[发明专利]一种铜镀液

说明书

本发明公开了一种铜镀液，所述铜镀液中含有整平剂、铜离子源、电解质和卤离子源，所述整平剂由一种或多种含氮杂环化合物、二种以上的多环氧基化合物和一种或多种多胺化合物反应而成的数均分子量分布在500‑20000的聚合物；使用本发明的整平剂进行电镀铜，可以获得在具有高厚径比通孔的孔口、孔内与基材表面，或者基材表面与高密度互连盲孔内部厚度均匀，表面光滑平整的铜层，使得铜电镀液具有良好的均镀能力和深镀能力，特别对厚径比达到15以上的通孔以及高密度互连盲孔有较好的镀覆能力。

技术领域：

本发明涉及电镀领域，具体涉及一种铜镀液。

背景技术：

目前，随着电子设备的功能增加和携带方便性的不断进步，电子设备中所使用的电路基板趋向小型化。通常而言，电路基板一般包括印制线路板和半导体晶片。为了实现基板内部电路的互连互通，多层板是一个可选方案。此类基板通过通孔来实现上述目的，但通常这种多层板具有高的厚径比即板厚度与通孔直径的比值，例如，厚径比达到10:1，甚至20:1。此类结构增加了基板上镀铜的难度，降低孔内镀铜均匀性即深镀能力(Throwingpower，Tp值)。深镀能力定义为通孔中心的铜沉积厚度与其表面厚度的比率。

另外，多层板之间电路的连接也可通过高密度互连技术实现，此类技术主要通过盲孔连接来实现，盲孔的填充要实现填充最大化，同时整个基板表面的铜沉积物厚度变化最小化。在此类盲孔沉积均匀铜层的难度与盲孔的孔深和直径比值成正比关系，孔深直径比越大，沉积平整铜层的难度也越大。盲孔电镀效果一般用Dimple值来表述。Dimple值是指盲孔电镀后的凹陷值，当镀铜后盲孔镀层中心位置往下凹陷则Dimple值为正，如果镀层中心凸出铜面则Dimple值为负。

在电路板的电镀领域中，技术人员都知道：在电镀过程中，基板表面的电压降会沿着具有不规则形状的表面发生变化，而使得金属沉积不均匀，其中凸点的负电位高，凹点的负电位较低，孔口角的负电位会很高，要实现基板表面(包括孔内表面)整个铜沉积物厚度变化最小，是一种严峻的挑战。

发明内容：

本发明的目的是提供一种铜镀液，能在具有高厚径比通孔和高密度互连盲孔的基板上获得均匀、平整的铜层，特别对厚径比达到15以上的通孔以及高密度互连盲孔有较好的镀覆能力。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种铜镀液，所述铜镀液中含有整平剂、铜离子源、电解质和卤离子源，其特征在于，所述整平剂由一种或多种含氮杂环化合物、二种以上的多环氧基化合物和一种或多种多胺化合物反应而成的数均分子量分布在500-20000的聚合物。

所述含氮杂环化合物是指，环上含有至少一个氮原子的有机环状化合物，其可以是芳族或非芳族，可以具有连接到环上的一个或多个取代基，优选地，所述含氮杂环化合物选自咪唑、苯并咪唑、哌啶、吡咯、吡唑、三唑、四唑、嘧啶、吡啶、吡嗪、吡咯烷或其碳原子上的氢被取代基取代的衍生物。

进一步优选地，所述含氮杂环化合物衍生物的取代基选自C1～C4烷基、C2～C4烯基、苯基及稠环芳香基、氯苯基、C5～C8环烯基、C5～C8饱和环烷基、C1～C2羟烷基、C2～C5烷氧基。

所述多环氧基化合物是指，在结构中有2个或多个环氧基团的有机化合物。优选地，在实施本发明时，所述的二种以上的多环氧基化合物中至少一种是二环氧基化合物。

优选地，所述整平剂由含氮杂环化合物、多胺化合物、多环氧基化合物和二环氧基化合物反应而成的聚合物，并且含氮杂环化合物、多胺化合物、多环氧基化合物、二环氧基化合物的摩尔比为1：0.002～7：0.01～1：0.1～8，优选为1：0.01～4：0.04～0.46：0.58～3.7。

进一步优选地，所述二环氧基化合物为C2～C12烷基二醇二缩水甘油醚或聚乙二醇二缩水甘油醚。