JPH01100292A - 光沢のある平滑な銅被膜を電着するための水性酸性浴、電着法及び、光沢のある平滑な銅被膜 - Google Patents

光沢のある平滑な銅被膜を電着するための水性酸性浴、電着法及び、光沢のある平滑な銅被膜

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JPH01100292A
JPH01100292A JP63161089A JP16108988A JPH01100292A JP H01100292 A JPH01100292 A JP H01100292A JP 63161089 A JP63161089 A JP 63161089A JP 16108988 A JP16108988 A JP 16108988A JP H01100292 A JPH01100292 A JP H01100292A
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JP
Japan
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bath
acid
group
aqueous acidic
compound
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Application number
JP63161089A
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English (en)
Inventor
Wolfgang Dahms
ヴオルフガング・ダームス
Hubert-Matthias Seidenspinner
フーベルト−マツチアス・ザイデンシユピナー
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Bayer Pharma AG
Original Assignee
Schering AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38Electroplating: Baths therefor from solutions of copper

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  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光沢のある平滑な銅被膜を電着するための水性
酸性浴に閃する。
従来の技術 結晶−1消し被膜の代わりに光沢のある銅被膜を得るた
めに、酸性の、特に多くの場合硫酸性の銅電解質に特定
の有a物質を少量加え得ることは以@から公知である。
この目的用として例えばポリエチレングリコール、チオ
尿酸、ゼラチン、糖蜜、コーヒー抽出物、塩基性染料及
びチオ燐酸エステルが知られているが、これらの物質は
これにより得られる銅被膜の品質が今日要求されている
条件にそぐわないことがら、実地においてはもはや意味
を在さない。すなわちこの被膜は脆過ぎるが又は光沢が
僅かであるか又は特定の電流密度範囲ではレリーフ様に
生じる。
種々の化学的に5鷺なる抑制剤とチオ化合物との混合物
は銅の電着を高める。
ポリアルキルイオンを有機チオ化合物と組み合わせて添
加することく西ドイツ田特許第1246347号明細書
)及びポリビニル化合物を酸素含有高分子化合物及び有
機の特に芳香族チオ化合物との混合形で添加すること(
西ドイツ国特許出願公告第1521062号明細書)は
すでに提案されている。しかしこの種の制電解質の場合
にはより高い陰極電流密度を使用することができず、ま
た電着した銅被膜は予め中間処理した後でしかニッケル
めっきすることができない。
更に上記の西ドイツ国特許出願公告第1521062号
明細書には水溶性化基を有するポリマーの酸素含有化合
物の他に置換フェナゾニウム化合物の少なくとも1種を
溶解含有する酸性銅浴が記載されている。
これらのモノマーのフェナゾニウム化合物の場合、使用
し得る電流密度並びに老化挙動は十分でない。その他の
刊行物では有機チオ化合物及び非イオン湿潤剤と他の染
料例えばクリスタル−バイオレット(欧州特許第715
12号明!I書)、メチルバイオlノット(西ドイツr
m特許第225584号明細書)、アミド(米国特許第
418+ 582号明綱汲)5アポ−サフラニンを有す
るフタロシアニン誘導体(米田特許第3420999号
明細書)との組合わせ物が使用されている。
染料の代わりにポリアミンと塩化ベンジル(米国特許第
4110176号明!IlI書)又はエピクロルヒドリ
ン(欧州特許第68807号明細書)との定義されてい
ない反応生成物或はこれとチオ化合物及びアクリルアミ
ド(欧州特許第107109号明l1il書)との反応
生成物も提案されている。
これらの物質はすべて特に窒素含有チオ化合物と組み合
わせた場合、不均一な電着を生じるポリマーのフェナゾ
ニウム化合物(西ドイツ国特許第203911131号
明細R)を含む浴は著しい進歩をもたらした。この浴は
主として非イオン湿潤剤及び有機硫黄化合物と組合わせ
て使用される。
高い電流密度範囲での高レベリングは低範囲での僅かな
レベリングに比べて劣っている。この場合プリント回路
の銅めっきに際して中ぐりの穴周辺が平坦化する。装飾
的な銅電着では電流密度の種々の範囲で汚れが目立つ。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題はこれらの欠点を除去し、更に低い電流密
度の範囲でのレベリング及び均一な電着を改良すること
にある。
課題を解決するための手段 この課題は本発明によれば、一般式: [式中R,はC1〜5−アルキル基、置換されていても
よいアリール基又はアルアルキル基を表し、R2は水素
原子、C1〜5−アルキル基又はC!〜5〜アルコキシ
基を表し、R3及びR4はそれぞれC1〜5−アルキル
基を表し、Xは酸残基を表す]で示されるベンズチアゾ
ニウム化合物の少なくとも1種を含むことを特徴とする
水性酸性浴によって解決される。
優れた実施態様は請求項2以下に記載されている。
付加的に例えばチオ塚素誘導体又はポリマーの7工ナゾ
ニウム化合物のようなレベリング材は場合に応じて高範
囲のレベリングを改良する− ことができる。
銅の電着を明らかに改良するために添加しなければなら
ないベンズチアゾニウム化合物の贋は掻く代かであり、
例えば0.0005〜0.3g/ 1、有利には0.0
02〜0.05g /βである。第1表は本発明で使用
する物質の例及び洛中での有利な濃度値をまとめたもの
である。
ベンズチアゾニウム化合物はそれ自体公知であるか又は
公知の方法によって例えば以下のようにしてg233す
ることができる。
まず適当なベンズチアゾール誘導体を窒素下にアルキル
化し、この環をヒドラジン水和物で+a環し、ジアルキ
ルアミノベンゾイルクロリドと反応させて所望の生成物
とする。
化合物■の製造工程 KPG−攪拌器、還流冷却器及び滴下ロート(均圧器を
有する)を備えた41−二頭フラスコ中で4−ジメチル
アミノ−ベンゾイルクロリド5g7g (3,20モル
)をドルオール2.413、懸濁させ、60℃に加熱し
、窒素下にN−メチル−2−メルカプトアニリン445
g (3,20モル〉の溶液を30分間に加える。沸騰
温度で1時間攪拌し、冷却し、生じた生成物を吸引濾別
する。ドルオール約2qで洗浄し、真空中で50℃で乾
燥した後淡黄色の粉末940g (理論値の96%)が
得られ、これは180〜220℃で分解しながら融解す
る次の第2表は付加的成分として使用するための酸素含
有高分子化合物の例及びその優れた使用濃度を含む。
第2表 酸素含有高分子化合物      優れた濃度(g/l
) ポリビニルアルコール      0.05〜0,4カ
ルボキシメチルセルロース   0.05〜0.1ポリ
エチレングリコール     0.1〜5.0ポリプロ
ピレングリコール    0.05〜1.0ステアリン
酸−ボリグリコールエ 0.5〜g、0ステル 油酸=ポリグリコールエステル  0.5〜5.0ステ
アリルアルコール−ポリグリ 0.5〜8.0コールエ
ーテル ノニルフェノール−ポリグリコ−0,5〜6.0ルエー
テル オクタノールポリアルキレングリ 0.05〜0.5コ
ールエーテル オクタンンオール−ビス−(ポリ 0.05〜0.5ア
ルキレングリコールエーテル) ポリオキシプロピレングリコール 0.05〜0.5ポ
リエチレン−プロピレングリコ 0.02〜5.0−ル
(共重合体又はブロック重合体) β−ナフトール−ポリグリコール 0.02〜4.0エ
ーテル 下記の第3表は成分として付加的に使用するための水溶
性基を有する有機の窒泰不含チオ化合物の例及びその優
れた使用濃度を含むものである。
第3表 チオ化合物          優れた濃度(g/、&
) 3−メルカプトプロパン−1−0,005〜0.1スル
ホン酸、ナトリウム塩 チオ鱗酸−0−エチル−ビス−〇、O1〜0.15(w
−スルホプロピル)−ニス チル、ニナトリウム塩 チオ(g酸−トリス−(w−スル0.02〜0,15ホ
プロビル)−エステル、三す トリウム塩 チオグリコール1%9      0.001〜0.0
03エチレンジチオジプロビルスル0.O1〜0.1ホ
ン酸、ナトリウム塩 ジ−n−プロピルチオエーテル0.01〜0.1−ジー
W−スルホン酸、ニナト リウム塩 ビス−(w−スルホプロピル)  0.002〜0,0
2ジスルフイド、 ニナトリウム塩 ビス−〈W−スルホヒドロキシ0.003〜0.02プ
ロピル)ジスルフィド、ニナ トリウム塩 ビス−〈W−スルホブチル)ジ0.004〜0.02ス
ルフィド、ニナトリウム塩 ビス−(p−スルホフェニル)  0.01〜0.1ジ
スルフイド、ニナトリウム塩 メチル−(w−スルホプロピル0.007〜0.03)
ジスルフィド、ナトリウム塩 メチル−(w−スルホブチル”)  0.005〜0.
02トリスルフイド、ナトリウム塩 本発明による銅浴の個々の成分は一般に有利には次の限
度濃度内で使用iiI能を浴中に含まれていてよい: チアゾニウム化合物  0.1)005〜0.3g/!
2有利には  0.002〜0.05g/β酸素含存高
分合作合物 0.005〜20g / 、Q有利には 
 0.O1〜5g/lI 水溶性化基を有する有機チオ化合物 0.0005〜0.2g/l 有利には  0.001〜0.03g/l!。
本発明による浴の基本組成は広範な限界値内で変えるこ
とができる。一般に次の組成の水溶液が使用される: 硫酸に4 (CuSO4・5 +120 >  20〜
250g/ II有利には60〜80g/、Q又は18
0〜220g/ 、Q硫酸           50
〜350g/ρ有利には180〜220g/ 、Q又は
50〜90g / 、Q塩化ナナトリウム    0.
02〜0.25g / 、Q有利には      0.
05〜0.12g /β。
硫酸鋼の代わりに少なくとも部分的に池の銅塩を使用す
ることもできる。硫酸もまた部分的にか又は全部をフル
オロホウ酸、メタンスルホン酸又は他の酸によって代え
ることができる。
塩化ナトリウムの添加は、添加剤中にすでにハロゲンイ
オンが含まれている場合には全部又は部分的に省略する
ことができる。
更に洛中には付加的に常用の光沢発生剤、例えばチオ尿
素誘導体又はポリマーの7工ナゾニウム化合物のような
レベリング材、及び/又は湿?l?11fqが含まれて
いてもよい。
本発明による浴を製造するため基本組成の個個の成分を
添加する。
浴の作業条件は次の通りである: pH値:<1 温度:15〜45℃、有利には25℃ 陰極電流密度:0.5〜12^/d鳳2、有利には2〜
4八/d■2゜ 電解質の運動は、電解質の表面が激しく波立つような強
さできれいな空気を吹き込むことによって実施する。
陽極としては燐を帆02〜0.067%のシで含有する
銅を使用する。
実施例 次に本発明を以下の実施例に基づき詳述する例  1 次の組成: 硫酸鋼(CuSO4・5 tl□0 )    80g
/ 12濃硫酸           180g/、f
2塩化ナトナトリウム     0.08g/ Qの銅
浴に光沢発生剤として ポリプロピレングリコール 0.6g/β及び3−メル
カプトプロパン−スルホン酸、ナトリウム塩     
    0.02; / 、Qを加える。電解温度30
℃の場合バルーセル内で0.8A/da2を越える電流
密度で光沢のある電着が(−)られるが、0.8A/d
m2を1廻る電流密度では艶消しの電着が生じる。
浴に第1表からの 化合物1.  0.02g / 1  又は化合¥@2
  0.01g / 、Q  又は化合物3  0.0
1g / !2  又は化合物4  0.02g / 
、Q  又は化合物5  0.04g / 1  又は
化合物6  0.OIg / Kl  又は化合物7 
  o、otg / f を加えた場合、電流密度の全域がバルーセル試験片に光
沢をもたらす。
IA2 次の組成: 硫酸@ (CuSO4・5 H2O>    60g/
 11a !酸           220g/ 1
塩化ナトリウム       0.1g/ (1の銅浴
に、 β−ナフトール−ポリグリコールエーテルLOg/ρ及
び ビス−(w−スルホヒドロキシプロピル)−ジスルフィ
ド、ニナトリウム塩 0.01g / II を加える。
平均電流密度2^/da2で加色法(AddiLiv−
しechnik )により銅めっきしたプリント回路を
60分間強化する。この場合中ぐり穴の周囲に艷消しの
平坦化された環状部が生じ、これは錫めっき後明らかな
亀裂を示す。
更に浴に第1表の化合物70.02g/βを加えた場合
、中ぐり穴は錫めっき後も申し分のない状態を示す。
例  3 次の組成: [MW (CuSO4−5820)  200.0g/
11硫酸           65.0g/ρ塩化ナ
トリウム       0.2g/ρの銅浴に、光沢発
生剤として ポリエチレングリコール   0.2g/βビス〜(w
−スルホプロピル)−ジスルフィド、ニナトリウム塩 
  0.01g / (l  及びポリマーの7−シメ
チルアミノー5−フェニル−フェナゾニウムクロリド 
0.02g / IIを加える。電解温度27℃の場合
、電流密度IA/dm”でまた空気を吹込んだ際、光沢
のある銅被膜が得られるが、レベリングが層厚3,4μ
■の場合27%にすぎない、浴に付加的に第1表の物a
tを0.01g/β加えた場合、レベリングは同じ作業
条件で35%に上昇する。従ってレベリングは30%高
められる。
例  4 次の組成: 硫酸鋼(CllSO4・5 +120 >    80
g/ Il濃硫酸           200g/β
塩化ナトリウム       o、o6g/βの銅浴に
、 オクタノールポリアルキレングリコールエーテル   
         0.4g/βジーn−プロピルチオ
エーテル−ジ−w−スルホン酸、ニナトリウム塩  0
.01g / (1及び ポリマーの7−シメチルアミノー5−フェニル−フェナ
ゾニウムクロリド O,Olg / 、Qを加える。
平均;流密度2.4A/d−で、穿孔されたプリント回
路を50分間銅めっきする。プレートはあぶらじみた光
沢を発し、中ぐり穴の周縁には著しい欠陥箇所を有して
いる。
ポリマー生成物を第1表の化合物40.O1g/lで代
えることにより、回路は光沢を発しまた良好な中ぐり穴
開縁を有する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光沢のある平滑な銅被膜を電着するための水性酸性
    浴において、この浴が一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中R_1はC_1_〜_5−アルキル基、置換され
    ていてもよいアリール基又はアルアルキル基を表し、R
    _2は水素原子、C_1_〜_5−アルキル基又はC_
    1_〜_5−アルコキシ基を表し、R_3及びR_4は
    それぞれC_1_〜_5−アルキル基を表し、Xは酸残
    基を表す]で示されるベンズチアゾニウム化合物の少な
    くとも1種を含むことを特徴とする、光沢のある平滑な
    銅被膜を電着するための水性酸性浴。 2、R_1がメチル基、エチル基、n−プロピル基、i
    −プロピル基、フェニル基又はベンジル基であり、R_
    2が水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基又
    はi−プロピル基であり、R_3及びR_4がそれぞれ
    メチル基、エチル基、n−プロピル基又はi−プロピル
    基であり、Xが酸残基である、請求項1記載の水性酸性
    浴。 3、R_2の基が5位又は6位に存在する、請求項1又
    は2記載の水性酸性浴。 4、Xが塩酸、硫酸、メタンスルホン酸、酢酸、トルオ
    ールスルホン酸又はメタン硫酸の残基である、請求項1
    又は2記載の水性酸性浴。 5、浴がチアゾニウム化合物を0.0005〜0.3g
    /lの濃度で含む、請求項1から4までのいずれか1項
    記載の水性酸性浴。 6、浴が酸素含有高分子化合物の少なくとも1種を付加
    的に含む、請求項1から5までのいずれか1項記載の水
    性酸性浴。 7、浴がポリビニルアルコール、カルボキシメチルセル
    ロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
    コール、ステアリン酸−ポリグリコールエステル、油酸
    −ポリグリコールエステル、ステアリルアルコール−ポ
    リグリコール−エーテル、ノニルフェノール−ポリグリ
    コールエーテル、オクタノールポリアルキレングリコー
    ルエーテル、オクタンジオール−ビス−(ポリアルキレ
    ングリコールエーテル)、ポリオキシプロピレングリコ
    ール、ポリエチレン−プロピレングリコール又はβ−ナ
    フトール−ポリグリコールエーテルを含む請求項6記載
    の水性酸性浴。 8、浴が酸素含有高分子化合物を0.005〜20g/
    lの濃度で含む、請求項6又は7記載の水性酸性浴。 9、浴が水溶性化基を有する有機の窒素不含チオ化合物
    を付加的に含む、請求項1から5までのいずれか1項記
    載の水性酸性浴。 10、浴が、 3−メルカプトプロパン−1−スルホン酸、ナトリウム
    塩、 チオ燐酸−O−エチル−ビス−(w−スルホプロピル)
    −エステル、二ナトリウム塩、 チオ燐酸−トリス−(w−スルホプロピル)−エステル
    、三ナトリウム塩、 チオグリコール酸、 エチレンジチオジプロピルスルホン酸、ナトリウム塩、 ジ−n−プロピルチオエーテル−ジ−w−スルホン酸、
    二ナトリウム塩、 ビス−(w−スルホプロピル)−ジスルフィド、二ナト
    リウム塩、 ビス−(w−スルホヒドロキシプロピル)−ジスルフィ
    ド、二ナトリウム塩、 ビス−(w−スルホブチル)−ジスルフィド、二ナトリ
    ウム塩、 メチル−(w−スルホプロピル)−ジスルフィド、ナト
    リウム塩又は メチル−(w−スルホブチル)−トリスルフィド、ナト
    リウム塩 を含む、請求項9記載の水性酸性浴。 11、浴が、水溶性化基を有する有機の窒素不含チオ化
    合物を0.0005〜0.2g/lの濃度で含む、請求
    項9又は10記載の水性酸性浴。 12、浴が、請求項1から5までのいずれか1項記載の
    チアゾニウム化合物、請求項6から8までのいずれか1
    項記載の酸素含有高分子化合物及び、請求項9から11
    までのいずれか1項記載の水溶性化基を有する有機の窒
    素不含チオ化合物を含む水性酸性浴。 13、浴がpH値<1を有する、請求項12記載の水性
    酸性浴。 14、請求項1から13までのいずれか1項記載の電気
    めつき銅浴を温度15〜45℃及び電流密度0.5〜1
    2A/dm^2で使用することを特徴とする、光沢のあ
    る平滑な銅被膜の電着法。 15、請求項14記載の方法により製造される光沢のあ
    る平滑な銅被膜。
JP63161089A 1987-06-30 1988-06-30 光沢のある平滑な銅被膜を電着するための水性酸性浴、電着法及び、光沢のある平滑な銅被膜 Pending JPH01100292A (ja)

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