一种填孔镀铜整平剂分子及其应用

文档序号：149762 发布日期：2021-10-26 浏览：43次 >En<

阅读说明：本技术 一种填孔镀铜整平剂分子及其应用 (Pore-filling copper plating leveling agent molecule and application thereof ) 是由罗继业覃金凤谭柏照李�真梁剑伦霍延平于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种填孔镀铜整平剂分子及其应用。本发明的填孔镀铜整平剂分子可以很好的抑制高电流密度区域铜的沉积,达到整平效果,且该分子制备方法简单,仅需一步即可合成。将本发明的填孔镀铜整平剂分子应用于电镀液中,使用浓度低且可操作范围大,填孔率均在87％以上,部分整平剂分子的填孔率达到100％,铜面厚度小,实现了盲孔填充而不增加面铜厚度、选择性填充盲孔并提高了填孔镀铜的效果。(The invention discloses a pore-filling copper plating leveling agent molecule and application thereof. The pore-filling copper plating leveling agent molecule can well inhibit the deposition of copper in a high current density area to achieve the leveling effect, and the molecule preparation method is simple and can be synthesized by only one step. When the pore-filling copper plating leveling agent molecule is applied to electroplating liquid, the use concentration is low, the operable range is wide, the pore-filling rate is over 87 percent, the pore-filling rate of part of leveling agent molecules reaches 100 percent, the copper surface thickness is small, the blind hole filling is realized without increasing the surface copper thickness, the blind hole is selectively filled, and the pore-filling copper plating effect is improved.)

一种填孔镀铜整平剂分子及其应用

技术领域

本发明涉及应用电化学技术领域，具更体的，涉及一种填孔镀铜整平剂分子与应用。

背景技术

近年来，印刷电路板的高密度互连(HDI，High-Density Interconnection)已经成为制造多功能便携式电子产品的重要技术，镀铜已成为制造高可靠性HDI印刷电路板的关键工艺。随着电子产品设计的多功能和小型化趋势，盲孔金属化和堆叠在HDI印刷电路板中变得越来越重要。为了保证电路连接的可靠性，盲孔需要完全填满电镀铜层，在此过程中，电镀时间、表面铜厚和盲孔填孔率是衡量酸性镀铜液性能的重要指标。而酸性镀铜液中的有机添加剂分子的作用尤为重要，其分子结构和使用浓度对电镀液的功能性和稳定性起着决定性的作用。按照在镀铜过程中的功能划分，镀铜添加剂可分为三类：加速剂、抑制剂和整平剂，这些添加剂之间的特定协同作用导致铜在盲孔中自下而上的沉积，使得盲孔可以被铜沉积物完全填充而没有空隙。其中，整平剂是镀铜时非常重要的一种功能制剂，如中国专利申请CN110158124A公开了一种电镀铜整平剂，可以达到铜面平整，防止孔口空洞的效果，但是该整平剂合成步骤复杂，需要浓度大且可操作范围小，面铜厚度改善效果不佳。因此，迫切需要提供一种合成步骤简单、需要浓度低且操作范围大、且铜面厚度更小的镀铜整平剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有合成步骤复杂、填孔率低、盲孔填孔的铜面平整性不佳，存在孔口空洞的缺陷和不足，提供一种填孔镀铜整平剂分子。

本发明的目的是提供一种含所述整平剂分子的电镀液。

本发明的另一目的是提供所述填孔镀铜整平剂分子作为电镀液中整平剂的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种填孔镀铜整平剂分子，所述填孔镀铜整平剂分子的化学结构式为式Ⅰ或式Ⅱ：

其中0≤n≤4，R为(0≤m≤6)或(0≤b≤6))的一种，n、m、b均为整数。

优选的，所述n＝2，R＝-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₂CH₃或-CH₂CH₂OH。

一种电镀液，含有所述整平剂分子，整平剂分子含量为0.01～600ppm。

优选的，整平剂分子含量为0.02～500ppm。

最优选的，整平剂分子含量为0.4～150ppm。

其中，所述电镀液中还包括加速剂和抑制剂，加速剂为MPS或SPS，加速剂的用量为0.1～100ppm，更优选的，加速剂的用量为0.5～10ppm，最优选的，加速剂的用量为1～5ppm。

优选的，所述抑制剂为：聚乙二醇、聚丙二醇、嵌段共聚物PEO-PPO-PEO或嵌段共聚物PPO-PEO-PPO。

优选的，抑制剂的用量为40～1700ppm。

更优选地，所述抑制剂的用量为200～500ppm。

本发明电镀液的主体溶液中五水硫酸铜浓度为50～250g/l、硫酸浓度为100～250g/l、氯离子浓度为50～60ppm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的整平剂分子通过与抑制剂和加速剂的相互作用实现了优异的填孔效果，将本发明的填孔镀铜整平剂分子应用于电镀液中，使用浓度低且可操作范围大，铜面平整，防止孔内空洞，填孔率均在87％以上，部分整平剂分子的填孔率达到100％，铜面厚度小，实现了盲孔填充而不增加面铜厚度、选择性填充盲孔并提高了填孔镀铜的效果。

附图说明

图1是实施例1化合物L1的核磁氢谱图。

图2是实施例2化合物L2的核磁氢谱图。

图3是实施例3化合物L3的核磁氢谱图。

图4是实施例4化合物L4的核磁氢谱图。

图5是实施例5的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图6是实施例6的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图7是实施例7的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图8是实施例8的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图9是实施例9的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图10是实施例10的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图11是实施例11的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

图12是实施例12的电镀液对盲孔的镀铜切片图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为常规购买的原料试剂。

实施例1：化合物L1的合成

将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加人688μL四氢吡咯，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L1，核磁氢谱图如图1所示。其分子结构如下：

实施例2：化合物L2的合成

将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加入857μL二乙胺，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L2，核磁氢谱图如图2所示。其分子结构如下：

实施例3：化合物L3的合成

将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加入935μL二正丁胺，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L3，核磁氢谱图如图3所示。其分子结构如下：

实施例4：化合物L4的合成

将500mg季戊四醇缩水甘油醚溶于3mL干乙醇中，充氮气保护，反应至季戊四醇缩水甘油醚完全溶解后加入532μL二乙醇胺，在65℃，氮气环境下反应24h，将反应液旋蒸除去乙醇后，抽真空干燥得到淡黄色化合物L4，核磁氢谱图如图4所示。其分子结构如下：

实施例5：

一种电镀液，配置电镀液：五水硫酸铜220g/l,硫酸60g/l,氯离子浓度60ppm

加入添加剂：化合物L1 4ppm

加速剂SPS 2ppm

抑制剂PEG6000 300ppm

以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图5所示。

实施例6：

配置电镀液：五水硫酸铜220g/l,硫酸60g/l,氯离子浓度60ppm

加入添加剂：化合物L1 120ppm

加速剂SPS 2ppm

抑制剂PEG6000 300ppm

以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图6所示。

实施例7：

配置电镀液：五水硫酸铜220g/l,硫酸60g/l,氯离子浓度60ppm

加入添加剂：化合物L2 60ppm

加速剂SPS 2ppm

抑制剂PEG6000 300ppm

以1.8ASD，电镀45～60分钟，填孔结果做切片检查，切片图如图7所示。

实施例8：