[发明专利]包含抑制剂的锡或锡合金电镀组合物

说明书

本发明提供了一种含水组合物，其包含锡离子和至少一种式I化合物，其中：X¹、X²独立地选自直链或支化C₁‑C₁₂烷二基，其可任选间隔有O或S；R¹¹为式‑(O‑CH₂‑CHR⁴¹)_m‑OR⁴²的单价基团；R¹²、R¹³、R¹⁴独立地选自H、R¹¹和R⁴⁰；R¹⁵选自H、R¹¹、R⁴⁰和‑X⁴‑N(R²¹)₂；X⁴为选自(a)直链或支化C₁‑C₁₂烷二基和(b)式‑(O‑CH₂‑CHR⁴¹)_o‑的二价基团；R²¹选自R¹¹和R⁴⁰；R⁴⁰为直链或支化C₁‑C₂₀烷基；R⁴¹选自H和直链或支化C₁‑C₅烷基；R⁴²选自H和直链或支化C₁‑C₂₀烷基，其可任选被羟基、烷氧基或烷氧羰基取代；n为1‑6的整数，2m为2‑250的整数，且o为1‑250的整数。

发明背景

本发明涉及包含抑制剂的锡或锡合金电镀组合物、其用途以及锡或锡合金电镀的方法。

金属和金属合金在商业上，特别是在其通常被用作电触点、最终饰面和焊料的电子工业中至关重要。

无铅焊料如锡、锡-银、锡-铜、锡-铋、锡-银-铜等是焊料中所用的常见金属。这些焊料通常借助金属电镀浴而沉积在半导体基材上。

典型的镀锡溶液包含溶解的锡离子、水、其量足以为浴赋予导电性的的酸性电解质如甲磺酸、抗氧化剂和专有添加剂，以就表面粗糙度和孔隙形成而言改善电镀的均一性和金属沉积物的品质。该类添加剂通常包括抑制剂(通常也称为表面活性剂)和晶粒细化剂等。

无铅焊料电镀的某些应用在电子工业中面临挑战。例如，当用作铜柱上的覆盖层时，在铜柱的顶部上沉积相对少量的无铅焊料，例如锡或锡-银焊料。在电镀如此少量的焊料时，在模具内和晶片上，通常难以在各柱的顶部上电镀高度均一的焊料组合物。使用已知的焊料电镀浴也产生具有相对粗糙表面形貌的沉积物。

US4135991和GB1567235公开了一种用于电镀锡和/或铅的包含特定烷氧基化胺光亮剂的浴，所述光亮剂分别包含聚氧化烯以及C₈-C₂₂或C₁₂-C₁₈脂肪酸烷基。

EP2141261A2公开了一种包含N,N-二聚氧化烯-N-烷基胺、氧化胺或其混合物，特别是包含具有6-28个碳原子的烷基的那些的锡电镀浴。

为了提供具有可接受形貌和基本上不含孔隙的锡沉积物，US 2015/122661A1提出了一种锡电镀组合物，其包含锡离子源、酸性电解质、0.0001-0.045g/l的特定第一晶粒细化剂、0.005-0.75g/l的作为第二晶粒细化剂的α,β-不饱和脂族羰基化合物和非离子表面活性剂。除许多其他表面活性剂以外，非离子表面活性剂可为衍生自不同氧化烯与向乙二胺的加成，优选衍生自氧化丙烯和氧化乙烯的四官能聚醚。该化合物中的亚烷氧基结构部分可呈嵌段、交替或无规排列。式3和4中的x:y摩尔比通常为10:90-90:10，优选为10:90-80:20。