[发明专利]无电极铜电镀组合物

说明书

技术领域

本发明涉及无电极铜电镀组合物。更特定言之，本发明涉及具有以下还原剂的无电极铜电镀组合物：其作为常规还原剂的替代物并且是稳定、环保的，且提供优良的铜沉积物。

背景技术

无电极铜电镀组合物广泛用于金属化工业中，以用于在不同类型的基板上沉积铜。例如，在制造印刷线路板时，使用无电极铜浴液将铜沉积到通孔和电路路径中作为后续电解铜电镀的基础。无电极铜电镀还用于装饰塑料工业中，以用于将铜沉积在非导电性表面上作为视需要进一步电镀铜、镍、金、银和其它金属的基础。现今工业中使用的典型无电极电镀浴液含有二价铜化合物、用于二价铜离子的螯合剂或络合剂、甲醛还原剂和不同添加剂以使得浴液更加稳定、调节电镀速率以及使铜沉积物发亮。尽管许多这类浴液取得成功并且广泛使用，但由于甲醛的毒性，金属化工业已寻求不含有甲醛的替代性无电极铜电镀浴液。

已知甲醛对眼睛、鼻子和上呼吸道具有刺激性。动物研究表明甲醛是体外诱变剂。根据WATCH委员会报告(WATCH/2005/06-控制化学品行动工作组-英国健康和安全委员会(UK Health and Safety Commission)的下属委员会)，在2000之前进行的超过五十种流行病研究表明甲醛与鼻咽癌/鼻癌之间的关联性，但并不是结论性的。然而，在美国由IARC(国际癌症研究署(International Agency for Research on Cancer))进行的最新研究表明，存在充足的甲醛引起人类鼻咽癌的流行病证据。由此，INRS(一个法国机构)向欧洲共同体分类和标签工作组(European Community Classification and Labelling Work Group)提交建议书，提议将甲醛从3类致癌物重新归类为1类致癌物。这将使甲醛的使用和处理受到更多限制，包括在无电极铜配方中。因此，金属化工业中需要类似的或改良的还原剂以取代甲醛。这类还原剂必须与现有无电极铜方法相容；提供所需能力和可靠性并且满足成本目标。

已提议将次磷酸作为甲醛的替代物；然而，含有这种化合物的浴液的电镀速率通常太慢。

U.S.5,897,692披露不含甲醛的无电极电镀溶液。包括如氢化硼盐和二甲胺硼烷(DMAB)的化合物作为还原剂。然而，已尝试这类含硼化合物且取得不同程度的成功。此外，这些化合物与甲醛相比更昂贵并且也具有健康和安全性问题。DMAB具有毒性。另外，所得硼酸盐在释放至环境中后对农作物具有副作用。

因此，仍然需要包括替代性还原剂以代替许多当前用于无电极电镀工业的常规还原剂的无电极铜浴，其是稳定的、提供可接受的铜沉积物并且是环保的。

发明内容

一种组合物包括一或多种铜离子源、一或多种螯合剂和一或多种具有下式的化合物：

其中R₁和R₂可相同或不同且是直链或分支链(C₁-C₄)烷基。

一种方法包括：提供基板；将组合物涂覆到基板上，所述组合物包含一或多种铜离子源、一或多种螯合剂和一或多种具有下式的化合物：

其中R₁和R₂可相同或不同且是直链或分支链(C₁-C₄)烷基。

无电极铜组合物提供替代性还原剂，其使得能够排除许多常规还原剂且在储存期间以及在铜沉积期间稳定。无电极铜组合物提供均匀铜沉积物，其具有均匀的粉红色和光滑外观，且通常符合商业上可接受的无电极铜浴液所需的工业标准。无电极铜组合物也按商业上可接受的速率电镀铜。排除常规的对环境有害的还原剂能够产生环保的无电极铜电镀组合物。

具体实施方式

如遍及本说明书所使用，除非上下文另作明确指示，否则下文给出的缩写具有以下含义：g＝克；mg＝毫克；ml＝毫升；L＝升；cm＝厘米；m＝米；mm＝毫米；μm＝微米；min.＝分钟；ppm＝百万分率；℃＝摄氏度；M＝摩尔；g/L＝克/升；v＝体积；wt％＝重量百分比；DI＝去离子；T_g＝玻璃转变温度。

术语“印刷电路板”和“印刷线路板”是同义的。术语“电镀”和“沉积”在整个本说明书中可互换地使用。除非另外指出，否则所有量皆是重量百分比。所有数值范围是包括性的并且可按任何顺序组合，但逻辑上这类数值范围被限制于总计共100％。