[发明专利]无电镀铜以及抵消钝化

说明书

在含铜的基材上无电镀铜之前，向所述基材施加含有选择的咪唑化合物的水性组合物。所述含有选择的咪唑化合物的水性组合物抵消了所述基材上的铜的钝化以改善无电镀铜工艺。

技术领域

本发明涉及无电镀铜方法，以及抵消含铜基材上的铜的钝化作用的方法。更具体地，本发明涉及无电镀铜方法，以及用含有选择的咪唑化合物的水性组合物抵消含铜基材上的铜的钝化作用的方法。

背景技术

无电镀铜广泛用于金属化工业中用于在各种类型的基材上沉积铜。例如，在印刷电路板的制造中，无电镀铜浴用于在通孔壁和电路通道上沉积铜，作为后续电解镀铜的基础。无电镀铜也用于装饰性塑料工业中用于在非导电表面上沉积铜，作为根据需要进一步镀铜、镍、金、银和其他金属的基础。目前商业上使用的无电镀铜浴含有水溶性二价铜化合物，用于二价铜离子的螯合剂或络合剂，例如罗谢尔盐(四水合酒石酸钾钠)和乙二胺四乙酸钠盐，还原剂，例如甲醛和甲醛前体或衍生物，以及各种添加剂，以使浴更稳定，调整镀速和提亮铜沉积物。

在启动时观察到的问题，尤其是在基于酒石酸的无电镀铜的情况下，是基材(如来自无电镀铜的不充分引发的覆铜层压板)的氧化或钝化。铜钝化的一种形式是在金属铜的表面上形成铜氧化物如氧化亚铜(Cu₂O)和氧化铜(CuO)的微涂层。然而钝化可能是用于防止铜腐蚀的希望的方法，在无电镀铜中，铜表面上的氧化的存在可以抑制铜表面的希望的催化活性。此问题在基于酒石酸的无电镀铜浴中是最常观察到的，并可表现为在启动时覆铜层压板上的一系列表面着色。在铜表面上观察到的此氧化现象还可能影响穿孔底部和内层铜表面处的铜垫，从而损害互连的可靠性。

为了解决该问题，常规方法是向含铜基材施加冲击电压。冲击辊为面板表面提供还原电位，这以电解方式减少了铜表面上的表面钝化并沉积了对无电镀铜有活性的薄的铜种子层。然而，如果面板太小而不能跨越从阴极辊到无电浴的距离或者如果电路设计不允许所有铜表面同时连接到冲击辊以及无电浴，则冲击电压可能是无效的。在此类情况下，存在并不是所有铜表面都对冲击辊的作用产生反应的风险，正因如此，一些表面可能不能正确地引发无电镀铜。冲击辊被安排在无电浴之前，但不是其自身浸渍在无电溶液中(或镀敷可能在辊上发生)。当面板跨越冲击辊与无电浴溶液之间的距离时，冲击电压起作用。如果面板太小而不能跨越此距离，那么冲击将没有作用。此类情况必然需要解决钝化问题的替代方法。

因此，需要一种无电镀铜方法以及抵消含铜基材的钝化作用的方法。

发明内容

本发明涉及一种无电镀铜方法，其包括：

a)提供包含铜的基材；

b)向所述基材的铜施加催化剂；

c)用包含咪唑化合物的水性组合物处理所述基材的经催化的铜，其中所述咪唑化合物具有下式：

其中R¹和R²独立地选自氢、(C₁-C₄)烷基和酯基或R¹和R²的碳可以一起形成取代或未取代的稠合的六元碳芳环，其中所述六元碳芳环上的取代基选自由以下组成的组：羧基、羧基(C₁-C₄)烷基、羟基、羟基(C₁-C₄)烷基、氨基和氨基(C₁-C₄)烷基，R³是氢、羟基、羟基(C₁-C₄)烷基、氨基或氨基(C₁-C₄)烷基，并且A可以是氮原子或碳原子，其中当A是碳原子时，所述碳原子可以具有选自由以下组成的组的取代基：取代或未取代的咪唑、胍基、取代的苯基、氨基(C₁-C₄)烷基、以及萘基(C₁-C₄)烷基；

d)向所述基材的经处理的铜施加无电镀铜浴；以及