用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法技术

技术编号:18464416 阅读:56 留言:0更新日期:2018-07-18 15:12
本发明专利技术涉及用于通过化学浸镀在基板上沉积钯层的水性镀浴组合物和方法。根据本发明专利技术的水性镀浴组合物包含钯离子的源、用于钯离子的还原剂和含氰化物基团的芳香族化合物。根据本发明专利技术的水性镀浴组合物在将钯的沉积速率保持在期望的满意值的同时,由于所述含氰化物基团的芳香族化合物而相对于不希望的分解具有改善的稳定性。所述水性镀浴组合物还具有延长的使用寿命。本发明专利技术的含氰化物基团的芳香族化合物使得能够在所述浴的使用寿命期间将所述沉积速率调节到满意范围,并使得能够在较低温度下化学沉积钯层。

Bath composition and method for chemical immersion plating of palladium

The invention relates to a waterborne plating bath composition and method for depositing palladium layer on a substrate by chemical immersion plating. The aqueous plating bath composition according to the invention comprises a source of palladium ions, a reducing agent for palladium ions and aromatic compounds containing cyanide groups. The aqueous bath composition according to the present invention keeps the deposition rate of palladium at the desired satisfactory value, and has improved stability due to the aromatic compounds of the cyanide group as opposed to the desired decomposition. The aqueous plating bath composition also has an extended service life. The aromatic compounds of the cyanide group of the present invention make it possible to adjust the deposition rate to a satisfactory range during the service life of the bath and make it possible to chemically deposit the palladium layer at a lower temperature.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法
本专利技术涉及用于印刷电路板、IC基板的制造中的和用于半导体晶片的金属化的钯的化学浸镀的水性镀浴组合物和方法。
技术介绍
在印刷电路板、IC基板等的制造以及半导体晶片的金属化中的钯的化学沉积是成熟的技术。钯层用作例如阻挡层和/或可引线粘结和可焊接的表面材料。在US5,882,736中公开了包含钯离子的源、氮化的络合剂和选自甲酸及其衍生物的还原剂的化学钯镀浴组合物。与产生钯-磷合金层的含有次磷酸盐/酯作为还原剂的镀浴组合物相比,这种化学钯镀浴组合物适于沉积纯钯。包含钯离子的镀浴组合物的稳定性是这种镀浴组合物的重要特征,这是由于钯的价格高而且要求所沉积的钯层具有可预测的性质如内应力和对上面沉积有所述钯层的底层基板的高粘附性。这种镀浴的稳定性意味着镀浴相对于分解,即金属钯在镀浴本身中的不希望的沉淀是稳定的。因此,与不稳定的镀浴相比,稳定的镀浴具有更长的使用寿命。同时,来自这种镀浴的钯的沉积速率应足够高以满足工业镀钯方法的要求。因此,仍然需要在将沉积速率保持在满意值同时使化学钯镀浴稳定。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法,其中所述镀浴相对于不希望的分解的稳定性增加。本专利技术的另一个目的是提供一种可以使沉积速率保持在期望满意值的用于钯的化学浸镀的镀浴组合物和方法。本专利技术的另一个目的是提供一种能够增加所述镀浴的使用寿命的用于化学镀钯的镀浴组合物和方法。
技术实现思路
这些目的是使用用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物来解决的,所述水性镀浴组合物包含:(i)至少一种钯离子的源,(ii)至少一种用于钯离子的还原剂,以及(iii)至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(I)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;和/或至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(II)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;其中R1、R2、R3、R4、R5、R6彼此独立地选自R7、–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、羧基、酯、磺酸、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;其中R1至R6中的至少一者是R7;其中R7是根据式(III)的部分,其中每个R8独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团;其中n是0至4范围内的整数;并且其中X选自N和C–R13;其中Y选自N和C–R14;其中X或Y中的至少一者是N;其中R9、R10、R11、R12、R13、R14彼此独立地选自R15、–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、羧基、酯、磺酸、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;其中R9至R14中的至少一者是R15;其中R15是根据式(IV)的部分,其中每个R16独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团;其中m是0至4范围内的整数。这些目的还通过下述化学浸镀钯方法得以解决,所述方法包括下述步骤:a)提供基板,b)将所述基板与如上所述的水性镀浴组合物相接触,并由此在所述基板的至少一部分上沉积钯层。根据本专利技术的水性镀浴组合物在本文中被称为组合物或根据本专利技术的组合物。术语“镀”和“沉积”在本文中可互换使用。根据式(I)和/或式(II)的含氰化物基团的芳香族化合物提供了根据本专利技术的水性镀浴组合物,所述水性镀浴组合物相对于不希望的分解具有改善的稳定性和延长的使用寿命。因此,根据式(I)和/或式(II)的含氰化物基团的芳香族化合物在用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物中充当稳定化剂。此外,根据式(I)和/或式(II)的含氰化物基团的芳香族化合物提供了对污染物的敏感性降低的根据本专利技术的水性镀浴组合物。此外,水性镀浴组合物在用于化学浸镀钯的方法中的稳定性能使得能够在延长的时间段内沉积具有期望物理性质的钯层。此外,将根据式(I)和/或式(II)的含氰化物基团的芳香族化合物添加到化学钯镀浴使得能够在所述浴的使用寿命期间将沉积速率保持在满意值。附图说明图1示出了含有3-氯苯甲腈或4-氨基-2-氯苯甲腈的水性镀浴组合物的沉积速率。图2示出了含有2-羟基-2-(吡啶-3-基)乙腈的水性镀浴组合物的沉积速率。图3示出了含有2-氨基-2-(吡啶-3-基)乙腈的水性镀浴组合物的沉积速率。图4示出了含有根据本专利技术的含氰化物基团的芳香族化合物和不含这些化合物的水性镀浴组合物的pH变化。具体实施方式根据本专利技术的水性镀浴组合物包含:(iii)至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述至少一种含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(I)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;和/或至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述至少一种含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(II)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;其中R1、R2、R3、R4、R5、R6彼此独立地选自R7、–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、羧基、酯、磺酸、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;其中R1至R6中的至少一者是R7;其中R7是根据式(III)的部分,其中每个R8独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团;其中n是0至4范围内的整数;并且其中X选自N和C–R13;其中Y选自N和C–R14,其中X或Y中的至少一者是N;其中R9、R10、R11、R12、R13、R14彼此独立地选自R15、–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、羧基、酯、磺酸、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;其中R9至R14中的至少一者是R15;其中R15是根据式(IV)的部分,其中每个R16独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团;其中m是0至4范围内的整数。术语“氰化物”和化学式“–CN”在本文中优选地是指具有–C≡N的结构的化学基团。优选地,它们不是指异氰化物基团,即具有–N+≡C-结构的化学基团。式(I)含有R7,R7是根据式(III)的部分。根据式(III)的部分可以含有基团–CHR8–。所述基团–CHR8–可以在所述部分内出现n次。因此,R8在所述部分中出现n次,其中n是0至4范围内的整数。优选地,n选自0、1、2、3和4。当R8在所述部分中出现n次时,R8n次独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团。如果n为0(零),则R8不存在于所述部分中并因此不用选择。如果n为1,则R8在所述部分中出现一次并选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团。如果n>1,则R8在所述部分中出现超过一次,并且每个R8独立地选自上面提到的基团。如果n在2至4的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物,所述水性镀浴组合物包含:(i)至少一种钯离子的源,(ii)至少一种用于钯离子的还原剂,以及(iii)至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(I)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;和/或至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(II)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 EP 15196815.31.一种用于钯的化学沉积的水性镀浴组合物,所述水性镀浴组合物包含:(i)至少一种钯离子的源,(ii)至少一种用于钯离子的还原剂,以及(iii)至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(I)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;和/或至少一种含氰化物基团的芳香族化合物,所述含氰化物基团的芳香族化合物选自根据式(II)的化合物、其盐以及上述物质的混合物;其中R1、R2、R3、R4、R5、R6彼此独立地选自R7、–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、羧基、酯、磺酸、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;其中R1至R6中的至少一者是R7;其中R7是根据式(III)的部分,其中每个R8独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团;其中n是0至4范围内的整数;并且其中X选自N和C–R13;其中Y选自N和C–R14;其中X或Y中的至少一者是N;其中R9、R10、R11、R12、R13、R14彼此独立地选自R15、–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、羧基、酯、磺酸、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;其中R9至R14中的至少一者是R15;其中R15是根据式(IV)的部分,其中每个R16独立地选自–H、C1至C6烷基基团、羟基、C1至C6烷氧基基团、氨基、巯基和硫化物基团;其中m是0至4范围内的整数。2.根据权利要求1所述的水性镀浴组合物,其中n是0。3.根据权利要求1或2所述的水性镀浴组合物,其中R1至R6中的至少一者是卤素。4.根据前述权利要求中的任一项所述的水性镀浴组合物,其中R1至R6中的至少一者是卤素,并且R1至R6中的至少一者是氨基。5.根据前述权利要求中的任一项所述的水性镀浴组合物,其中R1、R2、R3、R4、R5、R6彼此独立地选自R7、–H、C1至C6烷基基团、C1至C6烷氧基基团、氨基、醛、巯基、硫化物基团、卤素、烯丙基、乙烯基、乙炔基、丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、2-乙炔基苯、苯基、吡啶基和萘基基团;并且其中R1至R6中的至少一者是R7。6.根据权利要求1所述的水性镀浴组合物,其中如果Y是N,则X不是N;或者如果X是N,则Y不是N。7.根据权利要求1或6所述的水性镀浴组合物,其中m是选自0或1的整数。8.根据权利要求1、6或7所述的水性镀浴组合物,其中当如果Y是N则X不是N,或者当如果X是N则Y不是N时,R15处于根据式(II)的芳香环内相对于N的间位位置处。9.根据前述权利要求中的任一项所述的水性镀浴组合物,其中所述至少一种根据式(I)的含氰化物基团的芳香族化合物选自3-氯苯甲腈、4...

【专利技术属性】
技术研发人员:安德烈亚斯·韦尔特克里斯托夫·舒恩特伦克托马斯·贝克格哈德·施泰因贝格尔霍尔格·贝拉海科·布鲁纳斯文·吕克布罗德
申请(专利权)人:埃托特克德国有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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