一种电镀液及其制备方法和应用与流程

本发明涉及电镀领域，具体涉及一种电镀液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、ic载板是用于集成电路的一种关键材料，提供了ic芯片和pcb板之间的连接，起到保护芯片并作为芯片与外界传输口的作用。为了使得ic载板达到高精度、高集成度等要求，通孔电镀填充的开发已成为微电子领域的热门主题。ic载板的通孔电镀常见的是镀铜填埋，但由于通孔的孔厚径比较大，因此，采用现有的电镀液对ic载板的通孔进行电镀时普遍存在填孔电镀效果差的问题，具体为：(1)当通孔的孔厚径比(即孔厚度与孔直径的比值)达到10:1及以上时，现有的电镀液的深镀能力一般只能维持在50-60％，电镀效果差，无法满足使用要求；(2)填孔过程中总是存在空洞现象；(3)在电镀过程中高电流密度范围内，电镀液的深镀能力差且易发生烧焦现象。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的深镀能力较差的技术问题，本发明的目的之一在于提供一种电镀液，该电镀液可以实现在孔厚径比为(10～20)：1时的深镀能力不低于80％，具有优异的深镀能力。

2、本发明的目的之二在于提供上述电镀液的制备方法。

3、本发明的目的之三在于提供一种用于通孔或盲孔的电镀方法。

4、本发明的目的之四在于提供上述电镀液在电镀领域中的应用。

5、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

6、本发明的第一个方面提供了一种电镀液，包括以下浓度的组分：铜盐50-90g/l、导电盐10-30g/l、加速剂80-120mg/l、络合剂60-100g/l、整平剂40-100mg/l、光亮剂20-60mg/l、分散剂30-90mg/l；所述整平剂为氨基酸二环己基胺盐。

7、优选地，所述电镀液在通孔或盲孔的孔厚径比值为10～20时的深镀能力不低于80％。当通孔或盲孔的孔厚度与孔直径的比值为(10～20)：1时，电镀液的深镀能力不低于80％，具有优异的深镀能力，显著高于现有技术中的电镀液的深镀能力(50～60％)。

8、优选地，所述加速剂为2-氨基-5-甲基吡嗪。在本发明中，2-氨基-5-甲基吡嗪可以取代氯离子，加速铜离子的沉积，提高电镀效率，且可以避免氯离子的使用，从而避免对电镀设备的腐蚀。

9、优选地，所述铜盐选自硫酸铜、碱式碳酸铜中的至少一种。

10、优选地，所述导电盐选自硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠、碳酸钾、硫酸钾、硝酸钾中的至少一种。

11、优选地，所述络合剂选自edta-4na、edta、酒石酸钠、柠檬酸钠中的至少一种。

12、优选地，所述整平剂为氨基酸二环己基胺盐。本发明采用氨基酸二环己基胺盐作为整平剂，可以有效抑制通孔和盲孔表面孔口处铜离子的吸附，使得铜离子能够轻松进入孔内深处沉积，提高电镀液的深镀能力。

13、优选地，所述整平剂选自boc-o-叔丁基-l-丝氨酸二环己基铵盐、(s)-2-(boc-氨基)-4-戊烯酸二环己基铵盐或其组合。

14、优选地，所述整平剂为质量比为(2～4)：1的boc-o-叔丁基-l-丝氨酸二环己基铵盐和(s)-2-(boc-氨基)-4-戊烯酸二环己基铵盐的混合物；进一步优选地，所述整平剂为质量比为(2.5～3.5)：1的boc-o-叔丁基-l-丝氨酸二环己基铵盐和(s)-2-(boc-氨基)-4-戊烯酸二环己基铵盐的混合物。传统整平剂一般采用杂环或者长链烷基类季铵盐，这些整平剂对于孔外表和孔口的抑制效果不明显，而且还可能会导致孔口处晶格不细致，出现折镀甚至裂纹等现象。本发明采用boc-o-叔丁基-l-丝氨酸二环己基铵盐和(s)-2-(boc-氨基)-4-戊烯酸二环己基铵盐的混合物作为整平剂，既可以满足高效填充通孔或盲孔的要求，又可以提高深镀能力，此外，也可以解决传统整平剂抑制效果不足的问题，从而获得优异的外观和厚度均一性。

15、优选地，所述光亮剂选自4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐、五氟苯基3-氟苯磺酸盐中的至少一种。

16、优选地，所述光亮剂为质量比为1：(0.5～2)的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐和五氟苯基3-氟苯磺酸盐的混合物；进一步优选地，所述光亮剂为质量比为1：(0.5～1.5)的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐和五氟苯基3-氟苯磺酸盐的混合物；更优选地，所述光亮剂为质量比为1：(0.8～1.2)的4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐和五氟苯基3-氟苯磺酸盐的混合物。本发明采用4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐和五氟苯基3-氟苯磺酸盐的混合物作为复合光亮剂，可以使电镀液在电流密度达到3.5a/cm2以上，最高可实现电流密度为6.5a/cm2，不会存在烧焦现象，电流密度分布依旧均匀，高电流区不会出现发黑现象。因此，本发明中的电镀液可以在高电流密度下进行电镀，进而缩短电镀时间，提高电镀效率。

17、传统光亮剂如聚二硫二丙烷磺酸钠(sps)、异硫脲丙磺酸内盐(ups)在电镀时，用量稍微过多，会引起镀层脆性，结晶方式异化，呈现树状结晶结构，而且消耗分解产物过多会导致镀液稳定性下降，污染镀层等问题。本发明中的光亮剂采用4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐和五氟苯基3-氟苯磺酸盐组成的组合物，可以提高大电流的耐受力，有效提高电流密度分散性。

18、本发明通过在电镀液中引入特定的整平剂和特定的光亮剂，整平剂和光亮剂之间存在协同作用，光亮剂促进电流密度均匀分布，从而促进晶核的连续生成，整平剂可以抑制铜的沉积效果，在光亮剂的协作下，实现铜的晶核均匀有序生长。整平剂和光亮剂协同作用，共同提高电镀液的深镀能力和耐电流能力，使电镀液可以在高电流密度下仍具有优异的深镀能力，同时形成的镀膜平整，光亮，无铜瘤，不发黑。

19、优选地，所述分散剂选自聚氧代乙烯(12)壬基苯基醚、二乙醇酰胺硬脂酸甘油单酯中的至少一种。分散剂可以提高镀层的均匀性，进一步提高厚度均一性。

20、优选地，所述电镀液的ph为6.5-7.5。本发明中的电镀液为中性，不属于强酸体系，不会腐蚀电镀设备。

21、本发明的第二个方面提供了本发明第一个方面提供的电镀液的制备方法，包括以下步骤：

22、将包括铜盐、导电盐、加速剂、络合剂、整平剂、光亮剂、分散剂的组分按照浓度配比混合后制得。

23、本发明的第三个方面提供了一种用于通孔或盲孔的电镀方法，包括以下步骤：

24、采用本发明第一个方面提供的电镀液对产品上的通孔或盲孔进行电镀；

25、所述产品包括pcb板、ic载板或hdi板。

26、优选地，所述电镀温度为45-55℃。

27、优选地，所述电镀时的电流密度为0.5-6.5a/cm2。

28、优选地，所述通孔或盲孔的孔厚径比≥10；进一步优选地，所述通孔或盲孔的孔厚径比为10～20。

29、本发明的第四个方面提供了本发明第一个方面提供的电镀液在电镀领域中的应用。

30、本发明的有益效果是：本发明中的电镀液在对孔厚径比为(10～20)：1的通孔或盲孔进行电镀时可以实现超过80％的深镀能力，且电镀表面平整光滑，表面无针孔、光亮、无铜瘤，具有优异的电镀表面外观和较小的厚度极差，厚度均一性好。此外，本发明中的电镀液可以在高电流密度(3.5～6.5a/cm2)下进行电镀，不会存在烧焦现象，电流密度分布均匀。

31、本发明中的电镀液采用不含氯离子的2-氨基-5-甲基吡嗪作为加速剂，可以避免氯离子在高端生产中对电镀设备的腐蚀，提高电镀设备的使用寿命。