商標)光学顕微鏡で撮影したニッケルめっきされた銅種層のうちの1つの光学画像である。
Example 1 (comparative example)
Silicon Valley Microelectronics, Inc. Silicon Valley Microelectronics, Inc. A photoresist patterned silicon wafer having a plurality of vias having a diameter of 75 μm and a copper seed layer at the base of each via, using a NIKALTM BP nickel electroplating bath available from Dow Advanced Materials Electroplated with a nickel layer. Nickel electroplating was performed for 120 seconds at 55 ° C., 1 ASD cathodic current density. The current was supplied by a conventional rectifier. The anode was a soluble nickel electrode. After plating, the silicon wafer was removed from the plating bath and the photoresist was stripped from the wafer using a SHIPLEY BPRTM Photostripper available from Dow Advanced Materials and rinsed with water. The nickel deposits appeared to be substantially smooth and have no observable dendrites on the surface. FIG. 1A is an optical image of one of the nickel plated copper seed layers taken with a LEICATM light microscope.

以下の水性インジウム電解質組成物を調製した。   The following aqueous indium electrolyte compositions were prepared.

前述のニッケル層電気めっきプロセスを、ニッケル層を電気めっきした後にニッケルめっきされたシリコンウエハをインジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属をニッケル上に電気めっきしたことを除いて、別のフォトレジストパターン化ウエハセットに対して反復した。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で30秒間行った。インジウム電気めっき組成物のpHは、2.4であった。陽極は、インジウム可溶性電極であった。インジウムをニッケル上にめっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム析出物の形態を観察した。インジウム析出物は全て、粗く見えた。   Another photo, except that the nickel layer electroplating process described above was used to electroplate the nickel layer followed by immersing the nickel plated silicon wafer in the indium electroplating composition and electroplating the indium metal onto the nickel Repeat for the resist patterned wafer set. Indium electroplating was performed for 30 seconds at 25 ° C., 4 ASD current density. The pH of the indium electroplating composition was 2.4. The anode was an indium soluble electrode. After plating indium on nickel, the photoresist was stripped from the wafer and the morphology of the indium deposit was observed. All indium deposits appeared rough.

図1Bは、ニッケル層上に電気めっきされたインジウム金属析出物のうちの1つの光学画像である。インジウム析出物は、図1Aに示されるニッケル析出物と対照的に非常に粗かった。   FIG. 1B is an optical image of one of the indium metal deposits electroplated on a nickel layer. The indium deposits were very rough in contrast to the nickel deposits shown in FIG. 1A.

実施例2
インジウム電気めっき組成物が以下の成分を含んだことを除き、上の実施例1に説明される方法を反復した。
Example 2
The method described in Example 1 above was repeated except that the indium electroplating composition included the following components.

ニッケルめっきされたシリコンウエハをインジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属をニッケル上に電気めっきした。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で30秒間行った。組成物のpHは、2.4であった。陽極は、インジウム可溶性電極であった。インジウムをニッケル層上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察した。インジウム析出物は全て、均一で平滑に見えた。   The nickel plated silicon wafer was immersed in the indium electroplating composition and the indium metal was electroplated on nickel. Indium electroplating was performed for 30 seconds at 25 ° C., 4 ASD current density. The pH of the composition was 2.4. The anode was an indium soluble electrode. After electroplating the indium onto the nickel layer, the photoresist was stripped from the wafer and the indium morphology was observed. All indium deposits appeared uniform and smooth.

図2は、ニッケル層上に電気めっきされたインジウム金属析出物のうちの1つの光学顕微鏡画像である。インジウム析出物は、図1Bのインジウム析出物と対照的に平滑に見えた。   FIG. 2 is an optical microscope image of one of the indium metal deposits electroplated on a nickel layer. The indium deposit appeared smooth in contrast to the indium deposit of FIG. 1B.

実施例3
シリコンウエハが、50μmの長さを有する長方形ビアを有するようにフォトレジストでパターン化され、かつインジウム電気めっき組成物が、以下の成分を含んだことを除き、上の実施例1に説明される方法を反復した。
Example 3
The silicon wafer is photoresist patterned to have rectangular vias having a length of 50 μm, and described in Example 1 above, except that the indium electroplating composition contained the following components: The method was repeated.

ニッケルめっきされたシリコンウエハをインジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属をニッケル上に電気めっきした。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で30秒間行った。組成物のpHは、2.4であった。インジウムをニッケル上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察した。インジウム析出物は全て、均一で平滑に見えた。   The nickel plated silicon wafer was immersed in the indium electroplating composition and the indium metal was electroplated on nickel. Indium electroplating was performed for 30 seconds at 25 ° C., 4 ASD current density. The pH of the composition was 2.4. After indium was electroplated onto nickel, the photoresist was stripped from the wafer and the indium morphology was observed. All indium deposits appeared uniform and smooth.

図3は、ニッケル層上に電気めっきされたインジウム金属析出物のうちの1つの光学顕微鏡画像である。インジウム析出物は、図1Bのインジウム析出物と対照的に平滑に見えた。   FIG. 3 is an optical microscope image of one of the indium metal deposits electroplated on a nickel layer. The indium deposit appeared smooth in contrast to the indium deposit of FIG. 1B.

実施例4
インジウム電気めっき組成物が以下の成分を含んだことを除き、上の実施例2に説明される方法を反復した。
Example 4
The method described in Example 2 above was repeated except that the indium electroplating composition included the following components.

ニッケルめっきされたシリコンウエハをインジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属をニッケル上に電気めっきした。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で30秒間行った。組成物のpHは、2.4であった。陽極は、インジウム可溶性電極であった。インジウムをニッケル層上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察した。インジウム析出物は全て、均一で平滑に見えた。   The nickel plated silicon wafer was immersed in the indium electroplating composition and the indium metal was electroplated on nickel. Indium electroplating was performed for 30 seconds at 25 ° C., 4 ASD current density. The pH of the composition was 2.4. The anode was an indium soluble electrode. After electroplating the indium onto the nickel layer, the photoresist was stripped from the wafer and the indium morphology was observed. All indium deposits appeared uniform and smooth.

図4は、ニッケル層上に電気めっきされたインジウム金属析出物のうちの1つの光学顕微鏡画像である。インジウム析出物は、図1Bのインジウム析出物と対照的に平滑に見えた。   FIG. 4 is an optical microscope image of one of the indium metal deposits electroplated on a nickel layer. The indium deposit appeared smooth in contrast to the indium deposit of FIG. 1B.

実施例5
インジウム電気めっき組成物が以下の成分を含んだことを除き、上の実施例2に説明される方法を反復した。
Example 5
The method described in Example 2 above was repeated except that the indium electroplating composition included the following components.

ニッケルめっきされたシリコンウエハをインジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属をニッケル上に電気めっきした。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で30秒間行った。組成物のpHは、2.4であった。陽極は、インジウム可溶性電極であった。インジウムをニッケル層上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察した。インジウム析出物は全て、均一で平滑に見えた。   The nickel plated silicon wafer was immersed in the indium electroplating composition and the indium metal was electroplated on nickel. Indium electroplating was performed for 30 seconds at 25 ° C., 4 ASD current density. The pH of the composition was 2.4. The anode was an indium soluble electrode. After electroplating the indium onto the nickel layer, the photoresist was stripped from the wafer and the indium morphology was observed. All indium deposits appeared uniform and smooth.

図5は、ニッケル層上に電気めっきされたインジウム金属析出物のうちの1つの光学顕微鏡画像である。インジウム析出物は、図1Bのインジウム析出物と対照的に平滑に見えた。   FIG. 5 is an optical microscope image of one of the indium metal deposits electroplated on a nickel layer. The indium deposit appeared smooth in contrast to the indium deposit of FIG. 1B.

実施例6
インジウム電気めっき組成物が以下の成分を含むことを除き、上の実施例2に説明される方法を反復する。
Example 6
The method described in Example 2 above is repeated except that the indium electroplating composition contains the following components.

電気めっき中の浴のpHは、2.4である。ニッケルめっきされたシリコンウエハを、インジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属を、ニッケル上に電気めっきする。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で11秒間行う。インジウムをニッケル上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察する。インジウム析出物は全て、図2〜5に示されるものと実質的に同じように、均一で平滑に見える。   The pH of the bath during electroplating is 2.4. The nickel plated silicon wafer is immersed in an indium electroplating composition and indium metal is electroplated on nickel. Indium electroplating is performed for 11 seconds at 25 ° C. and a current density of 4 ASD. After electroplating the indium onto nickel, the photoresist is stripped from the wafer and the indium morphology is observed. The indium deposits all appear uniform and smooth, substantially as shown in FIGS.

実施例7
以下の成分を含むインジウム電気めっき組成物を調製する。
Example 7
An indium electroplating composition is prepared comprising the following components.

電気めっき中の浴のpHは、2.4である。ニッケルめっきされたシリコンウエハを、インジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属を、ニッケル上に電気めっきする。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で11秒間行う。インジウムをニッケル上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察する。インジウム析出物は全て、図2〜5に示されるものと実質的に同じように、均一で平滑に見える。   The pH of the bath during electroplating is 2.4. The nickel plated silicon wafer is immersed in an indium electroplating composition and indium metal is electroplated on nickel. Indium electroplating is performed for 11 seconds at 25 ° C. and a current density of 4 ASD. After electroplating the indium onto nickel, the photoresist is stripped from the wafer and the indium morphology is observed. The indium deposits all appear uniform and smooth, substantially as shown in FIGS.

実施例8
以下の成分を含むインジウム電気めっき組成物を調製する。
Example 8
An indium electroplating composition is prepared comprising the following components.

電気めっき中の浴のpHは、2.4である。ニッケルめっきされたシリコンウエハを、インジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属を、ニッケル上に電気めっきする。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で11秒間行う。インジウムをニッケル上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察する。インジウム析出物は全て、図2〜5に示されるものと実質的に同じように、均一で平滑に見える。   The pH of the bath during electroplating is 2.4. The nickel plated silicon wafer is immersed in an indium electroplating composition and indium metal is electroplated on nickel. Indium electroplating is performed for 11 seconds at 25 ° C. and a current density of 4 ASD. After electroplating the indium onto nickel, the photoresist is stripped from the wafer and the indium morphology is observed. The indium deposits all appear uniform and smooth, substantially as shown in FIGS.

実施例9
インジウム電気めっき組成物が以下の成分を含んだことを除き、上の実施例2に説明される方法を反復した。
Example 9
The method described in Example 2 above was repeated except that the indium electroplating composition included the following components.

ニッケルめっきされたシリコンウエハをインジウム電気めっき組成物中に浸漬し、インジウム金属をニッケル上に電気めっきした。インジウム電気めっきは、25℃、4ASDの電流密度で30秒間行った。組成物のpHは、2.4であった。インジウムをニッケル層上に電気めっきした後、フォトレジストをウエハから剥がし、インジウム形態を観察した。インジウム析出物は全て、均一で平滑に見えた。図6は、表9の浴から電気めっきされたインジウムの光学顕微鏡画像である。図6に示されるように、インジウム析出物は、均一で平滑であった。

The nickel plated silicon wafer was immersed in the indium electroplating composition and the indium metal was electroplated on nickel. Indium electroplating was performed for 30 seconds at 25 ° C., 4 ASD current density. The pH of the composition was 2.4. After electroplating the indium onto the nickel layer, the photoresist was stripped from the wafer and the indium morphology was observed. All indium deposits appeared uniform and smooth. FIG. 6 is an optical microscope image of indium electroplated from the baths of Table 9. As shown in FIG. 6, the indium deposit was uniform and smooth.

Claims (13)

1つ以上のインジウムイオン源と、0.005g/L〜5g/Lの1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物と、5g/L〜300g/Lのクエン酸、その塩、またはその混合物と、を含む、インジウム電気めっき組成物であって、
前記1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物が、以下の式を有し、
式中、R 及びR は独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルキル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C −C 12 )アルキル、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルコキシ、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アリル、アミノ、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ(C −C 12 )アルキル、アセチル、及び置換もしくは非置換アリール(C −C 12 )アルキルから選択され;R 、R 、R 、及びR は独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルキル、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C −C 12 )アルキル、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ、アリール、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルコキシ、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ(C −C 12 )アルキル、及びアセチルから選択され、前記アリール上の置換基は、直鎖もしくは分岐(C −C )アルキル、ヒドロキシル、ヒドロキシ(C −C )アルキル、(C −C )アルコキシ、ならびに第一級、第二級、及び第三級アミノ(C −C )アルキルからなる群より選択され;
前記インジウム電気めっき組成物は、合金化金属を含まず;並びに、
前記インジウム電気めっき組成物は、下記式(II)の化合物を含まない、インジウム電気めっき組成物:
H−A’ −Q−[C(O)−CH O−((R CH) −O) −CH −C(O)−NH−A] −H (II)
(式中、A’は、−(NH−(CH x’ y’ − ;−NH(CH x’ −(O−(CHR r’ w’ −O−(CH x’ −;または−NH−((R CH) r’ −O) w’ −C −であり、
Aは、−((CH −NH) − ;−(CH −(O−(CHR −O−(CH −NH−;または−((R CH) −O) −C −NH−であり、
は、−Hまたは−CH であり、
Qは、p=1のとき−NH−であり、またはp=0のとき、−O−であり、
pは、0または1であり、ここで、H−およびQは、p=0のとき、化学結合を形成し、
r’は、2〜4の整数であり、
w’は、1〜50の整数であり、
x’は、2〜6の整数であり、
y’は、0〜5の整数であり、
ここで、H−およびQは、y’が0であるとき、化学結合を形成し、
rは、2〜4の整数であり、
wは、1〜50の整数であり、
xは、2〜6の整数であり、
yは、0〜5の整数であり、ここで、H−は、yが0であるとき、末端−C(O)−NH−の窒素へ結合し、
tは、2〜4の整数であり、
uは、1〜20の整数であり、
wは、1〜50の整数であり、および、
zは、1〜50の整数である)。
One or more sources of indium ions, 0.005 g / L to 5 g / L of one or more 2-imidazolidinethione compounds, 5 g / L to 300 g / L of citric acid, a salt thereof, or a mixture thereof An indium electroplating composition ,
The one or more 2-imidazolidinethione compounds have the formula:
In the formula, R 1 and R 2 are independently hydrogen, a linear or branched (C 1 -C 12) alkyl, linear or branched hydroxy (C 1 -C 12) alkyl, linear or branched (C 1 - C 12 ) Alkoxy, linear or branched (C 3 -C 12 ) allyl, amino, primary, secondary or tertiary amino (C 1 -C 12 ) alkyl, acetyl, and substituted or unsubstituted aryl (C 1 -C 12) is selected from alkyl; R 3, R 4, R 5, and R 6 are independently hydrogen, a linear or branched (C 1 -C 12) alkyl, hydroxyl, straight-chain or branched Hydroxy (C 1 -C 12 ) alkyl, primary, secondary or tertiary amino, aryl, linear or branched (C 1 -C 12 ) alkoxy, primary, secondary or tertiary Grade Mino (C 1 -C 12) alkyl, and is selected from acetyl, substituents on said aryl, linear or branched (C 1 -C 5) alkyl, hydroxyl, hydroxy (C 1 -C 5) alkyl, ( Selected from the group consisting of C 1 -C 3 ) alkoxy and primary, secondary and tertiary amino (C 1 -C 5 ) alkyl;
The indium electroplating composition is free of alloying metals; and
The indium electroplating composition does not contain a compound of the following formula (II):
H-A 'p -Q- [C (O) -CH 2 O - ((R 1 CH) t -O) Z -CH 2 -C (O) -NH-A] u -H (II)
(Wherein, A ′ is — (NH— (CH 2 ) x ′ ) y ′ −; —NH (CH 2 ) x ′ — (O— (CHR 1 ) r ′ ) w′— O— (CH 2 ) x '-; or -NH - ((R 1 CH) r' -O) w '-C 2 H 4 - a and,
A is — (CH 2 ) x —NH) y —; — ( CH 2 ) x — (O— (CHR 1 ) r ) w —O— (CH 2 ) x —NH—; or — ((R 1 CH) r -O) w -C 2 H 4 -NH-;
R 1 is -H or -CH 3 ,
Q is -NH- when p = 1 or -O- when p = 0,
p is 0 or 1, where H-and Q form a chemical bond when p = 0,
r 'is an integer of 2 to 4,
w 'is an integer of 1 to 50,
x 'is an integer of 2 to 6,
y 'is an integer of 0 to 5,
Where H- and Q form a chemical bond when y 'is 0,
r is an integer of 2 to 4,
w is an integer of 1 to 50,
x is an integer of 2 to 6,
y is an integer from 0 to 5, where H- is attached to the nitrogen of the terminal -C (O) -NH- when y is 0,
t is an integer of 2 to 4,
u is an integer of 1 to 20,
w is an integer of 1 to 50, and
z is an integer of 1 to 50).
前記1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物が、2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジンチオン、1−メチル−5−フェニル−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジンチオン、1−メチル−2−イミダゾリジンチオン、4,4−ジメチル−2−イミダゾリジンチオン、4,5−ジメチル−2−イミダゾリジンチオン、(4S)−4−メチル−2−イミダゾリジンチオン、1−ドデシル−2−イミダゾリジンチオン、1−ブチル−5−(1−メチルエチル)−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジアリル−2−イミダゾリジンチオン、1−アセチル−3−アリル−2−イミダゾリジンチオン、1−(2−アミノエチル)−2−イミダゾリジンチオン、1−アセチル−2−イミダゾリジンチオン、4,5−ジヒドロキシ−1−メチル−2−イミダゾリジンチオン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ビス(ヒドロキシメチル)−2−イミダゾリジンチオン、1−エチル−5−(4−メトキシフェニル)−2−イミダゾリジンチオン、1,3−ジエチル−4,5−ジヒドロキシ−4,5−ジフェニル−2−イミダゾリジンチオン、及び1,3ビス[(シクロヘキシルアミノ)メチル]−2−イミダゾリジンチオンから選択される、請求項2に記載の組成物。 The one or more 2-imidazolidinethione compounds are 2-imidazolidinethione, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinethione, 1-methyl-5-phenyl-2-imidazolidinethione, 1,3-diethyl-2-imidazolidinethione, 1-methyl -2-imidazolidinethione, 4,4-dimethyl-2-imidazolidinethione, 4,5-dimethyl-2-imidazolidinethione, (4S) -4-methyl-2-imidazolidinethione, 1-dodecyl-2-imidazolidinethione, 1-butyl-5 -(1-Methylethyl) -2-imidazolidinethione, 1,3-diallyl-2-imidazolidinethione, 1-acetyl-3-allyl-2-imidazolidinethione, 1- (2-aminoethyl) -2-imidazolidinethione, 1-acetyl -2-imidazo Zincthione, 4,5-dihydroxy-1-methyl-2-imidazolidinethione, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinethione, 1,3-bis (hydroxymethyl) -2-imidazolidinethione, 1-ethyl-5- ( Selection from 4-methoxyphenyl) -2-imidazolidinethione, 1,3-diethyl-4,5-dihydroxy-4,5-diphenyl-2-imidazolidinethione, and 1,3 bis [(cyclohexylamino) methyl] -2-imidazolidinethione It is the composition of claim 1 2. 前記組成物が、1つ以上の塩化物イオン源をさらに含み、前記塩化物イオン対前記インジウムイオンのモル比が、2以上1である、請求項1または2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2 , wherein the composition further comprises one or more sources of chloride ions, and the molar ratio of the chloride ions to the indium ions is 2: 1 or more . 塩化物イオン対インジウムイオンの前記モル比が、2:1〜7:1である、請求項に記載の組成物。 The composition of claim 3 , wherein the molar ratio of chloride ion to indium ion is 2: 1 to 7: 1. 塩化物イオン対インジウムイオンの前記モル比が、4:1〜6:1である、請求項に記載の組成物。 5. The composition of claim 4 , wherein the molar ratio of chloride ion to indium ion is 4: 1 to 6: 1. アミン界面活性剤、エトキシ化ナフトール、スルホン酸化ナフトールポリエーテル、(アルキル)フェノールエトキシレート、スルホン酸化アルキルアルコキシレート、アルキレングリコールアルキルエーテル、及びスルホプロピル化ポリアルコキシル化ベータ−ナフトールアルカリ塩から選択される、1つ以上の界面活性剤をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。 Selected from amine surfactants, ethoxylated naphthols, sulfonated naphthol polyethers, (alkyl) phenol ethoxylates, sulfonated alkyl alkoxylates, alkylene glycol alkyl ethers, and sulfopropylated polyalkoxylated beta-naphthol alkali salts, The composition of any one of claims 1 to 5 , further comprising one or more surfactants. エピハロヒドリンと1つ以上の窒素含有有機化合物との反応生成物の1つ以上のコポリマーをさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。 7. The composition according to any one of the preceding claims, further comprising one or more copolymers of reaction products of epihalohydrin and one or more nitrogen-containing organic compounds. 方法であって、
a)金属層を備える基材を提供することと、
b)前記基材を、1つ以上のインジウムイオン源、0.005g/L〜5g/Lの1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物、及び5g/L〜300g/Lのクエン酸、クエン酸の塩、またはその混合物を含む、インジウム電気めっき組成物であって、
前記1つ以上の2−イミダゾリジンチオン化合物が、以下の式を有し、
式中、R 及びR は独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルキル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C −C 12 )アルキル、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルコキシ、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アリル、アミノ、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ(C −C 12 )アルキル、アセチル、及び置換もしくは非置換アリール(C −C 12 )アルキルから選択され;R 、R 、R 、及びR は独立して、水素、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルキル、ヒドロキシル、直鎖もしくは分岐ヒドロキシ(C −C 12 )アルキル、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ、アリール、直鎖もしくは分岐(C −C 12 )アルコキシ、第一級、第二級、もしくは第三級アミノ(C −C 12 )アルキル、及びアセチルから選択され、前記アリール上の置換基は、直鎖もしくは分岐(C −C )アルキル、ヒドロキシル、ヒドロキシ(C −C )アルキル、(C −C )アルコキシ、ならびに第一級、第二級、及び第三級アミノ(C −C )アルキルからなる群より選択され;
前記インジウム電気めっき組成物は、合金化金属を含まず;並びに、
前記インジウム電気めっき組成物は、下記式(II)の化合物を含まない、インジウム電気めっき組成物と、接触させることと、
H−A’ −Q−[C(O)−CH O−((R CH) −O) −CH −C(O)−NH−A] −H (II)
(式中、A’は、−(NH−(CH x’ y’ − ;−NH(CH x’ −(O−(CHR r’ w’ −O−(CH x’ −;または−NH−((R CH) r’ −O) w’ −C −であり、
Aは、−((CH −NH) − ;−(CH −(O−(CHR −O−(CH −NH−;または−((R CH) −O) −C −NH−であり、
は、−Hまたは−CH であり、
Qは、p=1のとき−NH−であり、またはp=0のとき、−O−であり、
pは、0または1であり、ここで、H−およびQは、p=0のとき、化学結合を形成し、
r’は、2〜4の整数であり、
w’は、1〜50の整数であり、
x’は、2〜6の整数であり、
y’は、0〜5の整数であり、
ここで、H−およびQは、y’が0であるとき、化学結合を形成し、
rは、2〜4の整数であり、
wは、1〜50の整数であり、
xは、2〜6の整数であり、
yは、0〜5の整数であり、ここで、H−は、yが0であるとき、末端−C(O)−NH−の窒素へ結合し、
tは、2〜4の整数であり、
uは、1〜20の整数であり、
wは、1〜50の整数であり、および、
zは、1〜50の整数である)
c)前記インジウム電気めっき組成物を用いて、前記基材の前記金属層上にインジウム金属層を電気めっきすることと、を含む、方法。
Method,
a) providing a substrate comprising a metal layer,
b) said substrate comprises one or more sources of indium ions, one or more 2-imidazolidinethione compounds from 0.005 g / L to 5 g / L , and 5 g / L to 300 g / L citric acid, salts of citric acid An indium electroplating composition comprising: or a mixture thereof ;
The one or more 2-imidazolidinethione compounds have the formula:
In the formula, R 1 and R 2 are independently hydrogen, a linear or branched (C 1 -C 12) alkyl, linear or branched hydroxy (C 1 -C 12) alkyl, linear or branched (C 1 - C 12 ) Alkoxy, linear or branched (C 3 -C 12 ) allyl, amino, primary, secondary or tertiary amino (C 1 -C 12 ) alkyl, acetyl, and substituted or unsubstituted aryl (C 1 -C 12) is selected from alkyl; R 3, R 4, R 5, and R 6 are independently hydrogen, a linear or branched (C 1 -C 12) alkyl, hydroxyl, straight-chain or branched Hydroxy (C 1 -C 12 ) alkyl, primary, secondary or tertiary amino, aryl, linear or branched (C 1 -C 12 ) alkoxy, primary, secondary or tertiary Grade Mino (C 1 -C 12) alkyl, and is selected from acetyl, substituents on said aryl, linear or branched (C 1 -C 5) alkyl, hydroxyl, hydroxy (C 1 -C 5) alkyl, ( Selected from the group consisting of C 1 -C 3 ) alkoxy and primary, secondary and tertiary amino (C 1 -C 5 ) alkyl;
The indium electroplating composition is free of alloying metals; and
Contacting the indium electroplating composition with an indium electroplating composition which does not contain a compound of the following formula (II) :
H-A 'p -Q- [C (O) -CH 2 O - ((R 1 CH) t -O) Z -CH 2 -C (O) -NH-A] u -H (II)
(Wherein, A ′ is — (NH— (CH 2 ) x ′ ) y ′ −; —NH (CH 2 ) x ′ — (O— (CHR 1 ) r ′ ) w′— O— (CH 2 ) x '-; or -NH - ((R 1 CH) r' -O) w '-C 2 H 4 - a and,
A is — (CH 2 ) x —NH) y —; — ( CH 2 ) x — (O— (CHR 1 ) r ) w —O— (CH 2 ) x —NH—; or — ((R 1 CH) r -O) w -C 2 H 4 -NH-;
R 1 is -H or -CH 3 ,
Q is -NH- when p = 1 or -O- when p = 0,
p is 0 or 1, where H-and Q form a chemical bond when p = 0,
r 'is an integer of 2 to 4,
w 'is an integer of 1 to 50,
x 'is an integer of 2 to 6,
y 'is an integer of 0 to 5,
Where H- and Q form a chemical bond when y 'is 0,
r is an integer of 2 to 4,
w is an integer of 1 to 50,
x is an integer of 2 to 6,
y is an integer from 0 to 5, where H- is attached to the nitrogen of the terminal -C (O) -NH- when y is 0,
t is an integer of 2 to 4,
u is an integer of 1 to 20,
w is an integer of 1 to 50, and
z is an integer of 1 to 50)
c) electroplating an indium metal layer on the metal layer of the substrate with the indium electroplating composition.
前記インジウム電気めっき組成物が、1つ以上の塩化物イオン源をさらに含み、前記塩化物イオン対前記インジウムイオンのモル比が、2以上1である、請求項に記載の方法。 9. The method of claim 8 , wherein the indium electroplating composition further comprises one or more sources of chloride ions, and the molar ratio of the chloride ions to the indium ions is 2 : 1 or greater . 前記金属層が、ニッケル、銅、金、または錫である、請求項8なたは9に記載の方法。 The method according to claim 8 or 9 , wherein the metal layer is nickel, copper, gold or tin. 前記金属層が、ニッケルである、請求項10に記載の方法。 11. The method of claim 10 , wherein the metal layer is nickel. 前記金属層が、10nm〜100μmの厚さである、請求項8〜11のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 8 to 11 , wherein the metal layer is 10 nm to 100 μm thick. 前記インジウム金属層が、10nm〜100μmの厚さである、請求項8〜12のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 8 to 12 , wherein the indium metal layer is 10 nm to 100 μm thick.
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