印制电路板盲孔电镀铜整平剂的合成及其性能

[目的]采用2−甲基咪唑和1,4−丁二醇二缩水甘油醚为原料,合成印制电路板(PCB)盲孔电镀铜整平剂。[方法]使用红外光谱、核磁共振氢谱及凝胶色谱分析了投料温度不同时所得整平剂的结构。通过循环伏安曲线、阴极极化曲线、电化学阻抗谱和计时电位曲线测试,分析了整平剂对铜电沉积的影响,并通过电镀试验验证了它们用于盲孔电镀铜时的整平性能。[结果]投料温度为85℃时所得整平剂ADT-3的整平效果最好,盲孔填充率达94%。[结论]本研究合成整平剂所用原料易得、成本低,合成路线简单,整平效果良好,有望实现工业化生产。

新型整平剂对电镀铜填通孔的影响及机制探究

针对目前国内电子电镀专用化学品瓶颈问题,合成了一种由含氮杂环与含氧碳链组成的新型整平剂分子SC-21。通过哈林槽实验、循环伏安法(CV)、计时电位法(CP&CPCR)和电化学交流阻抗谱(EIS)对比,研究了常见整平剂健那绿(JGB)、聚乙烯亚胺烷基盐(PN)与新型整平剂SC-21在电镀铜填充通孔过程中的作用差异。结果表明:以一定浓度SC-21为整平剂时可出现“蝴蝶填充”现象,进而实现对深径比2∶1通孔的无空洞填充;与JGB和PN相比,此浓度下的SC-21在较宽的电流密度范围内具有动态吸附行为,可产生“负微分电阻效应”,使得通孔内呈现与“蝴蝶填充”形状相匹配的沉铜速率梯度,最终实现对通孔的无空洞填充。

新型高纵横比通孔镀铜整平剂研究

印制电路板是电子工业的重要部件之一,广泛地应用在社会生活的方方面面。随着电子信息技术的发展,电子产品与设备不断轻薄化、小型化、集成化。作为电子元器件的载体,电路板设计和制造也朝着高密度互连、小孔化技术的方向快速发展。通孔作为连接层与层之间的导通孔,逐渐成为实现层间互连的核心技术。但是高厚径比通孔的电镀工艺往往存在电流密度分布不均、孔内镀液传质不佳等现象,导致镀层均匀性及铜层结晶质量变差现象产生,无法满足客户端的需求。如何解决高厚径比的微通孔镀铜是电镀领域的一个技术难题,具有重要研究意义及实际应用价值。整平剂是镀铜整平剂体系中很重要的物质,其含量较低,对孔内的低电流密度区域影响不大。目前针对高厚径比通孔电镀整平剂研究较少,且市面上使用较为广泛的镀铜整平剂被国外大公司垄断。因此,急需研发一种高厚径比通孔电镀方法,有效改善线路板表面与孔内镀层均匀性,提升通孔深镀能力,从而打破技术垄断,突破“卡脖子”难题,促进我国印制电路板产业的发展。

酸性镀铜整平剂的应用现状及展望

随着制造技术向微小化、复杂化、高精度化方向发展,电镀铜镀液中添加剂选择和使用变得更加重要。整平剂作为其中的关键组分,对于实现高平整性镀层、通孔盲孔填充等至关重要。本文简要综述了酸性硫酸盐镀铜整平剂的作用原理,并根据特征基团的不同,对目前研究开发的整平剂进行了分类与总结。最后介绍了整平剂目前的应用现状,并对添加剂未来研究方向和发展进行了展望。

一种新型小分子电镀铜整平剂的模拟研究

以2,2′-二硫代二吡啶(2-PDS)和铜分别作为研究对象和研究基体,并以量子化学计算、分子动态模拟为理论模拟方法,通过模拟2-PDS与铜表面的相互作用和相互反应,得出2-PDS分子可以通过自身丰富的活性位点和较强的成键能力紧密地吸附在铜表面上以阻碍铜离子的沉积,这也表明了2-PDS分子是一种潜在的整平剂。

整平剂对酸性电镀硬铜的影响

研究了噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠（SH110）、十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）、聚乙烯亚胺烷基盐（PN）以及四氢噻唑硫酮（H1）4种整平剂对酸性电镀铜层表面形貌和显微硬度的影响。基础镀液组成为：CuSO4·5H2O 220g／L，H2SO4 55g／L，Cl^- 60mg／L，聚二硫二丙烷磺酸钠（SPS）3mg／L，聚乙二醇（PEG6000）100mg／L。在一定范围内，整平剂的质量浓度越高，镀层表面越光滑、平整，显微硬度越高。选择2g／LH1作为整平剂时，所得镀层的显微硬度可长时间（14d以上）满足电子雕刻的要求（180～220HV）。H1与其他3种整平剂之间的协同作用的强度顺序为：H1＋SH110〉H1＋CTMAB〉H1＋PN。

酸性镀铜整平剂的合成及其性能研究

以N-乙烯基咪唑、1,3-丙基磺酸内酯和丙烯酸丁酯为原料,合成一种聚乙烯基咪唑镏季铵类整平剂.采用红外光谱和核磁共振谱对其进行表征.将该整平剂与聚二硫二丙烷磺酸钠（SPS）和聚乙二醇（PEG8000）组成添加剂体系,测试该体系的电化学性能和电镀性能.结果表明：该体系对铜的阴极还原产生极大的极化作用,并使镀液在较宽的电流密度范围内（0.2～10.2 A/dm2）均得到光亮平整的铜层,而且能很好地提高镀液的分散能力和深镀能力,说明合成的共聚物是一种性能良好的电镀整平剂.

镀镍整平剂整平能力的阳极溶出法测量

采用阳极溶出法，利用旋转园盘电极的高低转速状态模拟微观不平整表面的峰谷处，对镀镍整平剂的整平能力进行了测量。结果表明，该方法同传统的用镀层金相显微照片计算整平能力的方法测量结果一致，并且简便、易于操作。在Ｗａｔｔｓ镀液中分别添加整平剂香豆素和硫脲，测得香豆素和硫脲的整平最佳浓度分别为０．３ｇ／ｌ和０．１６ｇ／ｌ。

整平剂对铝基覆铜板通孔电镀铜的影响

在由100 g/L CuSO_(4)·5H_(2)O、200 g/L浓硫酸、60 mg/L Cl^(−)、200 mg/L聚乙二醇(PEG-6000)和10 mg/L聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)组成的镀液中加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或2−巯基−5−甲基−1,3,4−噻二唑(MMTD)作为整平剂。通过计时电位曲线测试和热冲击试验,研究了不同整平剂对通孔电镀铜的影响。结果表明,镀液中添加2~4 mg/L CTAB或MMTD时都能够在一定程度上抑制铜电沉积,镀液的深镀能力均符合≥80%的要求。但只有采用4 mg/L MMTD作为整平剂时所得电镀铜层的抗热冲击性能合格。

苯基修饰含氮整平剂对高厚径比盲孔镀铜的影响

将咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑和苯并咪唑作为原料,与仲胺化合物和1,4-丁二醇二缩水甘油醚反应分别得到咪唑季铵盐化合物(IABDGE)、2-苯基咪唑季铵盐化合物(TPIABDGE)、4-苯基咪唑季铵盐化合物(FPIABDGE)和苯并咪唑季铵盐化合物(BIABDGE)。通过循环伏安、线性扫描伏安、电化学阻抗谱和计时电位曲线测试,研究了它们对盲孔电镀过程中铜电沉积行为的影响。结果表明,BIABDGE的整平能力最好,将其用于盲孔电镀铜时填充率高达98.91%。

含N+杂环基团整平剂对通孔电镀效果的影响研究

随着电子产品向着轻、薄、小的方向发展,高厚径比通孔的电镀也变得越来越困难.文章合成了一种含有N+的整平剂,通过对所合成整平剂的电化学特征进行研究,发现此种整平剂能够抑制铜的沉积,且这种沉积效果随对流的变化而变化,具有选择性抑制的特性.为了观察所镀铜层表面的形貌和其最优生长晶相测试了扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD).将所合成的整平剂进行了哈林槽电镀并计算其TP得到在添加了此种整平剂的通孔中其TP可以提高25%.

碱性黄作为整平剂的微盲孔铜电镀填充

使用一种新型添加剂—碱性黄(Basic Yellow,BY)作为整平剂进行微盲孔铜电镀填充。通过微孔填充组织观察以及旋转圆盘电极电化学测试,考察该整平剂的微孔填充性能,分析该整平剂与抑制剂、加速剂之间的协同和竞争吸附行为,揭示其在微孔填充中的作用机理。结果表明:BY含量对微孔填充性能具有重要影响,当BY浓度大于5 ppm时,BY-EPE电镀液体系可以实现自底向上沉积方式,达到无孔洞化填充的效果;适量氯离子可协同BY在孔口处的抑制作用,有利于形成超等形沉积方式;当SPS含量低于1ppm时,有利于形成超等形沉积,随着SPS含量增加,沉积模式转变为等形模式。BY与抑制剂EPE可形成复合性抑制剂,该抑制剂对镀液对流条件具有更强的敏感性,有利于在孔壁进行选择性吸附,从而形成自底向上沉积模式;同时,氯离子可协同该整平剂在高对流条件下的抑制作用;SPS的吸附竞争力弱于BY,但强于BY-EPE复合体,因此,在EPEBY-SPS镀液体系中,过量的SPS添加可以减少BY-EPE抑制剂的吸附,不利于形成超等形沉积模式。

新型整平剂TS-L对铜电沉积的影响

通过极化曲线、电化学阻抗谱、计时电流等电化学测量方法研究了整平剂TS-L对铜电沉积的影响。基础镀液组成为:Cu SO_4·5H_2O 75 g/L,H_2SO_4 240 g/L,Cl^-60 mg/L。结果表明,TS-L会抑制铜的电沉积,有利于得到平整、光亮的镀层。随TS-L用量增大,其抑制作用增强。TS-L的用量为50 mg/L时,铜的电沉积由基础镀液的三维瞬时成核转变为三维连续成核。随TS-L质量浓度的增大,镀液的深镀能力提高。在电镀液中添加50 mg/L整平剂TS-L、10 mg/L光亮剂TS-S和600 mg/L抑制剂TS-W时,深镀能力为87%,铜镀层的延展性和可靠性满足印制线路板行业的应用要求。

高效镀镍整平剂PHP某些电化学性能的研究

通过测定微分电容曲线和利用旋转圆盘电极上的循环伏安溶出法研究了高效镀镍整平剂PHP的吸附特性和整平能力。结果表明,PHP在汞电极上吸附较弱,其整平能力强,与炔醇醚化物有明显的协同效应,PHP的浓度和使用电流密度对整平能力影响较大。

对流和整平剂协同对PCB通孔深镀能力的影响研究

PCB制造过程中，通孔电镀的质量决定了PCB的成品率和可靠性，而深镀能力（TP）是描述通孔电镀质量的一个重要指标，整平剂的加入极大地提高深镀能力，但整平剂的整平作用受对流的影响较大。因此，文章选择了一款较为稳定的电镀铜镀液体系，其中的整平剂为环氧乙烷亚胺共聚物（Eoim），将健那绿（JGB）作为对比整平剂，在哈林槽中采用不同鼓气方式进行电镀试验，以得到对流方式不同对深镀能力的影响，同时采用循环伏安法（CV）研究了Eoim和JGB在不同对流条件下的电化学行为，以得到不同对流方式对整平剂作用的影响，在本实验条件下，试验结果表明，采用阳极鼓气的方式能有效地提高深镀能力，同时JGB在弱对流条件下并没有明显的整平能力，而Eoim受对流影响较小。

含整平剂的电镀金属配方

本发明公开的是一种由金属离子源、一种或多种抑制剂、至少一种含有线性或支链聚合双胍化合物的添加剂构成的配方。聚合双胍化合物的结构单元中，R1从H或一种有1～20个碳原子的有机基团中独立选出；R2是一个有1～20个碳原子的二价有机基团，由20个聚合双胍侧分支任意组成；n是2以上的整数。

酸性镀铜液中整平剂的分析

酸性镀铜液中的整平剂不能利用传统的CVS方法进行分析，需通过铂金旋转圆盘电极循环伏安法在正电位下的阳极电流进行分析。

PCB酸铜通孔整平剂HLC的合成及性能研究

随着电子产品趋向于小型化和多功能化,电子元件安装基板的PCB也趋向于向多层化、高密度化方向迅速发展,这对PCB酸性镀铜制作过程中对通孔、盲孔中的镀层的均匀性提出了新的要求。本文合成了一种新型的PCB酸性镀铜通孔整平中间体HLC,并对加有整平剂HLC的酸铜镀液的配方进行了验证,发现得到的铜镀层缺陷结节明显减少。

乐思ViaForm整平剂化学镶铜镀获美国专利

乐思（Cookson）公司的ViaForm整平剂化学镶铜镀层已荣获第7，316，772项美国专利。 这项最新专利为ViaForm镶铜镀工艺之前获得的几项专利提供了补充和更多支持。ViaForm整平剂是半导体行业首例支持标准三步加成镶嵌电镀系统的整平剂，大大提高了整个晶圆表面的铜共面性。