[发明专利]一种新型高效半导体镀铜添加剂及其制备方法

说明书

本发明涉及电镀领域，更具体地，本发明涉及一种新型高效半导体镀铜添加剂及其制备方法。本发明第一个方面提供一种新型高效半导体镀铜添加剂，包括5～20g/L改性聚醚、1～5g/L有机硫化物、2～10g/L聚乙烯亚胺类化合物以及0.5～5g/L染色剂；其中改性聚醚的制备原料包括环氧乙烷、环氧丙烷以及二元羧酸，而有机硫化物中含有巯基，且聚乙烯亚胺类化合物中含有环状结构。

技术领域

本发明涉及电镀领域，更具体地，本发明涉及一种新型高效半导体镀铜添加剂及其制备方法。

背景技术

电镀与电化学、有机化学、界面化学、结晶学、动力学等密切相关，是一项综合性的应用技术。电镀的主要目的是为零件或材料表面提供防护层或改变基体材料的表面特性，电镀实际上是一种金属电沉积过程，就是通过电解方法在固体表面上获取金属沉积层的过程。

目前使用的镀铜工艺主要有氰化物镀铜、酸性硫酸盐镀铜和焦磷酸盐镀铜等，每种工艺各有特点。硫酸盐镀铜广泛应用于防护装饰性电镀、塑料电镀、电铸以及印制线路板孔金属化加厚电镀和图形电镀的底镀层，但不能在锌、铁基体上直接电镀。

要得到好的镀层，必须有好的电镀液，而起主要作用的是添加剂它可以改善电镀液的深镀能力和孔壁结构，影响铜层的结晶组织，减少镀层表面的缺陷，但目前用的添加剂会降低与其他镀层的结合力；此外，电镀液中一些杂环化合物和染料，水中溶解度小，使用效率较低，且容易形成沉淀，造成镀层不均匀、有麻点等缺陷。

针对上述一些问题，本发明提供一种新型亚微米或纳米级的高效半导体镀铜添加剂，改善电镀液的分散、覆盖能力，同时提高镀层的平整度、光亮度，以及增强镀层间的结合力，使延展性提高，脆性降低，并使获得的试样表面镀层光亮，不存在有针孔、麻点、起皮、毛刺、斑点、起瘤、剥离、阴阳面、烧焦、树枝状等现象；该添加剂制备方法简单，成本较低，适合工艺化生产。

发明内容

本发明第一个方面提供一种新型高效半导体镀铜添加剂，包括5～20g/L改性聚醚、1～5g/L有机硫化物、2～10g/L聚乙烯亚胺类化合物以及0.5～5g/L染色剂；其中改性聚醚的制备原料包括环氧乙烷、环氧丙烷以及二元羧酸，而有机硫化物中含有巯基，且聚乙烯亚胺类化合物中含有环状结构。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，包括10～15g/L改性聚醚、2～4g/L有机硫化物、4～8g/L聚乙烯亚胺类化合物以及1.5～2.5g/L染色剂。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，二元羧酸的结构为所述R中含有环状结构，且其碳原子数为5～20。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，二元羧酸的结构选自中的任一种或多种的组合。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，有机硫化物包括含有磺酸基的有机硫化物、含杂环的有机硫化物以及二硫基化合物。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，含有磺酸基的有机硫化物选自聚二硫丙烷磺酸钠、2-噻唑啉基聚二硫丙烷磺酸钠、苯基聚二硫丙烷磺酸钠中的任一种或多种的组合。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，聚乙烯亚胺类化合物的结构为R₁为甲基或乙基，m为10～1000。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，染色剂选自酚菁染料、吩嗪染料、龙胆紫中的任一种或多种的组合。

本发明第二个方面提供一种所述新型高效半导体镀铜添加剂的制备方法，包括依次向水中加入改性聚醚、有机硫化物、聚乙烯亚胺类化合物以及染料。

本发明第三个方面提供一种新型高效半导体电镀液，其中，包含所述的新型高效半导体镀铜添加剂。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：