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。

曝气气氛对镀铜电化学行为及填盲孔性能的影响

通过计时电位法、循环伏安联合旋转环盘电极技术和印制电路板(PCB)盲孔电镀实验,对比分析了氮气、空气和氧气3种不同的曝气气氛对盲孔电镀过程中铜沉积电化学行为及填孔能力的影响。结果表明,氮气气氛下的填盲孔效果最好,氧气会参与铜沉积的反应过程,并抑制铜沉积。曝气气氛会影响镀铜层的晶粒尺寸,进而影响其微观形貌、拉伸强度及硬度。氧气气氛下所得镀铜层最平整细致,具有最高的拉伸强度、延伸率和显微硬度,综合性能最佳。采用先曝氮气1.0 h、再曝氧气0.5 h的阶梯曝气方式在1.5 A/dm^(2)的电流密度下电镀时,能够在保证盲孔填孔率合格的前提下最大限度地减薄面铜。