KR20140135007A - Copper plating solution composition for printed circuit board and via hole filling method using the same - Google Patents

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KR20140135007A
KR20140135007A KR1020130055194A KR20130055194A KR20140135007A KR 20140135007 A KR20140135007 A KR 20140135007A KR 1020130055194 A KR1020130055194 A KR 1020130055194A KR 20130055194 A KR20130055194 A KR 20130055194A KR 20140135007 A KR20140135007 A KR 20140135007A
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조혜진
윤효진
함석진
박경순
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삼성전기주식회사
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Abstract

The present invention provides: a copper plating solution composition, including cooper salt, acid, a gloss supplement, a brightener, polyvinylpyrrolidone, and a reducing agent, for a printed circuit board; and a method for filling a via hole using the same. According to the present invention, the copper plating solution composition can prevent the via hole from being void, having dimples, and being over filled when the via hole is filled during an electrical copper plating process.

Description

인쇄회로기판용 동 도금액 조성물 및 이를 이용한 비아 홀 충전방법 {COPPER PLATING SOLUTION COMPOSITION FOR PRINTED CIRCUIT BOARD AND VIA HOLE FILLING METHOD USING THE SAME} Technical Field [0001] The present invention relates to a copper plating solution composition for a printed circuit board, and a via hole filling method using the copper plating solution composition.

본 발명은 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물 및 이를 이용한 비아 홀 충전방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a copper plating solution composition for a printed circuit board and a via hole filling method using the copper plating solution composition.

최근 들어, 전자기기의 진보와 더불어 인쇄회로기판의 고밀도화 또는 다층화가 진행됨에 따라 이에 대응하기 위하여 새로운 다층 인쇄회로기판 제조법으로서 빌드업 (build-up) 공법이 도입되었다. 상기 빌드업 방법으로는 다른 도체의 층간 접속법으로서 도금을 통한 비아 홀 내벽의 도전화가 행해지고 있다. 통상 비아 홀 내벽에 절연수지 또는 도전성 페이스트를 충전하고 절연층을 형성시킨 후, 평탄화가 수행되고 있지만, 이 경우 평탄화에는 한계가 있다.In recent years, a build-up method has been introduced as a new multi-layer printed circuit board manufacturing method in order to cope with the advancement of electronic devices and the progress of densification or multilayering of printed circuit boards. In the build-up method, as the interlayer connection method of another conductor, the inner wall of the via hole is plated to conduct the connection. In general, planarization is performed after an insulating resin or a conductive paste is filled in an inner wall of a via hole to form an insulating layer. However, in this case, planarization is limited.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 임의의 층간을 전기적으로 접속시키는 전층 이너 (inner) 비아 구조의 수지 다층기판 및 미세한 범프를 통한 층간 접속을 이용한 인쇄회로기판이 고안되고 있다. 한편, 도체 패턴이 점차 미세화됨에 따라 비아 홀 내부를 동 도금으로 채우는 비아 홀 충전법이 공정 및 접속 신뢰성 측면에서 우수한 방법으로서 관심이 집중되고 있다.Therefore, in order to solve the above problems, there has been devised a resin multi-layer substrate of a full-layer inner-via structure and a printed circuit board using an interlayer connection through a fine bump. On the other hand, as the conductor pattern gradually becomes finer, the via hole filling method of filling the inside of the via hole with copper plating is focused as an excellent method in terms of process and connection reliability.

종래의 적용된 비아 홀 충전방법은 상기 비아 홀을 공형으로 도전화시킨 후, 절연수지 또는 도전성 페이스트를 사용하여 비아 홀의 내부를 충전시키는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법을 사용하는 경우 비아 홀 내부에서 공극이 발생하고, 표면이 움푹 패는 현상이 발생할 뿐만 아니라 금속 및 절연 수지의 열팽창계수 차로 인하여 접속 신뢰성에 악영향을 미치며, 전기전도도가 낮아지는 문제점이 있다. 따라서 배선이 점점 미세화되는 과정에서 비아 홀 내부를 금속 동으로 충전하는 비아 홀 충전방법은 비아 온 비아 (via on via) 또는 스택 비아 (stack via)가 가능하여 회로 배선을 더욱 고밀도화시킬 수 있을 뿐 아니라 접속 신뢰성 측면에서도 안정적이기 때문에, 이의 적용이 더욱 확대되고 있다.Conventionally, a via hole filling method is a method of filling the via hole with an insulating resin or an electrically conductive paste after the via hole is made conductive in a hollow form. However, when such a method is used, voids are generated inside the via-hole and the surface is dented, and the difference in thermal expansion coefficient between the metal and the insulating resin adversely affects the connection reliability and the electric conductivity is lowered . Therefore, the via hole filling method of filling the via holes with metal copper in the course of increasingly miniaturization of the wiring allows via on vias or stack vias to further increase the densification of the circuit wiring, And its application is further expanded because it is stable in connection reliability.

현재의 상기 비아 홀 충전방법으로는 전기 동 도금을 통해 비아 홀을 메우는 방법이 가장 폭넓게 적용되고 있다. 그러나 종래의 전기 동 도금 기술을 통해서 전기 동 도금용 첨가제 및 배스 (bath)의 조성을 이용하여 비아 홀을 충전시키는 경우, 비아 홀 내부에 충전이 이루어지지 않거나 충전이 이루어지더라도 비아 홀 내부에 공극이 발생하는 문제점이 있다. 따라서 공극의 발생 없이 비아 홀이 완전히 충전되며, 도금 막의 균일성 및 평탄성을 향상시킬 수 있는 동 도금액 조성물 및 충전방법이 시급히 요구되고 있는 실정이다. Currently, as a method of filling via holes, a method of filling via holes through copper electroplating is widely applied. However, when the via holes are filled using the composition of the copper electroplating additive and the bath through the conventional copper electroplating technique, even if charging is not performed in the via holes or charging is performed, voids are formed in the via holes There is a problem that occurs. Therefore, a copper plating solution composition and a charging method which can completely fill the via hole without generating voids and improve the uniformity and flatness of the plating film are urgently required.

한편, 특허문헌 1에서는 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone)을 포함하는 전기 동 도금액 조성물이 개시되어 있으나, 화학 동 도금법에 사용되는 환원제를 상기 조성물이 아닌 반응용매로서 사용하여 미세하고 균일한 비아 홀 충전을 하지 못하는 문제점이 있었다.On the other hand, Patent Document 1 discloses a copper electroplating solution composition containing polyvinylpyrrolidone. However, a reducing agent used in the chemical copper plating method is used as a reaction solvent rather than the above composition to form fine and uniform via hole filling There is a problem that it can not do.

특허문헌 1: 한국 공개특허 제2011-0063810호
Patent Document 1: Korea Patent Publication No. 2011-0063810

이에 본 발명에서는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물에 있어서, 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone) 및 환원제를 포함하는 동 도금액 조성물 및 이를 이용한 비아 홀 충전방법이 비아 홀 내의 보이드, 딤플 및 오버 필 현상을 방지하는 효과를 확인할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다. Accordingly, the present invention provides a copper plating solution composition for a printed circuit board, which comprises polyvinylpyrrolidone and a copper plating solution composition containing a reducing agent, and a via hole filling method using the copper plating solution composition to prevent voids, dimples and overfills in via holes And the present invention has been completed on the basis thereof.

따라서, 본 발명의 하나의 관점은 비아 홀 내의 보이드, 딤플 및 오버 필 현상을 방지하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, one aspect of the present invention is to provide a copper plating solution composition for a printed circuit board that prevents voids, dimples and overfilling in via holes.

본 발명의 다른 관점은 상기 동 도금액 조성물로 비아 홀 불량이 개선된 비아 홀 충전방법을 제공하는데 있다.
Another aspect of the present invention is to provide a via hole filling method in which the copper plating solution composition has improved via hole defects.

상기 하나의 관점을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물 (이하 "제1 발명"이라 함)은: 구리염; 산; 광택보조제; 광택제 (brightner); 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone); 및 환원제를 포함한다.A copper plating solution composition for a printed circuit board (hereinafter referred to as "first invention") according to the present invention for achieving the above one aspect comprises: a copper salt; mountain; Gloss aids; Brightener; Polyvinylpyrrolidone; And a reducing agent.

제1 발명에 있어서, 상기 조성물은 0.1 내지 0.3중량%의 구리염, 1 내지 2중량%의 산, 0.0002 내지 0.0008중량%의 광택보조제, 0.05 내지 0.2중량%의 광택제, 0.001 내지 0.01중량%의 폴리비닐피롤리돈, 10 내지 30중량%의 환원제 및 나머지는 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a first invention, the composition comprises 0.1 to 0.3% by weight of a copper salt, 1 to 2% by weight of an acid, 0.0002 to 0.0008% of a gloss aid, 0.05 to 0.2% of a polishing agent, 0.001 to 0.01% Vinyl pyrrolidone, 10 to 30% by weight of a reducing agent and the balance of water.

제1 발명에 있어서, 상기 구리염은 황산구리 (CuSO4·5H2O), 질산구리 (Cu(NO3)2), 포름산구리 (Cu(HCOO)2) 및 염화제2구리 (CuCl2·2H2O)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.In the first invention, wherein the copper salt is copper sulfate (CuSO 4 · 5H 2 O) , copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , formic acid, copper (Cu (HCOO) 2) and cupric chloride (CuCl 2 · 2H 2 O).

제1 발명에 있어서, 상기 산은 황산 (H2SO4), 염산 (HCl), 아세트산 (CH3COOH) 및 불화 붕소산 (HBF4) 으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.In the first invention, the acid is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH 3 COOH) and boron fluoride acid (HBF 4 ).

제1 발명에 있어서, 상기 광택보조제는 염화 이온 (Cl), 염산 (HCl) 및 염화나트륨 (NaCl)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.In the first aspect of the present invention, the gloss assistant may be selected from the group consisting of chloride ions (Cl), hydrochloric acid (HCl), and sodium chloride (NaCl).

제1 발명에 있어서, 상기 광택제는 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 (Bis-sodium sulfopropyl-Disulfide), 바이피리딘 (bipyridine) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.In the first invention, the brightening agent is bis-sodium sulfopropyl-disulfide, bipyridine, or a mixture thereof.

제1 발명에 있어서, 상기 폴리비닐피롤리돈의 사용량은 0.004 내지 0.006중량%인 것을 특징으로 한다.In the first invention, the amount of the polyvinylpyrrolidone used is 0.004 to 0.006% by weight.

제1 발명에 있어서, 상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 100,000 내지 5,000,000인 것을 특징으로 한다. In the first invention, the molecular weight of the polyvinyl pyrrolidone is 100,000 to 5,000,000.

제1 발명에 있어서, 상기 환원제의 사용량은 17 내지 25중량%인 것을 특징으로 한다.In the first invention, the amount of the reducing agent used is 17 to 25% by weight.

제1 발명에 있어서, 상기 환원제는 아세트알데하이드 (acetaldehyde), 디메틸포름아미드 (dimethyl formamide) 및 포름산 (formic acid)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.In the first aspect of the present invention, the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethyl formamide, and formic acid.

본 발명의 다른 관점을 달성하기 위한 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법 (이하 "제2 발명"이라 함)은 구리염, 산, 광택보조제, 광택제 (brightner), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone) 및 환원제를 포함하는 동 도금액 조성물을 포함하는 동도금 전해액에 피도금물을 침지시키는 단계; 및(Hereinafter referred to as "second invention") for achieving another aspect of the present invention is a method for filling a via hole for a printed circuit board, Immersing the object to be plated in a copper plating electrolytic solution containing a copper plating solution composition containing a reducing agent; And

3.0 내지 5.0 A/dm2의 고전류 밀도의 작업환경 및 20 내지 60℃의 온도 조건하에서 전해시켜 도금시키는 단계; 를 포함한다. Electrolyzing and plating at a high current density working environment of 3.0 to 5.0 A / dm < 2 > and a temperature condition of 20 to 60 DEG C; .

제2 발명에 있어서, 상기 동 도금액 조성물은 0.1 내지 0.3중량%의 구리염, 1 내지 2중량%의 산, 0.0002 내지 0.0008중량%의 광택보조제, 0.05 내지 0.2중량%의 광택제, 0.001 내지 0.01중량%의 폴리비닐피롤리돈, 10 내지 30중량%의 환원제 및 나머지는 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the second invention, the copper plating solution composition may contain 0.1 to 0.3 wt% of a copper salt, 1 to 2 wt% of an acid, 0.0002 to 0.0008 wt% of a polishing aid, 0.05 to 0.2 wt% of a polishing agent, 0.001 to 0.01 wt% By weight of polyvinylpyrrolidone, 10 to 30% by weight of a reducing agent and the balance of water.

제2 발명에 있어서, 상기 광택제는 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 (Bis-sodium sulfopropyl-Disulfide), 바이피리딘 (bipyridine) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.In the second invention, the brightening agent is bis-sodium sulfopropyl-disulfide, bipyridine, or a mixture thereof.

제2 발명에 있어서, 상기 폴리비닐피롤리돈의 사용량은 0.004 내지 0.006중량%인 것을 특징으로 한다.In the second invention, the amount of the polyvinylpyrrolidone used is 0.004 to 0.006% by weight.

제2 발명에 있어서, 상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 100,000 내지 5,000,000인 것을 특징으로 한다.In the second invention, the molecular weight of the polyvinyl pyrrolidone is 100,000 to 5,000,000.

제2 발명에 있어서, 상기 환원제의 사용량은 17 내지 25중량%인 것을 특징으로 한다.In the second invention, the amount of the reducing agent used is 17 to 25% by weight.

제2 발명에 있어서, 상기 환원제는 아세트알데하이드 (acetaldehyde), 디메틸포름아미드 (dimethyl formamide) 및 포름산 (formic acid)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 한다.
In the second aspect of the present invention, the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethyl formamide, and formic acid.

본 발명에 따른 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물 및 이를 이용한 비아 홀 충전방법은 전기 동 도금법에 따른 상기 비아 홀을 충전하는 과정에서, 유기 첨가제 및 화학 동 도금법의 메커니즘에 사용되는 환원제를 첨가하여 상기 비아 홀 내의 보이드, 딤플 및 오버 필 현상을 방지하는 효과가 있다.
The copper plating liquid composition for a printed circuit board according to the present invention and the method for filling a via hole using the copper plating solution according to the present invention are characterized by adding a reducing agent used in an organic additive and a mechanism of chemical copper plating in the process of filling the via hole according to the copper electroplating method, It has an effect of preventing voids, dimples and overfills in the holes.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 따른 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 1a, 1b 및 1c는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물에 첨가되는 유기 첨가제인 억제제, 광택제 및 평탄제를 각각 포함시킨 동 도금액 조성물로 인쇄회로기판의 비아 홀을 동 도금처리한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예 1에 따른 동 도금액 조성물로 인쇄회로기판의 비아 홀을 충전시킨 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예 2에 따른 동 도금액 조성물로 인쇄회로기판의 비아 홀을 충전시킨 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예 3에 따른 동 도금액 조성물로 인쇄회로기판의 비아 홀을 충전시킨 단면도이다.
도 5는 본 발명의 비교 예 1에 따른 동 도금액 조성물로 인쇄회로기판의 비아 홀을 충전시킨 단면도이다.
도 6은 본 발명의 비교 예 2에 따른 동 도금액 조성물로 인쇄회로기판의 비아 홀을 충전시킨 단면도이다.
FIGS. 1A, 1B, and 1C are cross-sectional views of a via hole of a printed circuit board copper-plated with a copper plating solution composition containing an inhibitor, a brightener, and a leveling agent, which are organic additives added to a copper plating solution composition for a printed circuit board.
2 is a cross-sectional view of a via hole of a printed circuit board filled with a copper plating solution composition according to Example 1 of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a via hole of a printed circuit board filled with a copper plating solution composition according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a via hole of a printed circuit board filled with a copper plating solution composition according to Example 3 of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a via hole of a printed circuit board filled with a copper plating solution composition according to Comparative Example 1 of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a via hole of a printed circuit board filled with a copper plating solution composition according to Comparative Example 2 of the present invention.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명을 가장 나은 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 근거하여 본 발명의 기술적 사상에 맞는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Before describing the invention in more detail, it is to be understood that the words or words used in the specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense, It should be interpreted based on the principle that it can be defined and the meaning and the concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, it is to be understood that the constitution of the embodiments described herein is merely a preferred example of the present invention, and does not represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents and modifications It should be understood.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실행할 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 아울러, 본 발명을 설명하면서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1a, 1b 및 1c는 인쇄회로기판용 동 도금액으로 구성되는 구리염, 산 및 광택보조제를 포함한 조성물에 유기 첨가제인 억제제, 광택제 및 평탄제를 각각 첨가했을 때의 비아 홀이 충전되는 메커니즘의 단면도이다.1A, 1B, and 1C are cross-sectional views of a mechanism in which a via hole is filled when an inhibitor, a brightener, and a flatting agent, which are organic additives, are added to a composition containing a copper salt, an acid, to be.

도 1a는 유기 첨가제인 억제제를 구리염, 산 및 광택보조제를 포함한 동 도금액 조성물에 첨가하여 비아 홀을 동 도금시킨 단면도로서, 도 1a를 참조하면, 제1 절연층 (10), 제1 동박층 (20) 및 제2 절연층 (12)이 연속적으로 적층된 인쇄회로기판이다. 상기 인쇄회로기판의 제2 절연층 (12) 부분에 레이저 등을 이용하여 비아 홀을 형성하고, 동 도금액으로 비아를 충전할시 상기 억제제를 동 도금액에 첨가한다. 상기 억제제는 고분자 성분으로 분자량이 크므로, 이동성이 작아 기판표면에 많이 존재하게 됨에 따라, 기판표면의 도금 두께는 두껍고 홀 (hole) 내의 도금 두께는 얇아지는 현상을 방지한다. 따라서 도금 막의 균일성이 향상된 비아 홀이 충전된 제2 동박층 (22)을 형성한다 .FIG. 1A is a cross-sectional view of a via hole copper plating by adding an inhibitor, which is an organic additive, to a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, and a luster assistant. Referring to FIG. 1A, the first insulating layer 10, (20) and a second insulating layer (12) are continuously laminated. A via hole is formed in the second insulating layer 12 of the printed circuit board by using a laser or the like and the inhibitor is added to the copper plating solution when the copper is filled with the copper plating solution. Since the inhibitor has a high molecular weight as a high molecular component, it has small mobility and is present on the surface of the substrate, thereby preventing the coating thickness of the substrate surface to be thick and the thickness of the plating in the hole to be thin. Thus, the second copper layer 22 filled with the via-hole with improved uniformity of the plated film is formed.

도 1b는 유기 첨가제인 억제제를 구리염, 산 및 광택보조제를 포함한 동 도금액 조성물에 첨가하여 비아 홀을 동 도금시킨 단면도로서, 도 1b를 참조하면, 제1 절연층 (10), 제1 동박층 (20) 및 제2 절연층 (12)이 연속적으로 적층된 인쇄회로기판이다. 상기 인쇄회로기판의 제2 절연층 (12) 부분에 레이저 등을 이용하여 비아 홀을 형성하고, 동 도금액으로 비아를 충전할시 상기 광택제를 동 도금액에 첨가하여 비아 홀이 충전된 제2 동박층 (22)을 형성한다. 상기 광택제는 결정핵의 성장점에 흡착해서 결정이 그 이상 성장하는 것을 억제한다. 이 때문에 새로운 핵이 무수히 발생해서 결정이 미세화되고, 피막물성에 우수한 광택 피막이 얻어지게 된다.FIG. 1B is a cross-sectional view of a via hole copper plating by adding an inhibitor, which is an organic additive, to a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid and a luster assistant. Referring to FIG. 1B, the first insulating layer 10, (20) and a second insulating layer (12) are continuously laminated. A via hole is formed in the second insulating layer 12 of the printed circuit board using a laser or the like, and when the via is filled with the copper plating solution, the brightener is added to the copper plating solution to form a second copper layer (22). The brightening agent is adsorbed to the crystal nucleus growth point to inhibit further growth of crystals. As a result, a large number of new nuclei are generated and the crystal becomes finer, and a glossy film excellent in film properties is obtained.

도 1c는 유기 첨가제인 억제제를 구리염, 산 및 광택보조제를 포함한 동 도금액 조성물에 첨가하여 비아 홀을 동 도금시킨 단면도로서, 도 1c를 참조하면, 제1 절연층 (10), 제1 동박층 (20) 및 제2 절연층 (12)이 연속적으로 적층된 인쇄회로기판이다. 상기 인쇄회로기판의 제2 절연층 (12) 부분에 레이저 등을 이용하여 비아 홀을 형성하고, 동 도금액으로 비아를 충전할시 상기 평탄제를 동 도금액에 첨가하여 비아 홀이 충전된 제2 동박층 (22)을 형성한다. 상기 평탄제는 상기 Cu 표면 위의 흡착작용이 확산 때문에 지배되므로, 도금액 교반이 충분히 작용하는 기판표면에서 많은 양이, 교반이 작은 비아 홀 바닥 부분에 작은 양이 흡착하게 된다. 상기 기판표면은 Cu 석출 반응이 억제되고, 비아 홀 바닥 부분에 먼저 Cu 금속이 석출되어 도금 평탄성이 얻어진다.
FIG. 1C is a cross-sectional view of a via hole copper plating by adding an inhibitor, which is an organic additive, to a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, and a luster assistant. Referring to FIG. 1C, the first insulating layer 10, (20) and a second insulating layer (12) are continuously laminated. A via hole is formed in the second insulating layer (12) of the printed circuit board using a laser or the like. When filling the via with the copper plating solution, the flatting agent is added to the copper plating solution to form a second copper Layer 22 is formed. Since the flattening agent is dominated by the diffusion of the adsorbing action on the Cu surface, a large amount is adsorbed on the surface of the substrate on which the plating liquid agitates sufficiently, and a small amount is adsorbed on the bottom portion of the via hole with small agitation. Cu precipitation reaction is suppressed on the surface of the substrate, Cu metal is precipitated first in the bottom portion of the via hole to obtain plating flatness.

본 발명에서는 전기 동 도금법에 따른 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물 및 이를 이용한 비아 홀 충전방법으로 충전하는 과정에서, 상기 비아 홀 내의 보이드, 딤플 및 오버 필 현상을 방지하기 위하여 상기 동 도금액 조성물로 0.1 내지 0.3중량%의 구리염, 1 내지 2중량%의 산, 0.0002 내지 0.0008중량%의 광택보조제, 0.05 내지 0.2중량%의 광택제, 0.001 내지 0.01중량%의 폴리비닐피롤리돈, 10 내지 30중량%의 환원제 및 나머지는 물을 포함한다.
In the present invention, in order to prevent voids, dimples and overfilling in the via-holes in the process of filling copper plating solution composition for printed circuit board according to the copper electroplating method and via-hole filling method using the copper plating solution composition, Wherein the copper salt is selected from the group consisting of 0.3% by weight of copper salt, 1 to 2% by weight of acid, 0.0002 to 0.0008% by weight of a polishing aid, 0.05 to 0.2% by weight of a polishing agent, 0.001 to 0.01% by weight of polyvinylpyrrolidone, The reductant and remainder include water.

구리염Copper salt

구리염 도금액에서 얻어진 동 도금은 고 연성으로 온도변화에 따른 소재의 신축에 의한 균열 발생을 억제하는 것이 가능하다. 본 발명에서 상기 구리염은 황산구리 (CuSO4·5H2O), 질산구리 (Cu(NO3)2), 포름산구리 (Cu(HCOO)2) 및 염화제2구리 (CuCl2·2H2O)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하며, 특별히 한정되는 것은 아니지만 동 도금액 조성물 내에 0.1 내지 0.3중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 구리염이 0.1중량% 미만이면 고전류밀도 부분에서 탐이 발생하는 경향이 있고, 0.3중량%를 초과하면 피트가 발생하는 경향이 있다.
Copper plating obtained from the copper salt plating liquid can be suppressed from cracking due to expansion and contraction of the material due to temperature change with high ductility. The copper salt in the present invention is copper sulfate (CuSO 4 · 5H 2 O) , copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , formic acid, copper (Cu (HCOO) 2) and cupric chloride (CuCl 2 · 2H 2 O) And is not particularly limited, but it is preferable that the copper plating solution composition contains 0.1 to 0.3% by weight in the copper plating solution composition. If the amount of the copper salt is less than 0.1% by weight, tumbling tends to occur at a high current density portion, and when it exceeds 0.3% by weight, pits tend to occur.

mountain

본 발명에서 상기 산은 황산 (H2SO4), 염산 (HCl), 아세트산 (CH3COOH) 및 불화 붕소산 (HBF4) 으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하며, 특별히 한정되는 것은 아니지만 동 도금액 조성물 내에 1 내지 2중량% 포함하는 것이 바람직하다. 동 도금액 조성물의 주성분인 산은 정기적으로 분석을 통해 보충해 주어야 한다.
In the present invention, the acid is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH 3 COOH) and borofluoric acid (HBF 4 ) It is preferable that the plating liquid composition contains 1 to 2% by weight. The acid which is the main component of the copper plating solution composition should be supplemented regularly by analysis.

광택보조제Brightening agent

본 발명에서 상기 광택보조제는 염화 이온 (Cl), 염산 (HCl) 및 염화나트륨 (NaCl)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하며, 특별히 한정되는 것은 아니지만 동 도금액 조성물 내에 0.0002 내지 0.0008중량% 포함하는 것이 바람직하다. 광택 작용을 돕기 위해 소량의 광택보조제가 필요하다.
In the present invention, the brightening aid is at least one selected from the group consisting of chloride (Cl), hydrochloric acid (HCl), and sodium chloride (NaCl), and is not particularly limited. . A small amount of polishing adjuvant is needed to aid in gloss.

광택제 (Polish ( brightnerbrightner ))

광택제는 도금 촉진 및 Cu 결정을 미립화하여 도금 피막의 광택성을 부여하는 역할을 한다. 상기 광택제의 반응 메커니즘은 하기 반응식 1과 같다.
The brightener accelerates plating and atomizes Cu crystals to provide gloss of the plating film. The reaction mechanism of the brightener is shown in the following reaction formula (1).

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

1/2 SPS + H+ + e- → MPS1/2 SPS + H + + e - → MPS

2MPS + Cu2 + → Cu(I) 티올레이트 (thiolate) + 1/2SPS + 2H+ 2MPS + Cu 2 + → Cu (I) thiolate + 1 / 2SPS + 2H +

Cu(I) 티올레이트 + H+ + e- → Cu + MPSCu (I) thiolate + H + + e - → Cu + MPS

Cu2 + + 2e- → Cu
Cu 2 + + 2e - ? Cu

비스-소듐 술포프로필 다이설파이드의 S-S 결합이 끊어지면서 3-머캡토-1-프로판 술포닉 액시드와 전자가 발생하고, 상기 3-머캡토-1-프로판 술포닉 액시드의 탈수소화된 티올레이트가 Cu+ 이온과 결합하게 된다. Cu(I) 티올레이트는 전자와 수소이온과 반응하여, 기판의 Cu 표면에 Cu 금속으로 석출 및 상기 3-머캡토-1-프로판 술포닉 액시드로 다시 전환된다. 상기 광택제는 기판 표면, 비아 홀에 전반적으로 흡착하고, 도금의 성장과 함께 표면적이 작아지는 비아 홀 바닥에 흡착량이 많아져, 비아 홀 상향식 도금을 촉진한다. As the SS bond of bis-sodium sulfopropyl disulfide is broken, the 3-mercapto-1-propanesulfonic acid and electrons are generated, and the dehydrogenated thiolate of the 3-mercapto-1-propanesulfonic acid Is coupled with Cu + ions. Cu (I) thiolate reacts with electrons and hydrogen ions to deposit Cu metal on the Cu surface of the substrate and convert back to the 3-mercapto-1-propanesulfonic acid seed. The brightener is adsorbed to the substrate surface and the via hole as a whole, and the amount of adsorption is increased at the bottom of the via hole where the surface area becomes smaller with the growth of the plating, thereby promoting the via-hole bottom-up plating.

상기 광택제가 레벨링 (leveling)에 미치는 효과는 다음과 같다. The effect of the polishing agent on leveling is as follows.

전해석출 촉진성분인 상기 광택제는, 도금 피막에 공석 하지 않고 표면에 남아 있기 때문에 도금의 성장과 함께 표면적이 작아지는 요철부에서 흡착량이 많아지게 된다. 결국 상기 요철부의 전해석출이 촉진되어 레벨링이 얻어지게 된다. 이와 같은 상기 광택제의 메커니즘을 기억설이라고 부른다.Since the above-mentioned brightening agent as an electrolytic deposition promoting component remains on the surface of the plating film without being vacant, the amount of adsorption increases in the concave-convex portion where the surface area becomes smaller with the growth of the plating. As a result, electrolytic precipitation of the concave-convex portion is promoted and leveling is obtained. Such a mechanism of the polishing agent is called a memorization.

본 발명에서 상기 광택제는 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 또는 바이피리딘 중의 어느 하나로 선택되며, 바람직하게는 황화합물 계열의 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the brightener is selected from any one of bis-sodium sulfopropyl disulfide and bipyridine, and is preferably bis-sodium sulfopropyl disulfide in the sulfur compound series.

또한, 상기 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드는 특별히 한정되는 것은 아니지만 동 도금액 조성물 내에 0.05 내지 0.2중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드가 0.05중량% 미만이면 기판상에 도금할 때, 도금 초기 단계에서 발생한 결정핵이 먼저 성장하게 되어 결정은 종방향으로 크게 성장하기 때문에 피막물성이 부족하여 무광택 피막이 얻어지게 된다. 또한, 상기 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드를 첨가하면 기판상에 도금할 때, 결정핵의 성장점에 흡착해서 결정이 그 이상 성장하는 것을 억제한다. 이 때문에 새로운 핵이 무수히 발생해서 결정이 미세화되어 피막물성에 우수한 광택 피막을 얻을 수도 있다. 그러나 상기 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드가 0.2중량%를 초과하면 오버 필 현상이 발생할 수도 있다.
The bis-sodium sulfopropyl disulfide is not particularly limited, but preferably contains 0.05 to 0.2% by weight in the copper plating solution composition. When the amount of bis-sodium sulfopropyl disulfide is less than 0.05% by weight, the crystal nuclei generated in the initial stage of plating are first grown at the time of plating on the substrate, and the crystal grows in the longitudinal direction to a large extent, . In addition, when bis-sodium sulfopropyl disulfide is added, it is adsorbed to the crystal nucleus growth point when plated on a substrate to inhibit further growth of crystals. As a result, a large number of new nuclei are generated and the crystals are made finer to obtain a glossy film excellent in film properties. However, if the bis-sodium sulfopropyl disulfide exceeds 0.2% by weight, an over-fill phenomenon may occur.

폴리비닐피롤리돈Polyvinylpyrrolidone ( ( polyvinylpyrrolidonepolyvinylpyrrolidone ))

본 발명에서 폴리비닐피롤리돈은 금속 (metal)과 착화합물 (complex)을 이루기 쉬우므로 억제제 및 평탄제의 역할을 동시에 가진다.In the present invention, polyvinylpyrrolidone has a role of both an inhibitor and a flatting agent since it easily forms a complex with a metal.

억제제는 폴리에틸렌 글리콜 (polyethylene glycol), 폴리프로필렌 글리콜 (polypropylene glycol), 호모중합체 (homo polymer) 및 공중합체 (copolymer) 계열의 고분자 성분으로 알려졌다. 상기 억제제는 도금 성장 억제 및 도금 막의 균일성을 향상하는 역할을 한다. The inhibitor is known as a polymer component of polyethylene glycol, polypropylene glycol, homo polymer and copolymer. The inhibitor has the role of inhibiting plating growth and improving the uniformity of the plating film.

상기 폴리에틸렌 글리콜과 Cu+ 양이온 복합체가 기판 Cu 표면에 흡착된 염화 이온 (Cl)과 전기적 인력으로 결합 후 Cu 표면에 단분자막을 형성함으로써 Cu 이온이 금속으로 석출되는 것을 억제한다. 상기 억제제는 고분자 성분으로 분자량이 크므로, 이동성이 작아 기판표면에 매우 존재하게 됨에 따라, 기판표면의 도금 두께는 두껍고 홀 (hole) 내의 도금 두께는 얇아지는 현상을 방지하여, 도금 막의 균일성을 향상한다.The polyethylene glycol and the Cu + cationic complex bind to the chloride ion (Cl) adsorbed on the surface of the substrate Cu by an electrical force, and form a monomolecular film on the surface of the Cu to inhibit Cu ions from precipitating into the metal. Since the inhibitor has a high molecular weight as a high molecular component, it has small mobility and is very present on the surface of the substrate. Therefore, the plating thickness of the substrate surface is thick and the thickness of the plating in the hole is prevented from being thinned. Improvement.

평탄제는 상기 억제제와 상호작용하여, 도금 성장 억제 및 도금 피막의 균일성을 향상한다. 야누스 그린 B (Janus Green B), 폴리에틸렌이민 (polyethyleneimine) 및 이미다졸 (imidazole) 계열 등의 아민화합물들이 사용되는 것으로 알려졌으며, 염화 이온 (Cl)과 전기적 인력으로 결합하여 기판 Cu 표면에 흡착해 Cu 이온이 금속으로 석출되는 것을 억제한다. The flatting agent interacts with the inhibitor to improve plating growth and to improve the uniformity of the plating film. It is known that amine compounds such as Janus Green B, polyethyleneimine and imidazole series are used. It is bonded with chloride ion (Cl) by electric attraction and adsorbed on the surface of the substrate Cu, Thereby suppressing precipitation of ions into the metal.

상기 평탄제는 상기 Cu 표면 위의 흡착작용이 확산 때문에 지배되므로, 도금액 교반이 충분히 작용하는 기판표면에서 많은 양이, 교반이 작은 비아 홀 바닥 부분에 작은 양이 흡착하게 된다. 상기 기판표면은 Cu 석출 반응이 억제되고, 비아 홀 바닥 부분에 먼저 Cu 금속이 석출되어 도금 평탄성이 얻어진다. Since the flattening agent is dominated by the diffusion of the adsorbing action on the Cu surface, a large amount is adsorbed on the surface of the substrate on which the plating liquid agitates sufficiently, and a small amount is adsorbed on the bottom portion of the via hole with small agitation. Cu precipitation reaction is suppressed on the surface of the substrate, Cu metal is precipitated first in the bottom portion of the via hole to obtain plating flatness.

따라서, 상기 폴리비닐피롤리돈을 통해 기판표면은 Cu 석출 반응이 억제되고, 비아 홀 바닥 부분에 먼저 Cu 금속이 석출되어 도금 평탄성이 얻어지는 효과를 갖는다.Therefore, the Cu deposition reaction is suppressed on the surface of the substrate via the polyvinylpyrrolidone, and the Cu metal is precipitated first in the bottom of the via hole, and the plating flatness is obtained.

상기 폴리비닐피롤리돈은 분자량이 100,000 내지 5,000,000까지 사용이 가능하며, 바람직하게는 분자량 100,000이다. 분자량 100,000 미만의 상기 폴리비닐피롤리돈을 적용하면 고분자를 사용한 금속과의 배위에 의한 캡핑 (capping)효과가 떨어지며, 평탄제로서의 효과적인 성능을 구현하지 못할 수도 있다. 또한, 분자량 5,000,000 이상의 상기 폴리비닐피롤리돈을 적용하면 용액내의 용해도가 떨어지며, 상용성이 저하되는 경향이 있다.The polyvinyl pyrrolidone may have a molecular weight of 100,000 to 5,000,000, preferably 100,000. When the polyvinylpyrrolidone having a molecular weight of less than 100,000 is used, the capping effect due to the coordination with the metal using the polymer is lowered, and an effective performance as a flatting agent may not be realized. Further, when the above-mentioned polyvinylpyrrolidone having a molecular weight of 5,000,000 or more is used, the solubility in the solution is lowered and the compatibility is lowered.

상기 폴리비닐피롤리돈은 하기 화학식 1로 표시되며, 동 도금액 조성물 내에 0.001 내지 0.01중량%, 바람직하게는 0.004 내지 0.006중량% 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리비닐피롤리돈의 사용량이 0.001중량% 미만이면 도금 평탄성이 저하되는 경향이 있고, 0.01중량%를 초과하면 비아 홀 내의 오버 필 현상의 문제가 발생할 수도 있다.
The polyvinyl pyrrolidone is represented by the following Chemical Formula 1 and is characterized by containing 0.001 to 0.01 wt%, preferably 0.004 to 0.006 wt%, in the copper plating solution composition. If the amount of the polyvinylpyrrolidone is less than 0.001% by weight, the flatness of the plating tends to decrease. If the amount of the polyvinylpyrrolidone is more than 0.01% by weight, overfilling in the via hole may occur.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

상기 폴리비닐피롤리돈은 기재 (substrate)내 흡착, 동 도금 속도 조절을 통하여 비아 홀 충전을 가능하게 한다. 또한, 상기 폴리비닐피롤리돈의 메커니즘은 하기 화학식 2로 표시되며, Cu 입자를 캡핑하는 역할을 한다.
The polyvinylpyrrolidone enables via-hole filling through adsorption in the substrate and control of copper plating rate. The mechanism of the polyvinylpyrrolidone is represented by the following Chemical Formula 2 and functions to cap Cu particles.

[화학식 2] (2)

Figure pat00002

Figure pat00002

환원제reducing agent

본 발명의 전기 동 도금법에 따른 인쇄회로기판용 비아 홀 (hole)을 충전하는 과정에서, 상기 비아 홀 내의 보이드, 딤플 및 오버 필 현상을 화학 동 도금법의 산화/환원 메커니즘에 사용되는 환원제를 첨가하여 방지한다. 상기 환원제는 본 발명의 전기 동 도금액 조성물 중 가장 큰 조성으로 작용하며, 미세한 홀을 충전할 시 효과적이다. 상기 환원제는 아세트알데하이드 (acetaldehyde), 디메틸포름아미드 (dimethyl formamide) 및 포름산 (formic acid)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 디메틸포름아미드인 것을 특징으로 한다.In the process of filling a via hole for a printed circuit board according to the copper electroplating method of the present invention, voids, dimples and overfill phenomenon in the via hole are added by adding a reducing agent used in the oxidation / reduction mechanism of the copper copper plating method prevent. The reducing agent acts as the largest composition among the copper electroplating solution compositions of the present invention, and is effective when filling minute holes. The reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethyl formamide and formic acid, and is preferably dimethylformamide.

본 발명에서 상기 디메틸포름아미드를 통한 Cu의 환원 메커니즘은 반응식 2와 같다.
In the present invention, the reduction mechanism of Cu through dimethylformamide is as shown in Scheme 2.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

HCONMe2 + Cu2 + + H2O → Cu0 + Me2NCOOH + 2H+ HCONMe 2 + Cu 2 + + H 2 O - > Cu 0 + Me 2 NCOOH + 2H +

Me2NCOOH → CO2 + Me2NHMe 2 NCOOH - > CO 2 + Me 2 NH

형성된 카바믹 산 (cabamic acid)은 쉽게 분해 가능하다.
The formed cabamic acid is easily degradable.

상기 디메틸포름아미드는 인화점 (60 ∼ 100 ℃)이 상온보다 높기 때문에 활성화가 가능하며, 급격하게 반응을 하지 않아 상기 비아 홀의 미세한 부분까지 충전하는 역할을 한다. Since dimethylformamide has a higher flash point (60 to 100 ° C) than room temperature, it can be activated, and does not rapidly react to fill the fine portion of the via hole.

또한, 상기 디메틸포름아미드는 하기 화학식 3으로 표시되며, 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물 내에 10 내지 30중량%, 바람직하게는 17 내지 25중량% 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 디메틸포름아미드가 10중량% 미만이면 환원제로서 환원력을 나타내기 힘든 경향이 있고, 30중량%를 초과하면 반응의 제어 및 환원속도 조절을 통한 공정 제어가 어려울 수도 있다.
The dimethylformamide is represented by the following Chemical Formula 3 and is contained in the copper plating solution composition for a printed circuit board in an amount of 10 to 30% by weight, preferably 17 to 25% by weight. If the amount of dimethylformamide is less than 10% by weight, the reducing agent tends to be difficult to be reduced. When the amount of dimethylformamide is more than 30% by weight, control of the reaction and control of the reduction rate may be difficult.

[화학식 3](3)

Figure pat00003

Figure pat00003

본 발명은 구리염, 산, 광택보조제, 광택제 (brightner), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone) 및 환원제를 포함하는 동 도금액 조성물을 포함하는 동도금 전해액에 피도금물을 침지시켜 3.0 ∼ 5.0 A/dm2의 고전류 밀도의 작업환경 및 20 ∼ 60℃의 온도 조건하에서 전해시켜 도금시키는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법을 제공한다. 작업장 내의 환경이 20℃ 미만일 때는 상기 조성물들 간의 용해성에 문제가 있고, 60℃ 이상일 때는 상기 환원제의 인화점 범위에 포함되므로 위험성이 있다.
The present invention relates to a copper plating solution comprising a copper plating solution containing a copper salt, an acid, a brightening aid, a brightener, a polyvinylpyrrolidone and a reducing agent, 2 at a high current density and at a temperature of 20 to 60 DEG C to provide a via hole charging method for a printed circuit board. When the environment in the workplace is less than 20 ° C, there is a problem in the solubility between the compositions. When the environment is more than 60 ° C, it is included in the range of the flash point of the reducing agent.

이하 실시 예 및 비교 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

실시 예 1Example 1

인쇄회로기판에 50 ㎛의 지름 및 45 ㎛의 깊이를 갖는 비아 홀 (via hole)을 가공하여 그 내부를 하기 조성을 갖는 전기 동 도금액을 포함되는 배스 (bath)에서 3.0 A/dm2 의 전류 밀도하에서 실온 (25℃)으로 도금을 수행한 후, 충전된 비아 홀 단면의 도금된 형상 및 충전 정도를 확인하였다.
Under a via hole (via hole) for processing by a current density of 3.0 A / dm 2 in a bath (bath) that includes the electric copper plating solution having the following composition therein having a depth of 50 ㎛ diameter and 45 ㎛ of the printed circuit board After plating at room temperature (25 캜), the plated shape and filling degree of the filled via hole section were confirmed.

조성물:Composition:

CuSO4·5H2O 1.47g/ℓCuSO 4 .5H 2 O 1.47 g / l

H2SO4 13.44g/ℓH 2 SO 4 13.44 g / l

Cl 5.0㎎/ℓCl 5.0 mg / l

비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 0.755g/ℓBis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / l

폴리비닐피롤리돈 45㎎/ℓ45 mg / l polyvinylpyrrolidone

디메틸포름아미드 219.27g/ℓ
Dimethylformamide 219.27 g / l

상술한 동 도금액 조성물을 통해 충전된 비아 홀의 단면을 도 2에 나타내었다. 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 비아 홀은 공극의 발생 없이 충전이 완전히 이루어졌으며, 도금 층의 석출상태 또한 매우 조밀하였다.
The cross section of the via hole filled through the above copper plating liquid composition is shown in Fig. As can be seen from FIG. 2, the via hole was completely filled without generating voids, and the deposition state of the plating layer was also very dense.

실시 예 2Example 2

동 도금액 조성물에 폴리비닐피롤리돈 및 디메틸포름아미드의 사용량을 변화한 것을 제외하고는 상기 실시 예 1과 동일하게 실시한 후, 충전된 비아 홀 단면의 도금된 형상 및 충전 정도를 확인하였다.
The procedure of Example 1 was repeated, except that the amount of polyvinylpyrrolidone and dimethylformamide was changed in the copper plating solution composition, and the plated shape and filling degree of the filled via hole section were confirmed.

조성물:Composition:

CuSO4·5H2O 1.47g/ℓCuSO 4 .5H 2 O 1.47 g / l

H2SO4 13.44g/ℓH 2 SO 4 13.44 g / l

Cl 5.0㎎/ℓCl 5.0 mg / l

비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 0.755g/ℓBis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / l

폴리비닐피롤리돈 40㎎/ℓ40 mg / l polyvinylpyrrolidone

디메틸포름아미드 250g/ℓ
Dimethylformamide 250 g / l

상술한 동 도금액 조성물을 통해 충전된 비아 홀의 단면을 도 3에 나타내었다. 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 비아 홀은 공극의 발생 없이 충전이 이루어졌으며, 도금 층의 석출상태 또한 조밀하였다.
The cross section of the via hole filled with the above copper plating liquid composition is shown in Fig. As shown in FIG. 3, the via hole was filled without generating voids, and the deposition state of the plating layer was also dense.

실시 예 3Example 3

동 도금액 조성물에 폴리비닐피롤리돈 및 디메틸포름아미드의 사용량을 변화한 것을 제외하고는 상기 실시 예 1과 동일하게 실시한 후, 충전된 비아 홀 단면의 도금된 형상 및 충전 정도를 확인하였다.
The procedure of Example 1 was repeated, except that the amount of polyvinylpyrrolidone and dimethylformamide was changed in the copper plating solution composition, and the plated shape and filling degree of the filled via hole section were confirmed.

조성물:Composition:

CuSO4·5H2O 1.47g/ℓCuSO 4 .5H 2 O 1.47 g / l

H2SO4 13.44g/ℓH 2 SO 4 13.44 g / l

Cl 5.0㎎/ℓCl 5.0 mg / l

비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 0.755g/ℓBis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / l

폴리비닐피롤리돈 60㎎/ℓPolyvinylpyrrolidone 60 mg / l

디메틸포름아미드 170g/ℓ
Dimethylformamide 170 g / l

상술한 동 도금액 조성물을 통해 충전된 비아 홀의 단면을 도 4에 나타내었다. 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 비아 홀은 공극의 발생 없이 충전이 이루어졌으며, 도금 층의 석출상태 또한 조밀하였다.
The cross section of the via hole filled with the above copper plating solution composition is shown in Fig. As can be seen from FIG. 4, the via hole was filled without generating voids, and the deposition state of the plating layer was also dense.

비교 예 1Comparative Example 1

동 도금액 조성물에 폴리비닐피롤리돈을 제외하고는 상기 실시 예 1과 동일하게 실시한 후, 충전된 비아 홀 단면의 도금된 형상 및 충전 정도를 확인하였다.
The copper plating solution composition was subjected to the same procedure as in Example 1 except for polyvinylpyrrolidone, and then the coated shape and filling degree of the filled via hole section were confirmed.

조성물:Composition:

CuSO4·5H2O 1.47g/ℓCuSO 4 .5H 2 O 1.47 g / l

H2SO4 13.44g/ℓH 2 SO 4 13.44 g / l

Cl 5.0㎎/ℓCl 5.0 mg / l

비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 0.755g/ℓBis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / l

디메틸포름아미드 219.27g/ℓ
Dimethylformamide 219.27 g / l

이처럼, 폴리비닐피롤리돈 첨가하지 않은 동 도금액 조성물로 도금된 비아 홀의 단면을 도 5에 나타내었다. 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 비아 홀은 충전이 완전히 이루어지지 않았으며, 비아 홀 내부에 보이드가 발생하였다.5 shows a cross section of the via hole plated with the copper plating solution composition not containing polyvinylpyrrolidone. As can be seen from FIG. 5, the via hole was not completely filled, and voids were formed in the via hole.

비교 예 2Comparative Example 2

동 도금액 조성물에 디메틸포름아미드를 제외하고는 상기 실시 예 1과 동일하게 실시한 후, 충전된 비아 홀 단면의 도금된 형상 및 충전 정도를 확인하였다.
The copper plating solution composition was performed in the same manner as in Example 1 except for dimethylformamide, and then the plated shape and filling degree of the filled via hole section were confirmed.

조성물:Composition:

CuSO4·5H2O 1.47g/ℓCuSO 4 .5H 2 O 1.47 g / l

H2SO4 13.44g/ℓH 2 SO 4 13.44 g / l

Cl 5.0㎎/ℓCl 5.0 mg / l

비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 0.755g/ℓBis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / l

폴리비닐피롤리돈 45㎎/ℓ
45 mg / l polyvinylpyrrolidone

이처럼, 디메틸포름아미드를 첨가하지 않은 동 도금액 조성물로 도금된 비아 홀의 단면을 도 6에 나타내었다. 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 상기 비아 홀은 충전이 완전히 이루어지지 않았으며, 비아 홀 내부에 딤플이 발생하였다.
The cross section of the via hole plated with the copper plating solution composition not containing dimethylformamide is shown in Fig. As can be seen from FIG. 6, the via holes were not completely filled, and dimples were formed in the via holes.

이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량할 수 있음이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that it can be modified or improved.

본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 제1 절연층
12: 제2 절연층
20: 제1 동박층
22: 비아 홀이 충전된 제2 동박층
110: 억제제 (suppressor)
120: 광택제 (brightner)
130: 평탄제 (leveler)
10: first insulating layer
12: second insulating layer
20: first copper layer
22: a second copper layer filled with via holes
110: Suppressor
120: Brightener
130: leveler

Claims (16)

구리염;
산;
광택보조제;
광택제 (brightner);
폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone); 및
환원제; 를 포함하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
Copper salt;
mountain;
Gloss aids;
Brightener;
Polyvinylpyrrolidone; And
reducing agent; Wherein the copper plating liquid composition for a printed circuit board comprises copper.
청구항 1에 있어서,
상기 동 도금액 조성물은 0.1 내지 0.3중량%의 구리염, 1 내지 2중량%의 산, 0.0002 내지 0.0008중량%의 광택보조제, 0.05 내지 0.2중량%의 광택제, 0.001 내지 0.01중량%의 폴리비닐피롤리돈, 10 내지 30중량%의 환원제 및 나머지는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the copper plating solution composition contains 0.1 to 0.3 wt% of copper salt, 1 to 2 wt% of an acid, 0.0002 to 0.0008 wt% of a polishing aid, 0.05 to 0.2 wt% of a polishing agent, 0.001 to 0.01 wt% of polyvinylpyrrolidone , 10 to 30 wt% of a reducing agent, and the balance of water.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 구리염은 황산구리 (CuSO4·5H2O), 질산구리 (Cu(NO3)2), 포름산구리 (Cu(HCOO)2) 및 염화제2구리 (CuCl2·2H2O)로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
The copper salt is the group consisting of copper sulfate (CuSO 4 · 5H 2 O) , copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , formic acid, copper (Cu (HCOO) 2) and cupric chloride (CuCl 2 · 2H 2 O) Wherein the copper plating liquid composition is at least one selected from the group consisting of copper and copper.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 산은 황산 (H2SO4), 염산 (HCl), 아세트산 (CH3COOH) 및 불화 붕소산 (HBF4) 으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the acid is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH 3 COOH) and boron fluoric acid (HBF 4 ).
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 광택보조제는 염화 이온 (Cl), 염산 (HCl) 및 염화나트륨 (NaCl)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the luster auxiliary is at least one selected from the group consisting of chloride ions (Cl), hydrochloric acid (HCl), and sodium chloride (NaCl).
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 광택제는 비스-소듐 술포프로필 다이설파이드 (Bis-sodium sulfopropyl-Disulfide), 바이피리딘 (bipyridine) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the brightener is bis-sodium sulfopropyl-disulfide, bipyridine, or a mixture thereof. The copper plating solution composition of claim 1, wherein the brightener is bis-sodium sulfopropyl-disulfide, bipyridine or a mixture thereof.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 폴리비닐피롤리돈의 사용량은 0.004 내지 0.006중량%인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the amount of the polyvinyl pyrrolidone used is 0.004 to 0.006% by weight.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 100,000 내지 5,000,000인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the polyvinyl pyrrolidone has a molecular weight of 100,000 to 5,000,000.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 환원제의 사용량은 17 내지 25중량%인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the reducing agent is used in an amount of 17 to 25% by weight.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 환원제는 아세트알데하이드 (acetaldehyde), 디메틸포름아미드 (dimethyl formamide) 및 포름산 (formic acid)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 동 도금액 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethyl formamide, and formic acid.
구리염, 산, 광택보조제, 광택제 (brightner), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone) 및 환원제를 포함하는 동 도금액 조성물을 포함하는 동도금 전해액에 피도금물을 침지시키는 단계; 및
3.0 내지 5.0 A/dm2의 고전류 밀도의 작업환경 및 20 내지 60℃의 온도 조건하에서 전해시켜 도금시키는 단계; 를 포함하는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법.
Immersing the object to be plated in a copper plating electrolyte solution containing a copper plating solution composition comprising a copper salt, an acid, a brightening aid, a brightener, a polyvinylpyrrolidone and a reducing agent; And
Electrolyzing and plating at a high current density working environment of 3.0 to 5.0 A / dm < 2 > and a temperature condition of 20 to 60 DEG C; And a via-hole filling method for a printed circuit board.
청구항 11에 있어서,
상기 동 도금액 조성물은 0.1 내지 0.3중량%의 구리염, 1 내지 2중량%의 산, 0.0002 내지 0.0008중량%의 광택보조제, 0.05 내지 0.2중량%의 광택제, 0.001 내지 0.01중량%의 폴리비닐피롤리돈, 10 내지 30중량%의 환원제 및 나머지는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법.
The method of claim 11,
The copper plating solution composition may contain 0.1 to 0.3 wt% of a copper salt, 1 to 2 wt% of an acid, 0.0002 to 0.0008 wt% of a polishing aid, 0.05 to 0.2 wt% of a polishing agent, 0.001 to 0.01 wt% of polyvinylpyrrolidone , 10 to 30 wt% of a reducing agent, and the balance of water.
청구항 11에 있어서,
상기 폴리비닐피롤리돈의 사용량은 0.004 내지 0.006중량%인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법.
The method of claim 11,
Wherein the polyvinyl pyrrolidone is used in an amount of 0.004 to 0.006% by weight.
청구항 11에 있어서,
상기 폴리비닐피롤리돈의 분자량은 100,000 내지 5,000,000인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법.
The method of claim 11,
Wherein the molecular weight of the polyvinyl pyrrolidone is 100,000 to 5,000,000.
청구항 11에 있어서,
상기 환원제의 사용량은 17 내지 25중량%인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법.
The method of claim 11,
Wherein the reducing agent is used in an amount of 17 to 25 wt%.
청구항 11에 있어서,
상기 환원제는 아세트알데하이드 (acetaldehyde), 디메틸포름아미드 (dimethyl formamide) 및 포름산 (formic acid)으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 비아 홀 충전방법.
The method of claim 11,
Wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethyl formamide, and formic acid.
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