JP6444663B2 - アルカリに安定なピリミジン誘導体含有触媒による誘電体の無電解メタライゼーション - Google Patents

アルカリに安定なピリミジン誘導体含有触媒による誘電体の無電解メタライゼーション Download PDF

Info

Publication number
JP6444663B2
JP6444663B2 JP2014180021A JP2014180021A JP6444663B2 JP 6444663 B2 JP6444663 B2 JP 6444663B2 JP 2014180021 A JP2014180021 A JP 2014180021A JP 2014180021 A JP2014180021 A JP 2014180021A JP 6444663 B2 JP6444663 B2 JP 6444663B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
metal
copper
palladium
catalyst
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014180021A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015063755A (ja
JP2015063755A5 (ja
Inventor
クリスティン・エム・ミラム
マリア・アンナ・ルゼズニク
ドナルド・イー・クリアリー
ジュリア・コジュック
ズーラ・アイ・ニアジンベトーヴァ
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.)
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
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 Rohm and Haas Electronic Materials LLC filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Publication of JP2015063755A publication Critical patent/JP2015063755A/ja
Publication of JP2015063755A5 publication Critical patent/JP2015063755A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6444663B2 publication Critical patent/JP6444663B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/28Sensitising or activating
    • C23C18/30Activating or accelerating or sensitising with palladium or other noble metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/18Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms
    • B01J31/1805Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms the ligands containing nitrogen
    • B01J31/181Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, comprising at least one complexing nitrogen atom as ring member, e.g. pyridine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/1803Pretreatment of the material to be coated of metallic material surfaces or of a non-specific material surfaces
    • C23C18/1824Pretreatment of the material to be coated of metallic material surfaces or of a non-specific material surfaces by chemical pretreatment
    • C23C18/1837Multistep pretreatment
    • C23C18/1844Multistep pretreatment with use of organic or inorganic compounds other than metals, first
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/1851Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material
    • C23C18/1872Pretreatment of the material to be coated of surfaces of non-metallic or semiconducting in organic material by chemical pretreatment
    • C23C18/1886Multistep pretreatment
    • C23C18/1893Multistep pretreatment with use of organic or inorganic compounds other than metals, first
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/2006Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
    • C23C18/2046Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by chemical pretreatment
    • C23C18/2073Multistep pretreatment
    • C23C18/2086Multistep pretreatment with use of organic or inorganic compounds other than metals, first
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections
    • H05K3/422Plated through-holes or plated via connections characterised by electroless plating method; pretreatment therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • B01J2531/17Silver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • B01J2531/18Gold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/824Palladium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82Metals of the platinum group
    • B01J2531/828Platinum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/84Metals of the iron group
    • B01J2531/845Cobalt
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/84Metals of the iron group
    • B01J2531/847Nickel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

本発明は、アルカリに安定な単量体ピリミジン誘導体含有触媒を使った誘電体の無電解メタライゼーションに関する。さらに具体的には、本発明は、パラジウム/スズコロイド触媒の代わりに、アルカリに安定な単量体ピリミジン誘導体含有触媒を使った誘電体のメタライゼーションに関する。
従来のプリント回路基板(PCB)は、穿孔後メッキされたスルーホール(PTH)を介して基板の反対側および/または内部層との間の接続を形成する非導電性誘電体積層基板から構成される。無電解メッキは、表面に金属被膜を作製するためのよく知られたプロセスである。誘電体表面の無電解メッキは、事前に触媒を堆積させることが必要である。無電解メッキの前に非導電性誘電体積層基板領域を触媒または活性化するために最もよく使われる方法は、酸性塩化物媒体中の水性スズ−パラジウムコロイドで基板を処理することである。コロイドは、スズ(II)イオンの安定化層により取り囲まれた金属パラジウムコアから構成される。[SnCl錯体のシェルが、懸濁液中のコロイドの凝集を防ぐ表面安定化基の役割を果たす。
活性化プロセスでは、パラジウムベースコロイドは、エポキシまたはポリイミドなどの絶縁基板上に吸着されて、無電解銅の堆積を活性化する。理論的には、無電解金属堆積時には、触媒粒子は、メッキ浴中での還元剤から金属イオンへの電子の移動経路中のキャリアとしての役割を果たす。無電解銅プロセスの性能は、堆積溶液やリガンドの選択などの多くの因子の影響を受けるが、活性化ステップは、無電解堆積の速度とメカニズムを制御するための重要な因子である。パラジウム/スズコロイドは、無電解金属堆積用の活性剤として数十年間にわたり商業的に使用され、また、その構造は広く研究されてきた。しかし、その空気に対する感受性と高コストのために、改善または代替プロセスが登場する余地が残されている。
コロイドパラジウム触媒は良好な有用性を示すが、製造されるプリント回路基板の品質が高まるに伴い、多くの欠点が目立つようになってきている。近年では、寸法が小さくなり、電子デバイスの性能が高まるに伴い、電子回路の実装密度がより高くなり、それに続く無電解メッキ後に無欠陥であることが要求されている。信頼性に対するより大きな要求の結果として、代替触媒組成物が必要とされている。コロイドパラジウム触媒の安定性もまた、懸念材料である。上述のように、パラジウム/スズコロイドは、スズ(II)イオン層により安定化され、その対イオンはパラジウムの凝集を防ぐことができる。スズ(II)イオンは、容易にスズ(IV)に酸化され、この結果、コロイドはそのコロイド構造を維持できない。この酸化は、温度と攪拌の増加により促進される。スズ(II)の濃度をゼロ近くまで低下させると、パラジウム粒子は大きくなり、凝集して、沈殿する場合がある。
より良い新しい触媒を見つけるために多くの努力がなされてきた。例えば、パラジウムが高コストであるために、多くの努力が非パラジウムまたは2種金属からなる代替触媒の開発に向けて行われてきた。これまで、問題点として、スルーホールメッキ用として十分に活性化しない、または十分な信頼性がないという事実が挙げられてきた。さらに、これらの触媒は、通常、放置により徐々に活性が低下し、この活性の変化が、このような触媒の信頼性を低くし、商業的用途にとって実用的でないものにしている。米国特許第4,248,632号は、無電解メッキ用非パラジウム/スズ触媒を開示している。触媒には、触媒金属、例えば、銀および金などのパラジウムや代替金属の錯体、窒素含有リガンドならびに酸ラジカルを含むが、酸環境は、触媒の活性化性能にとって絶対に必要である。酸環境は、通常、多くの誘電体基板上で認められる望ましくない金属クラッドの腐食の原因であり、欠陥商品を生ずる。この問題は、基板が銅で厚くクラッドされることが多いプリント回路基板の製造で非常によく見られる。従って、工業生産では酸環境は極めて望ましくない。
金属クラッド誘電体は、アルカリ環境下で電解メッキされるのが好ましいが、多くの非パラジウム/スズ触媒は、このような条件下では、不安定で、信頼性が低い。米国特許第5,503,877号は、酸環境中、ならびに、アルカリ環境中で使用可能な別の非パラジウム/スズ触媒を開示している。触媒は、触媒金属、例えば、パラジウム、銀または金、窒素含有リガンドおよび溶媒成分から構成される。しかし、触媒は、オリゴマー/ポリマーを形成するために使用の前に長時間加熱を行う必要があり、これを行わないと、触媒は活性化が不十分となる。さらに、長時間加熱とその後の冷却は、大規模触媒調製での人員と設備費の増加のために、さらに多くの費用が必要となる。従って、現在も、パラジウム/スズ触媒の代替品に対するニーズがある。
方法は、誘電体を含む基板を用意すること、水性アルカリ触媒溶液を、誘電体を含む基板に適用することであって、水性アルカリ触媒が、金属イオンと、式:
Figure 0006444663
を有する1種または複数種のピリミジン誘導体またはそれらの塩との単量体錯体を含み、式中、R、R、RおよびRは、同じでも異なっていてもよい水素、(C〜C)アルキル、−N(R)、ヒドロキシル、ヒドロキシ(C〜C)アルキル、(C〜C)アルコキシ、カルボキシまたはハロゲンであり、Rは、同じでも異なっていてもよい水素または(C〜C)アルキルである(但し、RおよびRがヒドロキシルの場合、Rもまたヒドロキシルであり、R、RおよびRは同時に−N(R)ではなく、Rがアルキルの場合、R、RおよびRの全てが水素ではなく、さらに、R、R、RおよびRが同時に水素ではない水性アルカリ触媒溶液を誘電体を含む基板に適用すること、誘電体を含む基板に還元剤を適用すること、および誘電体を含む基板をアルカリ金属メッキ浴中に浸漬し、誘電体を含む基板に金属を無電解メッキすることを含む。
水性アルカリ触媒を使って、誘電体材料基板および金属クラッドを含む基板上の金属にも同様に無電解メッキできる。水性アルカリ触媒は、貯蔵安定性があり、さらに、アルカリ無電解金属メッキ環境中であっても無電解金属メッキを行っている間安定である。水性アルカリ触媒は、抗酸化剤不含であっても、従来のスズ/パラジウム触媒に比べて、容易には酸化されない。水性アルカリ触媒は、安定性の形成または維持に強い酸を必要としないため、従来の触媒より腐食性が少ない。水性アルカリ触媒は、安定性のためのスズ化合物を必要とせず、ハロゲン不含であってもよい。また、安定かつ触媒的に活性な金属リガンド錯体を形成するための長時間加熱によるオリゴマー/ポリマー錯体形成が必要でないため、より効率的な無電解メッキ方法が提供される。触媒は、プリント回路基板の製造におけるバイアホールおよびスルーホール充填中の良好な金属被覆形成を可能とする。
複数基板のスルーホール壁上の、従来のスズ/パラジウムコロイド触媒に対するパラジウム/6−ヒドロキシ−2,4−ジメチルピリミジン触媒のバックライト等級のプロットを示す図である。 複数基板のスルーホール壁上の、従来のスズ/パラジウムコロイド触媒に対するパラジウム/2−アミノ−4,6−ジメチルピリミジン触媒のバックライト等級のプロットを示す図である。
本明細書全体を通して使われる下記の省略は、文脈から明確に別義が示されない限り、次の意味を持つ。g=グラム、mg=ミリグラム、mL=ミリリットル、L=リットル、cm=センチメートル、m=メートル、mm=ミリメートル、μm=ミクロン、ppm=百万分の一、M=モル濃度、℃=セ氏温度、g/L=リットル当たりのグラム、DI=脱イオン、Pd=パラジウム、wt%=重量パーセント、およびT=ガラス転移温度。
用語の「単量体」または「単量体の」は、1個または複数個の同じまたは類似の分子と結合可能な単一分子を意味する。用語の「オリゴマー」は、結合して単一分子を形成した2個または3個の単量体を意味する。用語の「ポリマー」は、結合した2個以上の単量体、または結合して単一分子を形成した2個以上のオリゴマーを意味する。用語の「ハロゲン」は、塩素、臭素、フッ素およびヨウ素を意味する。用語の「プリント回路基板」および「プリント配線基板」は、本明細書全体を通して同義に使用される。用語の「メッキ」および「堆積」は、本明細書全体を通して同義に使用される。別段の記述がない限り、全ての量は重量パーセントである。全ての数値範囲は包括的であり、このような数値範囲の合計が100%になるように制約されるのが論理的である場合を除き、任意の順序で組み合わせ可能である。
水性アルカリ触媒溶液は、銀、金、白金、パラジウム、銅、コバルトおよびニッケルから選択される金属イオンと、式:
Figure 0006444663
の1種または複数種のピリミジン誘導体錯体形成化合物またはそれらの塩との錯体を含み、式中、R、R、RおよびRは、同じでも異なっていてもよい水素、(C〜C)アルキル、−N(R)、ヒドロキシル、ヒドロキシ(C〜C)アルキル、(C〜C)アルコキシ、カルボキシまたはハロゲンであり、Rは、同じでも異なっていてもよい水素または(C〜C)アルキルである(但し、RおよびRがヒドロキシルの場合、Rもまたヒドロキシルであり、R、RおよびRは同時に−N(R)ではなく、Rがアルキルの場合、R、RおよびRの全てが水素ではなく、さらに、R、R、RおよびRが同時に水素ではない)。好ましくは、R、R、R3およびRは、独立に、水素、(C〜C)アルキル、−N(R)(Rは、同じでも異なっていてもよい水素または(C〜C)アルキルである)、ヒドロキシル、(C1〜C)アルコキシ、カルボキシまたは塩素である(但し、RおよびRがヒドロキシルの場合、Rもまたヒドロキシルであり、R、RおよびRは同時に−N(R)2ではなく、Rがアルキルの場合、R、RおよびRの全てが水素ではなく、さらに、R、R、RおよびRが同時に水素ではない)。より好ましくは、R、R、RおよびRは、独立に、水素、メチル、−NH、ヒドロキシル、メトキシ、カルボキシまたは塩素である(但し、RおよびRがヒドロキシルの場合、Rもまたヒドロキシルであり、R、RおよびRは、同時に−NHではなく、Rがメチルの場合、R、RおよびRの全てが水素ではなく、さらに、R、R、RおよびRが同時に水素ではない)。 も好ましくは、R、R、RおよびRは、独立に、水素、メチル、−NH、またはヒドロキシルである(但し、RおよびRがヒドロキシルの場合、Rもまたヒドロキシルであり、R、RおよびRは、同時に−NHではなく、Rがメチルの場合、R、RおよびRの全てが水素ではなく、さらに、R1、R、RおよびRが同時に水素ではない)。一般的に、このようなピリミジン誘導体は、10ppm〜500ppm、通常、60ppm〜300ppmの量で触媒中に含まれる。
このようなピリミジン誘導体の例は、ウラシル、バルビツル酸、オロチン酸、チミン、2−アミノピリミジン、6−ヒドロキシ−2,4−ジメチルピリミジン、6−メチルウラシル、2−ヒドロキシピリミジン、4,6−ジクロロピリミジン、2,4−ジメトキシピリミジン、2−アミノ−4,6−ジメチルピリミジン、2−ヒドロキシ−4,6−ジメチルピリミジンおよび6−メチルイソシトシンである。
金属イオン源には、触媒活性を有する金属を提供する当該技術および文献で既知の従来の水可溶金属塩のいずれかが含まれる。1種の触媒金属イオンを使用可能であり、または2種以上の触媒金属イオンの混合物を使用可能である。このような塩は、20ppm〜350ppm、好ましくは、25ppm〜250ppmの量の金属イオンを与えるように混入される。銀塩には、限定されないが、硝酸銀、酢酸銀、銀トリフルオロアセタート、銀トシラート、銀トリフラート、フッ化銀、酸化銀、チオ硫酸ナトリウム銀およびシアン化銀カリウムが挙げられる。パラジウム塩には、限定されないが、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、塩化カリウムパラジウム、塩化ナトリウムパラジウム、テトラクロロパラジウム酸ナトリウムおよび硝酸パラジウムが挙げられる。金塩には、限定されないが、シアン化金、三塩化金、三臭化金、塩化金カリウム、シアン化金カリウム、塩化金ナトリウムおよびシアン化ナトリウム金が挙げられる。白金塩には、限定されないが、塩化白金および硫酸白金が挙げられる。銅塩には、限定されないが、硫酸銅および塩化銅が挙げられる。ニッケル塩には、限定されないが、塩化ニッケルおよび硫酸ニッケルが挙げられる。コバルト塩には、限定されないが、酢酸コバルト、塩化コバルト、臭化コバルトおよび硫酸コバルトアンモニウムが挙げられる。好ましくは、金属イオンは、銀、パラジウムおよび金イオンである。さらに好ましくは、金属イオンは、銀およびパラジウムである。最も好ましくは、イオンはパラジウムである。
水性アルカリ触媒を構成する成分は、任意の順序で混合できる。当技術分野および文献で既知の任意の適切な方法を使用して水性触媒を調製できるが、錯体形成ピリミジン誘導体および金属イオンのオリゴマーまたはポリマーを形成するための加熱は行われない。水性アルカリ触媒溶液は、実質的にピリミジン誘導体錯体形成化合物と金属イオンの単量体溶液である。水性アルカリ触媒溶液中に含まれるピリミジン誘導体錯体形成化合物および1種または複数種の金属イオンの量は、錯体形成化合物の金属イオンに対するモル比が、1:1〜4:1、好ましくは、1:1〜2:1となるような量である。通常、1種または複数種の錯体形成化合物は、最初、十分な量の水中に溶解される。1種または複数種の金属イオン源が最小限の量の水中に溶解され、その後、攪拌しながら錯体形成溶液と混合され、均一の水性溶液が形成される。通常、触媒溶液は、室温で調製されるが、成分の可溶化を促進するためにある程度の加熱が必要な場合もある。水性触媒溶液のpHは、四ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの塩、または水酸化カリウムもしくはナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物、またはこれらの混合物でアルカリpHに調節される。水性アルカリ触媒溶液のpHの範囲は、8.5以上、好ましくは、9以上、より好ましくは、9〜13、最も好ましくは、9〜12である。水性アルカリ触媒は、スズ、スズイオンおよび抗酸化剤を含まない。好ましくは、水性アルカリ触媒は、ハロゲン不含である。
触媒の基板への適用後で、メタライゼーションの前に、1種または複数種の還元剤が触媒された基板に適用され、金属イオンがそれらの金属状態に還元される。金属イオンを金属に還元することが既知の従来の還元剤を使用できる。このような還元剤には、限定されないが、ジメチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、次亜リン酸ナトリウム、ヒドラジン水和物、ギ酸およびホルムアルデヒドが挙げられる。好ましくは、還元剤は、次亜リン酸ナトリウムである。還元剤は、実質的にすべての金属イオンが金属に還元される量で混入される。このような量は、通常、従来から用いられている量であり、当業者にはよく知られている。
水性アルカリ触媒は、種々の基板、例えば、半導体装置、プリント回路基板などの金属クラッドおよび非クラッド基板の無電解金属メッキに使用できる。このような金属クラッドおよび非クラッドプリント回路基板には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびこれらの組み合わせを挙げることができ、これらには、ガラス繊維などの繊維、および前述の含浸例が含まれる。好ましくは、基板は、金属クラッドプリント回路または配線回路基板である。
熱可塑性樹脂には、限定されないが、アセタール樹脂、アクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、酢酸エチル、プロピオニルセルロース、アセチルブチルセルロースおよび硝酸セルロースなどのセルロース系樹脂、ポリエーテル、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレンおよびコポリマーならびにアクリロニトリル−ブタジエンスチレンコポリマーなどのスチレンブレンド、ポリカーボネート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ならびに、酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルブチラール、塩化ビニル、塩化酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニリデンおよびビニルホルマールなどのビニルポリマーおよびコポリマーが挙げられる。
熱硬化性樹脂には、限定されないが、フタル酸アリル、フラン、メラミン−ホルムアルデヒド、フェノール−ホルムアルデヒドおよびフェノール−フルフラルコポリマーの単独、またはブタジエンアクリロニトリルコポリマーまたはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー、ポリアクリル酸エステル、シリコーン、尿素ホルムアルデヒド、エポキシ樹脂、アリル樹脂、フタル酸グリセリルおよびポリエステルとのコンパウンドが挙げられる。
触媒は、低および高Tの両方の樹脂基板のメッキに使用できる。低T樹脂は、160℃未満のTであり、高T樹脂は、160℃以上のTである。典型的な高T樹脂は、160℃〜280℃、または例えば、170℃〜240℃のTである。高Tポリマー樹脂には、限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)およびポリテトラフルオロエチレンブレンドが挙げられる。このようなブレンドには、例えば、PTFEとポリフェニレンオキサイドおよびシアナートエステルとのブレンドが挙げられる。高Tgの樹脂を含むその他の種類のポリマー樹脂には、限定されないが、二官能性および多官能性エポキシ樹脂、ビスマレイミド/トリアジンおよびエポキシ樹脂(BTエポキシ)、エポキシ/ポリフェニレン酸化物樹脂などのエポキシ樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリスルホン(PS)、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル、ポリエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー、ポリウレタン、ポリエーテルイミド、エポキシおよびこれらの複合体が挙げられる。
触媒を使って、誘電体材料およびプリント回路基板のスルーホールまたはバイアホールの壁上に金属を堆積できる。触媒は、プリント回路基板製造の水平および垂直プロセスの両方で使用可能である。
水性触媒は、従来のアルカリ無電解金属メッキ浴と共に使用可能である。触媒を使って、無電解メッキ可能な任意の金属を無電解堆積できることが想定されるが、好ましくは、金属は、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金から選択される。より好ましくは、金属は、銅および銅合金から選択され、最も好ましくは、金属は銅である。市販品として入手可能な無電解銅メッキ浴の例は、CIRCUPOSIT(商標)880Electroless Copper浴である(Dow Advanced Materials、Marlborough、MA、から入手可能)。
通常、銅イオン源には、限定されないが、水可溶塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩およびその他の有機や無機の銅の塩が挙げられる。1種または複数種のこのような銅塩の混合物を使って、銅イオンを供給できる。例には、硫酸銅・5水和物などの硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、水酸化銅およびスルファミン酸銅が挙げられる。組成物中に従来の量の銅塩を使うことができる。通常,組成物中の銅イオン濃度は、0.5g/L〜30g/Lの範囲であってよい。
また、1種または複数種の合金化金属を無電解組成物中に含めてもよい。このような合金化金属には、限定されないが、ニッケルおよびスズが挙げられる。銅合金の例には、銅/ニッケルおよび銅/スズが挙げられる。典型的な銅合金は銅/ニッケルである。
ニッケルおよびニッケル合金無電解浴用のニッケルイオン源には、1種または複数種の従来のニッケルの水可溶性塩を含めてもよい。ニッケルイオン源には、限定されないが、硫酸ニッケルおよびハロゲン化ニッケルが挙げられる。従来から用いられている量のニッケルイオン源を無電解合金化組成物中に含めることができる。通常、0.5g/L〜10g/Lの量のニッケルイオン源を含めることができる。
基板の無電解金属メッキに使われる従来のステップをこの触媒で使用可能であるが、水性アルカリ触媒は、多くの従来のプロセスの場合のように、スズを取り除いて無電解メッキのためにパラジウム金属を露出させる加速ステップを必要としない。従って、この触媒を使う場合、加速ステップが除かれる。好ましくは、触媒が、無電解金属メッキされる基板の表面に適用され、続けて、還元剤が触媒された基板に適用された後、金属メッキ浴が適用される。温度と時間などの無電解金属メッキパラメータは、従来通りであってよい。無電解金属メッキ浴のpHはアルカリ性である。基板表面のクリーニングまたは脱脂、表面の粗化または微細粗化、表面のエッチングまたはマイクロエッチング、溶媒膨潤処理、スルーホールのスミア除去および種々のすすぎと変色防止処理などの従来の基板調製法を使用可能である。このような方法と処方は当技術分野でよく知られており、文献で開示されている。
好ましくは、金属メッキされる基板は、誘電体材料で作られ、複数のスルーホールを有する金属クラッド基板、例えば、プリント回路基板である。基板は、水ですすがれ、清浄化および脱脂され、続けて、スルーホール壁のスミア除去が行われる。通常、誘電体の準備もしくは軟化、またはスルーホールのスミア除去は、溶媒膨潤処理で開始される。
従来のいずれの溶媒膨潤も使用できる。具体的な種類は、誘電体材料の種類に応じて変化してもよい。誘電体の例は上記で開示されている。簡単な実験を行うことにより、どの溶媒膨潤が特定の誘電体材料に適するかを判定できる。誘電体のTが、使用される溶媒膨潤の種類を決める場合が多い。膨潤用溶媒には、限定されないが、グリコールエーテルおよびそれらの関連酢酸エーテルが挙げられる。従来の量のグリコールエーテルおよびそれらの関連酢酸エーテルを使用できる。市販品として入手可能な膨潤用溶媒の例は、CIRCUPOSIT(商標)Conditioner3302A、CIRCUPOSIT(商標)Holerep3303およびCIRCUPOSIT(商標)Hole Prep4120溶液(Dow Advanced Materialsから入手可能)である。
溶媒膨潤後、促進剤を適用できる。従来の促進剤を使用できる。このような促進剤には、硫酸、クロム酸、過マンガン酸アルカリまたはプラズマエッチングが含まれる。通常、過マンガン酸アルカリが促進剤として使用される。市販品として入手可能な促進剤の例は、CIRCUPOSIT(商標)Promoter4130およびCIRCUPOSIT(商標)MLB Promoter3308溶液(Dow Advanced Materialsから入手可能)である。任意選択で、基板およびスルーホールを水ですすいでもよい。
その後、中和剤が適用され、促進剤によって残された全ての残留物が中和される。従来の中和剤を使用できる。通常、中和剤は、1種または複数種のアミンを含む酸性水溶液または3wt%過酸化水素と3wt%硫酸の溶液である。市販品として入手可能な中和剤の例は、CIRCUPOSIT(商標)MLB Neutralizer216−5である。任意選択で、基板およびスルーホールを水ですすぎ、その後乾燥してもよい。
中和後、酸またはアルカリコンディショナーが適用される。従来のコンディショナーを使用できる。このようなコンディショナーは、1種または複数種の陽イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤、錯体形成剤およびpH調整剤または緩衝剤を含んでもよい。市販品として入手可能な酸コンディショナーの例は、CIRCUPOSIT(商標)コンディショナー3320Aおよび3327溶液(Dow Advanced Materialsから入手可能)である。適切なアルカリコンディショナーには、限定されないが、1種または複数種の4級アミンおよびポリアミンを含むアルカリ界面活性剤水溶液が挙げられる。市販品として入手可能なアルカリ界面活性剤の例は、CIRCUPOSIT(商標)Conditioner231、3325、813および860配合物である。任意選択で、基板およびスルーホールを水ですすいでもよい。
コンディショニングに続けてマイクロエッチングを行うことができる。従来のマイクロエッチング組成物を使用できる。マイクロエッチングは、露出金属上に微細粗化金属表面を与え(例えば、内部層および表面のエッチングにより)、メッキされた無電解金属と後で行われる電気メッキの間の接着を強化するように設計される。マイクロエッチング剤には、限定されないが、60g/L〜120g/Lの過硫酸ナトリウムまたはオキシ一過硫酸ナトリウムもしくはカリウムと硫酸(2%)混合物、または一般的硫酸/過酸化水素が挙げられる。市販品として入手可能なマイクロエッチング組成物の例は、CIRCUPOSIT(商標)Microetch 3330Etch溶液およびPREPOSIT(商標)748Etch溶液で、両方共、Dow Advanced Materialsから入手可能である。任意選択で、基板を水ですすいでもよい。
任意選択で、次に、前ディップをマイクロエッチング基板およびスルーホールに適用できる。前ディップ剤の例には、酒石酸ナトリウムカリウムもしくはクエン酸ナトリウムなどの有機塩、0.5%〜3%硫酸または25g/L〜75g/L塩化ナトリウムの酸性溶液が挙げられる。
その後、水性アルカリ触媒が基板に適用される。適用は、当技術分野で使われる触媒溶液中に基板の浸漬などの従来の方法により、またはスプレーにより、もしくは従来の装置を使ったアトマイゼーションにより行うことができる。触媒滞留時間は、垂直装置に対しては、1分〜10分、通常は2分〜8分、水平装置に対しては、25秒〜120秒の範囲であってよい。触媒は、室温〜80℃、通常は30℃〜60℃の温度で適用できる。任意選択で、基板およびスルーホールに触媒を適用後、水ですすいでもよい。
次に、還元溶液が基板に適用され、触媒の金属イオンがそれらの金属状態に還元される。基板を還元溶液中に浸漬することにより、還元溶液を基板上にスプレーすることにより、またはアトマイゼーションにより還元溶液を適用できる。溶液の温度は、室温〜65℃、通常は、30℃〜55℃の範囲であってよい。還元溶液と触媒された基板との間の接触時間は、無電解金属メッキ浴の適用の前の30秒〜5分の範囲であってよい。通常、還元溶液は、6以上である。
その後、基板およびスルーホールの壁は、無電解浴を使って、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金などの金属で無電解メッキされる。好ましくは、銅がスルーホールの壁上にメッキされる。メッキ時間と温度は、従来の通りでよい。典型的には、金属堆積は、20℃〜80℃、さらに典型的には、30℃〜60℃の温度で行われる。基板を無電解メッキ浴中に浸漬してもよく、または無電解浴を基板上にスプレーしてもよい。通常、無電解メッキは、5秒〜30分間行うことができるが、メッキ時間は、対象金属の厚さに応じて変動してもよい。メッキは、アルカリ環境下で行われ、基板上の全ての金属クラッドの望ましくない腐食を防ぐ。通常、メッキ溶液のpHは8以上、好ましくは、pHは8.5以上、より好ましくは、pHは9〜13である。
任意選択で、金属に変色防止剤を適用してもよい。従来の変色防止組成物を使用できる。変色防止剤の例は、ANTITARNISH(商標)7130溶液(Dow Advanced Materialsから入手可能)である。基板は、任意選択で、水ですすぎ、その後、基板を乾燥してもよい。
さらなる処理には、光イメージングによる従来の処理、および例えば、銅、銅合金、スズおよびスズ合金の電解金属堆積などの基板上へのさらなる金属堆積を含めてもよい。
水性アルカリ触媒を使って、誘電体材料基板および金属クラッドを含む基板にも同様に金属を無電解メッキできる。水性アルカリ触媒は、貯蔵安定性があり、また、アルカリ無電解金属メッキ環境中であっても、無電解金属メッキを行っている間安定である。水性アルカリ触媒は、従来のスズ/パラジウム触媒に比べて、水性アルカリ触媒が抗酸化剤不含であっても容易には酸化されない。水性アルカリ触媒は、安定性を形成し、維持するための強い酸を必要としないために、従来の触媒より腐食性が低い。水性アルカリ触媒は、安定性のためのスズ化合物を必要とせず、ハロゲン不含であってもよい。また、触媒的に活性かつ安定な金属リガンド錯体を形成するための長期間の加熱によるオリゴマー/ポリマー錯体形成の必要がなく、より効率的な無電解メッキ方法を提供する。触媒は、プリント回路基板の製造におけるバイアホールおよびスルーホール充填中の良好な金属被覆形成を可能とする。
以下の実施例は、本発明の範囲を制限する意図はなく、本発明を例証することを意図している。
実施例1
17mL分量の5g/L HDMPストック溶液を400mLのDI水で希釈することにより、1リットルの水中に75ppmのパラジウムイオンおよび85ppmの6−ヒドロキシ−2,4−ジメチルピリミジン(HDMP)を含む水性アルカリ触媒溶液を調製した。1Mの水酸化ナトリウムを使って溶液のpHを10.5に調節した。188mgのパラジウム硝酸塩水和物を最小限のDI水中に溶解し、HDMP溶液に加えた。1.9gの四ホウ酸ナトリウム・10水和物を、400mLのDI水と硝酸パラジウムを含む1リットルのビーカーに溶解し、HDMP溶液をそれに加えた。次に、混合物を1リットルに希釈し、室温で30分間攪拌した。HDMPのパラジウムイオンに対するモル比は、1:1であった。溶液のpHは9であった。
実施例2
複数のスルーホールを有する次の6枚の異なるパネルを2枚ずつ用意した:TUC−662、SY−1141、SY−1000−2、IT−158、IT−180およびNPG−150。パネルは、4層または8層銅−クラッドパネルとした。TUC−662は、Taiwan Union Technologyから入手し、SY−1141とSY−1000−2は、Shengyiから入手した。また、IT−158とIT−180は、ITEQ Corp.から入手し、NPG−150は、NanYaから入手した。パネルのT値は、140℃〜180℃の範囲であった。各パネルは、5cm×12cmとした。各パネルのルーホールを以下のように処理した:
1.各パネルのスルーホールをCIRCUPOSIT(商標)MLB Conditioner211溶液を使って80℃で7分間、スミア除去した。
2.各パネルのスルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
3.スルーホールをCIRCUPOSIT(商標)MLB Promoter3308水性過マンガン酸塩溶液を使い、80℃で10分間処理した。
4.スルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
5.スルーホールを、3wt%硫酸/3wt%過酸化水素中和剤を使って、室温で2分間処理した。
6.各パネルのスルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
7.各パネルのスルーホールを、CIRCUPOSIT(商標)Conditioner3325アルカリ溶液を使って60℃で5分間処理した。
8.スルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
9.スルーホールを過硫酸ナトリウム/硫酸エッチング溶液を使って、室温で2分間処理した。
10.各パネルのスルーホールを、流れているDI水で4分間すすいだ。
11.半分のパネルを室温で1分間、CATAPREP(商標)404前ディップ溶液に浸漬し、続けて、パネルを過剰のスズを含む75ppmのパラジウム金属を有する従来のパラジウム/スズ触媒の溶液中に40℃で5分間浸漬した。他方で、残りの半分のパネルを実施例1で調製したパラジウムイオン/HDMP触媒中に40℃で5分間、浸漬した。
12.パラジウムイオンおよびHDMPを含む触媒で処理したパネルを0.25M溶液の次亜リン酸ナトリウム還元剤中に50℃で1分間浸漬し、パラジウムイオンをパラジウム金属に還元し、その後、流れているDI水で30秒間すすいだ。
13.パネルを38℃、pH13下でCIRCUPOSIT(登録商標)880無電解銅メッキ浴中に浸漬し、スルーホールの壁上に15分間、銅を堆積させた。
14.銅メッキパネルを流れている水道水で4分間すすいだ。
15.各銅メッキパネルを圧縮空気で乾燥した。
16.パネルのスルーホールの壁の銅メッキ被覆率を、下記のバックライトプロセスを使って調べた。
可能な限り銅メッキ壁を露出させるように、各パネルのスルーホールの中心近くの断面で切断した。スルーホールの中心から3mm以下の厚さの位置の断面をそれぞれのパネルから取り出し、スルーホール壁の被覆率を測定した。欧州バックライト等級スケール(European Backlight Grading Scale)を使用した。各パネル由来の断面は、試料の背面に光源を備えた50Xの倍率の通常の光学的顕微鏡の下に置かれた。銅堆積の品質は、顕微鏡下で認められる試料透過光の量により判定された。透過光は、不完全な無電解被覆が存在するメッキスルーホールの領域のみで見ることができる。光が透過せず、断面が完全に黒く見える場合は、バックライトスケールで、スルーホール壁の完全な銅被覆を示す5に等級付けされた。光が何らの暗い領域もなく全断面を通過する場合は、壁上への非常にわずかな量の銅金属堆積のケースから全く銅金属堆積がないケースを示し、この断面を0と等級付けした。断面が幾分かの暗い領域ならびに明るい領域を持つ場合は、0〜5に等級付けされた。少なくとも、10個のスルーホールを検査し、それぞれの基板を等級付けした。
図1は、6種のメッキパネルのそれぞれに対する両触媒のバックライト等級を示すバックライト等級分布のグラフである。グラフ中のプロットは、それぞれの基板の10個のスルーホール切断断面のバックライト等級に対する95%信頼区間を示す。それぞれのプロットの中央を通る水平線は、それぞれのグループの10個の測定スルーホール断面の平均バックライト等級値を示す。パラジウム/HDMP触媒は、従来のパラジウム/スズコロイド触媒と実質的に同じ性能であり、バックライト等級値は、4.5より大きい値であった。4.5以上のバックライト等級値は、メッキ産業で商業的に許容可能な触媒であることを示す。
実施例3
21mLの分量の5g/L ADMPストック溶液を400mLのDI水で希釈することにより、1リットルの水中に75ppmのパラジウムイオンおよび105ppmの2−アミノ−4,6−ジメチルピリミジン(ADMP)を含む水性アルカリ触媒溶液を調製した。188mgの硝酸パラジウム水和物を最小限のDI水中に溶解し、ADMP溶液に加えた。1M水酸化ナトリウムを使って溶液のpHを8.5に調節した。1.9gの四ホウ酸ナトリウム・10水和物を、400mLのDI水および硝酸パラジウムを含む1リットルのビーカーに溶解し、それにADMP溶液を加えた。その後、混合物を1リットルに希釈し、室温で30分間攪拌した。ADMPのパラジウムイオンに対するモル比は、1.2:1であった。溶液のpHは9であった。
実施例4
実施例2と同様に、複数のスルーホールを有する次の6枚の異なる多層の銅クラッドパネルを2枚ずつ用意した:TUC−662、SY−1141、SY−1000−2、IT−158、IT−180およびNPG−150。各パネルのルーホールを以下のように処理した:
1.各パネルのスルーホールをCIRCUPOSIT(商標)MLB Conditioner211溶液を使って80℃で7分間、スミア除去した。
2.各パネルのスルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
3.スルーホールをCIRCUPOSIT(商標)MLB Promoter3308水性過マンガン酸塩溶液を使い、80℃で10分間処理した。
4.スルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
5.スルーホールを、3wt%硫酸/3wt%過酸化水素中和剤を使って、室温で2分間処理した。
6.各パネルのスルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
7.各パネルのスルーホールを、CIRCUPOSIT(商標)Conditioner3320Aアルカリ溶液を使って45℃で5分間処理した。
8.スルーホールを、流れている水道水で4分間すすいだ。
9.スルーホールを過硫酸ナトリウム/硫酸エッチング溶液を使って、室温で2分間処理した。
10.各パネルのスルーホールを、流れているDI水で4分間すすいだ。
11.半分のパネルを室温で1分間、CATAPREP(商標)404前ディップ溶液に浸漬し、続けて、パネルを過剰のスズを含む75ppmのパラジウム金属を有する従来のパラジウム/スズ触媒の溶液中に40℃で5分間浸漬した。他方で、残りの半分のパネルを、実施例3と同様に調製したパラジウムイオン/AMDP触媒中に40℃で5分間、浸漬した。
12.パラジウムイオンおよびAMDPを含む触媒で処理したパネルを0.25M溶液の次亜リン酸ナトリウム還元剤中に50℃で1分間浸漬し、パラジウムイオンをパラジウム金属に還元し、その後、流れているDI水で30秒間すすいだ。
13.パネルを38℃、pH13下でCIRCUPOSIT(商標)880Electroless Copperメッキ浴中に浸漬し、スルーホールの壁上に15分間、銅を堆積させた。
14.銅メッキパネルを流れている水道水で4分間すすいだ。
15.各銅メッキパネルを圧縮空気で乾燥した。
16.パネルのスルーホールの壁の銅メッキ被覆率を、下記のバックライトプロセスを使って調べた。
可能な限り銅メッキ壁を露出させるように、各パネルのスルーホールの中心近くの断面で切断した。スルーホールの中心から3mm以下の厚さの位置の断面をそれぞれのパネルから取り出し、スルーホール壁の被覆率を測定した。実施例2に記載のように、欧州バックライト等級スケールを使用した。
図2は、6種のメッキパネルに対する両触媒のバックライト等級を示すバックライト等級分布グラフである。グラフ中のプロットは、それぞれの基板の10個のスルーホール切断断面のバックライト等級に対する95%信頼区間を示す。それぞれのプロットの中央を通る水平線は、それぞれのグループの10個の測定スルーホール断面の平均バックライト等級値を示す。4.5より大きいバックライト等級値を示すパラジウム/ADMP触媒は、従来のパラジウム/スズコロイド触媒よりも優れた性能を示すが、一方、従来の触媒のバックライト等級値は、4.5または4.5よりほんのわずかに高い値であった。
実施例5〜17
下表に挙げたピリミジン誘導体の触媒安定性および活性を40mL規模で試験した。75ppmのパラジウムイオン、およびpHを約9に維持するためのpH緩衝剤として1.9g/Lの四ホウ酸ナトリウム・10水和物を使って触媒を調製した。実施例9、13および14を除いて、各錯体形成剤の試料を2種の異なる量で試験した。パラジウムイオンの錯体形成剤に対するモル比は、1:1または1:2とした。実施例9、13および14のパラジウムイオンの錯体形成剤に対するモル比は、1:1とした。
ストック溶液:
a)錯体形成剤溶液濃度:5g/L。
b)5g/Lのパラジウムイオン溶液を硝酸パラジウム水和物から調製した。
c)四ホウ酸ナトリウム・10水和物溶液濃度:25g/L。
作業浴配合および方法:
1.一定分割量の錯体形成剤を30mLのDI水中に希釈した。
2.実施例5〜8、10〜14および16〜17に対し、1M水酸化ナトリウムを使って錯体形成剤溶液のpHを約10.5に調節した。
3.0.6mLのパラジウムイオン溶液を加え、触媒を室温で5分間攪拌し、1M水酸化ナトリウムを加えて、実施例9および15の2−アミノピリミジンベース錯体形成剤のpHを約8.5に調節し、さらに、
4.3.05mLのホウ酸塩溶液を加えて、触媒を40mLに希釈し、pHを約9に調節した。
5.非クラッド積層体NY−1140試料(NanYa)を使って小規模(ビーカー)試験で下記のプロセスによりメッキ活性の選別を行った:
a)実施例5〜8、10〜14および16〜17の積層体に、10%のCIRCUPOSIT(商標)Conditioner3325アルカリ溶液を、また、実施例9および15の積層体に7%のCIRCUPOSIT(商標)Conditioner3320A酸溶液を50℃で5分間適用した後、DI水ですすいだ。
b)触媒浴を40℃で5分間積層体に適用した。
c)0.25MのNaHPO還元剤を50℃で1分間積層体に適用し、続けて、DI水ですすいだ。
d)積層体をCIRCUPOSIT(商標)880Electroless Copperメッキ浴を使って40℃で15分間、銅でメッキし、続けて、DI水ですすいだ後、室温で乾燥した。
e)積層体の銅メッキ性能を調査した。結果を表1に示す。
Figure 0006444663
錯体形成剤が4,6−ジクロロピリミジンである場合の実施例13を除いて、全積層体が均一に完全被覆された光沢のある銅堆積物を有していた。しかし、実施例13も、積層体の被覆された部分は光沢を有していた。
さらに、積層体の調製および銅メッキ中の40℃で2〜4時間、およびメッキ後に溶液を室温に冷却後の一晩の間、銅堆積物の外観、錯体形成剤溶液の安定性についても観察した。加熱および室温で一晩保持の間、ほとんどの試験試料は安定であった。実施例7および9を除いて、沈殿または混濁は観察されなかった。実施例7および9で沈殿と混濁が認められたにも関わらず、オロチン酸および2−アミノピリミジンの両方が、積層体に完全銅被覆を与えた。
比較例1〜4
使用した錯体形成剤が下表2に示す内容であることを除いて、積層体NY−1140試料に対する安定性試験および無電解銅メッキを繰り返した。ピリミジン誘導体は、ピリミジン環の2位置では置換を行わないで4と6位置でヒドロキシル置換を行うか、または、4と6位置およびアミン基のNo.2位置でヒドロキシル置換を行うか、またはピリミジン環の位置2、4および6でアミン置換を行った。溶液を実施例5〜17の記載と同様の方法で調製した。
Figure 0006444663
比較例1と4の触媒は安定であったが、それらは積層体上への無電解銅メッキを触媒することができなかった。比較例2と3の触媒は不安定であった。錯体形成剤と硝酸パラジウム水和物の混合時の数分以内に沈殿が観察された。

Claims (9)

  1. a)誘電体を含む基板を用意すること、
    b)前記誘電体を含む基板に水性アルカリ触媒溶液を適用することであって、前記水性アルカリ触媒が、金属イオンと、1種または複数種の式:
    Figure 0006444663
    のピリミジン誘導体またはそれらの塩との単量体錯体を含み、式中、R、R、RおよびRは、同じでも異なっていてもよい水素、(C〜C)アルキル、−N(R)、ヒドロキシル、ヒドロキシ(C〜C)アルキル、(C〜C)アルコキシ、カルボキシまたはハロゲンであり、Rは同じでも異なっていてもよい水素または(C〜C)アルキルである(但し、RおよびRがヒドロキシルの場合は、Rもヒドロキシルであり、R、RおよびRは同時に−N(R)ではなく、また、Rがアルキルである場合、R、RおよびR4の全てが水素ではなく、さらに、R、R、RおよびRは、同時に水素ではない)水性アルカリ触媒溶液を適用すること、
    c)工程b)の後で、かつ工程d)の前に、前記誘電体を含む基板に還元剤を適用すること、および
    d)前記誘電体を含む基板をアルカリ金属メッキ浴中に浸漬し、前記誘電体を含む基板上に金属を無電解メッキすること、
    を含む方法。
  2. 前記1種または複数種のピリミジン誘導体が、2−アミノピリミジン、6−ヒドロキシ−2,4,6−トリアミノピリミジン、2−ヒドロキシピリミジン、4,6−ジクロロピリミジン、2,4−ジメトキシピリミジン、2−アミノ−4,6−ジメチルピリミジンおよび2−ヒドロキシ−4,6−ジメチルピリミジンから選択される請求項1に記載の方法。
  3. 前記金属イオンに対する前記1種または複数種のピリミジン誘導体のモル比が、1:1〜4:1である請求項1に記載の方法。
  4. 前記金属イオンが、パラジウム、銀、金、白金、銅、ニッケルおよびコバルトから選択される請求項1に記載の方法。
  5. 前記基板上に無電解メッキされる前記金属が、銅、銅合金、ニッケルまたはニッケル合金である請求項1に記載の方法。
  6. 前記水性アルカリ触媒溶液が、8.5以上のpHである請求項1に記載の方法。
  7. 前記水性アルカリ触媒溶液が、9以上のpHである請求項6に記載の方法。
  8. 前記誘電体を含む基板が、複数のスルーホールをさらに含む請求項1に記載の方法。
  9. 前記誘電体を含む基板が、金属クラッドをさらに含む請求項8に記載の方法。
JP2014180021A 2013-09-04 2014-09-04 アルカリに安定なピリミジン誘導体含有触媒による誘電体の無電解メタライゼーション Expired - Fee Related JP6444663B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361873389P 2013-09-04 2013-09-04
US61/873,389 2013-09-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015063755A JP2015063755A (ja) 2015-04-09
JP2015063755A5 JP2015063755A5 (ja) 2018-10-25
JP6444663B2 true JP6444663B2 (ja) 2018-12-26

Family

ID=51494103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014180021A Expired - Fee Related JP6444663B2 (ja) 2013-09-04 2014-09-04 アルカリに安定なピリミジン誘導体含有触媒による誘電体の無電解メタライゼーション

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2845922A1 (ja)
JP (1) JP6444663B2 (ja)
KR (1) KR20150027726A (ja)
CN (1) CN104513974B (ja)
TW (1) TWI567233B (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI384081B (zh) * 2008-06-13 2013-02-01 China Steel Corp Manufacture of Medium Carbon and Sulfur Series Fast Cutting Steel
JP6479641B2 (ja) * 2015-12-11 2019-03-06 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP6563324B2 (ja) * 2015-12-11 2019-08-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および基板処理方法
US20170251557A1 (en) * 2016-02-29 2017-08-31 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Horizontal method of electroless metal plating of substrates with ionic catalysts
TWI638821B (zh) * 2016-08-24 2018-10-21 李長榮化學工業股份有限公司 金屬觸媒及其製備與應用
CN106435543B (zh) * 2016-09-21 2018-07-06 芜湖扬展新材料科技服务有限公司 航空钛合金的制备方法
KR102662397B1 (ko) * 2018-10-23 2024-05-02 솔브레인 주식회사 전기도금 조성물 및 전기도금 방법
US20210140051A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-13 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Electroless copper plating and counteracting passivation
CN113445031B (zh) * 2021-06-24 2022-07-08 广东硕成科技股份有限公司 一种金属活性剂及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2116389C3 (de) 1971-03-30 1980-04-03 Schering Ag, 1000 Berlin Und 4619 Bergkamen Lösung zur Aktivierung von Oberflächen für die Metallisierung
DE3149919A1 (de) * 1981-12-11 1983-06-23 Schering Ag, 1000 Berlin Und 4619 Bergkamen Verfahren zum haftfesten metallisieren von polyimid
DE3328765A1 (de) * 1983-08-05 1985-02-14 Schering AG, 1000 Berlin und 4709 Bergkamen Loesung zur vorbehandlung von polyimid
US4976990A (en) * 1986-09-30 1990-12-11 Macdermid, Incorporated Process for metallizing non-conductive substrates
GB8725148D0 (en) * 1987-10-27 1987-12-02 Omi International Gb Ltd Catalyst
US5503877A (en) 1989-11-17 1996-04-02 Atotech Deutschalnd Gmbh Complex oligomeric or polymeric compounds for the generation of metal seeds on a substrate
JP3892730B2 (ja) * 2002-01-30 2007-03-14 関東化学株式会社 無電解金めっき液
JP2004190075A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Kanto Chem Co Inc 無電解金めっき液
JP5434222B2 (ja) * 2009-04-17 2014-03-05 コニカミノルタ株式会社 金属パターン形成方法および金属パターン
JP5780920B2 (ja) * 2011-10-31 2015-09-16 新光電気工業株式会社 無電解銅めっき浴

Also Published As

Publication number Publication date
TW201525192A (zh) 2015-07-01
KR20150027726A (ko) 2015-03-12
CN104513974A (zh) 2015-04-15
EP2845922A1 (en) 2015-03-11
CN104513974B (zh) 2018-09-21
JP2015063755A (ja) 2015-04-09
TWI567233B (zh) 2017-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6444663B2 (ja) アルカリに安定なピリミジン誘導体含有触媒による誘電体の無電解メタライゼーション
JP6444664B2 (ja) アルカリに安定なピラジン誘導体含有触媒による誘電体の無電解メタライゼーション
TWI629374B (zh) 無電極電鍍的方法
JP5937343B2 (ja) めっき触媒及び方法
JP2013049920A (ja) 無電解金属化のための安定な触媒
US9914115B2 (en) Catalysts for electroless metallization containing five-membered heterocyclic nitrogen compounds
US9918389B2 (en) Electroless metallization of dielectrics with alkaline stable pyrazine derivative containing catalysts
TWI614372B (zh) 無電極電鍍的方法
TWI617700B (zh) 無電極電鍍的方法
JP6491689B2 (ja) 無錫イオン性銀含有触媒による基材のスルーホール及びビアの無電解金属被覆
US20170044671A1 (en) Electroless metallization of dielectrics with alkaline stable pyrimidine derivative containing catalysts
JP6562597B2 (ja) イミノ二酢酸および誘導体を含む無電解金属化のための触媒

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150116

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180912

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20180912

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: 20181105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6444663

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees