[go: up one dir, main page]

DD159268A3 - PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB - Google Patents

PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB Download PDF

Info

Publication number
DD159268A3
DD159268A3 DD22471580A DD22471580A DD159268A3 DD 159268 A3 DD159268 A3 DD 159268A3 DD 22471580 A DD22471580 A DD 22471580A DD 22471580 A DD22471580 A DD 22471580A DD 159268 A3 DD159268 A3 DD 159268A3
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
copper
electrolyte
copper layers
layers
deposition
Prior art date
Application number
DD22471580A
Other languages
German (de)
Inventor
Eberhard Wuensche
Stephan Uhlmann
Roland Ohme
Jochen Rusche
Detlef Ballschuh
Original Assignee
Eberhard Wuensche
Stephan Uhlmann
Roland Ohme
Jochen Rusche
Detlef Ballschuh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eberhard Wuensche, Stephan Uhlmann, Roland Ohme, Jochen Rusche, Detlef Ballschuh filed Critical Eberhard Wuensche
Priority to DD22471580A priority Critical patent/DD159268A3/en
Publication of DD159268A3 publication Critical patent/DD159268A3/en

Links

Landscapes

  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, womit durch neue Elektrolytzusaetze die Abscheidung glatter, duktiler Schichten erreicht werden soll. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, das das Verwerfen des Elektrolyten und Ausschuss vermeidet, eine Erhoehung des Durchsatzes sowie eine hoehere Abscheidungsgeschwindigkeit gewaehrleistet und die Abscheidung glatter, gleichmaessiger und duktiler Kupferschichten in einem weiten Stromdichtebereich realisiert. Das erfindungsgemaesse Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupferschichten aus schwefelsauren Glanzkupferelektrolyten, die als Glanzmittel Dialkyldisulfiddisulfonsaeuren und wasserloesliche Polyaether enthalten, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei kathodischen Stromdichten von 2 bis 6A/dm hoch 2 und Temperaturen von 20 bis 32 Grad C polymere N,N-Dimethyl-3,4-dimethylenpyrrolidiniumverbindungen der allgemeinen Formel I, in welcher n Zahlen von 10 bis 300 und x hoch - Anionen bedeuten, in Mengen von 0,3 bis 5 mg/l zugesetzt werden. Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich auf die Leiterplattenherstellung.The invention relates to a method with which the deposition of smooth, ductile layers is to be achieved by new electrolyte additives. The aim and object of the invention is the development of a method which avoids the discarding of the electrolyte and rejects, ensures an increase in throughput and a higher deposition rate and realizes the deposition of smooth, uniform and ductile copper layers in a wide current density range. The process according to the invention for the electrodeposition of copper layers from sulfuric acid copper electrolytes containing dialkyldisulfide disulfonic acids and water-soluble polyethers as brightening agents is characterized in that at cathodic current densities of 2 to 6A / dm high 2 and temperatures of 20 to 32 degrees C polymeric N, N Dimethyl-3,4-dimethylenpyrrolidiniumverbindungen of the general formula I, in which n numbers from 10 to 300 and x high - anions mean in amounts of 0.3 to 5 mg / l are added. The application of the invention extends to the manufacture of printed circuit boards.

Description

47 1 5 -*-47 1 5 - * -

a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupferschichten auf LeiterplattenProcess for the electrodeposition of copper layers on printed circuit boards

b) Anwendungsgebiet der Erfindung b) Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupferschichten auf. Leiterplatten, womit durch neue Elektrolytzusätze die Abscheidung glatter, duktiler Schichten bei höherer Badleistung erreicht werden soll·The invention relates to a method for the electrodeposition of copper layers. Circuit boards, with which the addition of new electrolyte additives is intended to achieve the deposition of smooth, ductile layers with higher bath performance.

^ c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ^ c) Characteristic of the known technical solutions

Seit langem ist die galvanische Abscheidung von Kupferschichten aus cyanidischen Elektrolyten bekannt. Die Kupferschichten sind matt, der anwendbare Stromdichtebereich ist klein und vorhandene Rauhigkeiten des Grundmaterials werden durch diese Art der Kupferbeschichtung verstärkt, so daß Elektrolyseverfahren mit cyanidhaltigen Kupferelektrolyten heute nur noch zur Vorverkupferung mit ganz geringen Schichtdicken verwendet werden können.The galvanic deposition of copper layers from cyanide electrolytes has been known for a long time. The copper layers are matt, the applicable current density range is small and existing roughness of the base material are reinforced by this type of copper coating, so that electrolysis process with cyanide copper electrolytes can be used today only for pre-coppering with very low layer thicknesses.

- 2- 22471 5- 2- 22471 5

Anstelle von cyanidisehen Elektrolyten sind später pyrophosphathaltige Kupferelektrolyte eingeführt worden, welche aber wegen ihrer geringen Belastbarkeit heutigen Leistungsansprüchen nicht mehr genügen.Instead of cyanide electrolytes later pyrophosphate copper electrolytes have been introduced, but which are no longer sufficient because of their low load capacity today's performance requirements.

Schwefelsaure Kupferelektrolyte mit organischen Zusätzen sind seit mehr als zwei Jahrzehnten bekannt, womit hohe Abscheidungsleistungen möglich sind. Diese schwefelsauren Kupferelektrolyte enthalten organische Glanzbildner und Einebnungsmittel und werden zur Abscheidung gut haftender, porenfreier und glänzender Schichten eingesetzt, beispielsweise zur Herstellung der Kupferzwischenschicht im dekorativen Korrosionsschutz bei der Druckwalzenfertigung und für .galvanoplastische Verfahren.Sulfuric acid copper electrolytes with organic additives have been known for more than two decades, so that high deposition rates are possible. These sulfuric acid copper electrolytes contain organic brighteners and leveling agents and are used for the deposition of well-adhering, nonporous and glossy layers, for example for the production of the intermediate copper layer in decorative corrosion protection in the production of printing rolls and for galvanic processes.

Von sehr vielen vorgeschlagenen organischen Zusätzen hat sich eine Kombination von Mercaptoalkansulfonsäuren oder deren Oxydationsprodukten, den Dialkyldisulfiddisulfonsäuren, mit wasserlöslichen aliphatischen Polyäthern in der Praxis allgemein bewährt und bildet den heutigen Stand der Technik. Durch Kombination mit weiteren Zusätzen, beispielsweise durch den Zusatz von heterocyclischen Verbindungen, konnte der Stromdichte-Glanz-Bereich (SDG) solcher sauren Elektrolyte verbessert werden.Of many proposed organic additives, a combination of mercaptoalkanesulfonic acids or their oxidation products, the dialkyl disulfide disulfonic acids, has been well established in practice with water-soluble aliphatic polyethers and forms the state of the art. By combining with other additives, for example by the addition of heterocyclic compounds, the current density-gloss range (SDG) of such acidic electrolytes could be improved.

Pur die Herstellung von Kupferschichten auf Leiterplatten sind schwefelsaure Hochleistungselektrolyte mit Zusätzen der vorher genannten Art nicht einsetzbar, da die hohe Einebnungsfähigkeit für diesen Zweck nicht erwünscht ist. Die mit diesen Elektrolyten erreichbare Duktilität des Kupfers reicht für die Leiterplattenfertigung bei weitem nicht aus. Verfahren zur Herstellung von durchkontaktierten Leiterplatten sollen vorrangig folgende Bedingungen erfüllen:Purely the production of copper layers on printed circuit boards sulfuric acid high performance electrolytes with additives of the aforementioned type are not applicable, since the high leveling ability for this purpose is not desirable. The achievable with these electrolytes ductility of copper is not enough for the PCB manufacturing by far. Process for the production of plated-through printed circuit boards should primarily fulfill the following conditions:

- Abscheidung duktilen Kupfers, um beim Lötproze-ß das Reißen der Kupferschicht zu vermeiden,- Deposition of ductile copper, in order to avoid the tearing of the copper layer during the soldering process,

- gleichmäßiger Aufbau glatter Schichten,- uniform structure of smooth layers,

- großer Stromdichte-Glanz-Bereich,large current density-gloss range,

- möglichst hohe Abscheidungsgeschwindigkeit.- highest possible deposition rate.

22 47 1522 47 15

Die für den dekorativen Korrosionsschutz entwickelten Verkupferungsverfahren erfüllen diese Bedingungen nicht, da besonders bei sehr niedrigen Stromdichten ungenügende Leistungen vorliegen. Die gleichzeitige Erzielung von Glanz und Einebnung bei sauren Hochleistungselektrolyten erfordert die Verwendung von organischen Glanzbildnern in einem solchen Konzentrationsbereich, der keine hervorragende Duktilität der abgeschiedenen Kupferschichten mehr ermöglicht· Die Glanzbildner beziehungsweise ihre elektrochemischen Abbauprodukte werden mit in die Kupferschicht eingebaut, was eine Verminderung der Duktilität, eine Erhöhung der Härte und eine Verstärkung der inneren Spannungen der Schicht zur Folge hat.The copper-plating process developed for decorative corrosion protection does not meet these requirements, as there are insufficient performances, especially at very low current densities. The simultaneous achievement of gloss and leveling in acidic high-performance electrolytes requires the use of organic brighteners in such a concentration range which does not permit excellent ductility of the deposited copper layers. The brighteners or their electrochemical degradation products are incorporated into the copper layer, which results in a reduction in ductility. an increase in hardness and an increase in the internal stresses of the layer result.

An ein galvanisches Verkupferungsverfahren für Leiterplatten ist aber an erster Stelle die Forderung nach besonders guter Duktilität zu stellen.However, in the first place, the demand for particularly good ductility must be placed on a galvanic copper plating process for printed circuit boards.

Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, die Glanzbildner bekannter Elektrolytzusätze durch Oxydation mit Wasserstoffperoxid teilweise oxydativ zu zerstören (DD-PS 118 444), um die Duktilität der Kupferschichten zu verbessern.It has therefore also been proposed to destroy the brighteners known electrolyte additives by oxidation with hydrogen peroxide partially oxidative (DD-PS 118 444) to improve the ductility of the copper layers.

Andere Verfahrensvorschläge wollen aus diesem Grund überhaupt ohne Zusätze galvanisieren (DE-PS 2 630 688), um die gute Duktilität des Mattkupfers aus schwefelsauren Elektrolyten zu erhalten. Durch diese Verfahrensvorschläge wird zwar die Duktilität verbessert, gleichzeitig Jedoch ein mattes, teilweise rauhes Kupfer abgeschieden, was bei durchkontaktierten Leiterplatten den Qualitätsforderungen nicht entspricht.For this reason, other process proposals want to galvanize at all without additives (German Pat. No. 2,630,688) in order to obtain the good ductility of the matt copper from sulfuric acid electrolytes. Although the ductility is improved by these process proposals, at the same time a matt, partially rough copper is deposited, which does not meet the quality requirements for plated-through printed circuit boards.

Pur die galvanische Abscheidung des Kupfers innerhalb der Bohrungen durchkontaktierter Leiterplatten sind Elektrolyte erforderlich, die in einem weiten Stromdichtebereich geeignete Schichten ergeben. Speziell nüssen sie besonders bei niedrigen Stromdichten eine gleichmäßige, glatte und duktile Verkupferung ermöglichen.Purely the electrodeposition of copper within the holes of plated-through printed circuit boards requires electrolytes that provide suitable layers over a wide current density range. Specifically, they must provide uniform, smooth and ductile copper plating, especially at low current densities.

2247 1 52247 1 5

Durch Kombination von Dialkyldisulfidsulfonsäuren und wasserlöslichen Polyäthern mit polymeren Basen, zum Beispiel Hydroxyalkylderivaten von Polyiminen (DD-PS 82 858), konnte eine Erweiterung des geeigneten Stromdichtebereiches erzielt werden· Spätere Vorschläge, solche Polyamine nachträglich mitBenzylchlorid (DE-OS 2.105 472) oder Epoxiden (DE-OS 2 818 725) zu alkylieren und die erhaltenen, teilweise quarternierten Polyimine als Elektrolytzusätze zu verwenden, brachten eine weitere Verbesserung des geeigneten Stromdichtebereiches, so daß solche Kombinationen in Verfahren der Leiterplattenverkupferung eingesetzt werden konnten.By combining dialkyl disulfide sulfonic acids and water-soluble polyethers with polymeric bases, for example hydroxyalkyl derivatives of polyimines (DD-PS 82 858), an extension of the appropriate current density range could be achieved. · Later proposals, such polyamines subsequently with benzyl chloride (DE-OS 2,105,472) or epoxides ( DE-OS 2 818 725) and to use the obtained, partially quaternized polyimines as electrolyte additives, brought about a further improvement of the suitable current density range, so that such combinations could be used in methods of printed circuit board copper plating.

Diese Elektrolytzusätze haben jedoch den Nachteil, daß die verwendeten Polyamine einen wechselnden und unvollständigen Quarternierungsgrad aufweisen, auch dann, wenn mit überschüssigem Alkylans gearbeitet wurde. Kupferelektrolyte dieser Art,welche teilweise quartäre Imine in Kombination mit Dialkyldisulfiddisulfonsauren und einem Polyäther enthalten, haben den weiteren Nachteil, daß in ihnen der elektrochemische Abbau und der Verbrauch der Zusatzkomponenten ungleichmäßig sein kann und zum Beispiel eine Anreicherung reduzierender Substanzen (kenntlich an einem erhöhten Bromat-Titer) erfolgen kann, was eine Kontrolle, unter Umständen vorzeitige Regenerierungsarbeiten oder das Verwerfen des Elektrolyten erfordert.However, these electrolyte additives have the disadvantage that the polyamines used have a varying and incomplete Quaternierungsgrad, even when working with excess alkylane. Copper electrolytes of this type, which partly contain quaternary imines in combination with dialkyldisulfide disulfonic acids and a polyether, have the further disadvantage that in them the electrochemical degradation and the consumption of the additional components can be uneven and, for example, an accumulation of reducing substances (indicated by an increased bromine content). Titer), which may require control, possibly premature regeneration or discarding of the electrolyte.

d) Ziel der Erfindung;d) Aim of the invention;

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupferschichten auf Leiterplatten zu entwickeln, das die Nachteile der bekannten technischen Lösungen nicht aufweist, zudem das Verwerfen des Elektrolyten ausschließt und Ausschuß vermeidet sowie eine Erhöhung des Durchsatzes gewährleistet.It is the object of the invention to develop a method for the electrodeposition of copper layers on printed circuit boards, which does not have the disadvantages of the known technical solutions, also excludes the discarding of the electrolyte and avoids rejects and ensures an increase in throughput.

22471 522471 5

e) Darlegung des Wesens der Erfindung e) Presentation of the essence of the invention

- Die technische Aufgabe- The technical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupferschichten auf Leiterplatten zu entwickeln, womit glatte, gleichmäßige und außerordentlich duktile Kupferschichten in einem weiten Stromdichtebereich abgeschieden werden können, so daß sowohl innerhalb der Bohrungen im Gebiet der geringsten Stromdichten, als auch auf den Flächen eine einwandfreie Schichtbildung erfolgt» Gleichzeitig soll eine höhere Abscheidungsgeschwindigkeit erreicht werden·The invention has for its object to provide a method for the electrodeposition of copper layers on printed circuit boards, which smooth, uniform and extremely ductile copper layers can be deposited in a wide current density range, so that both within the holes in the field of lowest current densities, as well A perfect layer formation takes place on the surfaces »At the same time, a higher deposition rate is to be achieved ·

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der, geeignete Stromdichtebereich saurer Kupferelektrolyt e, welche als Glanzbildner eine Kombination von Dialkyldisulfiddisulfonsäure mit einem aliphatischen Polyäther enthalten, durch polymere H,N-Dimethy1-3,4-dirnethylen-pyrrolidinium-Verbindungen der allgemeinen Formel IThe technical object is achieved in that the, suitable current density range of acidic copper electrolyte e, which contain as a brightener a combination of Dialkyldisulfiddisulfonsäure with an aliphatic polyether, by polymeric H, N-Dimethy1-3,4-dirnethylen-pyrrolidinium compounds of the general formula I

/ - CH2 - CH- CH - CH2 - · \/ - CH 2 - CH - CH - CH 2 - · \

l2 l 2

H2CH 2 C

nxnx

CHCH

CHoCHO

bedeutend erweitert wird, wobei in der allgemeinen Formel I η Zahlen von 10 bis 300 und x" Anionen, wieis significantly extended, wherein in the general formula I η numbers from 10 to 300 and x " anions, such as

- 6- 224715- 6 - 224715

Chlorid, Bromid oder Äquivalente Sulfat oder Peroxodisulfat, bedeuten.Chloride, bromide or equivalents sulfate or peroxodisulfate.

Durch Verfahren, welche Elektrolyte mit den vorher genannten Zusätzen in Kombination mit einer Verbindung der allgemeinen Formel I verwenden, werden glatte, gleichmäßige, außerordentlich duktile Kupferschichten sowohl in den Bohrungen als auch auf den Flächen abgeschieden.By processes employing electrolytes with the aforementioned additives in combination with a compound of general formula I, smooth, uniform, highly ductile copper layers are deposited both in the bores and on the surfaces.

Geeignete polymere Pyrrolidiniumsalze der Formel I sind durch radikalische Polymerisation von Dimethy1-diallylammoniumsalzen in bekannter Weise (DD-PS 141 O28; DD-PS 141 029 und DD-WP C07C/210 852.) leicht herstellbar. Der Quarternierungsgrad dieser Polymeren beträgt immer 100 %. Verbindungen der Formel I bewirken neben der Erweiterung des anwendbaren Stramdichtebereich.es. auch eine Wirkungsverstärkung der glanzbildenden Zusätze, so daß mit sehr geringen Konzentrationen organischer Badzusätze galvanisiert werden kann«Suitable polymeric pyrrolidinium salts of the formula I are readily preparable by free-radical polymerization of dimethy1-diallylammonium salts (DD-PS 141 028, DD-PS 141 029 and DD-WP C07C / 210 852). The degree of quaternization of these polymers is always 100%. Compounds of the formula I cause addition of the extension of the applicable Stramdichtebereich.es. also an increase in the effectiveness of the gloss-forming additives, so that galvanizing can be carried out with very low concentrations of organic bath additives. «

Dadurch wird auch der Einbau elektrochemischer Abbauprodukte in die Kupferschichten vermindert, wodurch sich die Duktilität so erhöht, daß der beim Lötvorgang auftretende Thermoschock nicht zu Rißbildungen führt.As a result, the incorporation of electrochemical decomposition products in the copper layers is reduced, whereby the ductility is increased so that the thermal shock occurring during the soldering process does not lead to cracking.

Erfindungsgemäß enthalten die verwendeten Kupferelektrolyte neben den Polymeren der Formel I gleichzeitig herkömmliche Kombinationen zur Glanzbildung aus Dialkyldisulfiddisulfonsäure entsprechend folgender Beispiele gemäß Tabelle 1 in Verbindung mit Tabelle A der.DD-PS 82 858, wobei die Säuren bevorzugt in Form ihrer Alkalisalze verwendet werden» Tabelle 1 1. HO3S - (CH2)4 - S2 - (CH2)4 - SO3H 2o HO3S - (CH2)3 - S2- (CH2)3 - SO3H According to the invention, the copper electrolytes used in addition to the polymers of formula I at the same time conventional combinations for gloss formation from dialkyl disulfide according to the following examples according to Table 1 in conjunction with Table A der.DD-PS 82 858, wherein the acids are preferably used in the form of their alkali metal salts » Table 1 1. HO 3 S - (CH 2 ) 4 - S 2 - (CH 2 ) 4 - SO 3 H 2o HO 3 S - (CH 2 ) 3 - S 2 - (CH 2 ) 3 - SO 3 H

3 c HO„S - CH0 - CHOH - CH0 - S0 - CH0 - CHOH - CH0 - SO„H 3 2 d d. d d ρ3 c HO "S - CH0 - CHOH - CH0 - p0 - CH0 - CHOH - CH0 - SO "H 3 2d d. d dρ

4. HO3S - CH2 - CHCH3- S2 - CHCH3 - CH2 - SO3II4. HO 3 S - CH 2 - CHCH 3 - S 2 - CHCH 3 - CH 2 - SO 3 II

5. HO7S - (CH2)3 - S2 - (CH2)2 - SO3H5. HO 7 S - (CH 2 ) 3 - S 2 - (CH 2 ) 2 - SO 3 H

6. HO3S - CH2CH2 - S2 - CH2CH2 - SO3H .6. HO 3 S - CH 2 CH 2 -S 2 - CH 2 CH 2 - SO 3 H.

_.7 _ 2247 1 5_. 7 _ 2247 1 5

und Polyäther entsprechend folgender Beispiele gemäß Tabelle 2 in Verbindung mit Tabelle C der DD-PS 82 858 Tabelle 2 1· HO - GH2CH2 - (0-CH2CH2)n - 0 - CH2CH2 - OHand polyethers according to the following examples according to Table 2 in conjunction with Table C of DD-PS 82 858 Table 2 1 · HO - GH 2 CH 2 - (O-CH 2 CH 2 ) n -O-CH 2 CH 2 -OH

η = 75 - 250 ·η = 75 - 250 ·

2. HO - CH2 - CHCH3 - (0-CH2-CHCH3)Q - 0 - CH2CHCH3 - OH2. HO - CH 2 - CHCH 3 - (0-CH 2 -CHCH 3) Q - 0 - CH 2 CHCH 3 - OH

η = 8 - 20η = 8-20

3. HO - CH2 - CHCH3 - O - CH2 - CHCH3 - (0-CH2-CH2)Q-3. HO - CH 2 - CHCH 3 - O - CH 2 - CHCH 3 - (0-CH 2 -CH 2) Q -

O - CH2- CH2 - OHO - CH 2 --CH 2 --OH

n =5° - 10° n = 5 ° - 10 °

4. HO - CH2CH2 - O - (CH2CH2 - O)n - CH2CH2 - OSO3H4. HO - CH 2 CH 2 - O - (CH 2 CH 2 - O) n - CH 2 CH 2 - OSO 3 H

η - 75 - 250η - 75 - 250

Die verwendeten, vorzugsweise schwefelsauren Elektrolyte sollen folgende Zusammensetzung haben:The used, preferably sulfuric acid electrolytes should have the following composition:

CuSO4 . 5 H2O 60 - 150 g/LiterCuSO 4 . 5 H 2 O 60 - 150 g / liter

H2SO4 - 225-150 g/LiterH 2 SO 4 - 225-150 g / liter

HCl 0,02 - 0,1 g/LiterHCl 0.02-0.1 g / liter

Die bevorzugte kathodische Stromdichte beträgt 2-6 A/dm , die bevorzugte Elektrolyttemperatur 20 - 32 0C und die anodische Stromdichte soll niedriger als die Kathodenstromdichte sein.The preferred cathodic current density is 2-6 A / dm, the preferred electrolyte temperature 20 - 32 0 C and the anodic current density should be lower than the cathode current density.

Die Elektrolytbewegung erfolgt bevorzugt.in üblicher Weise durch Luft. Als Anodenmaterial wird phosphorlegiertes Kupfer verwendet. Bei hinreichender Dosierung führt die Kombination eines Stoffes der Tabelle 1 mit einem Polyäther der Tabelle 2 als Zusatz in einem schwefelsauren Elektrolyten in einem schmalen Stromdichtebereich zur Bildung glänzender aber nicht eingeebneter und unzureichend duktiler Kupferschichten.The electrolyte movement is preferably carried out in the usual way by air. The anode material used is phosphorus-alloyed copper. With sufficient dosage, the combination of a substance of Table 1 with a polyether of Table 2 as an additive in a sulfuric acid electrolyte in a narrow current density range leads to the formation of shiny but not leveled and insufficiently ductile copper layers.

226715226715

- ο —- ο -

Der Stronidichte-Glanzbereich ist für unterschiedliche Kombinationen der Einzelsubstanzen verschieden. So ist man in der Lage, durch Auswahl geeigneter Kombinationen den Umfang des Stromdichte-Glanzbereiches zu beeinflussen·The strontium gloss range is different for different combinations of individual substances. Thus one is able to influence the scope of the current density gloss range by selecting suitable combinations.

Bs ist deshalb grundsätzlich zu empfehlen, mehrere Vertreter der Tabelle 1 mit mehreren Stoffen der Tabelle 2 zu kombinieren.Basically, Bs is therefore recommended to combine several representatives of Table 1 with several substances of Table 2.

Im Gemisch mit solchen glanzbildenden Mehrstoffgemischen führen die erfindungsgemäßen Zusätze der allgemeinen Formel I zu hervorragenden Ergebnissen.In admixture with such gloss-forming multicomponent mixtures, the additives of the general formula I according to the invention lead to excellent results.

Die Testung zeigt, daß im Bereich von 0,1 - 10 A/dm^ glatte, glänzende Kupferschichten erhalten werden können. Darüber hinaus wurde gefunden, daß in Elektrolyten, welche Polyäther in Gemischen enthalten, von denen eine Komponente ein Vertreter der Gruppe Tabelle 2 - Typ'2 ist, eine Anreicherung reduzierender Abbauprodukte (kenntlich am Ansteigen des Bromat-Titers) nicht erfolgt, wodurch ein Mangel bisher bekannter Verfahren vermieden wird.The test shows that smooth, shiny copper layers can be obtained in the range of 0.1-10 A / dm 2. In addition, it has been found that in electrolytes containing polyethers in mixtures of which one component is a representative of the group Table 2 - Type '2 , an accumulation of reducing degradation products (indicated by the increase in the bromate titer) does not occur, causing a defect previously known method is avoided.

Die Zusätze werden vorzugsweise in folgenden Konzentrationsbereichen verwendet:The additives are preferably used in the following concentration ranges:

PoIy-N,N-dimethyl-3,4-methylen-pyrrölidiniumsalze, allgemeine Formel I 0,0003 - 0,005 g/LiterPoly-N, N-dimethyl-3,4-methylene-pyrrolidinium salts, general formula I 0.0003 - 0.005 g / liter

Elektrolyt Disulfiddisulfonsäure, Tabelle 1 0,003 - 0,03 g/LiterElectrolyte disulfide disulfonic acid, Table 1 0.003-0.03 g / liter

Elektrolyt Polyäther, Tabelle 2 0,005 - 0,03 g/LiterElectrolyte polyether, Table 2 0.005 - 0.03 g / liter

Elektrolytelectrolyte

Die Dosierung erfolgt entweder einzeln oder im Gemisch als kombinierter, fertiger Elektrolytzusatz.' Gegenüber bisher verwendeten Elektrolyten kann durch Anwendung höherer kathodischer Stromdichten (> 3 A/dm2) die Abscheidungsgeschwindigkeit erhöht werden, wenn der Kupfersulfatgehalt auf ca. 120 g, der Schwefelsäuregehalt auf ca. 180 g/Liter und die Arbeitstemperatur auf 27 bis 32 0G erhöht werden.The dosage is carried out either individually or in admixture as a combined ready-added electrolyte. Compared with previously used electrolytes, the deposition rate can be increased by using higher cathodic current densities (> 3 A / dm 2 ), if the copper sulfate content to about 120 g, the sulfuric acid content to about 180 g / liter and the working temperature to 27 to 32 0 G. increase.

.. 9 _ 22 47 1 5.. 9 _ 22 47 1 5

Damit führt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Erhöhung der Galvanisierungsleistung bei gleichbleibendem Elektrolytvolumen.Thus, the application of the method according to the invention leads to an increase in the plating power at a constant electrolyte volume.

f) Ausführungsbeispiel f) embodiment

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.

Beispiel 1: Example 1:

a) Ein poliertes Messingblech wurde entfettet, dekapiert und im Kupfersulfatelektrolyten folgender Zusammensetzung 15 min· bei 2 A/dm2, Luftbewegung und 22 0C Elektrolyttemperatur galvanisiert: 70 g/l CuSO4 ♦ 5 H2Oa) A polished brass sheet was degreased, de-capped and galvanized in the copper sulfate electrolyte of the following composition for 15 min at 2 A / dm 2 , air movement and 22 0 C electrolyte temperature: 70 g / l CuSO 4 ♦ 5 H 2 O.

175 g/l H2^SO4 175 g / l H 2 ^ SO 4

50 mg/1 Cl"50 mg / 1 Cl "

7,5 mg/1 HO3S - CH2 -.CHCH3 - S2 - CHCH3 - CH2 - SO3H7.5 mg / 1 HO 3 S - CH 2 -.CHCH 3 - S 2 - CHCH 3 - CH 2 - SO 3 H

12 mg/1 Polyäthylenglykol MG 4000 Die Abscheidung ist matt und rauh.12 mg / 1 polyethylene glycol MG 4000 The deposit is dull and rough.

b) Ein.weiteres poliertes Messingblech wurde entfettet, .dekapiert und im Kupferelektrolyten der bei a) genannten Zusammensetzung nach Zugabe von 1,3 mg/1 des Zusatzes der allgemeinen Formel I galvanisiert. Die Abscheidung ist spiegelglänzend, glatt und gleichmäßig.b) A further polished brass sheet was degreased, decanted and galvanized in the copper electrolyte of the composition mentioned under a) after addition of 1.3 mg / l of the additive of general formula I. The deposit is mirror-polished, smooth and even.

- 10 -- 10 -

22471 522471 5

Beispiel 2:Example 2:

Ein poliertes Messingblech wurde entfettet, dekapiert und im Kupferelektrolyten folgender Zusammensetzung 15 min.A polished brass sheet was degreased, dekapiert and in the copper electrolyte of the following composition for 15 min.

bei 5 A/drn2 und 30 0C Elektrolyttemperatur galvanisiert:galvanized at 5 A / drn 2 and 30 0 C electrolyte temperature:

125 g/l CuSO4 · 5 H2O125 g / l CuSO 4 .5H 2 O

185 g/l H2SO4 .185 g / l H 2 SO 4 .

70 mg/1 Cl"70 mg / 1 Cl "

20 mg/1 Polyäthylenglykol MW 6000 20 mg/1 HO3S-CH2-CHOH-CH2-S2-GH2-CHOh-CH2-SO3H 5 mg/1 Zusatz der allgemeinen Formel I20 mg / 1 polyethylene glycol MW 6000 20 mg / 1 H 2 O 3 S-CH 2 -CHOH-CH 2 -S 2 -GH 2 -CHOh-CH 2 -SO 3 H 5 mg / 1 addition of the general formula I

Die Abscheidung ist spiegelglänzend und gleichmäßig.The deposition is mirror-like and even.

Beispiel 3:Example 3:

Ein poliertes Messingblech wurde entfettet, dekapiert und im Kupferelektrolyten folgender Zusammensetzung 15 min. bei 3 A/dm und 22 0C Elektrolyttemperatur galvanisiert:A polished brass sheet was degreased, dekapiert and in the copper electrolyte of the following composition for 15 min. galvanized at 3 A / dm and 22 0 C electrolyte temperature:

70 g/l CuSO4 · 5 H2O 175 g/l H2SO4 50 mg/1 Cl"70 g / l CuSO 4 .5H 2 O 175 g / l H 2 SO 4 50 mg / 1 Cl.

7 mg/1 Polyäthylenglykol MW 200007 mg / 1 polyethylene glycol MW 20000

7 mg/1 Polypropylenglykol IvRY 7007 mg / 1 polypropylene glycol IvRY 700

5 mg/1 HO3C-CH2-CHOH-CH2-S2-CH2-CHOh-CH2-SO3H5 mg / 1 H 2 O 3 C-CH 2 -CHOH-CH 2 -S 2 -CH 2 -CHOh-CH 2 -SO 3 H

5 mg/1 HO3C-(CH2)3-S2-(CH2)3-S03H 2,55mg/l Zusatz der allgemeinen Formel I Die Abscheidung ist glatt, spiegelglänzend und gleichmäßig.5 mg / l HO 3 C- (CH 2 ) 3 -S 2 - (CH 2 ) 3 -SO 3 H 2.55 mg / l Addition of the general formula I The precipitate is smooth, mirror-like and uniform.

Beispiel 4:Example 4:

a) Ein poliertes Edelstahlblech wird entfettet, passiviert und in folgendem Kupferelektrolyten 30 min. bei 3 A/dm2, Luftbewegung und 22 0C Elektrolyttemperatur galvanisierta) A polished stainless steel sheet is degreased, passivated and in the following copper electrolyte for 30 min. galvanized at 3 A / dm 2 , air movement and 22 0 C electrolyte temperature

70 g/l CuSO, · 5 H2O 175 g/l H2SO4 70 g / l CuSO 4 .5H 2 O 175 g / l H 2 SO 4

- 11 -- 11 -

50 mg/1 Gl""50 mg / 1 GI ""

8 mg/1 Polyäthylenglykol 4000 8 mg/1 Polypropylenglykol 700 \ 5 mg/1 HO3S-CH2-OHOH-OH2-S2-CH2-CHOh-CH2-SO3H8 mg / 1 Polyethylene glycol 4000 8 mg / 1 of polypropylene glycol 700 \ 5 mg / 1 HO 3 S-CH 2-OH -OHOH 2 -S 2 -CH 2 -CHOH-CH 2 -SO 3 H

^ 5 mg/1 HO3S-CH2CH2CH2-S2-CH2CH2Ch2-SO3H^ 5 mg / 1 HO 3 S-CH 2 CH 2 CH 2 -S 2 -CH 2 CH 2 CH 2 -SO 3 H

Die abgeschiedene Kupferschicht ist hart und wenig duktil,The deposited copper layer is hard and less ductile,

b) Eine weitere Abscheidung erfolgte nach Zugabe von 5 mg/1 Zusatz der allgemeinen Formel I, Die Kupferschicht ist spiegelglänzend, glatt, gleichmäßig und weist eine sehr gute Duktilität auf.b) A further deposition was carried out after addition of 5 mg / 1 addition of the general formula I. The copper layer is mirror-polished, smooth, uniform and has a very good ductility.

- 12 -- 12 -

Claims (3)

Erfindungsansprüche:Invention claims: 1. Verfahren zur galvanischen Abscheidung von Kupferschichten auf Leiterplatten aus schwefelsauren Glanzkupferelek-"trolyten, welche als GlanzmittelDialkyldisulfiddisulfon· säuren und wasserlösliche Polyether enthalten, gekennzeichnet dadurch, daß bei kathodischen Stromdichten von 2-6 A/dm und Temperaturen von 20 bis 32 0C polymere N,H-Dimethyl-3,4-dimethylen-pyrrolidiniumverbindungen der allgemeinen Pormel I1. A process for the electrodeposition of copper layers on printed circuit boards of sulfuric acid Glanzkupferelek- 'trolytes, which contain as GlanzmittelDialkyldisulfiddisulfon acids and water-soluble polyethers, characterized in that at cathodic current densities of 2-6 A / dm and temperatures of 20 to 32 0 C polymers N, H-dimethyl-3,4-dimethylene-pyrrolidinium compounds of the general formula I. U - OH - OH - CH0 \ \U - OH - OH - CH 0 \ \ - CHo - CH - CH - CHn - \- CHo - CH - CH - CHn - \ H9O CHH 9 O CH 2X+/ 2 X + / CH j CH j CH3 CH 3 in welcher η Zahlen von 10 - 300 und x~ Anionen, wie Chlorid, Bromid oder Äquivalente Sulfat oder Peroxodisulfat bedeuten, in Mengen 0,3 bis 5 mg/1 zugesetzt werden·in which η denotes numbers of 10 to 300 and x.sup. anions, such as chloride, bromide or equivalents of sulphate or peroxodisulphate, in amounts of 0.3 to 5 mg / l. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwei oder mehr Diälkyldisulfiddisulfonsäuren mit zwei oder mehr aliphatischen Polyäthern zu einem Glanzmittel kombiniert und zugesetzt werden.2. The method according to item 1, characterized in that two or more Dialkylsulfiddisulfonsäuren be combined with two or more aliphatic polyethers to a brightener and added. 3. Verfahren nach Punkt 1,und 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei Verwendung von Gemischen von Polyäthern eine Komponente ein Polypropylenglykol mit durchschnittlichem Molekulargewicht von 500 - 900 ist.3. The method of item 1, and 2, characterized in that when using mixtures of polyethers one component is a polypropylene glycol having an average molecular weight of 500 - 900.
DD22471580A 1980-10-23 1980-10-23 PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB DD159268A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD22471580A DD159268A3 (en) 1980-10-23 1980-10-23 PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD22471580A DD159268A3 (en) 1980-10-23 1980-10-23 PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD159268A3 true DD159268A3 (en) 1983-03-02

Family

ID=5526869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD22471580A DD159268A3 (en) 1980-10-23 1980-10-23 PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD159268A3 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1054080A3 (en) * 1999-05-17 2004-03-03 Shipley Company LLC Electrolytic copper plating solutions
US20140197038A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Copper electroplating solution and copper electroplating apparatus
WO2024131536A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 宁波安集微电子科技有限公司 Metal plating composition and use method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1054080A3 (en) * 1999-05-17 2004-03-03 Shipley Company LLC Electrolytic copper plating solutions
US20140197038A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Copper electroplating solution and copper electroplating apparatus
US9562299B2 (en) * 2013-01-16 2017-02-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Copper electroplating solution and copper electroplating apparatus
WO2024131536A1 (en) * 2022-12-22 2024-06-27 宁波安集微电子科技有限公司 Metal plating composition and use method therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60226196T2 (en) Tin-plating
EP0862665B1 (en) Process for the electrolytic deposition of metal layers
EP1042538B1 (en) Aqueous bath and method for electrolytic deposition of copper coatings
DE69125573T2 (en) ELECTROPLATED COPPER FILM AND THE PRODUCTION THEREOF USING ELECTROLYTIC SOLUTIONS WITH LOW CONCENTRATIONS OF CHLORINE IONS
DE19653681C2 (en) Process for the electrolytic deposition of copper layers with a uniform layer thickness and good optical and metal-physical properties and application of the process
DE2255584C2 (en) Acid copper plating bath
EP2130948A1 (en) Pyrophosphate-containing bath for cyanide-free electroplating of copper- tin alloys
EP0797693B1 (en) Laminated material for sliding components and method and means for its production
DE69603209T2 (en) Electroplating process based on zinc sulfate with a high current density and the associated composition
DE2950628A1 (en) AQUEOUS GALVANIC ZINC BATH
DE2424070C2 (en) Electrolyte for the galvanic deposition of shiny tin-lead alloys
DE2208327A1 (en) Process for electroplating metal
DE602004011520T2 (en) AQUEOUS, SOFT SOLUTION AND METHOD FOR THE ELECTROLYTIC DECOMPOSITION OF COPPER COATS AND THE USE OF THE SOLUTION
AT510422B1 (en) METHOD FOR THE DEPOSITION OF HARTCHROM FROM CR (VI) - FREE ELECTROLYTES
DE68905429T2 (en) METHOD FOR TIN ELECTROPLATING METALLIC MATERIAL.
DD159268A3 (en) PROCESS FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF COPPER LAYERS ON PCB
DE3149043A1 (en) "BATH FOR GALVANIC DEPOSITION OF THIN WHITE PALLADIUM COATINGS AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF SUCH COATINGS USING THE BATH"
DE2352970A1 (en) CORROSION-RESISTANT METAL COATINGS CONTAINING ELECTRICALLY DEPOSITED NICKEL AND MICROPOROUS CHROME
DE3139815A1 (en) "METHOD FOR MAINTAINING A GOLD COATING WITH IMPROVED CORROSION RESISTANCE ON A SUBSTRATE"
DE4032864C2 (en)
EP3415665B1 (en) Method for the galvanic deposition of zinc-nickel alloy layers from an alkaline zinc-nickel alloy bath with reduced degradation of additives
DE1952218A1 (en) Process and means for electroplating
DE2333096C3 (en) Electroplated multilayer metal coating and process for its manufacture
DE2943399A1 (en) COMPOSITION AND METHOD FOR THE GALVANIC DEPOSITION OF METALLIC PALLADIUM WITH A SUBSTANTIALLY CONSTANT BATHING PERFORMANCE
DE3139641A1 (en) "GALVANIC BATH AND METHOD FOR SEPARATING SEMI-GLOSSY DUCTILERS AND TENSION-FREE NICKEL COATINGS"

Legal Events

Date Code Title Description
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee