一种盲微通孔填充用电镀铜浴及其使用方法技术

本发明专利技术涉及C23C18/38技术领域，具体为一种盲微通孔填充用电镀铜浴及其使用方法，至少包括整平剂溶液12

【技术实现步骤摘要】
一种盲微通孔填充用电镀铜浴及其使用方法


[0001]本专利技术涉及C23C18/38
，具体为一种盲微通孔填充用电镀铜浴及其使用方法。

技术介绍

[0002]高密度互连(High Density Interconnect Board,HDI)印制电路板是通过埋孔、盲孔和通孔等方式实现层间连接。目前HDI印制电路板的需求量与日俱增，孔金属化技术的优劣直接影响电路板品质。
[0003]目前的填孔镀铜一般采用直流镀铜工艺，具体在填孔镀铜基础工作液中加入整平剂、光亮剂和湿润剂，对盲孔介质层厚度为40
‑
100μm的盲孔填孔镀铜，通过控制阴极电流密度来保证镀铜层的物理性能，如中国专利申请(申请号为CN112458504A)公开了一种用于电子电路电镀铜填孔的电镀铜浴及其使用方法，在填孔镀铜基础工作液中加入聚季铵盐、SPS、聚醚组合物来实现对盲孔的良好填充效果，镀层的耐冲击性强，但是一方面镀铜层易于潮湿空气中的二氧化碳、硫化物和氯化物作用，导致镀铜层变色，另一方面填孔镀铜效率受填孔镀铜添加剂的影响有待进一步提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术一方面提供了一种盲微通孔填充用电镀铜浴，至少包括整平剂溶液12
‑
16mL/L、光亮剂溶液10
‑
15mL/L、硫酸60
‑
80g/L、硫酸铜160
‑
180g/L、盐酸40
‑
55mg/L、氧化剂0.5
‑
8.0g/L、纯水补充到1L。
[0005]作为一种优选的技术方案，所述光亮剂溶液，按质量百分比计，至少包括以下组分：光亮剂0.08
‑
0.12％、硫酸0.6
‑
1.0％、五水合硫酸铜0.3
‑
0.5％、水补充余量。
[0006]作为一种优选的技术方案，所述硫酸为质量分数为98％的硫酸。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述光亮剂为聚硫有机磺酸盐类光亮剂和硫基化合物的组合。所述聚硫有机磺酸盐类光亮剂和硫基化合物的质量比为(2
‑
5)：1。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述聚硫有机磺酸盐类光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠中的至少一种。优选的，所述聚硫有机磺酸盐类光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠的组合；所述聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠的质量比为(1
‑
2)：(0.5
‑
1)。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述硫基化合物为2
‑
巯基苯并咪唑、亚乙基硫脲中的至少一种。优选的，所述硫基化合物为2
‑
巯基苯并咪唑。
[0010]本专利技术体系中引入配方量的光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠和2
‑
巯基苯并咪唑的组合，配合特定的整平剂，使镀铜层晶粒细化，提高镀铜层的光亮度和整平度，同时有助于增大阴极的脉冲电流密度，加快粒子的沉积速率，提高填孔镀铜效率和镀铜层的显微硬度。尤其是当体系中聚硫有机磺酸盐类光亮剂和硫基化合物的质量比为(2
‑
5)：1时，有效保证镀层填平度和光亮度的同时，避免镀铜层产生毛刺、烧焦或白雾现象。
[0011]作为一种优选的技术方案，所述整平剂溶液，按质量百分比计，至少包括硫酸0.5
‑
1.5％、聚乙二醇1.5
‑
2.0％、整平剂0.05
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0.10％、水补充余量。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述聚乙二醇的平均分子量为2000
‑
12000；优选的，所述聚乙二醇为PEG10000与PEG2000的组合；所述PEG10000与PEG2000的质量比为1：(4
‑
6)。
[0013]作为一种优选的技术方案，所述整平剂为四氢噻唑硫酮。
[0014]基于本专利技术体系，采用四氢噻唑硫酮作为整平剂，配合平均分子量为2000
‑
12000的聚乙二醇，通过脉冲镀铜工艺，使提供的镀铜层平整光亮、细致且具有良好的结合力，镀铜层的孔隙率低，避免其在潮湿空气中氧化变色。专利技术人在探究过程中发现，尤其是当体系中的聚乙二醇为质量比为1：(4
‑
6)的PEG10000与PEG2000组合时，与体系中的四氢噻唑硫酮和聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠、2
‑
巯基苯并咪唑共同作用，有效提高镀铜层的致密性和厚度均匀性，镀铜层的耐热冲击能力增强。
[0015]所述氧化剂为硫酸亚铁。
[0016]本专利技术另一方面提供了一种盲微通孔填充用电镀铜浴的使用方法，向镀铜槽中加入配方量的整平剂溶液、光亮剂溶液、硫酸、硫酸铜、盐酸、氧化剂和超纯水，将待镀盲孔板加入镀铜槽中，控制反向脉冲电源参数进行电镀。
[0017]作为一种优选的技术方案，所述反向脉冲电源参数为：正向电流密度为1.0
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3.0A/dm2，正向电镀时间为15
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20S；反向电流密度为4
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6A/dm2，反向电镀时间为1
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2S。
[0018]作为一种优选的技术方案，所述待镀盲孔板的孔深为60
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100μm，孔径为100
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120μm。
[0019]有益效果
[0020]1、本专利技术提供了一种盲微通孔填充用电镀铜浴，具有优异的填孔性能，对于盲微通孔的填充左右效果好，镀层外观光亮平整。
[0021]2、本专利技术提供的盲微通孔填充用电镀铜浴，通过在体系中引入配方量的光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠和2
‑
巯基苯并咪唑的组合，配合特定的整平剂，使镀铜层晶粒细化，提高镀铜层的光亮度和整平度，同时有助于增大阴极的脉冲电流密度，加快粒子的沉积速率，提高填孔镀铜效率和镀铜层的显微硬度。
[0022]3、本专利技术中通过控制光亮剂中聚硫有机磺酸盐类光亮剂和硫基化合物的质量比为(2
‑
5)：1时，有效保证镀层填平度和光亮度的同时，避免镀铜层产生毛刺、烧焦或白雾现象。
[0023]4、基于本专利技术体系，采用四氢噻唑硫酮作为整平剂，配合平均分子量为2000
‑
12000的聚乙二醇，通过脉冲镀铜工艺，使提供的镀铜层平整光亮、细致且具有良好的结合力，镀铜层的孔隙率低，避免其在潮湿空气中氧化变色。
[0024]5、本专利技术提供的盲微通孔填充用电镀铜浴，通过控制体系中的聚乙二醇为质量比为1：(4
‑
6)的PEG10000与PEG2000组合时，与体系中的四氢噻唑硫酮和聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠、2
‑
巯基苯并咪唑共同作用，有效提高镀铜层的致密性和厚度均匀性，镀铜层的耐热冲击能力增强。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盲微通孔填充用电镀铜浴，其特征在于，至少包括整平剂溶液12
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16mL/L、光亮剂溶液10
‑
15mL/L、硫酸60
‑
80g/L、硫酸铜160
‑
180g/L、盐酸40
‑
55mg/L、氧化剂0.5
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8.0g/L、超纯水补充到1L。2.根据权利要求1所述的一种盲微通孔填充用电镀铜浴，其特征在于，所述光亮剂溶液，按质量百分比计，至少包括以下组分：光亮剂0.08
‑
0.12％、硫酸0.6
‑
1.0％、五水合硫酸铜0.3
‑
0.5％、水补充余量。3.根据权利要求2所述的一种盲微通孔填充用电镀铜浴，其特征在于，所述光亮剂为聚硫有机磺酸盐类光亮剂和硫基化合物的组合。4.根据权利要求2所述的一种盲微通孔填充用电镀铜浴，其特征在于，所述聚硫有机磺酸盐类光亮剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠中的至少一种。5.根据权利要求3所述的一种盲微通孔填充用电镀铜浴，其特征在于，所述硫基化合物为2
‑
巯基苯并咪唑、亚乙基硫脲中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种盲微通孔填充用电镀铜浴，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王承国，袁军华，顾立明，
申请(专利权)人：南通麦特隆新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：