[发明专利]无甲醛无电极金属镀敷组合物和方法

说明书

无甲醛无电极金属镀敷溶液包括与叔胺组合的乙醛酸或其盐，所述叔胺使所述乙醛酸和盐稳定。所述无电极金属镀敷溶液为环境友好、稳定的且在衬底上沉积光亮金属沉积物。

技术领域

本发明涉及含有乙醛酸和其盐和叔胺的环境友好、无甲醛无电极金属镀敷组合物和方法。更确切地说，本发明涉及抑制乙醛酸和其盐的分解的含有乙醛酸和其盐和叔胺的环境友好、无甲醛无电极金属镀敷组合物和方法。

背景技术

如无电极铜镀敷组合物的无电极金属镀敷组合物广泛用于金属化行业中以将铜和其它金属沉积于不同类型的衬底上。例如，在制造印刷线路板中，使用无电极铜槽将铜沉积到通孔和电路路径中作为后续电解铜镀敷的基底。无电极铜和其它无电极金属镀敷组合物也用于装饰塑料行业中以将金属沉积到非导电表面上作为进一步镀敷铜、镍、金、银和视需要的其它金属的基底。现今商业中使用的典型无电极铜镀敷槽含有二价铜化合物、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槽更稳定、调节镀敷率以及使铜沉积物变亮。尽管许多此类槽取得成功且广泛使用，但由于甲醛的毒性，金属化工业已寻求不含甲醛的替代性无电极铜镀敷槽。

已知甲醛对眼睛、鼻子和上呼吸道具有刺激性。动物研究表明甲醛为体外诱变剂。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，包括在无电极铜调配物中。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。此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且满足成本目标。

为了解决甲醛的问题，研究人员已尝试使用乙醛酸或其盐作为甲醛替代物；但是，乙醛酸和其盐具有高分解速率，这损害其作为甲醛的可接受替代品的性能。最可能分解路径中的一种为坎尼乍若反应(Cannizzaro reaction)：

2CHOCOO^-+OH^-→C₂O₄^2-+HOCH₂COO-

与甲醛类似，乙醛酸在强碱性条件下歧化以形成草酸盐和羟乙酸盐。乙醛酸的坎尼乍若效应比甲醛更严重。因此，可以看出乙醛酸浓度在槽液中急剧下降，且导致无电极铜镀敷的终止，除非补充更多还原剂。因此，操作成本极高。抑制经由坎尼乍若反应的乙醛酸的分解的尝试的实例公开于板桥(Itabashi)等人的U.S.2003/0054094和同样为板桥等人的U.S.2003/0183120中。U.S.2003/0054094宣称坎尼乍若反应可通过在无电极铜镀敷溶液中包括一定摩尔量的甲醇、伯胺、仲胺、偏硅酸和其盐、磷酸和其盐、二氧化锗、钒酸酸和其盐抑制。U.S.2003/0183120宣称在无电极铜镀敷溶液中包括丁二酸可抑制坎尼乍若反应。

尽管存在可以抑制无电极金属镀敷溶液中的坎尼乍若反应且抑制乙醛酸分解的方法，仍需要提供防止或减少乙醛酸分解、环境友好且提供衬底上的均一、光亮金属沉积物的无电极金属镀敷溶液。

发明内容

组合物包括一或多种金属离子源、一或多种乙醛酸源、其盐或混合物和一或多种叔胺化合物、其盐或卤化物，具有下式：