TW201627542A - 用來在基材上電鍍金屬之方法及設備 - Google Patents

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Abstract

為改善在基材表面上或孔中沈積金屬之均一度，在此提供一種在平面基材上電鍍金屬之方法。該方法包含下列步驟：(a)提供該具有相反的第一以及第二基材表面之基材、一包含至少一種反電極之電鍍設備以及一電鍍液；(b)使各該基材以及該至少一種反電極，與該電鍍液接觸；(c)藉由供給至少一種各由連續的第一正向-反向脈衝周期構成之第一正向-反向脈衝電流序列給該第一基材表面，以及至少一種各由連續的第二正向-反向脈衝周期構成之第二正向-反向脈衝電流序列給該第二基材表面，電極化該基材之該第一以及第二基材表面，使金屬沈積在該第一以及第二基材表面上；(d)該至少一種第一正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各連續的第一正向-反向脈衝周期中，至少包含一第一正向脈衝，其在第一正向脈衝持續時間期間，在該第一基材表面處，產生一第一陰極電流，該第一正向脈衝具有一第一正向脈衝波峰電流，以及包含一第一反向脈衝，其在第一反向脈衝持續時間期間，在該第一基材表面處，產生一第一陽極電流，該第一反向脈衝具有一第一反向脈衝波峰電流；以及該至少一種第二正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各連續的第二正向-反向脈衝周期中，至少包含一第二正向脈衝，其在第二正向脈衝持續時間期間，在該第二基材表面處，產生一第二陰極電流，該第二正向脈衝具有一第二正向脈衝波峰電流，以及包含一第二反向脈衝，其在第二反向脈衝持續時間期間，在該第二基材表面處，產生一第二陽極電流，該第二反向脈衝具有一第二反向脈衝波峰電流；其中該第一以及第二正向脈衝進一步疊加上各自的第一或第二疊加陰極脈衝，其等具有比各自的第一或第二正向脈衝持續時間短之各自的第一或第二疊加陰極脈衝持續時間。

Description

用來在基材上電鍍金屬之方法及設備 發明領域
本發明有關一種用來在基材上電鍍金屬，例如銅，之方法以及設備。此方法以及設備可用於電鍍將用作為電氣元件之物件之領域，該物件諸如印刷電路板、晶片載體，包括多晶片載體，或任何在其上具有電路之其它載體。
發明背景
此等電氣元件之製造是眾所周知的。其等之製造方法包含數個步驟，包括用於在其上產生電路之金屬沈積步驟。此等方法之步驟，需要在元件之外表面上以及電氣元件之孔或其它凹處中進行金屬化。例如，為了產生銅沈積，可用銅電鍍具有數個電路層，且具有數個孔，即通孔與盲孔，之印刷電路板，其所需之厚度需盡可能的均一。此外，銅在孔中之沈積亦應均一。特別是，銅在電氣元件之外側上以及其孔中二者之沈積應一致，以避免在外側已獲得所需沈積厚度時，在孔中無法提供足夠的銅厚度。
脈衝電鍍大體上已經證明適合且符合以上之目的。更明確地，反向脈衝電鍍已被認定是特別適合的。反 向脈衝電鍍指的是一種包含對電氣元件交替施予陰極以及陽極電流脈衝之方法。
例如，US 6,524,461 B2教示一種在表面具有小凹處之基材上沈積連續的金屬層之方法。此方法包含施予一包含相對於該基材為陰極之脈衝以及相對於該基材為陽極之脈衝之調制反向電流，其中該陰極脈衝之接通時間從約0.83μs至約50ms，而該陽極脈衝之接通時間大於該陰極脈衝之接通時間，範圍從約42μs至約99ms。在該調制反向電流序列之典型例子中，使用包含陰極(正向)脈衝，接著陽極(反向)脈衝之波形。在各該陰極以及陽極脈衝或二者之後，接著弛豫期間之斷開期間。
另外，US 2006/0151328 A1教示一種在具有高縱橫比之孔的工作件，即，與直徑相比，長度較長之孔上，施予一脈衝反向電流之方法。具縱橫比高達10：1，且孔長度為3mm或甚至更長的孔，應能得到有效地處理。所教示之欲施予至工作件之脈衝電鍍序列，包含陰極以及陽極脈衝，且使用頻率至多約6赫茲。正向電流脈衝與反向電流脈衝之持續時間，分別指示為至少100ms(正向)或至少0.5ms(反向)。該正向電流脈衝之波峰電流密度進一步指示為至少3A/dm2以及至多15A/dm2，而該反向電流脈衝的為至少10A/dm2以及至60A/dm2。在此文件中所述之方法的較佳具體例中，工作件是板狀的，諸如印刷電路板或任何其它板狀的電路載體。在此較佳具體例中，該方法包含(a)在該工作件之第一側與至少一個第一陽極之間，施予一電壓，以 便在該工件之第一側上提供一第一脈衝反向電流，其中該第一脈衝反向電流具有至少一個第一正向電流脈衝以及至少一個反向電流脈衝在每個周期中流動，以及(b)在該工作件之第二側與至少一個第二陽極之間，施予一第二電壓，以便在該工件之第二側上提供一第二脈衝反向電流，其中該第二脈衝反向電流具有至少一個第二正向電流脈衝以及至少一個第二反向電流脈衝在每個周期中流動。在特佳之具體例中，一個周期之第一正向以及反向電流脈衝，分別相對於一個周期之第二正向以及反向電流脈衝偏移。此偏移可有利地大約180°。其進一步指出，為進一步改善勻鍍能力，在各周期中，電流可包含一個正向電流脈衝，接著一個反向電流脈衝，之後一個零電流斷路。
已證實，以上之方法特別有用於在銅沈積方面，達到良好的勻鍍能力，即，在工作件的外側以及其中所含之孔的壁上，形成均一的銅層。
然而，假如所提供之欲電鍍的基材，一方面具有每單位面積含許多孔之區域，另一方面具有每單位面積無或僅少數孔之區域二者，則所述之電鍍條件無法達到此等目的。使用US 2006/0151328 A1中所述之方法，無法一致地金屬化此等區域：在該等無或僅提供少數孔之區域中，銅厚度會比該等每單位面積具有許多孔的區域厚。
此外，已證實此已知的孔壁電鍍方法之缺點為，在板的不同區域之孔中，會產生不同的鍍銅結果。
已證明通孔必須先X-(橋-)電鍍的，即，沈積應在 孔中間處提高銅之沈積，從而藉由在那兒形成銅栓而將其封閉，如此形成二個盲孔，各可由板之一側邊接近。之後將該二種孔完全充填，其意指孔之整個容積均填滿金屬。當使用已知的方法來實施此程序時，位在板之邊緣區的孔，將無法得到與位在其中間的孔一樣的電鍍效率。因此，當中間的孔已經充填完畢時，邊緣的孔之中間區域還沒有封閉。此會導致其中板之不同區域的孔之充填不一致之不欲的狀況。
再者，當使用US 2006/0151328 A1之方法時，通孔與盲孔之敷形(conformal)電鍍，即，在孔之壁上電鍍薄銅層，而不是填滿此等孔，不會一致。
發明概要
因此，本發明之第一目的是提供一種用於在平面基材上電鍍金屬之方法，該方法可在工作件或其它基材，更特別地是板形基材，諸如板、箔片等等上，提供均一的金屬電鍍。更明確地，本發明之方法應適合在具有至少一個外側以及孔(即，通孔、盲孔或任何形狀之孔)二者之基材上(此等外側以及孔之內側之全部的表面區域上)均一地電鍍，即，呈現出盡可能均一之沈積厚度，且其非或僅些微的程度取決於在基材表面上之位置。又更明確地，本發明之方法應適合在板的外側上盡可能均一地沈積金屬，不論金屬是電鍍在孔所在之區域或不是孔所在之區域。甚至更明確地，本發明之方法應適合在孔中沈積金屬，即在孔壁 上均一地沈積金屬層(敷形電鍍)，或者是在孔之內側產生金屬栓(X-(橋-)電鍍)，然後再用金屬填滿該孔。在後者之情況中，不論孔是位在板之邊緣附近還是板之中央，本發明之方法應適合均一地填滿該等孔。甚至更明確地，本發明之方法應適合在具有二側之板的僅一側或二側上沈積金屬，其中進行的是敷形電鍍，或是孔充填。
本發明之第二目的是提供一種設備，其適合用於實行本發明之用來在基材上電鍍金屬之方法。此設備之結構、安裝、維護以及操作盡可能的簡單。
本發明適合用於達到以上之目的。
本發明之方法包含下列方法步驟以及可包含另外的方法步驟：(a)提供：i.一平面基材，其具有二個相反的第一以及第二基材表面，ii.一電鍍設備，其包含至少一種反電極(陽極)；以及iii.一電鍍液；(b)使該平面基材之各相反的第一以及二基材表面以及該至少一種反電極，與該電鍍液接觸；以及(c)藉由供給至少一種各由連續的第一正向-反向脈衝周期構成之第一正向-反向脈衝電流序列給該第一基材表面，以及至少一種各由連續的第二正向-反向脈衝周期構成之第二正向-反向脈衝電流序列給該第二基材表面，電極化 該基材之該第一以及第二基材表面，使金屬沈積在該第一以及第二基材表面上；該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列同時施用於該各自的基材表面；(d)該至少一種第一正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各連續的第一正向-反向脈衝周期中，至少包含一第一正向脈衝，其在第一正向脈衝持續時間tf1期間，在該第一基材表面處，產生一第一陰極電流，該第一正向脈衝具有一第一正向脈衝波峰電流if1，以及包含一第一反向脈衝，其在第一反向脈衝持續時間tr1期間，在該第一基材表面處，產生一第一陽極電流，該第一反向脈衝具有一第一反向脈衝波峰電流ir1；以及該至少一種第二正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各連續的第二正向-反向脈衝周期中，至少包含一第二正向脈衝，其在第二正向脈衝持續時間tf2期間，在該第二基材表面處，產生一第二陰極電流，該第二正向脈衝具有一第二正向脈衝波峰電流if2，以及包含一第二反向脈衝，其在第二反向脈衝持續時間tr2期間，在該第二基材表面處，產生一第二陽極電流，該第二反向脈衝具有一第二反向脈衝波峰電流ir2；該第一以及第二正向以及反向脈衝波峰電流二者在此之理解，是不計此等第一以及第二脈衝電流所施予的第一以及第二基材表面的表面積之電流，而其中電流密度是施用於該基材表面上預定單位面積之電流；(e)其中該第一以及第二正向脈衝各進一步疊加上各自的第一或第二疊加陰離脈衝，較佳地一種，或選擇性地超 過一種疊加陰極脈衝，該第一以及第二疊加陰極脈衝具有比各自的第一或第二正向脈衝持續時間tf1、tf2短之各自的第一或第二疊加陰極脈衝持續時間tc1、tc2；以及其中該至少一種第一正向-反向電流序列之第一反向脈衝與該至少一種第二正向-反向電流序列之第二疊加陰極脈衝間之相位移φr，設至0°±30°。
本發明之設備包含下列項目且可包含另外的項目：(a)用於夾持該基材之工具，其中該基材具有相反的第一以及第二基材表面；(b)至少一種反電極(陽極)；(c)用於容納電鍍液之工具；(d)用於電極化該基材以便使金屬沈積在該第一以及第二基材表面上之工具；其中該用於電極化該第一以及第二基材表面之工具是設計成，可供給至少一種各由連續的第一正向-反向脈衝周期構成之第一正向-反向脈衝電流序列給該第一基材表面，以及至少一種各由連續的第二正向-反向脈衝周期構成之第二正向-反向脈衝電流序列給該第二基材表面；其中該至少一種第一正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各連續的第一正向-反向脈衝周期中，至少包含一第一正向脈衝，其在第一正向脈衝持續時間tf1(脈衝寬度)期間，在該第一基材表面處，產生一第一陰 極電流，該第一正向脈衝具有一第一正向脈衝波峰電流if1，以及包含一第一反向脈衝，其在第一反向脈衝持續時間tr1(脈衝寬度)期間，在該第一基材表面處，產生一第一陽極電流，該第一反向脈衝具有第一反向脈衝波峰電流ir1，以及該至少一種第二正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各連續的第二正向-反向脈衝周期中，至少包含一第二正向脈衝，其在第二正向脈衝持續時間tf2期間，在該第二基材表面處，產生一第二陰極電流，該第二正向脈衝具有一第二正向脈衝波峰電流if2；以及包含一第二反向脈衝，其在第二反向脈衝持續時間tr2期間，在該第二基材表面處，產生一第二陽極電流，該第二反向脈衝具有第二反向脈衝波峰電流ir2；以及其中該第一以及第二正向脈衝進一步疊加上各自的第一或第二疊加陰極脈衝，較佳地一種，或選擇性地超過一種疊加陰極脈衝，該第一以及第二疊加陰極脈衝具有比各自的第一或第二正向脈衝持續時間tf1、tf2短之各自的第一或第二疊加陰極脈衝持續時間tc1、tc2；以及其中該用於電極化該第一以及第二基材表面之工具另外設計成，可在該至少一種第一正向-反向電流序列之第一反向脈衝與該至少一種第二正向-反向電流序列之第二疊加陰極脈衝之間，提供相位移φr設至為0°±30°。
就在此說明書以及申請專利範圍中所提及之二 個脈衝間之相位移而言，例如φr，其意指脈衝之開始時間差，以完整周期360°之一部分之角度表達。
使用本發明之方法以及設備，已證實可在平面基材上達到均一的金屬電鍍。更明確地，特別是在諸如板以及箔片之板狀基材上之銅電鍍，即使所提供之基材具有每單位面積存在許多的孔之第一區域以及每單位面不存在或僅存在少數孔之第二區域，仍可在該基材的外側上(其之二側上)製造更均一之金屬沈積。用本發明之方法，可在基材之外側上二個區域中製得一致的金屬沈積。本發明之設備適合用於實施此方法。
本發明之方法之實施，是將該基材電極化而使金屬沈積在該第一以及第二相反基材表面上。為了這個目的，需產生陰極電流脈衝以及陽極電流脈衝。在位置彼此毗鄰之至少一種反電極以及基材間施予電壓，可產生此等脈衝。電壓同樣創建為電壓脈衝，即，陰極(正向)電壓脈衝產生陰極(正向)電流脈衝，而陽極(反向)電壓脈衝產生陽極(反向)電流脈衝。該等熟悉此技藝之人士將意識到的是，電壓以及其電流具有互相依賴性，所以其等彼此在本發明之方法的情況下成比例，或至少為單調依賴性，如此若電壓增加，則電流提高，反之亦然。術語'陰極'以及'陽極'是用於表示基材極化的類型：陰極(正向)電流脈衝是在基材上沈積金屬之類型，而陽極(反向)電流脈衝是從基材上重新溶解金屬之類型。為了在基材上完成完整的金屬沈積，需設計陰極以及陽極電流脈衝，使金屬沈積多於金屬再溶解。此通常可 藉由將正向脈衝持續時間tf設定得比反向脈衝持續時間tr長而達到。無論如何需要正向電流脈衝(波峰電流對時間)的積分，大於反向電流脈衝(波峰電流對時間)的積分。因為反向脈衝波峰電流ir經常高於正向脈衝波峰電流if，所以必須進一步延長正向脈衝持續時間tf，以達到淨(總)金屬沈積。
通常是用整流器來極化基材。整流器在基材上施予脈衝負或正電位，帶來各自的電流脈衝。整流器本身可由適合的脈衝產生器控制，在整流器上產生脈衝。此外，可用任何其它公知之工具來產生電壓以及電流脈衝，供給電流脈衝給欲進行電鍍之基材。
原則上，正向脈衝、反向脈衝以及疊加陰極脈衝可具有任一脈衝形狀。但，對該正向脈衝、反向脈衝以及疊加陰極脈衝中之任一或任一數個或全部而言，較佳的是矩形。在此方面，由於有限的脈衝上升率以及脈衝衰減率，所以一般認為該等脈衝之脈衝形狀可能會變形，如此原則上，此等脈衝中之任一個，較佳地可施用梯形脈衝形狀(其可能近似矩形脈衝形狀)。
以上之原理亦可應用於本發明之用各自的第一以及第二疊加陰極脈衝，疊加該第一以及第二正向脈衝。疊加可藉由適當的控制電壓/電流供給(整流器)，較佳地電流供給，而達到，從而產生該各自的脈衝形狀。
疊加，是以比相同的正向-反向脈衝電流序列之正向電流脈衝短之疊加陰極脈衝實行。在此情況下，該疊加陰極脈衝可位在該陰極電流脈衝期間之任一時間間隔處。 因此，可將該疊加陰極脈衝設定在該陰極電流脈衝之開始的時間處，在該陰極電流脈衝期間之時間中間或結束處，或在任一其它時間點，即，其可獨立地相對於該陰極電流脈衝之開始時間以及相對於該反向電流脈衝之開始時間設定，意指ξ c(相同正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與疊加陰極脈衝間之角度偏差)可設在從0°至360°之任一值。在本發明之一較佳具體例中，該疊加陰極脈衝相對於該反向脈衝位移180°，即，該疊加陰極脈衝之開始時間相對於該反向脈衝之開始時間延遲180°(ξ c，以完整的正向-反向脈衝電序列之周期涵蓋360°考慮)。該疊加陰極脈衝在該陰極電流脈衝期間出現暫時提高的陰極電流。術語'疊加'不應被理解為二個電流疊加成各自的電流波形。藉由在疊加陰極脈衝持續時間期間，疊加陰極波峰電流ic而使電流增加，可以任何方式達到。正向衝波峰電流if以及疊加陰極脈衝波峰電流ic相加，可得到總陰極波峰電流ic+f。在相同的正向-反向脈衝電流序列或不同的正向-反向脈衝電流序列中，ic之設定可獨立於if(正向脈衝波峰電流)以及ir(反向脈衝波峰電流)。相同地，if之設定可獨立於ic以及ir，反之亦然。
本發明之設備包含夾持基材之工具。該用於夾持基材之工具，可為任何像是反過來可用如飛行桿(flight bar)夾持之框架之夾持器，或可為透過輸送設備傳送基材之輥。該用於夾持基材之工具，因為可將基材浸入例如含有電解液之槽中，所以進一步適合用於使基材與電鍍液接觸。假如基材是在稱作直立式系統中電鍍，即，在包含用於承載 電鍍液，且基材可浸於其中進行電鍍之槽或容器之設備中，則此夾持工具可為框架。框架可被夾在槽或容器中。假如基材係在稱作水平式系統中處理，即，在其中基材是以水平方向傳送同時電鍍之輸送設備中，該夾持工具可為輸送鉗或輥或其它可鉗住或以其它方式抓住基材之移動元件。
本發明之設備另外包含用於容納電鍍液之工具。此容納工具可為槽或容器或任何其它適合貯存液體之工具。
本發明之設備另外包含用於使各基材以及至少一種反電極與電鍍液接觸之工具。假如基材是在直立式系統中處理，則該基材接觸元件可為傳送架，其會將基材從一槽或容器送至另一個，並使基材降低以及浸入相關的槽或容器內的電鍍液中。假如基材是於水平式系統中處理，則此接觸工具可為電鍍液遞送工具，諸如噴嘴，或輸送工具，假如基材是經由此傳送工具浸入相關模組內的電鍍液中，則其會將基材從該系統之輸送模組傳送至另一個。該反電極接觸工具可為直立式或水平式系統之容器，其可承載該反電極浸於其中之電鍍液。
本發明之設備進一步包含至少一種需其在基材上引起電化反應之反電極。該至少一種反電極較佳地位在該基材之附近，且與基材一起，與電鍍液接觸，引起電流在該基材與該至少一種反電極之間流動。在水平輸送系統中，數個反電極可沿著基材之輸送路徑接連放置在輸送路徑之一側，或該輸送路徑之二側上。
該設備進一步包含一用於電極化基材，以便使金屬沈積在第一以及第二基材表面上之工具。此極化工具具有供給電能給基材之作用。為此目的，其可為電流/電壓來源/供應器，諸如整流器。該極化工具電氣連結至該基材以及該至少一種反電極。
可將該極化工具進一步設計成，可供給該至少一種第一以及第二正向-反向脈衝電流序列給該至少一種基材表面。為此目的，該極化工具電氣連結至該個別的基材表面，且可裝設控制工具，其提供用於產生該正向-反向脈衝電流序列。此等控制工具可為可用微控制器驅動之電路配置，該微控制器反過來可由電腦程式化。
該基材是一具有相反的第一以及第二基材表面之平面基材。該第一以及第二基材表面各被電氣極化成可使金屬沈積於其上，較佳地彼此之間互相獨立。此之達成，是藉由供給該至少一種各由連續的第一正向-反向脈衝周期構成之第一正向-反向脈衝電流序列給該第一基材表面，該第一正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各第一正向-反向脈衝周期中，具有該第一正向脈衝、該第一反向脈衝以及該第一疊加陰極脈衝；以及供給該至少一種各由連續的第二正向-反向脈衝周期構成之第二正向-反向脈衝電流序列給該第二基材表面，該第二正向-反向脈衝電流序列中之每一個，在各第二正向-反向脈衝周期中，具有該第二正向脈衝、該第二反向脈衝以及該第二疊加陰極脈衝。該至少一種第一正向-反向脈衝電流序列以及該至少一種第二 正向-反向脈衝電流序列同時施用於該基材表面。該二種脈衝電流序列較佳地具有相同的頻率以及相同的脈衝串，即，相同的連續脈衝。甚至更佳地，該至少一種第一以及第二正向-反向脈衝電流序列，可彼此偏差之相位移φs為約180°(±30°)或正好180°(即，該第一與第二正向-反向脈衝電流序列間之相位移，定義為該第一與第二脈衝電流序列分別之開始時間的位移，其中完整的(第一或第二正向-反向脈衝周期)涵蓋360°)。假如在相同的(第一或第二)正向-反向脈衝電流序列內之疊加陰極脈衝與反向脈衝相對於彼此偏差ξ c=180°(ξ c：相同的正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝之開始時間與疊加陰極脈衝之開始時間之間的角度偏差)，相位移φs正好180°，意指該第一疊加陰極脈衝在基材之一側上之開始的時間，與該第二反向脈衝在基材之另一側上之開始時間相同。或該相位移φs可能實質上低於180°，諸如φs=5°或10°或15°或20°或45°或90°或135°，或其可為任何其它值，例如，180°±30°，更佳地180°±20°以及最佳地180°±10°。此變化可施用至敷形電鍍以及X-(橋-)電鍍二者。
相位移φs大於0°，能夠提高通孔中X-(橋-)電鍍之均一度，相位移φs為180°，提供通孔最大的電鍍，即，藉由調整欲施用於平面基材之相反側之第一與第二正向-反向脈衝電流序列之相位，使得此等序列中一者之疊加陰極脈衝，與此等序列中另一者之反向脈衝同時發生。
相位移φs大於0°，亦可提高電鍍在基材外表面上之金屬厚度的均一度，不管該金屬是鍍在基材上具有孔之 區域，或是基材上沒有孔或僅少許孔之區域。
當於一具有相反的第一以及第二基材表面以及孔(盲孔和/或通孔)之平面基材上施用敷形電鍍時，可在沒有填滿其等之情況下，於該基材表面以及該孔之壁上(在盲孔之情況下，亦在孔之底部)電鍍一薄銅層。以上所述之相位移φs大於0°，亦可提高敷形電鍍期間，電鍍在基材表面上之金屬厚度的均一度。施用疊加陰極脈衝，可能發生於孔中鍍上太多金屬之情況，導致鍍在孔之壁上的金屬層太厚。在此情況下，將相位移φs改變至落在180°±20°之範圍內，更佳地在180°±10之範圍內亦是有利的。藉由施用一不同於180°之相位移，仍可提高鍍在基材外表面上之金屬厚度的均一度，同時稍微減少鍍在孔之壁上之金屬層的厚度，因此可保持在所欲的厚度範圍內。假如角度偏差ξ c不是180°，較佳地當ξ c落在180°±20°之範圍內，更佳在180°±10°之範圍內時，或當相位移φr不是0°時，即當φr落在0°±30°之範圍內，較佳地在0°±20°之範圍內，甚至更佳地在0°±10°之範圍內時，可達到相同的作用。
此外，較佳的是該第一以及第二反向脈衝之持續時間tr1，tr2大約相同(±50%相對於該第一反向脈衝持續時間tr1)或正好相同。
據此，為界定該至少一種第一以及第二正向-反向脈衝電流序列相對於彼此之時間順序，可考慮下列參數以及較佳具體例：
該第一以及第二脈衝電流序列間之相位移φs，界 定為該二個脈衝電流序列之反向脈衝相對於彼此之開始的時間之位移。此參數較佳地設定為180°。
同時施用之第一正向-反向脈衝電流序列之反向脈衝與第二正向-反向脈衝電流序列之疊加陰極脈衝間之相位移記為φr。此參數較佳地設定為0°±30°、0°±20°、0°±10°，更佳地約0°，甚至更佳地正好0°。此參數較佳地設定為0°±△φr，其中△φr是30°，較佳地是20°，更佳地是10°，且其中φr甚至更佳地約0°，以及最佳地正好0°。
相同(第一或第二)正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與疊加陰極脈衝間之角度偏差記為ξ c。此參數較佳地設定為約180°(±30%)或正好180°。
此進一步的具體例可提高通孔中之電鍍，且使孔充填成為可能。假如提供的是連接該第一以及第二側邊之通孔，則可在該通孔上形成非常均一的金屬層，即使該通孔之縱橫比很高。X-(橋-)電鍍同樣表現得很好，可產生極佳的結果，因為金屬沈積是強制在孔中發生。在基材之各個區域之通孔中心區域之封閉方面，沒有特別的差異發生。
在本發明之另一較佳具體例中，在各脈衝電流序列中，在該平面基材之各自的另一側上之該第一以及第二反向脈衝之持續時間/寬度tr，等於該第一與第二疊加陰極脈衝之各自的持續時間/寬度tc，即，該第一反向脈衝之持續時間/寬度tr1較佳地等於該第二疊加陰極脈衝之持續時間/寬度tc2，以及該第二反向脈衝之持續時間/寬度tr2等於該第 一疊加陰極脈衝之持續時間/寬度tc1。更佳地，該第一反向脈衝之持續時間/寬度tr1、該第一疊加陰極脈衝之持續時間/寬度tc1、該第二反向脈衝之持續時間/寬度tr2以及該第二疊加陰極脈衝之持續時間/寬度tc2，至少大約相同(±20%，相對於該反向脈衝之持續時間/寬度tr1，tr2)。
不論基材上孔之位置，即，不論孔是位在基材之邊緣附近或在基材之中心區域，此等另一較佳具體例使在孔壁上均勻電鍍成為可能。
在本發明之另一較佳具體例中，該第一反向脈衝以及該第二疊加陰極脈衝是同時施用，而該第二反向脈衝以及該第一疊加陰極脈衝是同時施用。
在本發明之另一較佳具體例中，無論僅是在該第一以及第二方法部分周期中，或在方法部分周期二者中，該至少一種第一以及第二正向-反向脈衝電流序列中沒有一個，包含任一個電流設定至0之正向-反向脈衝周期(脈衝斷路)。在此具體例方面，已經證實該至少一種正向-反向脈衝電流序列，在孔充填方法中金屬沈積之均一度方面，可產生改善的結果。與之前使用US 2006/0151328 A1用於在孔壁上金屬沈積之方法的結果相反，已發現具有0電流之脈衝斷路，對X-(橋-)電鍍以及孔充填沒有益處。除了此成就，在基材之各自相反側處，將該第一以及第二疊加陰極脈衝設定與該反向脈衝同時或至少幾乎同時，以及較佳地亦設定與該各自的反向脈衝相同的持續時間，即，該第一疊加陰極脈衝與該第二反向脈衝同時或幾乎同時，而該第二疊 加陰極脈衝與該第一反向脈衝同時或幾乎同時，已經證實優於設定脈衝斷路與該各自的反向脈衝同時。
亦發現使用其中沒有用疊加陰極脈衝之脈衝電流序列來充填孔係有益的。較佳地，在此情況下，二者均沒有使用0電流脈衝。在此情況下，亦有利的是使用其中第一以及第二反向脈衝間之相位移φs大於0°，較佳地接近或正好180°之第一以及第二正向-反向脈衝電流序列。
在本發明之另一較佳具體例中，該方法另外包含在依照第一方法部分周期之方法步驟(d)以及(e)中進行該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列至該第一以及第二基材表面之後，在第二方法部分周期中，施用至少一種另外的第一以及第二正向-反向脈衝電流序列，其各包含數個連續各自的第一或第二正向-反向脈衝周期，其中該連續各自的第一或第二正向-反向脈衝周期中之每一個，包含各自的第一或第二正向脈衝，其在各自的第一或第二正向脈衝持續時間tf1，tf2期間，在各自的第一或第二基材表面上產生陰極電流，該各自的第一或第二正向脈衝具有各自的第一或第二正向脈衝波峰電流if1，if2；以及包含各自的第一或第二反向脈衝，其在各自的第一或第二反向脈衝持續時間tr1，tr2期間，在各自的第一或第二基材表面上產生各自的第一或第二陽極電流，該第一以及第二反向脈衝具有各自的第一或第二反向脈衝波峰電流ir1，ir2，沒有用各自的第一或第二疊加陰極脈衝，疊加該各自的第一或第二正向脈衝。
在該第一方法部分周期中，在該平面基材之第一 側上施用第一正向-反向脈衝電流序列，而在該平面基材之第二側上施用第二正向-反向脈衝電流序列。在該第一方法部分周期中，該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列包含各自的第一或第二正向脈衝、各自的第一或第二反向脈衝以及各自的第一或第二疊加陰極脈衝。此外，在該第二方法部分周期中，在該基材之第一側上施用第一另外的正向-反向脈衝電流序列，而在該基材之第二側上施用第二另外的正向-反向脈衝電流序列。在此第二方法部分周期中，該第一以及第二另外的正向-反向脈衝電流序列，包含各自的第一或第二正向脈衝以及各自的第一或第二反向脈衝，但沒有各自的第一或第二疊加陰極脈衝。如以上針對包含疊加陰極脈衝之第一以及第二正向-反向脈衝電流序列之界定，在第二方法部分周期中，該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列可彼此偏差之相位移φs為180°或小於180°。
此又一較佳具體例具有在使用X-(橋-)電鍍技術於孔中形成栓之後，填滿基材上之通孔之作用。該第一方法部分周期具有藉由電沈積金屬於中心直到金屬已經建立到栓住該孔之直徑，於通孔之中心製造栓塞之作用。因此，製造出二個孔部分，一個開口於該基材之一側，而另一個開口於該基材之另一側。該二個孔部分各形成盲孔。在第二方法部分周期中，此等二個孔部分被從各自的盲孔之底部填滿至基材之各自的外側。
下列指示之個別的製程條件，適用於各個下列脈衝電流序列條件(若可施用的話)： - 電鍍基材之各個表面；或- 在施用單一或二個正向-反向脈衝電流序列二者，用以X-(橋-)電鍍通孔充填之情況。
在此所述之任一個指示為正向脈衝之脈衝，會在基材上表現出陰極電流，而任一個指示為反向脈衝之脈衝，會在基材上表現出陽極電流。
在本發明之另一較佳具體例中，該正向脈衝持續時間tf(第一和/或第二正向脈衝持續時間)至少5ms，更佳地至少20ms以及最佳地至少70ms。該正向脈衝持續時間較佳地至多250ms，更佳地至多150ms以及最佳地至多80ms。
該正向脈衝(第一和/或第二正向脈衝)之開始時間tsf，可在該正向-反向脈衝電流序列之脈衝周期的循環時間Tp期間之任一時間。
在本發明之另一較佳具體例中，該反向脈衝持續時間tr(第一和/或第二反向脈衝持續時間)是至少0.1ms，更佳地至少0.2ms以及最佳地至少1ms。該反向脈衝持續時間tr較佳地至多100ms，更佳地至多50ms以及最佳地至多6ms。
該反向脈衝(第一和/或第二反向脈衝)之開始時間，可為該正向-反向脈衝電流序列之脈衝周期的循環時間Tp期間之任一時間。
在本發明之另一較佳具體例中，該疊加陰極脈衝持續時間tc(第一和/或第二疊加陰極脈衝持續時間)至少0.1ms，更佳地至少0.2ms以及最佳地至少1ms。該疊加陰極 脈衝持續時間tc較佳地至多100ms，更佳地至多50ms以及最佳地至多6ms。
該疊加陰極脈衝(第一和/或第二疊加陰極脈衝)之開始時間，可為該反向脈衝期間之任一時間。
在本發明之另一較佳具體例中，正向-反向脈衝電流序列之反向脈衝與疊加陰極脈衝間之角度偏差ξ c，可為從0°至180°之任一值。較佳地約180°或正好180°。
在本發明之另一較佳具體例中，該正向脈衝波峰電流if[A](第一和/或第二正向脈衝波峰電流)，以相關於欲電鍍之基材的表面積之正向脈衝波峰電流密度If[A/dm2]表示，為至少0.1A/dm2，更佳地至少0.2A/dm2以及最佳地至少0.5A/dm2。該正向脈衝波峰電流密度If[A/dm2]較佳地至多50A/dm2，更佳地至多25A/dm2以及最佳地至多15A/dm2。
在本發明之另一較佳具體例中，該反向脈衝波峰電流ir[A](第一和/或第二反向脈衝波峰電流)，以相關於欲電鍍之基材的表面積之反向脈衝波峰電流密度Ir[A/dm2]表示，為至少0.2A/dm2，更佳地至少0.5A/dm2以及更佳地至少1.0A/dm2。該反向脈衝波峰電流密度Ir較佳地至多120A/dm2，更佳地至多80A/dm2以及最佳地至多40A/dm2。
該疊加陰極脈衝波峰電流ic[A](第一和/或第二疊加陰極脈衝波峰電流)，以相關於欲電鍍之基材的表面積之疊加陰極脈衝波峰電流密度Ic[A/dm2]表示，在該疊加陰極脈衝持續時間tc期間，加至該正向脈衝波峰電流密度If，如此施用該疊加陰極脈衝之周期期間之波峰電流(密度)，是 該反向脈衝與疊加陰極脈衝波峰電流(電流密度)之總合。在本發明之另一較佳具體例中，包含該正向脈衝波峰電流密度If加上該疊加陰極脈衝波峰電流密度Ic(或分別地該正向脈衝電流if加上該疊加陰極脈衝波峰電流ic)之總陰極波峰電流密度Ic+f(或總波峰電流ic+f)，至少為0.2A/dm2，更佳地至少0.5A/dm2以及最佳地至少1.0A/dm2。該總陰極脈衝波峰電流密度Ic+f較佳地至多120A/dm2，更佳地至多80A/dm2以及最佳地至多40A/dm2。
在本發明之另一較佳具體例中，相同的正向-反向脈衝電流序列之正向脈衝持續時間tf(第一或第二正向脈衝持續時間)對反向脈衝持續時間tr(分別地第一或第二反向脈衝持續時間)之比為至少1。該正向脈衝持續時間tf對該反向脈衝持續時間之比，較佳地至多20，以及更佳地至多5。
在本發明之另一較佳具體例中，相同的正向-反向脈衝電流序列之正向脈衝波峰電流密度If(第一或第二正向脈衝波峰電流密度)對反向脈衝波峰電流密度Ir(分別地第一或第二反向脈衝波峰電流密度)之比為至少0.0125，更佳地至少0.05以及最佳地至少0.125。該正向脈衝波峰電流密度If對該反向脈衝波峰電流密度Ir之比，較佳地至多10，更佳地至多1以及最佳地至多0.5。
在本發明之另一較佳具體例中，第三脈衝是由至少一種第一和/或第二正向-反向脈衝電流序列構成。此第三脈衝可為正向(陰極的)或反向(陽極的)脈衝。該第三脈衝持 續時間ta較佳地至少0.1ms，更佳地至少0.5ms以及最佳地至少1ms。該第三脈衝持續時間ta較佳地至多100ms，更佳地至多50ms以及最佳地至多10ms。
在本發明之一較佳具體例中，該反向脈衝與該第三脈衝間之角度偏差ξ a可為從0°至180°之任一值。
該第三脈衝之開始時間tsa可為該正向-反向脈衝電流序列之脈衝周期之循環時間Tp期間之任一時間。
在本發明之另一較佳具體例中，該第三脈衝波峰電流ia[A]，以相關於欲電鍍之基材的表面積之第三脈衝波峰電流密度Ia[A/dm2]表示，為至少0.2A/dm2，更佳地至少0.5A/dm2以及最佳地至少1.0A/dm2。該第三脈衝波峰電流密度Ia較佳地至多120A/dm2，更佳地至多80A/dm2以及最佳地至多40A/dm2。
在本發明之另一較佳具體例中，該至少一種第一和/或第二正向-反向脈衝電流序列(在各脈衝周期中)，亦可包含一脈衝斷路(第一和/或第二斷路)，其中電流設為0。該脈衝斷路持續時間tb(第一和/或第二脈衝斷路持續時間)較佳地至少0.1ms，更佳地至少0.5ms以及更佳地至少1ms。該脈衝斷路持續時間tb較佳地至多100ms，更佳地至多50ms以及最佳地至多10ms。
在本發明之一較佳具體例中，該反向脈衝與該脈衝斷路間之角度偏差ξ b可為從0°至180°之任一值。較佳地約180°或正好180°。該脈衝斷路(第一和/或第二脈衝斷路)之開始時間tsb可為該正向-反向脈衝電流序列之脈衝周期 之循環時間Tp期間之任一時間。
由於在真實系統中電氣的限制，電流與電壓之上升與衰減無法立即改變，而是需要一定的時間。為此，各電流或電壓之上升或衰減，是以上升斜率以及衰減斜率之形成完成。此斜率可具有斜率持續時間tsl，其較佳地盡可能的低，且可能至少0.05ms，更佳地至少0.1ms以及最佳地至少0.2ms。斜率持續時間tsl較佳地至多5ms，更佳地至多2ms以及最佳地至多1ms。
在本發明之另一較佳具體例中，該至少一種第一和/或第二正向-反向脈衝周期之重複頻率f為至少0.5Hz，更佳地至少1Hz以及最佳地至少3Hz。該至少一種正向-反向脈衝周期之重複頻率f較佳地至多20kHz，更佳地至多10kHz以及最佳地至多5kHz。該循環時間Tp是頻率f的倒數。
在本發明之另一較佳具體例中，金屬是銅。此金屬較佳地用於製造電氣元件上之電路。一般而言，可用本發明之方法以及設備，電鍍其它金屬，像是鎳、錫、鉛或其等之合金。
在本發明之另一較佳具體例中，該電鍍液除了溶劑、水外，還含有例如至少一種欲被電鍍之金屬之離子，以及至少一種提高液體之導電率之組份。該液體可另外含有至少一種酸/鹼調整劑和/或至少一種會影響金屬沈積物之機械、電氣和/或其它特性和/或影響金屬沈積物之厚度分佈和/或影響該電鍍液之電鍍性能(包括其對抗像是氧化作用之分解等等之安定性)之添加劑。該至少一種金屬之離子 可為水合離子或錯合離子。該酸/鹼調整劑可為單單是酸或鹼和/或是緩衝劑。提高液體之導電率之組份，可為金屬鹽或酸或鹼。該第一以及第二添加物可為亮光劑、平整劑、抗氧化劑、載劑等等。
假如該電鍍液是銅電鍍液，則溶劑通常是水。該至少一種欲沈積之金屬之離子，通常為二價銅離子(Cu2+)，具有各自的反離子，像是硫酸根離子、甲磺酸根離子或焦磷酸根離子，或鍵結成錯合物。該提高液體之導電率之組份以及酸/鹼調整劑，可為硫酸或任何其它酸，像是甲磺酸。會影響金屬沈積物之機械、電氣和/或其它特性和/或影響金屬沈積物之厚度分佈之添加劑，可為聚乙二醇和/或具有低氧化狀態之硫的有機化合物，像是二硫化物。此外，此液體可含氯化鈉或鉀。
為了在板之孔中和/或板之外表面上進行敷形電鍍，可使用敷形電鍍組成物，其較佳地包含銅鹽，較佳地硫酸銅、硫酸、氯根離子、鐵(II)與鐵(III)離子，形成氧化還原電對，較佳地硫酸鐵(II)以及鐵(III)以及電鍍添加物。該銅鹽在該敷形電鍍組成物中之濃度，較佳地在約22至約40g銅離子/升之範圍內。其最佳濃度較佳地為25g銅離子/升。硫酸在該敷形電鍍組成物中之濃度，較佳地在約180至約240g/l之範圍內。其最佳濃度較佳地為200g/l。該氯根離子於該敷形電鍍組成物中之濃度，較佳地在約80至約120mg/l之範圍內。其最佳濃度較佳地為100mg/l。
為了在板之孔中進行X-(橋-)電鍍，即，在孔之內 側製造栓塞，之後填滿該孔，可使用一種X-(橋-)電鍍組成物，其較佳地包含銅鹽，較佳地硫酸銅、硫酸、氯根離子、鐵(II)與鐵(III)離子，形成氧化還原電對，較佳地硫酸鐵(II)以及鐵(III)以及電鍍添加物。該銅鹽在該X-(橋-)電鍍組成物中之濃度，較佳地在約65至約80g銅離子/升之範圍內。其最佳濃度較佳地為75g銅離子/升。硫酸在該X-(橋-)電鍍組成物中之濃度，較佳地在約60至約80g/l之範圍內。其最佳濃度較佳地為70g/l。該氯根離子於該X-(橋-)電鍍組成物中之濃度，較佳地在約80至約120mg/l之範圍內。其最佳濃度較佳地為100mg/l。
在此等電鍍組成物各個中之鐵(II)離子的濃度，較佳地至少1g/l，且更佳地在約2至約25g/l之範圍內。在此等電鍍組成物各個中之鐵(III)離子的濃度，較佳地在約0.5至約30g/l之範圍內，且更佳地在約1至約9g/l之範圍內。一般而言，在敷形電鍍中，此等濃度可設定高於在X-(橋-)電鍍中。
該電鍍添加物較佳地為有機添加物，其可為亮光劑、平整劑、潤濕劑等等。
一般而言，可使用含硫物質作為亮光劑。亮光劑可為例如擇自於包含下列之群組：3-(苯並噻唑-2-硫代)-丙磺酸之鈉鹽、3-巰基丙烷-1-磺酸之鈉鹽、乙二硫代丙基磺酸之鈉鹽、雙-(對-磺苯基)二硫化物之二鈉鹽、雙-(ω-磺丁基)二硫化物之二鈉鹽、雙-(ω-磺羥丙基)二硫化物之二鈉鹽、雙-(ω-磺丙基)二硫化物之二鈉鹽、雙-(ω-磺丙基)硫化物 之二鈉鹽、甲基-(ω-磺丙基)二硫化物之二鈉鹽、甲基-(ω-磺丙基)三硫化物之二鈉鹽、O-乙基-二硫代碳酸-S-(ω-磺丙基)酯之鉀鹽、硫代乙醇酸、硫代磷酸-O-乙基-雙-(ω-磺丙基)酯之二鈉鹽、硫代磷酸三-(ω-磺丙基)酯之三鈉鹽以及另外相似的化合物。此等物質在任何一個電鍍組成物中之濃度，落在從約0.1至約100mg/l之範圍內。
聚合的氮化合物(諸如聚胺或聚醯胺)；或含氮硫化合物，諸如硫脲衍生物；或內胺醯烷氧基化物，諸如該等DE 38 36 521 C2中所述者，其在此併入本案以為參考，可用作為平整劑。此等物質在任何一個電鍍組成物中之濃度，落在從約0.1至約100mg/l之範圍內。
該濕潤劑通常為含氧、高分子化合物，例如羧甲基纖維素、壬酚聚乙二醇醚、辛二醇雙(聚亞烷基乙二醇醚)、辛醇聚亞烷基乙二醇醚、油酸聚乙二醇酯、聚乙二醇聚丙二醇共聚合物、聚乙二醇、聚乙二醇二甲醚、聚丙二醇、聚乙烯醇、β-萘酚聚乙二醇醚、硬脂酸聚乙二醇酯、硬脂醇聚乙二醇醚以及相似的化合物。存在於該組成物中之濕潤劑之濃度在從約0.005至約20g/l，較佳地從約0.01至約5g/l之範圍內。
一般而言，平整劑、亮光劑以及濕潤劑在X-(橋-)電鍍組成物中之濃度，可設定低於在敷形電鍍組成物中之濃度。
在本發明之另一較佳具體例中，該基材是例如電路載體、印刷電路板或晶片載體，其中該電路載體中具有 孔。該印刷電路板可為雙側板或多層板，其具有數個包含電氣功能之內層(其上包括電路)。該印刷電路板或其它電路載體在外側上以及孔壁上典型地包含鹼金屬層，較佳地銅層。該孔之直徑可小如0.2mm或可大如2mm，或直徑甚至可更小或更大。板的厚度以及孔之長度(通孔之情況)可小如0.5mm以及大如5mm，或該板之厚度可甚至更小或更大。孔彼此之距離(間距)可小如0.5mm或大如50mm或甚至更小或更大。孔可排列成矩陣(叢集)例如20×20mm2。
一般而言，可用本發明之方法以及設備電鍍任何其它的基材，包括複雜形狀的基材，像是例如用於衛生、傢俱、汽車或機械工程產業之塑膠或金屬部分。
100、200‧‧‧電鍍設備
120、220‧‧‧第一反電極
110‧‧‧用於容納電鍍液之工具
130、230‧‧‧第二反電極
140‧‧‧用於夾持基材之工具
150‧‧‧用於電極化基材之第一工具、整流器
ic+f2‧‧‧第二總陰極波峰電流
if‧‧‧正向脈衝波峰電流
160‧‧‧用於電極化基材之第二工具、整流器
If‧‧‧正向脈衝波峰電流密度
if1‧‧‧第一正向脈衝波峰電流
210‧‧‧用於容納電鍍液之工具
if2‧‧‧第二正向脈衝波峰電流
250‧‧‧用於電極化基材之第一工具，整流器
ir‧‧‧反向脈衝波峰電流
Ir‧‧‧反向脈衝波峰電流密度
240‧‧‧輥
ir1‧‧‧第一反向脈衝波峰電流
260‧‧‧用於電極化基材之第二工具、整流器
ir2‧‧‧第二反向脈衝波峰電流
L‧‧‧電鍍/處理液
f‧‧‧頻率
P‧‧‧(平面)基材、板
H‧‧‧傳送方向
P1‧‧‧第一基材表面
i‧‧‧電流
P2‧‧‧第二基材表面
ia‧‧‧第三脈衝波峰電流
t‧‧‧時間
Ia‧‧‧第三脈衝波峰電流密度
ta‧‧‧第三脈衝持續時間
ic‧‧‧疊加陰極脈衝波峰電流
tb‧‧‧脈衝斷路持續時間
Ic‧‧‧疊加陰極脈衝波峰電流
tc‧‧‧疊加陰極脈衝持續時間
ic1‧‧‧第一疊加陰極脈衝波峰電流
tc1‧‧‧第三疊加陰極脈衝持續時間
ic2‧‧‧第二疊加陰極脈衝波峰電流
tc2‧‧‧第二疊加陰極脈衝持續時間
ic+f‧‧‧總陰極波峰電流
tf‧‧‧反向脈衝持續時間
Ic+f‧‧‧總陰極波峰電流密度
tf1‧‧‧第一反向脈衝持續時間
ic+f1‧‧‧第一總陰極波峰電流
tf2‧‧‧第二反向脈衝持續時間
Tp‧‧‧循環時間
tr‧‧‧反向脈衝持續時間
ξc‧‧‧相同正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與疊加陰極脈衝間之角度偏差
tr1‧‧‧第一反向脈衝持續時間
tr2‧‧‧第二反向脈衝持續時間
tsa‧‧‧第三脈衝之開始時間
φr‧‧‧第一正向-反向脈衝電流序列之反向脈衝與第二正向-反向脈衝電流序列之疊加陰極脈衝間之相位移
tsb‧‧‧脈衝斷路之開始時間
tsc‧‧‧疊加陰極脈衝之開始時間
tsf‧‧‧正向脈衝之開始時間
tsl‧‧‧斜率持續時間
φs‧‧‧正向-反向脈衝電流序列間(施於基材之二個相反側之反向脈衝之開始時間之間)之相位移
ξa‧‧‧相同正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與第三脈衝間之角度偏差
ξb‧‧‧相同正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與脈衝 斷路間之角度偏差
下列圖式以及範例更詳細地解釋本發明。此等圖式以及範例專門用於了解本發明，而不是用於限制本發明所請求之範疇。
圖1顯示本發明第一具體例中之設備的示意透視圖；圖2顯示本發明第二具體例中之設備的示意透視圖；圖3顯示本發明施用於平面基材之一個表面的正向-反向脈衝電流序列；圖4顯示本發明之第一具體例之正向-反向脈衝電流序列，此等正向-反向脈衝電流序列之第一個施用於平面基材之第一側，而此等正向-反向脈衝電流序列之第二個施用於該平面基材之第二側；圖5顯示本發明之第二具體例中之正向-反向脈衝電流 序列，各施用於該平面基材之一側；圖6顯示不具疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列；圖7顯示本發明之第三具體例中之正向-反向脈衝電流序列；圖8顯示不具疊加陰極脈衝，但具脈衝斷路之正向-反向脈衝電流序列；圖9顯示用不具疊加陰極脈衝，但具脈衝斷路之正向-反向脈衝電流序列獲得之鍍銅通孔之照片；圖10顯示用不具疊加陰極脈衝以及不具脈衝斷路之正向-反向脈衝電流序列獲得之鍍銅通孔之照片；圖11顯示用具疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列獲得之鍍銅通孔之照片；圖12顯示在不同條件下銅表面厚度變化之圖；圖13顯示指出板之表面與通孔表面間鍍銅厚度(相對的電鍍表面銅厚度[%])，對板表面上之活性表面積與通孔壁上之表面積之比的依賴性之圖；圖14顯示指出板表面上之孔區域中以及孔區域外之銅厚度之圖。
較佳實施例之詳細說明
圖式中，相同功能之元件以相同符號表示。
本發明之設備可為直立式類型之處理設備100(圖1)或水平式(附傳輸帶)類型之設備200(圖2)。
在直立式設備100方面(圖1)，基材P，例如印刷電路板，具有第一表面(側)P1以及第二表面(側)P2，垂直浸入裝在容器110內之處理液L中。板上有通孔和/或盲孔。該基材位於二個亦為直立方向且配置成彼此面對面之反電極120、130(陰極)之間：第一反電極120，面對該板之第一表面P1，而第二反電極130，面對該板之第二表面P2。該板以及該反電極二者均浸在該處理液中。該板由像是框架或鉗之夾持工具140夾住。該等反電極可由例如表面塗佈貴金屬之展開的金屬(像是展開的鈦)構成。處理液可為銅電鍍液，像是含硫酸銅、硫酸、氯化鈉以及有機添加物於水中之硫酸電鍍液。此外，該設備可含有加熱器、用於將空氣噴吹進液體之噴嘴、用於將處理液注入容器之噴嘴、攪拌工具、過濾工具等等(未示出)。各該反電極以及該板，電連接至各自的電源，像是整流器。第一反電極120以及該板連接至第一整流器150(以其電氣接觸表示)，而第二反電極130與該板連接至第二整流器160(以其電氣接觸表示)。電源獨立地供給脈衝電流給該反電極以及該板之各自的表面P1、P2。各該脈衝電流具有指定的脈衝形狀以及頻率。
水平類型之設備200(圖2)亦包含裝處理液之容器210。二列反電極220、230(陽極)一個接一個的安裝在該容器中之運輸方向上。二列之間形成一個空間，其中一具有二個表面(側)P1、P2以及提供有通孔和/或盲孔之板P，運送通過在水平運輸路徑上之容器。該板是使用輥240運送。該等輥將該板在水平方向上(箭頭H)傳送通過該容器。該容 器較佳地充滿處理液L，如此該反電極以及該板完全地浸在處理液中。在這種情況下，各該反電極以及該板電氣連接至各自的電源，像是整流器(業界公知的)。第一反電極220以及該板連接至第一整流器250(以其電氣接觸表示)，而第二反電極230與該板連接至第二整流器260(以其電氣接觸表示)。電源獨立地供給脈衝電流給該反電極以及該板之表面P1、P2。各該脈衝電流具有指定的脈衝形狀以及頻率。
在本發明之方法之第一具體例中，施用於該板(或具有任何其它除了板狀外之形狀的平面基材)之脈衝電流之脈衝形狀，如圖3所示。此圖顯示出隨時間t變化之電流i，陰極電流高於零電流線(0)，而陽極電流低於零電流線(0)。所示出之脈衝電流序列表示出一個具有循環時間Tp之周期循環。數個此循環(正向-反向脈衝周期)一個接著一個。在此具體例中，在正向脈衝持續時間tf期間，施予一具有正向脈衝波峰電流if之正向脈衝，而在反向脈衝持續時間tr期間，施予一具有反向脈衝波峰電流ir之反向脈衝。此外，在該正向脈衝持續時間tf期間，施予一具有疊加陰極脈衝持續時間tc之疊加陰極脈衝。此疊加陰極脈衝具有一疊加陰極脈衝波峰電流ic，其加至該正向脈衝波峰電流if，產生一總陰極波峰電流ic+f。此脈衝電流序列以頻率f穩定地重複，所以周期Tp=1/f。
施用於基材P之脈衝電流，是由整流器150、160、250、260供給，其等相應地規劃成可提供此脈衝電流序列。此電流序列是施用於基材以及安裝成與此基材相反之反電 極120、130、220、230。
使用像板P之平面基材時，藉由施用一第一正向-反向脈衝電流序列至第一反電極120,220以及該板之第一表面P1，以及藉由施用一第二正向-反向脈衝電流序列至第二反電極130、230以及該板之第二表面P2，可在二個板之表面P1、P2上獨立地載入正向-反向脈衝電流序列。施用於該板之第一側之第一正向-反向脈衝電流序列，示於圖4之上圖中，而施用於該板之第二側之第二正向-反向脈衝電流序列，示於圖4之下圖中。
該第一正向-反向脈衝電流序列包含一具有第一正向脈衝持續時間tf1以及一第一正向脈衝波峰電流if1之第一正向脈衝，以及一具有第一反向脈衝持續時間tr1以及一第一反向脈衝波峰電流ir1之第一反向脈衝。此外，有一個具有一第一疊加陰極脈衝持續時間tc1以及一第一疊加陰極脈衝波峰電流ic1之第一疊加陰極脈衝。該第一疊加陰極脈衝波峰電流ic1加至該第一正向脈衝波峰電流if1，產生一第一總陰極波峰電流ic+f1。該第二正向-反向脈衝電流序列包含一具有一第二正向脈衝持續時間tf2(未示出)以及一第二正向脈衝波電流if2之第二正向脈衝，以及一具有一第二反向脈衝持續時間tr2以及一第二反向脈衝波峰電流ir2之第二反向脈衝。此外，有一個具有一第二疊加陰極脈衝持續時間tc2以及一第二疊加陰極脈衝波峰電流ic2之第二疊加陰極脈衝。該第二疊加陰極脈衝波峰電流ic2加至該第二正向脈衝波峰電流if2，產生一第二總陰極波峰電流ic+f2。二個脈衝 電流序列均因相位移φs偏差180°，如此該第一反向脈衝與該第二反向脈衝偏差180°。此外，該第一脈衝電流序列之第一疊加陰極脈衝以及該第二脈衝電流序列之第二反向脈衝同時施用，而第二脈衝電流序列之第二疊加陰極脈衝以及該第一脈衝電流序列之第一反向脈衝亦同時施用(φr=0°)，因為相同正向-反向脈衝電流序列內之疊加陰極脈衝以及反向脈衝相對於彼此偏差之角度偏移ξc=180°，以及因為tc1=tr2而tc2=tr1。如將在下文中所示，此類型之脈衝電流處理非常有利於X-(橋-)電鍍。假如tc1不會等於tr2，而tc2不會等於tr1，則反向以及疊加陰極脈衝不會完全重疊。
在另外的具體例中(圖5)，二種脈衝電流序列各包含一正向脈衝、一反向脈衝以及一疊加陰極脈衝。脈衝電流序列中之疊加陰極脈衝以及反向脈衝間之角度偏差ξc為110°。該第一以及該第二正向-反向脈衝電流序列間之相位移φs小於180°，例如150°。
在又另外的具體例中(圖6)，二個正向-反向脈衝電流序列均各包含一正向脈衝以及一反向脈衝，但無疊加陰極脈衝。此等正向-反向脈衝電流序列可在第二方法部分周期內、在第一方法部分周期後、內施用，該具有疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列(圖4、5)已施用於提供X-(橋-)電鍍通孔，如此之後該通孔可被有效地充填。在此情況下，該二個正向-反向脈衝電流序列之反向脈衝間之相位移φs，較佳地為180°。
在本發明之另外的方法具體例中，除了施用該正 向脈衝、該反向脈衝以及該疊加陰極脈衝外，亦施用(第三)脈衝。此脈衝電流序列示於圖7中。此外，在此案例中顯示出一真正的脈衝軌跡，其展現從一電流位準上升至另一電流位準之限定時間周期。因此，各脈衝具有以斜率表示[A/s]之上升時間以及衰減時間。此斜率具有一個取決於設備設定之電氣條件之最大值。該反向脈衝之各自的上升以及衰減時間(斜率的持續時間)因此顯示為tsl。反向脈衝之開始時間定為0s，圖7另外顯示一些參數，即，反向脈衝之開始時間tsf、疊加陰極脈衝之開始時間tsc以及額外的(第三)脈衝之開始時間tsa。
範例1：
在使用諸如圖2中所示之電鍍液流速為15m3/h之水平式傳送電鍍設備之裝配中，進行在具有通孔之印刷電路板上之銅沈積。該板被夾鉗夾持在設備中一夾鉗邊緣處，其中該夾鉗亦提供電氣接觸至該板之二側。二側各獨自電氣連接，且由個別的整流器獨立地用其等自己之正向-反向脈衝電流序列供電。整流器由各別的電腦控置元件驅動，產生正向-反向脈衝序列。銅電鍍浴是含硫酸銅、硫酸、氯化鈉以及常用的有機添加物之硫酸電鍍液。在該板之整個外表面以及通孔壁上提供薄銅層。通孔直徑0.2mm，長(板之厚度)0.8mm。800個通孔以矩陣(叢集)形式排列在20mm×20mm之區域中，高度0.5mm。此等矩陣中之幾個，安排在板上各個與該板之邊緣不同的距離處。
進行銅沈積產生X-電鍍之作用，即，在通孔中沈 積銅，在其中心產生栓子。藉由施用正向-反向脈衝電流序列至該板之各個表面，進行銅沈積，其中該二個脈衝電流序列彼此相位移φs=180°，即，第一反向脈衝之開始時間相對於該第二反向脈衝偏差180°。此外，當相同的第一或第二正向-反向脈衝電流序列中之疊加陰極脈衝與反向脈衝間之角度偏差ξc為180°時，該第一疊加陰極脈衝之開始時間與該第二反向脈衝之開始時間相同。
第一實驗是用習知的正向-反向脈衝電流序列，在板之二個表面上進行沈積，每一個在各脈衝序列循環(正向-反向脈衝周期)中具有一正向脈衝、一反向脈衝以及一脈衝斷路，其間無電流流動(電鍍條件1)。該第一正向-反向脈衝電路序列之第一脈衝斷路，與該第二正向-反向脈衝電路序列之第二反向脈衝同時給與，反之亦然。顯示此等脈衝電流序列之圖示於圖8中。該第一脈衝電流序列示於上圖，而該第二脈衝電流序列示於下圖。此等脈衝電流序列之參數提供在表1中。
第二實驗是用其它習知的正向-反向脈衝電流序列來進行金屬沈積，每一個在各脈衝序列循環(正向-反向脈衝周期)中，具有一正向脈衝以及一反向脈衝，但沒有脈衝斷路(電鍍條件2)。顯示此等脈衝電流序列之圖示於圖6中。此等脈衝電流序列之參數提供在表1中。
本發明之第三實驗是用正向-反向脈衝電流序列來進行金屬沈積，每一個在各脈衝序列循環(正向-反向脈衝周期)中，具有一正向脈衝、一反向脈衝以及一疊加陰極脈 衝(電鍍條件3)。此脈衝電流序列之圖示於圖4中。此等正向-反向脈衝電流序列之參數提供在表1中。
結果：
使用具有脈衝斷路之習知的正向-反向脈衝電流序列(第一實驗，電鍍條件1)，隨著板上通孔的位置不同，於通孔中觀察到明顯的X-電鍍差異：位在最接近板之夾持邊緣之通孔(位置1：在板上離與夾持邊緣相反之邊緣170mm處)，在其中心處還未被銅填滿，同時孔中心之銅層增厚至某個層度(圖9a)。位在較接近板上與夾持邊緣相反之邊緣處之通孔(位置2：在板上離夾持邊緣相反之邊緣85mm處)，得到甚至更少的鍍銅，在通孔中心之銅層僅少量增厚(圖9b)。位在該板上與夾持邊緣相反的邊緣附近之通孔(位置3：在板上距離夾持邊緣相反之邊緣10mm處)，沒有顯示多少鍍銅。一點也沒有栓塞的形成，機乎沒有觀察到增厚(圖9c)。因此，位置間之金屬沈積，明顯地不同。
用不具脈衝斷路之習知的正向-反向脈衝電流序列(第二實驗，電鍍條件2)，在位置1與位置2處之孔中，栓塞形成更明顯(圖10a，10b)。位在該板上遠離夾持位置之邊緣附近(位置3)之孔，於孔中心顯示出明顯的銅層增厚，但鍍銅沒有導致栓塞形成(圖10c)。因此，仍可觀察到明顯的差異，但栓塞的形成比第一實驗佳。
用本發明之具有疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列(第三實驗，電鍍條件3)，不管孔是位在位置1、位置2或位置3，在孔中心栓塞的形成方面，幾乎沒有觀察到 差異(圖11a：位置1，圖11b：位置2，圖11c：位置3)。
範例2：
在範例1之具有電鍍液流速9m3/h之設定條件下(水平式運送電鍍產線)進行另一實驗，在印刷電路板表面上通孔間之銅的均一度方面，顯示出優越的結果。比較排列成高密度孔間距(0.5mm)之通孔與排列成低密度孔間距(2.0mm)之通孔間所獲得之銅厚度。亦比較不同的電流條件。
電鍍條件1：DC電鍍(DC=直流電)。
電鍍條件2：具脈衝斷路(0A/dm2)，但不具疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列，相應於圖8所示之脈衝電流序列。
電鍍條件3：具疊加陰極脈衝，但不具脈衝斷路之正向-反向脈衝電流序列，相應於圖4所示之脈衝電流序列。
板之參數如下：面板厚度：0.8mm；孔徑0.2mm以及0.6mm；孔間距：0.5mm以及2.0mm；區塊面積(孔矩陣之面積)：20mm×20mm。
DC電流設定成2A/dm2(電鍍條件1)。所有其它的電鍍參數提供在表2中。
結果：
測量板表面上通孔間之銅厚度，並進行統計評估。分開測定孔間距小的位置(間距：0.5mm；高孔密度)以及孔間距度大的位置(間距：2.0mm；低孔密度)之值。此等測量 值之結果示於圖12中：
圖12a顯示在低與高孔密度區域(分別為“低”與“高”)處，用DC電鍍(2A/dm2)所獲得之銅表面厚度的變化結果，電鍍條件1。
圖12b顯示用具有脈衝斷路，但沒有疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列獲得之銅厚度變化之結果，電鍍條件2。此外，亦顯示出低與高孔密度區域(分別為“低”與“高”)所獲得之結果。
圖12c顯示用不具脈衝斷路，但具疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電路序列所獲得之銅厚度變化之結果，電鍍條件3。此外，亦顯示出低與高孔密度區域(分別為“低”與“高”)所獲得之結果。
用使用具脈衝斷路但不具疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電路序列之脈衝條件，在銅表面厚度方面獲得相對大的變化(電鍍條件2)。若使用疊加陰極脈衝(電鍍條件3)，則表面厚度變化較低。DC條件之顯示僅供比較用(電鍍條件1)。假如欲在高與低孔密度區域中之表面上達到平均的金屬厚度，則DC條件是不能被接受的。
在另外的圖(圖13)中，顯示不同孔徑(0.2mm：由(1)表示；0.6mm，由(2)表示)、不同孔密度(孔間距：0.5mm，由(2)表示；2.0mm，由(1)表示)以及不同電鍍條件(表2之電鍍條件2以‘x’表示；表2之電鍍條件3以‘o’表示)下，板的表面(無通孔之區域，平坦區域)與包括通孔之表面區域間之電鍍表面銅厚度變化，對該板的表面(無通孔之區域，平坦區 域)與通孔區域中真正表面積(板的表面積加上通孔壁之表面積)之活性表面積之比的依賴性。表2中以1)以及2)表示之數據，相應於分別以(1)以及(2)表示之孔徑以及孔密度之基材。據此，比較電鍍在板的外表面上無孔之區域中之銅厚度，與電鍍在板的外表面上包含通孔之區域中之銅厚度。
從該圖很明顯地，假如使用電鍍條件3，則平坦區域(無通孔)與有通孔之表面區域間，可達到相對小的銅厚度差異。假如是電鍍具有大孔以及大孔間距之基材，則此作用更明顯。
範例3：
在電鍍液流速為9m3/h之範例1之設定條件下(水平式傳送的電鍍產線)進行另一實驗，其在印刷電路板表面上，通孔所在之區域中(通孔間測得之厚度)以及此區域外，即無通孔所在之區域，之銅的均一度方面，顯示出優越的結果。
板之參數如下：板厚度：1.5mm；孔徑：0.4mm以及0.6mm；孔間距：0.2mm、0.4mm以及0.8mm；區塊面積(孔矩陣之面積)：20mm×20mm。
亦比較不同的電流條件(在此以下所有正向-反向電流脈衝之順序以及頻率設定一致)：
電鍍條件1：在板之雙側上之正向-反向脈衝電流序列，各序列沒有脈衝斷路以及沒有疊加陰極脈衝，該板之一側上之第一反向脈衝與其另一側上之第二反向脈衝偏差φs=187°。
電鍍條件2：在板之雙側上之正向-反向脈衝電流序列，各序列包含疊加陰極脈衝，但沒有脈衝斷路，該板之一側上之第一疊加陰極脈衝與其另一側上之第二反向脈衝偏差，反之亦然，為φs=7°。該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列間之相位移設定為φs=187°。在各情況下，該第一正向-反向脈衝電流序列內以及該第二正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與疊加陰極脈衝間之角度偏差，分別設定為ξc=180°。
該正向-反向脈衝電流序列之參數提供於表3中。
結果：
測量該板之表面上，通孔間與此區域外之區域，即，無通孔所在之區域，的銅厚度。統計評估所取得之數據。分開測定一方面有通孔之位置以及另一方面無通孔之位置上之值。此等測量值之結果示於圖14中：
在正向-反向脈衝電流序列中，不管有或沒有施用疊加陰極脈衝，有通孔所在之區域中的銅厚度，隨通孔間距增加而增加。通孔直徑對銅厚度沒有顯著的影響。
相較於沒有額外包括疊加陰極脈衝之正向-反向脈衝電流序列，施用有額外包括此脈衝之序列，可達到顯著的增加銅厚度。此結果清楚地顯示出，在正向-反向脈衝電流序列中提供此疊加陰極脈衝，不僅在相位移φs為180°時有效，且當其實質上更高時，像是187°，亦有效。需注意，此有利的作用可藉由將φr設定成大於0°而達到，即，此 情況為7°。
i‧‧‧電流
ic1‧‧‧第一疊加陰極脈衝波峰電流
ic2‧‧‧第二疊加陰極脈衝波峰電流
ic+f1‧‧‧第一總陰極波峰電流
ic+f2‧‧‧第二總陰極波峰電流
if1‧‧‧第一正向脈衝波峰電流
if2‧‧‧第二正向脈衝波峰電流
ir1‧‧‧第一反向脈衝波峰電流
ir2‧‧‧第二反向脈衝波峰電流
t‧‧‧時間
tc1‧‧‧第三疊加陰極脈衝持續時間
tc2‧‧‧第二疊加陰極脈衝持續時間
tf1‧‧‧第一正向脈衝持續時間
Tp‧‧‧循環時間
tr1‧‧‧第一反向脈衝持續時間
tr2‧‧‧第二反向脈衝持續時間
φs‧‧‧正向-反向脈衝電流序列間(施於基材之二個相反側之反向脈衝之開始時間之間)之相位移
ξc‧‧‧相同正向-反向脈衝電流序列內之反向脈衝與疊加陰極脈衝間之角度偏差

Claims (11)

  1. 一種用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該基材是具有相反的第一以及第二基材表面之平面基材，該方法包含：(a)提供該基材、一包含至少一種反電極之電鍍設備以及一電鍍液；(b)使該具有該相反的第一以及第二基材表面之基材以及該至少一種反電極之每一者，與該電鍍液接觸；(c)藉由供給至少一種各由連續的第一正向-反向脈衝周期所構成之第一正向-反向脈衝電流序列至該第一基材表面，以及供給至少一種各由連續的第二正向-反向脈衝周期構成之第二正向-反向脈衝電流序列至該第二基材表面，電極化該基材之該第一以及第二基材表面，來影響金屬於該第一以及第二基材表面上的沉積；(d)該至少一種第一正向-反向脈衝電流序列中之每一者，在各第一連續的正向-反向脈衝周期中，至少包含一第一正向脈衝，其在第一正向脈衝持續時間期間，在該第一基材表面處，產生一第一陰極電流，該第一正向脈衝具有一第一正向脈衝波峰電流，以及包含一第一反向脈衝，其在第一反向脈衝持續時間期間，在該第一基材表面處，產生一第一陽極電流，該第一反向脈衝具有一第一反向脈衝波峰電流；以及該至少一種第二正向-反向脈衝電流序列中之每一 者，在各連續的第二正向-反向脈衝周期中，至少包含一第二正向脈衝，其在第二正向脈衝持續時間期間，在該第二基材表面處，產生一第二陰極電流，該第二正向脈衝具有一第二正向脈衝波峰電流，以及包含一第二反向脈衝，其在第二反向脈衝持續時間期間，在該第二基材表面處，產生一第二陽極電流，該第二反向脈衝具有一第二反向脈衝波峰電流；(e)其中該第一以及第二正向脈衝進一步疊加上各自的第一或第二疊加陰極脈衝，該第一或第二疊加陰極脈衝具有比該各自的第一或第二正向脈衝持續時間短之各自的第一或第二疊加陰極脈衝持續時間；以及其中該至少一種第一正向-反向電流序列之第一反向脈衝與該至少一種第二正向-反向電流序列之第二疊加陰極脈衝間之相位移φr係設至0°±30°。
  2. 如請求項1之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列係以一約180°之相位移(φs)彼此偏差。
  3. 如請求項1或2之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該第一以及第二反向脈衝之持續時間，等於該第一以及第二疊加陰極脈衝之各自的持續時間。
  4. 如請求項1或2之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該第一反向脈衝以及該第二疊加陰極脈衝係同時施用，以及其中該第二反向脈衝以及該第一疊加陰極脈衝係同時施用。
  5. 如請求項1或2之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該方法另外包含，在依照第一方法部分周期之方法步驟(d)以及(e)進行該至少一種第一以及第二正向-反向脈衝電流序列之後，施用至少一種另外的第一以及第二正向-反向脈衝電流序列，該序列之每一者分別包含數個連續的第一或第二正向-反向脈衝周期，其中該連續的第一以及第二正向-反向脈衝周期中之每一者，包含各自的第一或第二正向脈衝，該各自的第一或第二正向脈衝在各自的第一或第二正向脈衝持續時間期間，於各自的第一或第二基材表面上產生陰極電流，該各自的第一或第二正向脈衝具有各自的第一或第二正向脈衝波峰電流；以及包含各自的第一或第二反向脈衝，該各自的第一或第二反向脈衝在各自的第一或第二反向脈衝持續時間期間，於各自的第一或第二基材表面上產生各自的第一或第二陽極電流，該第一以及第二反向脈衝具有各自的第一或第二反向脈衝波峰電流，不以各自的第一或第二疊加陰極脈衝，疊加該各自的第一或第二正向脈衝。
  6. 如請求項5之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中在該第二方法部分周期中，該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列係以一約180°之相位移(φs)彼此偏差。
  7. 如請求項1或2之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該至少一種第一以及第二正向-反向脈衝電流序列中，無論是在該第一以及第二方法部分周期中之一者或二者中，無一者包含任何施用於該基材之電流設定為零的方 法部分周期。
  8. 如請求項1或2之用來在基材上電鍍金屬之方法，其中該金屬是銅。
  9. 一種用來在具有相反的第一以及第二基材表面之平面基材上電鍍金屬之設備，該設備包含：(a)用於維持該基材之工具；(b)至少一種反電極；(c)用於容納電鍍液之工具；(d)用於電極化該基材以影響金屬於該第一以及第二基材表面上沈積之工具；其中該用於電極化該基材之該第一以及第二基材表面之工具是經設計，以供給至少一種各由連續的第一正向-反向脈衝周期所構成之第一正向-反向脈衝電流序列至該第一基材表面，以及供給至少一種各由連續的第二正向-反向脈衝周期所構成之第二正向-反向脈衝電流序列至該第二基材表面；其中該第一正向-反向脈衝電流序列中之每一者，在各連續的第一正向-反向脈衝周期中，至少包含一第一正向脈衝，其在第一正向脈衝持續時間期間，在該第一基材表面處，產生一第一陰極電流，該第一正向脈衝具有一第一正向脈衝波峰電流，以及包含一第一反向脈衝，其在第一反向脈衝持續時間期間，在該第一基材表面處，產生一第一陽極電流，該第一反向脈衝具有第一反向脈衝波峰電流，以及該第二正向-反向脈衝電流序列中之每一者，在各連 續的第二正向-反向脈衝周期中，至少包含一第二正向脈衝，其在第二正向脈衝持續時間期間，在該第二基材表面處，產生一第二陰極電流，該第二正向脈衝具有一第二正向脈衝波峰電流；以及包含一第二反向脈衝，其在第二反向脈衝持續時間期間，在該第二基材表面處，產生一第二陽極電流，該第二反向脈衝具有第二反向脈衝波峰電流；以及其中該第一以及第二正向脈衝進一步疊加上各自的第一或第二疊加陰極脈衝，該各自的第一或第二疊加陰極脈衝具有比該各自的第一或第二正向脈衝持續時間短之各自的第一或第二疊加陰極脈衝持續時間。
  10. 如請求項9之用來在基材上電鍍金屬之設備，其中該至少一種第一反電極是安置在第一基材表面之對面，且其中至少一種第二反電極是安置在第二基材表面之對面，且其中該用於電極化該基材之工具經設計，以供給一第一正向-反向脈衝電流序列至該第一基材表面，該第一正向-反向脈衝電流序列在各第一正向-反向脈衝周期中，具有一第一正向脈衝、一第一反向脈衝以及一第一疊加陰極脈衝；以及供給一第二正向-反向脈衝電流序列至該第二基材表面，該第二正向-反向脈衝電流序列在各第二正向-反向脈衝周期中，具有一第二正向脈衝、一第二反向脈衝以及一第二疊加陰極脈衝，其中該第一以及第二正向-反向脈衝電流序列係以一約180°之相位移(φs)彼此偏差。
  11. 如請求項9或10之用來在基材上電鍍金屬之設備，其中該用於電極化該基材之工具進一步經設計，以設定該第一以及第二反向脈衝之持續時間等於該第一以及第二疊加陰極脈衝之持續時間；且以同時施用該第一反向脈衝以及該第二疊加陰極脈衝；且以同時施用該第二反向脈衝以及該第一疊加陰極脈衝。
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