CN114182312A - 一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方 - Google Patents
一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114182312A CN114182312A CN202111408584.2A CN202111408584A CN114182312A CN 114182312 A CN114182312 A CN 114182312A CN 202111408584 A CN202111408584 A CN 202111408584A CN 114182312 A CN114182312 A CN 114182312A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plating
- electroplating
- copper
- blind hole
- electronic circuit
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 57
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 238000007747 plating Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000011049 filling Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005452 bending Methods 0.000 title description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 12
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- -1 polydithio-dipropyl Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BSXVKCJAIJZTAV-UHFFFAOYSA-L copper;methanesulfonate Chemical compound [Cu+2].CS([O-])(=O)=O.CS([O-])(=O)=O BSXVKCJAIJZTAV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FNQJDLTXOVEEFB-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-benzothiadiazole Chemical class C1=CC=C2SN=NC2=C1 FNQJDLTXOVEEFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 2,3-dihydroxybutanedioic acid (2S,3S)-3,4-dimethyl-2-phenylmorpholine Chemical compound OC(C(O)C(O)=O)C(O)=O.C[C@H]1[C@@H](OCCN1C)c1ccccc1 VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 0.000 description 1
- OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 3-sulfanylpropane-1-sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CCCS OBDVFOBWBHMJDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VZCCTDLWCKUBGD-UHFFFAOYSA-N 8-[[4-(dimethylamino)phenyl]diazenyl]-10-phenylphenazin-10-ium-2-amine;chloride Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC=C1N=NC1=CC=C(N=C2C(C=C(N)C=C2)=[N+]2C=3C=CC=CC=3)C2=C1 VZCCTDLWCKUBGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- RIRXDDRGHVUXNJ-UHFFFAOYSA-N [Cu].[P] Chemical compound [Cu].[P] RIRXDDRGHVUXNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- VJDDAARZIFHSQY-UHFFFAOYSA-N basic black 2 Chemical compound [Cl-].C=1C2=[N+](C=3C=CC=CC=3)C3=CC(N(CC)CC)=CC=C3N=C2C=CC=1NN=C1C=CC(=O)C=C1 VJDDAARZIFHSQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004769 chrono-potentiometry Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000012669 liquid formulation Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- MINVSWONZWKMDC-UHFFFAOYSA-L mercuriooxysulfonyloxymercury Chemical compound [Hg+].[Hg+].[O-]S([O-])(=O)=O MINVSWONZWKMDC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000371 mercury(I) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001007 phthalocyanine dye Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000001016 thiazine dye Substances 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/42—Plated through-holes or plated via connections
- H05K3/423—Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method
- H05K3/424—Plated through-holes or plated via connections characterised by electroplating method by direct electroplating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方,属于印制电路板技术领域。具体提供一种电镀铜浴及与其相关的折镀现象及改善方法。本发明中,使用抑制剂及组合添加剂整平剂和加速剂获得电镀铜浴在不同工艺条件下的折镀现象及其消除方法。此外,该电镀填孔用整平剂可作为电镀前处理酸洗缓蚀剂使用,进而可最大限度的减缓前处理工序完成后水洗不尽的危害,实现对下一道工序的无害,顺应绿色电镀工艺发展的趋势。因此,采用本发明所述电镀铜浴及改善折镀方法能够提高电子电路电镀铜浴稳定性及铜互连线品质,降低铜互连制作的成本,提升生产效率。
Description
技术领域
本发明属于电子电路电镀技术领域,涉及折镀及微盲孔填孔镀铜液配方及消除折镀方法,具体为一种用于无折镀现象的铜互连HDI电镀盲孔的整平剂及电镀铜浴。
背景技术
在微电子封装领域,HDI及IC基板产品采用电镀填铜形成微米级导孔技术具有良好的散热性能、导电性能、设计灵活性及产品品质可靠性,因此,HDI板及伺服器等PCB印制电路板及IC封装产品广泛应用于:网络、通讯、汽车、工控、安防、电源、视听等电子信息产品领域。HDI或IC封装基板盲孔折镀是指微盲孔电镀成孔后,在盲孔孔底拐角相交处呈现一条折镀线,在产品终端***运行一段时间后会出现电阻剧增、信号中断及死机等故障,折镀在电测难以检测出来;对于高密度互连板而言,由于布线密度的限制,盲孔通孔孔径一般较小,如常见的微孔孔径在30-100um。因此,电子电路电镀铜液在消除折镀的同时完成盲孔填孔电镀,作为电镀铜浴中的三种添加剂如加速剂、抑制剂和整平剂的含量至关重要。
当前盲孔填孔已有诸多研究涉及,如窦维平教授以PEG、SPS及JGB作为添加剂配方实现盲孔填孔电镀([1]W.p.Dow et al.Electrochim.Acta.53(2008)3610–3619.[2]W.-P.Dow e t al./Electrochimica Acta 54(2009)5894–5901.[3]W.P.Dow etal.J.Electrochem.Soc. 152(2005)C425-C434.[4]W.P.Dow et al.Electrochem.Solid-State Lett.9(2006)C134-C 137.),盲孔液配方如专利CN104762643A采用甲基磺酸铜作为主盐,SPS、PEG、苯并噻二唑类化合物分别作为加速剂、抑制剂和整平剂。整平剂通常分为两类:染料型和非染料整平剂。有机染料是酸铜电镀工艺中最早采用的整平剂,品种较多,有吩嗪染料、噻嗪染料和酞菁染料等。健那绿、健那黑等有机染料分子作为酸铜整平剂使用历史悠久(CN103924269A),其存在明显缺点:(1)易污染设备;(2)镀液在高温时不稳定易分解;(3)镀层内应力差等。一般来说甲基磺酸铜作为主盐存在成本过高、而染料类整平剂因分子量大易发生老化的问题,因此开发出一种具有盲孔电镀添加剂配方对电子封装领域的发展可以起到较好的推动作用。此外,电路板制造工艺流程复杂,电镀前需要除油、水洗、微蚀、水洗等,需要严格控制诸如微蚀液中有机杂质等进入到电镀液中,以免对正常电镀造成干扰,因此需要大量水进行清洗。如果清洗液中金属缓蚀剂可以作为后续电镀添加剂使用,则可大大节约用水量,对于镀液中添加剂使用范围较大的电解液,甚至可以由微蚀(酸洗)工序直接进人电镀工序,从而获得良好的金属镀层。而整平剂在酸洗液中具有缓蚀剂作用,对于电子电路制程节约用水具有一定意义。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术的缺陷,在前期申请的专利CN 111593375 A基础上进一步提供一种电子电路电镀填孔液的整平剂及电镀铜浴,能够实现无折镀的同时控制HDI等封装盲孔孔口镀铜速率及抑制孔口提前封孔,填充镀铜后,盲孔内部无空洞,孔口平整,无折镀现象产生。且本整平剂在电镀前处理中可作为酸洗缓蚀剂使用,可大大节约清洗用水。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种用于消除折镀现象及电子电路盲孔电镀铜浴配方及工艺,其特征在于,所述电镀液配方由如下组分所组成:
本发明中所述加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠或3-巯基-1-丙磺酸钠,抑制剂为聚乙二醇或环氧丙烷(PO)与环氧乙烷(EO)所构成的三嵌段聚合物抑制剂浓缩液,整平剂为1-(3-乙酰胺基) 苯基-5-巯基四氮唑化合物,其分子结构为:
进一步的,包含上述盲孔电镀铜浴,包含:100~220g/L的铜离子、40~90g/L的H2SO4、30-70mg/L的氯离子、1~10mg/L的加速剂、50~250mg/L的抑制剂及2~10mg/L的整平剂,其余为水,所述水为超纯水。
所述电镀铜浴的工艺条件为:电流密度:0.01~6A/dm2,适应温度:10-45℃。
在本发明中,使用如上所述的电镀铜浴,作为电镀的条件,阴极电流密度为0.01-6A/dm2,特别优选1-3.5A/dm2。此外,搅拌为通常采用的方法,例如可以使用液体喷流、震动及打气等。阳极可以是公知的物质,如含有0.04-0.065%的磷铜板为阳极。电镀前电路板需要进行前处理,主要步骤包括:超声除油、微蚀、预浸等。
折镀在高密度互连积层板中出现,一般认为涉及激光镭射钻孔、PTH沉铜与VCP电镀药水、设备和工艺参数条件的匹配,电路板工艺制程沉长,药水更换、调整影响生产效率及成本较为严重、跑板测试非常耗时费力。在研究中我们发现折镀涉及电镀铜与盲孔底部的铜沉积模式相关联,旋转圆盘电极广泛应用在PCB领域的电镀添加剂电极动力学的研究其极限扩散电流方程式为:
Id=0.62nFAD2/3ω1/2γ-1/6C
式中:Id:圆盘电极的极限扩散电流;n:参与电化学反应的电子数。F:法拉第常数。γ:溶液的动力学粘度。ω:电极的旋转速度。C:被测离子的浓度。一般来说转速越大意味着搅拌速率越快,采用旋转圆盘电极来研究电镀液中流体力学及吸附性能的电分析化学得到广泛的应用。本实验中,电镀液配方采用Δη=η100-η1000进行评价,一般来说Δη越大意味着填孔性能越好。在含有硫酸铜、硫酸液中添加不同电镀添加剂时在不同转速下获得的Δη值如图1所示,前期研究结果表明在无对流(或搅拌)或不同圆盘转速下电位差值近似情况下易出现折镀现象,从图1可以看到无加速剂时其不同圆盘转速下的电位差近似等于0,因此在搅拌不加SPS情况下在哈林槽中进行电镀一段时间后,电路板盲孔孔径约125um,高75um金相切片如图2所示。
在镀液中加入6ppm加速剂后进行同样条件下的哈林槽实验获得的进行切片如图3所示。
本发明的有益效果在于:
本发明提供一种电子电路无折镀的盲孔电镀铜浴配方及工艺,该整平剂在硫酸铜作为主盐镀液中具有填盲孔的同时获得较好的通孔均镀铜,同时,组合使用该整平剂、抑制剂和加速剂得到电镀铜浴,通过搅拌措施搭配合理的电镀工艺能够实现HDI微盲孔无折镀缺陷,有助于提高电镀铜与基材的结合力;且相比于健那绿、健那黑等有机染料分子,1-(3-乙酰胺基) 苯基-5-巯基四氮唑化合物分子量较小,作为整平剂化合物具有较好的稳定性。因此采用本发明所述整平剂及其电镀铜浴可以提高电子电路电镀铜浴稳定性及铜互连线品质,降低HDI铜互连制作的成本,提升生产效率。
附图说明
图1添加不同电镀添加剂时在不同转速下的旋转圆盘电极电位差值示意图
图2含有硫酸铜、硫酸、Cl离子、抑制剂和整平剂时在搅拌条件下获得的折镀金相图
图3含有硫酸铜、硫酸、Cl离子、三种添加剂时在搅拌条件下获得的无折镀盲孔填铜金相图
图4通孔盲孔共镀金相图
图5不同浓度的整平剂在0.5mol/L硫酸中对铜缓蚀的电化学阻抗谱图
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
电镀铜浴基础液的配制:研究选用的镀铜体系是适用于PCB盲孔电镀的高铜低酸体系,确定硫酸铜和硫酸的质量比为4:1,即基础镀液中CuSO4·5H2O的含量为220g/L,H2SO4的含量为55g/L。
具体镀液的配制方法:称取220g的CuSO4·5H2O均匀溶解于800mL的去离子水中,然后在不断搅拌的条件下缓慢加入31mL的浓硫酸,待溶液温度降至室温后,开始顺序加入适量的氯离子(60ppm的NaCl浓缩液)、抑制剂(200ppm的PEP,环氧丙烷(PO)与环氧乙烷(EO)所构成的三嵌段聚合物抑制剂浓缩液)、加速剂(6ppm的SPS,聚二硫二丙烷磺酸钠浓缩液)、整平剂(10ppm L的浓缩液),搅拌均匀后,加适量的去离子水定容至1000mL,待用。
电化学测试,即在恒定的电流密度下,测量电位随时间的变化关系曲线。具有超填孔能力的盲孔镀铜液,其中所含的添加剂在铜表面的吸附明显受对流强度的影响,因此可以使用高低转速下测出的镀铜电位均值的差值大小来评价盲孔镀铜液的填孔能力。计时电位法选择旋转圆盘电极的转速为100rpm和1000rpm来分别模拟盲孔底部与孔口位置的对流情况,使用这两个转速下的电位差值Δη(η100rpm-η1000rpm)的大小来评价镀液的填孔能力。测试时,设置阴极电流密度为2A/dm2。其填孔能力评价如图1所示。电镀前电路板需要进行前处理,主要步骤包括:超声除油、微蚀、预浸等。然后在含有磷铜阳极板及搅拌条件下在哈林槽中进行电镀45min后填孔能力见图3所示,未能发现折镀、空洞等缺陷问题。
实施例2
在实施例1电镀铜浴基础液的配制的基础上,依次添加适量的氯离子(60ppm的NaCl浓缩液)、抑制剂(200ppm的PEP,环氧丙烷(PO)与环氧乙烷(EO)所构成的三嵌段聚合物抑制剂浓缩液)、整平剂(10ppm L的浓缩液),搅拌均匀后,加适量的去离子水定容,待用。电镀前处理过程为:上板、除油、水洗、微蚀、水洗、镀铜等。
以125×75μm(其中,孔直径为125μm)盲孔孔型为例:
控制镀槽温度35℃,控制阴极电流密度为2.1ASD,继续电镀45min,整个电镀过程在 2.5NL/min打气下完成,电镀完成后取出阴极盲孔板,用大量蒸馏水冲洗,冷风吹干后,即得样品;采用本实施方式制备的电镀填孔样品的盲孔剖面金相显微照片如图2所示,在盲孔底部斜对角处出现裂痕即为折镀现象,尽管电镀时哈林槽中存在对流现象,但根据图1可知无加速剂时其Δη约为0,消除折镀方法为加入相应量的SPS使得Δη为正值,获得超填孔镀液能力即可避免折镀现象,如图3所示。
实施例3
在实施例1电镀铜浴基础液的配制的基础上,依次添加适量的氯离子(60ppm的NaCl浓缩液)、抑制剂(180ppm的PEP,环氧丙烷(PO)与环氧乙烷(EO)所构成的三嵌段聚合物抑制剂浓缩液)、整平剂(8ppm L的浓缩液)、加速剂(6ppm的SPS,聚二硫二丙烷磺酸钠浓缩液)搅拌均匀后,加适量的去离子水定容,待用。电镀前处理过程为:上板、除油、水洗、微蚀、水洗、镀铜等。
以通孔及盲孔孔型为例:
控制镀槽温度30℃,控制阴极电流密度为2.0ASD,继续电镀45min,整个电镀过程在 2NL/min打气下完成,电镀完成后取出阴极盲孔板,用大量蒸馏水冲洗,冷风吹干后,即得样品;采用本实施方式制备的电镀填孔样品的盲孔及通孔剖面金相显微照片如图4所示具有良好的盲孔通孔电镀能力。
实施例4
本发明具体实施例的电化学实验采用三电极体系,大面积铂片(20mm×20mm)为辅助电极,带有毛细管的硫酸亚汞电极为参比电极,紫铜棒(99.999%)为工作电极;采用交流阻抗(E IS)测试,正弦波作为激励信号,振幅为5mV,扫描频率为100kHz~10mHz。采用硫酸作为腐蚀介质,整平剂作为缓蚀剂。其缓蚀效果如图5所示,整平剂在0.5mol/L硫酸中对铜棒具有良好的缓蚀性能。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,本说明书中所公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换;所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以任何方式组合。
Claims (5)
1.一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方,其特征在于,所述整平剂为:
1-(3-乙酰胺基)苯基-5-巯基四氮唑化合物。
2.按权利要求1所述用于电子电路电镀铜填孔的整平剂,在电镀前酸洗处理中可作为缓蚀剂使用,大大减少了清洗用水量。
3.一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方,包括:50-300g/L的铜离子、20~90g/L的H2SO4、10-50mg/L的氯离子、0.05~10mg/L的加速剂、10~300mg/L的抑制剂及1~10mg/L的整平剂,其余为水。
4.按权利要求3所述用于电子电路电镀铜填孔的电镀铜浴,其特征在于,所述电镀铜浴的工艺条件为:电流密度:0.01~6A/dm2,适应温度:10-45℃。
5.一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方,其特征在于,采用搅拌不含加速剂情况下在哈林槽中进行电镀一段时间后可获得清晰折镀现象,在加入加速剂且不同转速下的旋转圆盘电极电位差值变正情况下可消除折镀现象。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111408584.2A CN114182312A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111408584.2A CN114182312A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114182312A true CN114182312A (zh) | 2022-03-15 |
Family
ID=80541501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111408584.2A Pending CN114182312A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114182312A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114921821A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-19 | 电子科技大学 | 一种通孔填孔的电镀装置及tgv/tcv孔金属化方法 |
CN115074789A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-09-20 | 深圳市板明科技股份有限公司 | 一种线路板盲孔快速填充电镀铜溶液及快速填充方法 |
CN117460181A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-26 | 惠州市三强线路有限公司 | 一种镀铜均匀性高的pcb板制作工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111485264A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-04 | 江西旅游商贸职业学院 | 一种具有缓蚀功能的电镀铜前处理液及前处理工艺 |
CN111593375A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-28 | 电子科技大学 | 一种用于电子电路电镀铜填孔的整平剂及电镀铜浴 |
CN113481553A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-08 | 赛莱克斯微***科技(北京)有限公司 | 用于tsv微孔电沉积铜填充工艺的添加剂和电解液 |
JP2021181586A (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 深▲せん▼市創智成功科技有限公司 | Icボードのスルーホールを充填するための電気銅めっき液およびその電気めっき方法 |
-
2021
- 2021-11-25 CN CN202111408584.2A patent/CN114182312A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111485264A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-04 | 江西旅游商贸职业学院 | 一种具有缓蚀功能的电镀铜前处理液及前处理工艺 |
CN111593375A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-28 | 电子科技大学 | 一种用于电子电路电镀铜填孔的整平剂及电镀铜浴 |
JP2021181586A (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 深▲せん▼市創智成功科技有限公司 | Icボードのスルーホールを充填するための電気銅めっき液およびその電気めっき方法 |
CN113481553A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-08 | 赛莱克斯微***科技(北京)有限公司 | 用于tsv微孔电沉积铜填充工艺的添加剂和电解液 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ZHANWU LEI ET AL.: "Tetrazole Derived Levelers for Filling Electroplated Cu Microvias: Electrochemical Behaviors and Quantum Calculations" * |
程凡雄 等: "PCB镀铜工艺中折镀现象的研究" * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114921821A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-19 | 电子科技大学 | 一种通孔填孔的电镀装置及tgv/tcv孔金属化方法 |
CN114921821B (zh) * | 2022-04-14 | 2023-05-16 | 电子科技大学 | 一种通孔填孔的电镀装置及tgv/tcv孔金属化方法 |
CN115074789A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-09-20 | 深圳市板明科技股份有限公司 | 一种线路板盲孔快速填充电镀铜溶液及快速填充方法 |
CN115074789B (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-25 | 深圳市板明科技股份有限公司 | 一种线路板盲孔快速填充电镀铜溶液及快速填充方法 |
CN117460181A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-26 | 惠州市三强线路有限公司 | 一种镀铜均匀性高的pcb板制作工艺 |
CN117460181B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-04-05 | 惠州市三强线路有限公司 | 一种镀铜均匀性高的pcb板制作工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114182312A (zh) | 一种电子电路折镀改善方法与盲孔填铜镀液配方 | |
Chen et al. | Plating uniformity of bottom-up copper pillars and patterns for IC substrates with additive-assisted electrodeposition | |
KR100863161B1 (ko) | 비전도성 기판의 직접 전기분해 금속화 방법 | |
EP1741804B1 (en) | Electrolytic copper plating method | |
KR101082416B1 (ko) | 전기 구리 도금액의 분석 방법, 그 분석 장치 및 반도체제품의 제조 방법 | |
JP2006057177A (ja) | 電気銅めっき浴及び電気銅めっき方法 | |
JP2001200386A (ja) | ビアフィリング方法 | |
CN111593375A (zh) | 一种用于电子电路电镀铜填孔的整平剂及电镀铜浴 | |
Lv et al. | Fatty acid quaternary ammonium surfactants based on renewable resources as a leveler for copper electroplating | |
CN110642731A (zh) | 盲孔全铜电镀用整平剂及其制备方法、以及电镀液 | |
Meng et al. | Benzyl-containing quaternary ammonium salt as a new leveler for microvia copper electroplating | |
Manu et al. | Effect of organic dye on copper metallization of high aspect ratio through hole for interconnect application | |
CN107385487A (zh) | 一种hdi板快速镀铜前处理液及其前处理工艺 | |
Xu et al. | Investigation of through-hole copper electroplating with Methyl Orange as a special leveler | |
EP1148156A2 (en) | Copper Electroplating | |
JP2018513282A (ja) | 電気めっき浴の添加剤としてのモノアミン及びビス無水物の反応生成物とのジアミンの反応生成物 | |
EP3288990B1 (en) | Reaction products of bisanhydrids and diamines as additives for electroplating baths | |
CN111472027B (zh) | 一种电镀锡添加剂及其制备方法和使用方法 | |
Tao et al. | Tetraoxa-diphosphaspiro derivative as suppressor for microvia filling by copper electroplating in acidic solution | |
CN113943956A (zh) | 一种适用于薄表面铜填孔应用的任意层电镀铜浴及方法 | |
US3562117A (en) | Method of copper electroplating printed circuit boards | |
Nikolova et al. | Innovatve acid copper process for simultaneously filling vias and plating through holes | |
JP6678220B2 (ja) | 電気めっき浴用の添加剤としてのビス無水物及びジアミンの反応生成物 | |
Nikolova et al. | Innovative High Throw Copper Electroplating Process for Metallization Of PCB | |
CN114959810A (zh) | 一种新型电镀铜添加剂及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220315 |