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JP2014224304A - Copper plating solution composition for printed wiring board, and via hole filling method using the same - Google Patents

Copper plating solution composition for printed wiring board, and via hole filling method using the same Download PDF

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JP2014224304A
JP2014224304A JP2014001133A JP2014001133A JP2014224304A JP 2014224304 A JP2014224304 A JP 2014224304A JP 2014001133 A JP2014001133 A JP 2014001133A JP 2014001133 A JP2014001133 A JP 2014001133A JP 2014224304 A JP2014224304 A JP 2014224304A
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Japan
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copper
plating solution
via hole
copper plating
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JP2014001133A
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Japanese (ja)
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ジン チョ,ヘ
Hye Jin Cho
ジン チョ,ヘ
ジン ユン,ヒョ
Hyo Jin Yoon
ジン ユン,ヒョ
ジン ハム,ソク
Seung Heon Han
ジン ハム,ソク
スン パク,ギョン
Kyoung Soon Park
スン パク,ギョン
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Samsung Electro Mechanics Co Ltd
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Abstract

【課題】電気銅メッキ法によるビアホールを充填する過程で、有機添加剤および化学銅メッキ法のメカニズムに使用される還元剤を添加して、前記ビアホール内のボイド、ディンプルおよびオーバーフィル現象を防止する効果のあるプリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法を提供する。【解決手段】本発明のプリント基板用銅メッキ液組成物は、銅塩、酸、光沢補助剤、光沢剤、ポリビニルピロリドン、および還元剤を含むものである。【選択図】なしIn the process of filling a via hole by an electrolytic copper plating method, an organic additive and a reducing agent used for the mechanism of the chemical copper plating method are added to prevent voids, dimples and overfill phenomenon in the via hole. An effective copper plating solution composition for a printed circuit board and a via hole filling method using the same are provided. The copper plating solution composition for printed circuit boards of the present invention comprises a copper salt, an acid, a gloss auxiliary, a brightener, polyvinylpyrrolidone, and a reducing agent. [Selection figure] None

Description

本発明は、プリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法に関する。   The present invention relates to a copper plating solution composition for printed circuit boards and a via hole filling method using the same.

最近、電子機器の進歩に伴って、プリント基板の高密度化または多層化が進むにつれて、これに対応するための新しい多層プリント基板の製造方法としてビルドアップ(build−up)工法が導入された。前記ビルドアップ方法では、異なる導体の層間接続法として、メッキによるビアホール内壁の導電化が行われている。通常、ビアホールの内壁に絶縁樹脂または導電性ペーストを充填し、絶縁層を形成させた後に平坦化が行われているが、この場合、平坦化には限界がある。   Recently, as the density of printed circuit boards has increased or the number of printed circuit boards has increased with the progress of electronic equipment, a build-up method has been introduced as a method for manufacturing a new multilayer printed circuit board to cope with this. In the build-up method, the inner wall of the via hole is made conductive by plating as an interlayer connection method of different conductors. Normally, planarization is performed after filling the inner wall of the via hole with an insulating resin or conductive paste to form an insulating layer, but in this case, there is a limit to planarization.

よって、かかる問題点を解決するために、任意の層間を電気的に接続させる全層インナー(inner)ビア構造の樹脂多層基板および微細なバンプによる層間接続を用いたプリント基板が考案されている。一方、導体パターンが益々微細化されるにつれてビアホールの内部を銅メッキで充填するビアホール充填法は、工程および接続信頼性に優れる方法として関心が集中している。   Therefore, in order to solve such problems, a resin multilayer substrate having an all-layer inner via structure in which arbitrary layers are electrically connected and a printed circuit board using interlayer connection by fine bumps have been devised. On the other hand, as the conductor pattern is further miniaturized, the via hole filling method in which the inside of the via hole is filled with copper plating has attracted attention as a method excellent in process and connection reliability.

従来の適用されたビアホール充填方法としては、前記ビアホールを球状に導電化させた後、絶縁樹脂または導電性ペーストを用いてビアホールの内部を充填させる方法がある。   As a conventionally applied via hole filling method, there is a method of making the via hole spherical and then filling the inside of the via hole with an insulating resin or a conductive paste.

ところが、このような方法を使用する場合、ビアホールの内部に空隙が発生し、表面の凹む現象が発生するうえ、金属と絶縁樹脂との熱膨張係数の差により接続信頼性に悪影響を及ぼし、電気伝導度が低くなるという問題点がある。   However, when such a method is used, a void is generated inside the via hole, and the surface is dented. In addition, the difference in the thermal expansion coefficient between the metal and the insulating resin adversely affects the connection reliability. There is a problem that conductivity becomes low.

よって、配線が益々微細化される過程でビアホールの内部を金属銅で充填するビアホール充填方法は、ビアオンビア(via on via)またはスタックビア(stack via)が可能であって回路配線をさらに高密度化させることができるうえ、接続信頼性の面でも安定的であるため、その適用がさらに拡大している。   Therefore, the via hole filling method of filling the inside of the via hole with metal copper in the process of further miniaturization of the wiring enables via on via or stack via, and the circuit wiring is further densified. In addition, since the connection reliability is stable, its application is further expanded.

現在の前記ビアホール充填方法としては、電気銅メッキによってビアホールを埋める方法が最も幅広く適用されている。   As the present via hole filling method, a method of filling a via hole by electrolytic copper plating is most widely applied.

ところが、従来の電気銅メッキ技術によって電気銅メッキ用添加剤および浴(bath)組成を用いてビアホールを充填させる場合、ビアホールの内部に充填が行われないか、或いは充填が行われてもビアホールの内部に空隙が発生するという問題点がある。よって、空隙の発生なしでビアホールが完全に充填され、メッキ膜の均一性および平坦性を向上させることが可能な銅メッキ液組成物および充填方法が至急求められている。   However, when the via hole is filled using an additive for electrolytic copper plating and a bath composition by the conventional copper electroplating technique, the via hole is not filled or the via hole is not filled even if the filling is performed. There is a problem that voids are generated inside. Therefore, there is an urgent need for a copper plating solution composition and a filling method capable of completely filling a via hole without generating voids and improving the uniformity and flatness of the plating film.

一方、特許文献1には、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone)を含む電気銅メッキ液組成物が開示されているが、化学銅メッキ法に使用される還元剤を前記組成物ではなく、反応溶媒として用いて微細かつ均一なビアホール充填を行うことができないという問題点があった。   On the other hand, Patent Document 1 discloses an electrolytic copper plating solution composition containing polyvinylpyrrolidone, but a reducing agent used in a chemical copper plating method is used as a reaction solvent instead of the composition. There was a problem that fine and uniform via hole filling could not be performed.

韓国公開特許第2011−0063810号公報Korean Published Patent No. 2011-0063810

そこで、本発明者は、プリント基板用銅メッキ液組成物において、ポリビニルピロリドンおよび還元剤を含む銅メッキ液組成物とこれを用いたビアホール充填方法がビアホール内のボイド、ディンプルおよびオーバーフィル現象を防止する効果を確認することができ、これに基づいて本発明を完成した。   Therefore, the present inventor has proposed that a copper plating solution composition containing polyvinylpyrrolidone and a reducing agent in a copper plating solution composition for a printed circuit board and a via hole filling method using the same prevent voids, dimples and overfill phenomenon in the via hole. Based on this, the present invention has been completed.

したがって、本発明の目的は、ビアホール内のボイド、ディンプルおよびオーバーフィル現像を防止するプリント基板用銅メッキ液組成物を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a copper plating solution composition for printed circuit boards which prevents voids, dimples and overfill development in via holes.

本発明の他の目的は、前記銅メッキ液組成物でビアホールの不良が改善されたビアホール充填方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a via hole filling method in which defects in via holes are improved with the copper plating solution composition.

本発明のある観点によれば、銅塩、酸、光沢補助剤、光沢剤(brightner)、ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrrolidone)、および還元剤を含む、プリント基板用銅メッキ液組成物(以下「第1発明」という)を提供する。   According to one aspect of the present invention, a copper plating solution composition for printed circuit boards (hereinafter referred to as “first invention”) comprising a copper salt, an acid, a gloss auxiliary, a brightener, polyvinylpyrrolidone, and a reducing agent. ").

第1発明において、前記組成物は0.1〜0.3重量%の銅塩、1〜2重量%の酸、0.0002〜0.0008重量%の光沢補助剤、0.05〜0.2重量%の光沢剤、0.001〜0.01重量%のポリビニルピロリドン、10〜30重量%の還元剤、および残部の水を含有することを特徴とする。   In the first invention, the composition comprises 0.1 to 0.3% by weight of copper salt, 1 to 2% by weight of acid, 0.0002 to 0.0008% by weight of gloss auxiliary, 0.05 to 0.00%. It contains 2% by weight brightener, 0.001 to 0.01% by weight polyvinylpyrrolidone, 10 to 30% by weight reducing agent, and the balance water.

第1発明において、前記銅塩は、硫酸銅(CuSO・5HO)、硝酸銅(Cu(NO)、ギ酸銅(Cu(HCOO))、および塩化第2銅(CuCl・2HO)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする。 In the first invention, the copper salt includes copper sulfate (CuSO 4 .5H 2 O), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper formate (Cu (HCOO) 2 ), and cupric chloride (CuCl 2). · 2H 2 O), wherein the selected at least one from the group consisting of.

第1発明において、前記酸は、硫酸(HSO)、塩酸(HCl)、酢酸(CHCOOH)およびフッ化ホウ素酸(HBF)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする。 In the first invention, the acid is at least one selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH 3 COOH), and fluoroboric acid (HBF 4 ). And

第1発明において、前記光沢補助剤は、塩化イオン(Cl)、塩酸(HCl)および塩化ナトリウム(NaCl)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする。   In the first invention, the gloss auxiliary agent is selected from the group consisting of chloride ion (Cl), hydrochloric acid (HCl) and sodium chloride (NaCl).

第1発明において、前記光沢剤は、ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド(Bis−sodium sulfopropyl−Disulfide)、ビピリジン(bipyridine)またはこれらの混合物であることを特徴とする。   In the first invention, the brightener is bis-sodium sulfopropyl-disulphide, bipyridine, or a mixture thereof.

第1発明において、前記ポリビニルピロリドンの使用量は0.004〜0.006重量%であることを特徴とする。   1st invention WHEREIN: The usage-amount of the said polyvinyl pyrrolidone is 0.004-0.006 weight%, It is characterized by the above-mentioned.

第1発明において、前記ポリビニルピロリドンの分子量は100,000〜5,000,000であることを特徴とする。   In the first invention, the molecular weight of the polyvinylpyrrolidone is 100,000 to 5,000,000.

第1発明において、前記還元剤の使用量は17〜25重量%であることを特徴とする。   1st invention WHEREIN: The usage-amount of the said reducing agent is 17-25 weight%, It is characterized by the above-mentioned.

第1発明において、前記還元剤は、アセトアルデヒド(acetaldehyde)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)およびギ酸(formic acid)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする。   In the first invention, the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethylformamide, and formic acid.

本発明の他の観点によれば、銅塩、酸、光沢補助剤、光沢剤、ポリビニルピロリドン、および還元剤を含む銅メッキ液組成物を含む銅メッキ電解液に被メッキ物を浸漬させる段階と、3.0〜5.0A/dmの高電流密度の作業環境および20〜60℃の温度条件下で電解させてメッキさせる段階とを含む、プリント基板用ビアホール充填方法(以下「第2発明」という)を提供する。 According to another aspect of the present invention, the object to be plated is immersed in a copper plating electrolyte containing a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, a gloss auxiliary, a brightener, polyvinylpyrrolidone, and a reducing agent. , 3.0 to 5.0 A / dm 2 high current density working environment and 20 to 60 ° C. electrolyzing and plating step for filling a printed circuit board via hole (hereinafter “second invention”) ").

第2発明において、前記銅メッキ液組成物は0.1〜0.3重量%の銅塩、1〜2重量%の酸、0.0002〜0.0008重量%の光沢補助剤、0.05〜0.2重量%の光沢剤、0.001〜0.01重量%のポリビニルピロリドン、10〜30重量%の還元剤、および残部の水を含有することを特徴とする。   2nd invention WHEREIN: The said copper plating liquid composition is 0.1 to 0.3 weight% copper salt, 1 to 2 weight% acid, 0.0002 to 0.0008 weight% gloss adjuvant, 0.05 -0.2% by weight brightener, 0.001-0.01% by weight polyvinylpyrrolidone, 10-30% by weight reducing agent, and the balance water.

第2発明において、前記光沢剤はビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド(Bis−sodium sulfopropyl−Disulfide)、ビピリジン(bipyriden)またはこれらの混合物であることを特徴とする。   In the second invention, the brightener is bis-sodium sulfopropyl-disulphide, bipyridine, or a mixture thereof.

第2発明において、前記ポリビニルピロリドンの使用量は0.004〜0.006重量%であることを特徴とする。   2nd invention WHEREIN: The usage-amount of the said polyvinyl pyrrolidone is 0.004-0.006 weight%, It is characterized by the above-mentioned.

第2発明において、前記ポリビニルピロリドンの分子量は100,000〜5,000,000であることを特徴とする。   In the second invention, the polyvinyl pyrrolidone has a molecular weight of 100,000 to 5,000,000.

第2発明において、前記還元剤の使用量は17〜25重量%であることを特徴とする。   2nd invention WHEREIN: The usage-amount of the said reducing agent is 17-25 weight%, It is characterized by the above-mentioned.

第2発明において、前記還元剤はアセトアルデヒド(acetaldehyde)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)およびギ酸(formic acid)よりなる群から一つ以上選ばれたことを特徴とする。   In the second invention, at least one reducing agent is selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethylformamide, and formic acid.

本発明に係るプリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法は、電気銅メッキ法による前記ビアホールを充填する過程で、有機添加剤および化学銅メッキ法のメカニズムに使用される還元剤を添加して前記ビアホール内のボイド、ディンプルおよびオーバーフィル現象を防止するという効果がある。   The copper plating solution composition for a printed circuit board according to the present invention and a via hole filling method using the same are reduced in the process of filling the via hole by an electrolytic copper plating method and used for the mechanism of the organic additive and the chemical copper plating method. The addition of an agent has the effect of preventing voids, dimples and overfill phenomena in the via hole.

本発明の特徴および利点は、添付図面による以降の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。   The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.

プリント基板用銅メッキ液組成物に添加される有機添加剤としての抑制剤、光沢剤および平坦剤をそれぞれ含ませた銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを銅メッキ処理したことを示す断面図である。Sectional drawing which shows that the via hole of the printed circuit board was copper-plated with the copper plating liquid composition which contained the inhibitor as an organic additive added to the copper plating liquid composition for printed circuit boards, a brightener, and a flattening agent, respectively. It is. プリント基板用銅メッキ液組成物に添加される有機添加剤としての抑制剤、光沢剤および平坦剤をそれぞれ含ませた銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを銅メッキ処理したことを示す断面図である。Sectional drawing which shows that the via hole of the printed circuit board was copper-plated with the copper plating liquid composition which contained the inhibitor as an organic additive added to the copper plating liquid composition for printed circuit boards, a brightener, and a flattening agent, respectively. It is. プリント基板用銅メッキ液組成物に添加される有機添加剤としての抑制剤、光沢剤および平坦剤をそれぞれ含ませた銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを銅メッキ処理したことを示す断面図である。Sectional drawing which shows that the via hole of the printed circuit board was copper-plated with the copper plating liquid composition which contained the inhibitor as an organic additive added to the copper plating liquid composition for printed circuit boards, a brightener, and a flattening agent, respectively. It is. 本発明の実施例1に係る銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを充填させたことを示す断面図(写真)である。It is sectional drawing (photograph) which shows having filled the via hole of the printed circuit board with the copper plating liquid composition which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る銅メッキ組成物でプリント基板のビアホールを充填させたことを示す断面図(写真)である。It is sectional drawing (photograph) which shows having filled the via hole of the printed circuit board with the copper plating composition which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを充填させたことを示す断面図(写真)である。It is sectional drawing (photograph) which shows having filled the via hole of the printed circuit board with the copper plating liquid composition which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の比較例1に係る銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを充填させたことを示す断面図(写真)である。It is sectional drawing (photograph) which shows having filled the via hole of the printed circuit board with the copper plating liquid composition which concerns on the comparative example 1 of this invention. 本発明の比較例2に係る銅メッキ液組成物でプリント基板のビアホールを充填させたことを示す断面図(写真)である。It is sectional drawing (photograph) which shows having filled the via hole of the printed circuit board with the copper plating liquid composition which concerns on the comparative example 2 of this invention.

本発明をさらに具体的に説明する前に、本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語又は単語は、通常的且つ辞典的な意味に限定されてはならず、発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に立脚して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。よって、本明細書に記載された実施例の構成は、本発明の好適な一例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではない。このため、本出願時点においてこれらを代替することが可能な様々な均等物及び変形例があり得ることを理解すべきである。   Before describing the present invention more specifically, the terms or words used in the specification and claims should not be limited to the ordinary and lexical meaning, and the invention is best practiced. Based on the principle that the terminology can be appropriately defined for the purpose of explanation, it should be interpreted with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the structure of the Example described in this specification is only a suitable example of this invention, and does not represent all the technical thoughts of this invention. Thus, it should be understood that there are various equivalents and variations that can be substituted at the time of this application.

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施し得るように、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。尚、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily carry out the present invention. In describing the present invention, detailed descriptions of known techniques that may obscure the subject matter of the present invention are omitted.

図1A、図1Bおよび図1Cは、プリント基板用銅メッキ液からなる銅塩、酸および光沢補助剤を含む組成物に有機添加剤としての抑制剤、光沢剤および平坦剤をそれぞれ添加したときのビアホールが充填されるメカニズムの断面図である。   1A, FIG. 1B, and FIG. 1C are the results of adding an inhibitor, a brightener, and a flattening agent as organic additives to a composition containing a copper salt, an acid, and a brightening auxiliary agent made of a copper plating solution for printed circuit boards, respectively. It is sectional drawing of the mechanism with which a via hole is filled.

図1Aは、有機添加剤としての抑制剤を、銅塩、酸および光沢補助剤を含む銅メッキ液組成物に添加し、該組成物でビアホールを銅メッキ処理したことを示す断面図である。   FIG. 1A is a cross-sectional view showing that an inhibitor as an organic additive is added to a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, and a gloss auxiliary agent, and via holes are copper-plated with the composition.

図1Aを参照すると、第1絶縁層10、第1銅箔層20および第2絶縁層12が連続的に積層されたプリント基板である。前記プリント基板の第2絶縁層12にレーザーなどを用いてビアホールを形成し、銅メッキ液でビアを充填するときに前記抑制剤を銅メッキ液に添加する。前記抑制剤は、高分子成分であって分子量が大きいので、移動性が小さくて基板の表面に多く存在する。これにより、前記抑制剤は、基板表面のメッキ厚さは厚くホール内のメッキ厚さは薄くなる現象を防止する。よって、メッキ膜の均一性が向上した、ビアホールの充填された第2銅箔層22を形成する。   Referring to FIG. 1A, a printed circuit board in which a first insulating layer 10, a first copper foil layer 20, and a second insulating layer 12 are successively laminated. A via hole is formed in the second insulating layer 12 of the printed board using a laser or the like, and the inhibitor is added to the copper plating solution when the via is filled with the copper plating solution. Since the inhibitor is a polymer component and has a large molecular weight, it has low mobility and is present on the surface of the substrate in a large amount. Accordingly, the inhibitor prevents the phenomenon that the plating thickness on the substrate surface is thick and the plating thickness in the hole is thin. Therefore, the second copper foil layer 22 filled with the via hole with improved uniformity of the plating film is formed.

図1Bは、有機添加剤としての抑制剤を、銅塩、酸および光沢補助剤を含む銅メッキ液組成物に添加し、該組成物でビアホールを銅メッキ処理したことを示す断面図である。   FIG. 1B is a cross-sectional view showing that an inhibitor as an organic additive is added to a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, and a luster auxiliary agent, and via holes are copper-plated with the composition.

図1Bを参照すると、第1絶縁層10、第1銅箔層20および第2絶縁層12が連続的に積層されたプリント基板である。前記プリント基板の第2絶縁層12にレーザーなどを用いてビアホールを形成し、銅メッキ液でビアを充填するときに前記光沢剤を銅メッキ液に添加することにより、ビアホールの充填された第2銅箔層22を形成する。前記光沢剤は結晶核の成長点に吸着して結晶がそれ以上成長することを抑制する。このため、新しい核が数多く発生して結晶が微細化され、皮膜物性に優れた光沢皮膜が得られる。   Referring to FIG. 1B, a printed circuit board in which a first insulating layer 10, a first copper foil layer 20, and a second insulating layer 12 are continuously laminated. A via hole is formed in the second insulating layer 12 of the printed circuit board using a laser or the like, and when the via is filled with a copper plating solution, the brightener is added to the copper plating solution, whereby the second filled via hole is formed. A copper foil layer 22 is formed. The brightener is adsorbed on the growth point of the crystal nucleus and suppresses further growth of the crystal. For this reason, a lot of new nuclei are generated, the crystal is refined, and a glossy film having excellent film properties can be obtained.

図1Cは、有機添加剤としての抑制剤を、銅塩、酸および光沢補助剤を含む銅メッキ液組成物に添加し、該組成物でビアホールを銅メッキ処理したことを示す断面図である。   FIG. 1C is a cross-sectional view showing that an inhibitor as an organic additive is added to a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid and a luster auxiliary agent, and via holes are copper-plated with the composition.

図1Cを参照すると、第1絶縁層10、第1銅箔層20および第2絶縁層12が順次積層されたプリント基板である。前記プリント基板の第2絶縁層12にレーザーなどを用いてビアホールを形成し、銅メッキ液でビアを充填するときに前記平坦剤を銅メッキ液に添加し、ビアホールの充填された第2銅箔層22を形成する。前記平坦剤は前記Cu表面上の吸着作用が拡散のために支配されるので、メッキ液の攪拌が十分に作用する基板表面に多くの量が吸着し、攪拌の小さいビアホールの底部に少量が吸着する。前記基板表面はCu析出反応が抑制され、ビアホールの底部に先ずCu金属が析出してメッキ平坦性が得られる。   Referring to FIG. 1C, a printed circuit board in which a first insulating layer 10, a first copper foil layer 20, and a second insulating layer 12 are sequentially stacked. A via hole is formed in the second insulating layer 12 of the printed circuit board using a laser or the like, and when filling the via with a copper plating solution, the flattening agent is added to the copper plating solution to fill the via hole with the second copper foil filled with the via hole. Layer 22 is formed. Since the flattening agent governs the adsorption action on the Cu surface due to diffusion, a large amount is adsorbed on the surface of the substrate where the plating solution is sufficiently stirred, and a small amount is adsorbed on the bottom of the via hole where stirring is small. To do. Cu precipitation reaction is suppressed on the substrate surface, and Cu metal is first deposited on the bottom of the via hole to obtain plating flatness.

本発明では、電気銅メッキ法によるプリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法で充填する過程で、前記ビアホール内のボイド、ディンプルおよびオーバーフィル現象を防止するために、前記銅メッキ液組成物として、0.1〜0.3重量%の銅塩、1〜2重量%の酸、0.0002〜0.0008重量%の光沢補助剤、0.05〜0.2重量%の光沢剤、0.001〜0.01重量%のポリビニルピロリドン、10〜30重量%の還元剤、および残部の水を含有する。   In the present invention, in order to prevent voids, dimples and overfill phenomenon in the via hole in the process of filling with a copper plating solution composition for a printed circuit board by an electrolytic copper plating method and a via hole filling method using the same, As a plating solution composition, 0.1 to 0.3 wt% copper salt, 1 to 2 wt% acid, 0.0002 to 0.0008 wt% gloss auxiliary, 0.05 to 0.2 wt% Brightener, 0.001 to 0.01% by weight of polyvinylpyrrolidone, 10 to 30% by weight of reducing agent, and the balance water.

(銅塩)
銅塩メッキ液から得られた銅メッキは、高軟性であって、温度の変化に伴う素材の伸縮による亀裂発生を抑制することが可能である。本発明において、前記銅塩は、硫酸銅(CuSO・5HO)、硝酸銅(Cu(NO)、ギ酸銅(Cu(HCOO))および塩化第2銅(CuCl・2HO)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とし、特に限定されないが、銅メッキ液組成物内に0.1〜0.3重量%含むことが好ましい。前記銅塩が0.1重量%未満の場合は、高電流密度部分に焦げが発生する傾向があり、0.3重量%を超過する場合は、ピットが発生する傾向がある。
(Copper salt)
The copper plating obtained from the copper salt plating solution is highly soft and can suppress the occurrence of cracks due to the expansion and contraction of the material accompanying a change in temperature. In the present invention, the copper salts include copper sulfate (CuSO 4 .5H 2 O), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper formate (Cu (HCOO) 2 ) and cupric chloride (CuCl 2 · 2H). 2 O), which is selected from the group consisting of 2 O) and is not particularly limited, but is preferably contained in the copper plating solution composition in an amount of 0.1 to 0.3% by weight. When the copper salt is less than 0.1% by weight, the high current density portion tends to be burnt, and when it exceeds 0.3% by weight, pits tend to be generated.

(酸)
本発明において、前記酸は、硫酸(HSO)、塩酸(HCl)、酢酸(CHCOOH)およびフッ化ホウ素酸(HBF)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とし、特に限定されないが、銅メッキ液組成物内に1〜2重量%含むことが好ましい。銅メッキ液組成物の主成分である酸は定期的に分析によって補充しなければならない。
(acid)
In the present invention, the acid is selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH 3 COOH), and fluoroboric acid (HBF 4 ). Although not particularly limited, it is preferable that the copper plating solution composition contains 1 to 2% by weight. The acid that is the main component of the copper plating solution composition must be periodically replenished by analysis.

(光沢補助剤)
本発明において、前記光沢補助剤は、塩化イオン(Cl)、塩酸(HCl)および塩化ナトリウム(NaCl)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とし、特に限定されないが、銅メッキ液組成物内に0.0002〜0.0008重量%含むことが好ましい。光沢作用を助けるために、少量の光沢補助剤が必要である。
(Glossy auxiliary)
In the present invention, the gloss adjuvant is at least one selected from the group consisting of chloride ions (Cl), hydrochloric acid (HCl) and sodium chloride (NaCl), and is not particularly limited. It is preferable to contain 0.0002 to 0.0008% by weight in the product. A small amount of gloss auxiliary is needed to aid the gloss effect.

(光沢剤[brightner])
光沢剤は、メッキを促進する役目、およびCu結晶を微粒化してメッキ皮膜の光沢性を与える役目をする。前記光沢剤の反応メカニズムは、下記反応式1のとおりである。
(Brightener [brightner])
The brightening agent has a role of promoting plating and a role of giving the gloss of the plating film by atomizing Cu crystals. The reaction mechanism of the brightener is as shown in the following reaction formula 1.

[反応式1]
1/2SPS+H+e→MPS
2MPS+Cu2+→Cu(I)チオレート(thiolate)+1/2SPS+2H
Cu(I)チオレート+H+e→Cu+MPS
Cu2++2e→Cu
[Reaction Formula 1]
1/2 SPS + H + + e → MPS
2MPS + Cu 2+ → Cu (I ) thiolate (thiolate) + 1 / 2SPS + 2H +
Cu (I) thiolate + H + + e → Cu + MPS
Cu 2+ + 2e → Cu

ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドのS−S結合が切れながら、3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸と電子が発生し、前記3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸の脱水素化チオレートがCuイオンと結合する。Cu(I)チオレートは、電子および水素イオンと反応して、基板のCu表面にCu金属として析出し、前記3−メルカプト−1−プロパンスルホン酸にさらに転換される。前記光沢剤は、基板の表面およびビアホールに全般的に吸着し、メッキの成長に伴って表面積が小さくなるビアホールの底部に吸着量が多くなることにより、ビアホールの上向き式メッキを促進する。 While the S—S bond of bis-sodium sulfopropyl disulfide is broken, 3-mercapto-1-propanesulfonic acid and electrons are generated, and the dehydrogenated thiolate of the 3-mercapto-1-propanesulfonic acid becomes Cu + ion. Join. Cu (I) thiolate reacts with electrons and hydrogen ions, precipitates as Cu metal on the Cu surface of the substrate, and is further converted into 3-mercapto-1-propanesulfonic acid. The brightener generally adsorbs to the surface of the substrate and the via hole, and promotes the upward plating of the via hole by increasing the amount of adsorption at the bottom of the via hole whose surface area decreases as the plating grows.

前記光沢剤がレベリング(leveling)に及ぼす効果は、次のとおりである。   The effect of the brightener on leveling is as follows.

電解析出促進成分である前記光沢剤は、メッキ皮膜に共析せず表面に残っているため、メッキの成長に伴って表面積が小さくなる凸凹部における吸着量が多くなる。結局、前記凸凹部の電解析出が促進されてレベリングが得られる。このような前記光沢剤のメカニズムを記憶説と呼ぶ。   The brightening agent, which is an electrolytic deposition promoting component, remains on the surface without being co-deposited on the plating film, so that the amount of adsorption on the concave and convex portions whose surface area decreases as the plating grows increases. Eventually, the electrolytic deposition of the convex and concave portions is promoted to obtain leveling. Such a mechanism of the brightener is called a memory theory.

本発明において、前記光沢剤は、ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドおよびビピリジンの中から選ばれたいずれかであり、好ましくは硫黄化合物系のビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドであることを特徴とする。   In the present invention, the brightener is any one selected from bis-sodium sulfopropyl disulfide and bipyridine, and is preferably a sulfur compound-based bis-sodium sulfopropyl disulfide.

また、前記ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドは、特に限定されないが、銅メッキ液組成物内に0.05〜0.2重量%含むことが好ましい。   Further, the bis-sodium sulfopropyl disulfide is not particularly limited, but it is preferable to contain 0.05 to 0.2% by weight in the copper plating solution composition.

前記ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドが0.05重量%未満の場合は、基板上にメッキするとき、メッキ初期段階で発生した結晶核が先ず成長し、結晶は縦方向に大きく成長するため、皮膜物性が足りなくて無光沢皮膜が得られる。また、前記ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドを添加すると、基板上にメッキするとき、結晶核の成長点に吸着して結晶のそれ以上の成長を抑制する。このため、新しい核が数多く発生して結晶が微細化され、皮膜物性に優れた光沢皮膜を得ることもできる。ところが、前記ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィドが0.2重量%を超過する場合は、オーバーフィル現象が発生することもある。   When the bis-sodium sulfopropyl disulfide is less than 0.05% by weight, when plating on a substrate, crystal nuclei generated in the initial stage of plating first grow and crystals grow greatly in the vertical direction. A dull film can be obtained. Further, when the bis-sodium sulfopropyl disulfide is added, when it is plated on the substrate, it adsorbs to the growth point of the crystal nucleus and suppresses further growth of the crystal. For this reason, a lot of new nuclei are generated, the crystal is refined, and a glossy film having excellent film properties can be obtained. However, when the bis-sodium sulfopropyl disulfide exceeds 0.2% by weight, an overfill phenomenon may occur.

(ポリビニルピロリドン[polyvinylpyrrolidone])
本発明において、ポリビニルピロリドンは、金属(metal)との錯体(complex)形成が容易であるので、抑制剤および平坦剤の役割を同時に有する。
(Polyvinylpyrrolidone)
In the present invention, polyvinylpyrrolidone can easily form a complex with a metal, and thus has a role of an inhibitor and a leveling agent at the same time.

抑制剤は、ポリエチレングリコール(polyethylene glycol)、ポリプロピレングリコール(polypropylene glycol)、ホモ重合体(homo polymer)および共重合体(copolymer)系の高分子成分として知られている。前記抑制剤は、メッキ成長抑制およびメッキ膜の均一性を向上させる役割を果たす。   The inhibitor is known as a polymer component of polyethylene glycol (polyethylene glycol), polypropylene glycol (polypropylene glycol), a homopolymer, and a copolymer. The inhibitor serves to suppress plating growth and improve the uniformity of the plating film.

前記ポリエチレングリコールとCu陽イオンの複合体が、基板のCu表面に吸着した塩化イオン(Cl)と電気的引力で結合した後、Cu表面に単分子膜を形成することにより、Cuイオンが金属として析出することを抑制する。前記抑制剤は、高分子成分であって分子量が大きいので、移動性が小さくて基板の表面に非常に多く存在する。これにより、前記抑制剤は、基板表面のメッキ厚さが厚くホール内のメッキ厚さは薄くなる現象を防止することにより、メッキ膜の均一性を向上させる。 After the complex of polyethylene glycol and Cu + cation is combined with chloride ions (Cl) adsorbed on the Cu surface of the substrate by electrical attraction, a monomolecular film is formed on the Cu surface, whereby the Cu ions are converted into metal. To suppress precipitation. Since the inhibitor is a high molecular component and has a large molecular weight, it has a low mobility and is very much present on the surface of the substrate. Accordingly, the inhibitor improves the uniformity of the plating film by preventing the phenomenon that the plating thickness on the substrate surface is large and the plating thickness in the hole is thin.

平坦剤は、前記抑制剤との相互作用によって、メッキ成長を抑制し且つメッキ皮膜の均一性を向上させる。ヤーヌスグリーンB(Janus Green B)、ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)およびイミダゾール(imidazole)系などのアミン化合物が使用されるものと知られており、塩化イオン(Cl)と電気的引力で結合して基板のCu表面に吸着し、Cuイオンが金属として析出するのを抑制する。   The leveling agent suppresses plating growth and improves the uniformity of the plating film by interaction with the inhibitor. It is known that amine compounds such as Janus Green B, polyethyleneimine, and imidazole are used, and it binds with chloride ions (Cl) by an electric attractive force. It is adsorbed on the Cu surface and suppresses the precipitation of Cu ions as metal.

前記平坦剤は、前記Cu表面上の吸着作用が拡散のために支配されるので、メッキ液の攪拌が十分に作用する基板の表面に多くの量が吸着し、攪拌が小さくてビアホールの底部に少ない量が吸着する。前記基板表面はCu析出反応が抑制され、ビアホールの底部に先ずCu金属が析出してメッキ平坦性が得られる。   In the flattening agent, the adsorption action on the Cu surface is governed by diffusion, so that a large amount is adsorbed on the surface of the substrate where the stirring of the plating solution sufficiently works, and the stirring is small, so that the bottom of the via hole. A small amount is adsorbed. Cu precipitation reaction is suppressed on the substrate surface, and Cu metal is first deposited on the bottom of the via hole to obtain plating flatness.

したがって、前記ポリビニルピロリドンを介して、基板の表面はCu析出反応が抑制され、ビアホールの底部に先にCu金属が析出してメッキ平坦性が得られる効果を有する。   Therefore, Cu precipitation reaction is suppressed on the surface of the substrate through the polyvinyl pyrrolidone, and Cu metal is first deposited on the bottom of the via hole, thereby providing an effect of obtaining plating flatness.

前記ポリビニルピロリドンは、分子量100,000〜5,000,000まで使用可能であり、好ましくは分子量100,000である。   The polyvinyl pyrrolidone can be used in a molecular weight of 100,000 to 5,000,000, and preferably has a molecular weight of 100,000.

分子量100,000未満の前記ポリビニルピロリドンを適用すると、高分子を用いた金属との配位によるキャッピング(capping)効果が低下し、平坦剤としての効果的な性能を実現することができないこともある。また、分子量5,000,000以上の前記ポリビニルピロリドンを適用すると、溶液内の溶解度が低下し、相溶性が低下する傾向がある。   When the polyvinyl pyrrolidone having a molecular weight of less than 100,000 is applied, a capping effect due to coordination with a metal using a polymer is lowered, and an effective performance as a flattening agent may not be realized. . Moreover, when the said polyvinyl pyrrolidone with a molecular weight of 5,000,000 or more is applied, the solubility in a solution will fall and there exists a tendency for compatibility to fall.

前記ポリビニルピロリドンは、下記化学式1で表われ、銅メッキ液組成物内に0.001〜0.01重量%、好ましく0.004〜0.006重量%含むことを特徴とする。   The polyvinyl pyrrolidone is represented by the following chemical formula 1 and is characterized by containing 0.001 to 0.01 wt%, preferably 0.004 to 0.006 wt% in the copper plating solution composition.

前記ポリビニルピロリドンの使用量が0.001重量%未満の場合は、メッキ平坦性が低下する傾向があり、0.01重量%を超過する場合は、ビアホール内のオーバーフィル現象の問題が発生することもある。   When the amount of the polyvinyl pyrrolidone used is less than 0.001% by weight, the flatness of the plating tends to decrease, and when it exceeds 0.01% by weight, the problem of overfill phenomenon in the via hole occurs. There is also.

前記ポリビニルピロリドンは、基材(substrate)内の吸着や銅メッキ速度の調節によってビアホールの充填を可能とする。また、前記ポリビニルピロリドンのメカニズムは下記化学式2で表され、Cu粒子をキャッピングする役目をする。   The polyvinyl pyrrolidone makes it possible to fill a via hole by adsorption in a substrate and adjusting a copper plating rate. Further, the mechanism of the polyvinyl pyrrolidone is represented by the following chemical formula 2 and plays a role of capping Cu particles.

(還元剤)
本発明の電気銅メッキ法によるプリント基板用ビアホールを充填する過程で、前記ビアホール内のボイド、ディンプルおよびオーバーフィル現象を、化学銅メッキ法の酸化/還元メカニズムに使用される還元剤を添加して防止する。
(Reducing agent)
In the process of filling via holes for printed circuit boards by the electrolytic copper plating method of the present invention, voids, dimples and overfill phenomenon in the via holes are added by adding a reducing agent used for the oxidation / reduction mechanism of the chemical copper plating method. To prevent.

前記還元剤は、本発明の電気銅メッキ液組成物中の最も大きい組成として作用し、微細なホールを充填するときに効果的である。前記還元剤は、アセトアルデヒド(acetaldehyde)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)およびギ酸(formic acid)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とし、好ましくはジメチルホルムアミドである。   The reducing agent acts as the largest composition in the electrolytic copper plating solution composition of the present invention and is effective when filling fine holes. The reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethylformamide and formic acid, and is preferably dimethylformamide.

本発明において、前記ジメチルホルムアミドによるCuの還元メカニズムは、反応式2のとおりである。   In the present invention, the mechanism of Cu reduction by dimethylformamide is as shown in Reaction Scheme 2.

[反応式2]
HCONMe+Cu2++HO→Cu+MeNCOOH+2H
MeNCOOH→CO+MeNH
[Reaction Formula 2]
HCONMe 2 + Cu 2+ + H 2 O → Cu 0 + Me 2 NCOOH + 2H +
Me 2 NCOOH → CO 2 + Me 2 NH

形成されたカルバミン酸(carbamic acid)は、容易に分解可能である。   The formed carbamic acid is easily degradable.

前記ジメチルホルムアミドは、引火点(60〜100℃)が常温より高いため活性化が可能であり、急激に反応をしないため前記ビアホールの微細な部分まで充填する役目をする。   The dimethylformamide can be activated because its flash point (60-100 ° C.) is higher than room temperature, and since it does not react abruptly, it fills the fine portions of the via hole.

また、前記ジメチルホルムアミドは、下記化学式3で表され、プリント基板用銅メッキ液組成物内に10〜30重量%、好ましくは17〜25重量%含むことを特徴とする。   The dimethylformamide is represented by the following chemical formula 3 and is characterized in that it is contained in an amount of 10 to 30% by weight, preferably 17 to 25% by weight, in a copper plating solution composition for a printed circuit board.

前記ジメチルホルムアミドが10重量%未満の場合は、還元剤として還元力を示し難い傾向があり、30重量%を超過する場合は、反応の制御および還元速度の調節による工程の制御が難しいおそれもある。   When the amount of dimethylformamide is less than 10% by weight, it tends to be difficult to exhibit reducing power as a reducing agent, and when it exceeds 30% by weight, it may be difficult to control the reaction and control the process by adjusting the reduction rate. .

本発明は、銅塩、酸、光沢補助剤、光沢剤、ポリビニルピロリドンおよび還元剤を含む銅メッキ液組成物を含む銅メッキ電解液に被メッキ物を浸漬させ、3.0〜5.0A/dmの高電流密度の作業環境および20〜60℃の温度条件下で電解させてメッキさせるプリント基板用ビアホール充填方法を提供する。 In the present invention, an object to be plated is immersed in a copper plating electrolyte containing a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, a gloss auxiliary, a brightener, polyvinyl pyrrolidone, and a reducing agent. Provided is a via hole filling method for a printed circuit board that is electrolyzed and plated under a working environment with a high current density of dm 2 and a temperature condition of 20 to 60 ° C.

作業場内の環境が20℃未満の場合は、前記組成物間の溶解性に問題があり、作業場内の環境が60℃以上の場合は、前記還元剤の引火点の範囲に含まれるので危険性がある。   If the environment in the workplace is less than 20 ° C., there is a problem in the solubility between the compositions, and if the environment in the workplace is 60 ° C. or higher, it is included in the flash point range of the reducing agent, which is dangerous. There is.

以下、実施例および比較例によって本発明をさらに具体的に説明する。本発明の範疇はこれらの例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The scope of the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
プリント基板に直径50μmおよび深さ45μmのビアホール(via hole)を加工し、該ビアホールの内部を、下記組成を有する電気銅メッキ液を含む浴(bath)で3.0A/dmの電流密度下に室温(25℃)でメッキを施した後、充填されたビアホール断面のメッキされた形状および充填の度合いを確認した。
Example 1
A via hole having a diameter of 50 μm and a depth of 45 μm is processed on a printed circuit board, and the inside of the via hole is subjected to a current density of 3.0 A / dm 2 in a bath containing an electrolytic copper plating solution having the following composition. After plating at room temperature (25 ° C.), the plated shape of the filled via hole cross section and the degree of filling were confirmed.

組成物:
CuSO・5HO 1.47g/L
SO 13.44g/L
Cl 5.0mg/L
ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド 0.755g/L
ポリビニルピロリドン 45mg/L
ジメチルホルムアミド 219.27g/L
Composition:
CuSO 4 · 5H 2 O 1.47g / L
H 2 SO 4 13.44 g / L
Cl 5.0mg / L
Bis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / L
Polyvinylpyrrolidone 45mg / L
Dimethylformamide 219.27 g / L

上述した銅メッキ液組成物によって充填されたビアホールの断面を図2に示した。図2から確認されるように、前記ビアホールは空隙の発生なしで完全に充填されたと共に、メッキ層の析出状態も非常に稠密であった。   FIG. 2 shows a cross section of the via hole filled with the copper plating solution composition described above. As can be seen from FIG. 2, the via hole was completely filled without the generation of voids, and the deposition state of the plating layer was very dense.

(実施例2)
銅メッキ液組成物にポリビニルピロリドンおよびジメチルホルムアミドの使用量を変化させた以外は実施例1と同様にして行った後、充填されたビアホール断面のメッキされた形状および充填の度合いを確認した。
(Example 2)
After the same procedure as in Example 1 except that the amounts of polyvinylpyrrolidone and dimethylformamide used were changed in the copper plating solution composition, the plated shape and the degree of filling of the filled via-hole cross section were confirmed.

組成物:
CuSO・5HO 1.47g/L
SO 13.44g/L
Cl 5.0mg/L
ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド 0.755g/L
ポリビニルピロリドン 40mg/L
ジメチルホルムアミド 250g/L
Composition:
CuSO 4 · 5H 2 O 1.47g / L
H 2 SO 4 13.44 g / L
Cl 5.0mg / L
Bis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / L
Polyvinylpyrrolidone 40mg / L
Dimethylformamide 250g / L

上述した銅メッキ液組成物によって充填されたビアホールの断面を図3に示した。図3から確認されるように、前記ビアホールは空隙の発生なしで充填されたと共に、メッキ層の析出状態も稠密であった。   A cross section of the via hole filled with the copper plating solution composition described above is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, the via hole was filled without the generation of voids, and the plating layer was densely deposited.

(実施例3)
銅メッキ液組成物にポリビニルピロリドンおよびジメチルホルムアミドの使用量を変化させた以外は実施例1と同様にして行った後、充填されたビアホール断面のメッキされた形状および充填の度合いを確認した。
Example 3
After the same procedure as in Example 1 except that the amounts of polyvinylpyrrolidone and dimethylformamide used were changed in the copper plating solution composition, the plated shape and the degree of filling of the filled via-hole cross section were confirmed.

組成物:
CuSO・5HO 1.47g/L
SO 13.44g/L
Cl 5.0mg/L
ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド 0.755g/L
ポリビニルピロリドン 60mg/L
ジメチルホルムアミド 170g/L
Composition:
CuSO 4 · 5H 2 O 1.47g / L
H 2 SO 4 13.44 g / L
Cl 5.0mg / L
Bis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / L
Polyvinylpyrrolidone 60mg / L
Dimethylformamide 170g / L

上述した銅メッキ液組成物によって充填されたビアホールの断面を図4に示した。図4から確認されるように、前記ビアホールは空隙の発生なしで充填されたと共に、メッキ層の析出状態も稠密であった。   FIG. 4 shows a cross section of the via hole filled with the copper plating solution composition described above. As can be seen from FIG. 4, the via hole was filled without generation of voids, and the deposition state of the plating layer was dense.

(比較例1)
銅メッキ液組成物にポリビニルピロリドンを排除した以外は実施例1と同様にして行った後、充填されたビアホール断面のメッキされた形状および充填の度合いを確認した。
(Comparative Example 1)
After the same procedure as in Example 1 except that polyvinylpyrrolidone was excluded from the copper plating solution composition, the plated shape and the degree of filling of the filled via hole cross section were confirmed.

組成物:
CuSO・5HO 1.47g/L
SO 13.44g/L
Cl 5.0mg/L
ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド 0.755g/L
ジメチルホルムアミド 219.27g/L
Composition:
CuSO 4 · 5H 2 O 1.47g / L
H 2 SO 4 13.44 g / L
Cl 5.0mg / L
Bis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / L
Dimethylformamide 219.27 g / L

このように、ポリビニルピロリドンを添加していない銅メッキ液組成物でメッキされたビアホールの断面を図5に示した。図5から確認されるように、前記ビアホールは、完全には充填されておらず、その内部にボイドが発生した。   Thus, the cross section of the via hole plated with the copper plating solution composition not added with polyvinylpyrrolidone is shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, the via hole was not completely filled, and voids were generated inside.

(比較例2)
銅メッキ液組成物にジメチルホルムアミドを排除した以外は実施例1と同様にして行った後、充填されたビアホール断面のメッキされた形状および充填の度合いを確認した。
(Comparative Example 2)
After performing in the same manner as in Example 1 except that dimethylformamide was excluded from the copper plating solution composition, the plated shape of the filled via hole cross section and the degree of filling were confirmed.

組成物:
CuSO・5HO 1.47g/L
SO 13.44g/L
Cl 5.0mg/L
ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド 0.755g/L
ポリビニルピロリドン 45mg/L
Composition:
CuSO 4 · 5H 2 O 1.47g / L
H 2 SO 4 13.44 g / L
Cl 5.0mg / L
Bis-sodium sulfopropyl disulfide 0.755 g / L
Polyvinylpyrrolidone 45mg / L

このように、ジメチルホルムアミドを添加していない銅メッキ液組成物でメッキされたビアホールの断面を図6に示した。図6から確認されるように、前記ビアホールは、完全には充填されておらず、その内部にディンプルが発生した。   FIG. 6 shows a cross section of the via hole plated with the copper plating solution composition to which dimethylformamide is not added. As can be seen from FIG. 6, the via hole was not completely filled, and dimples were generated inside the via hole.

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、当該分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。   The present invention has been described in detail on the basis of specific embodiments. However, the present invention is intended to specifically describe the present invention, and the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that modifications and improvements within the technical idea of the present invention are possible.

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲より明確になるであろう。   All simple variations and modifications of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be apparent from the appended claims.

本発明は、プリント基板用銅メッキ液組成物およびこれを用いたビアホール充填方法に適用可能である。   The present invention is applicable to a copper plating solution composition for printed circuit boards and a via hole filling method using the same.

10 第1絶縁層
12 第2絶縁層
20 第1銅箔層
22 ビアホールの充填された第2銅箔層
110 抑制剤(suppressor)
120 光沢剤(brightner)
130 平坦剤(leveler)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st insulating layer 12 2nd insulating layer 20 1st copper foil layer 22 2nd copper foil layer with which the via hole was filled 110 Inhibitor (suppressor)
120 brightener
130 Leveler

Claims (16)

銅塩、
酸、
光沢補助剤、
光沢剤、
ポリビニルピロリドン、および
還元剤を含む、プリント基板用銅メッキ液組成物。
Copper salt,
acid,
Gloss auxiliary,
Brightener,
A copper plating solution composition for printed circuit boards, comprising polyvinylpyrrolidone and a reducing agent.
前記銅メッキ液組成物は0.1〜0.3重量%の銅塩、1〜2重量%の酸、0.0002〜0.0008重量%の光沢補助剤、0.05〜0.2重量%の光沢剤、0.001〜0.01重量%のポリビニルピロリドン、10〜30重量%の還元剤、および残部の水を含有することを特徴とする、請求項1に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   The copper plating solution composition is 0.1 to 0.3 wt% copper salt, 1 to 2 wt% acid, 0.0002 to 0.0008 wt% gloss auxiliary, 0.05 to 0.2 wt% 2. The copper for printed circuit boards according to claim 1, comprising: 1% brightener, 0.001 to 0.01 wt% polyvinylpyrrolidone, 10 to 30 wt% reducing agent, and the balance water. Plating solution composition. 前記銅塩は、硫酸銅(CuSO・5HO)、硝酸銅(Cu(NO)、ギ酸銅(Cu(HCOO))および塩化第2銅(CuCl・2HO)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。 The copper salt is made of copper sulfate (CuSO 4 .5H 2 O), copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 ), copper formate (Cu (HCOO) 2 ) and cupric chloride (CuCl 2 · 2H 2 O). The copper plating solution composition for printed circuit boards according to claim 1 or 2, wherein at least one selected from the group consisting of: 前記酸は、硫酸(HSO)、塩酸(HCl)、酢酸(CHCOOH)およびフッ化ホウ素酸(HBF)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。 The at least one acid is selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), acetic acid (CH 3 COOH), and fluoroboric acid (HBF 4 ). 3. A copper plating solution composition for printed circuit boards according to 1 or 2. 前記光沢補助剤は、塩化イオン(Cl)、塩酸(HCl)および塩化ナトリウム(NaCl)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   The copper for printed circuit boards according to claim 1, wherein the gloss auxiliary is at least one selected from the group consisting of chloride ions (Cl), hydrochloric acid (HCl), and sodium chloride (NaCl). Plating solution composition. 前記光沢剤は、ビス−ナトリウムスルホプロピルジスルフィド(Bis−sodium sulfopropyl−Disulfide)、ビピリジン(bipyridine)またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   3. The copper plating solution for a printed circuit board according to claim 1, wherein the brightener is bis-sodium sulfopropyl-disulfide, bipyridine, or a mixture thereof. 4. Composition. 前記ポリビニルピロリドンの使用量は0.004〜0.006重量%であることを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   The copper plating solution composition for printed circuit boards according to claim 1 or 2, wherein the amount of the polyvinylpyrrolidone used is 0.004 to 0.006% by weight. 前記ポリビニルピロリドンの分子量は100,000〜5,000,000であることを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   The copper plating solution composition for printed circuit boards according to claim 1 or 2, wherein the polyvinyl pyrrolidone has a molecular weight of 100,000 to 5,000,000. 前記還元剤の使用量は17〜25重量%であることを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   The copper plating solution composition for a printed circuit board according to claim 1 or 2, wherein the amount of the reducing agent used is 17 to 25% by weight. 前記還元剤は、アセトアルデヒド(acetaldehyde)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)およびギ酸(formic acid)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする、請求項1または2に記載のプリント基板用銅メッキ液組成物。   The copper for printed circuit boards according to claim 1 or 2, wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethylformamide, and formic acid. Plating solution composition. 銅塩、酸、光沢補助剤、光沢剤、ポリビニルピロリドンおよび還元剤を含む銅メッキ液組成物を含む銅メッキ電解液に被メッキ物を浸漬させる段階と、
3.0〜5.0A/dmの高電流密度の作業環境および20〜60℃の温度条件の下で電解させてメッキさせる段階とを含んでなる、プリント基板用ビアホール充填方法。
Immersing an object to be plated in a copper plating electrolyte containing a copper plating solution composition containing a copper salt, an acid, a gloss auxiliary, a brightener, polyvinylpyrrolidone and a reducing agent;
A via hole filling method for a printed circuit board comprising the steps of electrolysis and plating under a working environment having a high current density of 3.0 to 5.0 A / dm 2 and a temperature condition of 20 to 60 ° C.
前記銅メッキ液組成物は0.1〜0.3重量%の銅塩、1〜2重量%の酸、0.0002〜0.0008重量%の光沢補助剤、0.05〜0.2重量%の光沢剤、0.001〜0.01重量%のポリビニルピロリドン、10〜30重量%の還元剤、および残部の水を含有することを特徴とする、請求項11に記載のプリント基板用ビアホール充填方法。   The copper plating solution composition is 0.1 to 0.3 wt% copper salt, 1 to 2 wt% acid, 0.0002 to 0.0008 wt% gloss auxiliary, 0.05 to 0.2 wt% The printed circuit board via hole according to claim 11, comprising: 1% brightener, 0.001 to 0.01 wt% polyvinylpyrrolidone, 10 to 30 wt% reducing agent, and the balance water. Filling method. 前記ポリビニルピロリドンの使用量は0.004〜0.006重量%であることを特徴とする、請求項11に記載のプリント基板用ビアホール充填方法。   The method for filling a via hole for a printed circuit board according to claim 11, wherein the amount of the polyvinylpyrrolidone used is 0.004 to 0.006% by weight. 前記ポリビニルピロリドンの分子量は100,000〜5,000,000であることを特徴とする、請求項11に記載のプリント基板用ビアホール充填方法。   The method for filling a via hole for a printed circuit board according to claim 11, wherein the polyvinyl pyrrolidone has a molecular weight of 100,000 to 5,000,000. 前記還元剤の使用量は17〜25重量%であることを特徴とする、請求項11に記載のプリント基板用ビアホール充填方法。   The method of filling a via hole for a printed circuit board according to claim 11, wherein the amount of the reducing agent used is 17 to 25% by weight. 前記還元剤は、アセトアルデヒド(acetaldehyde)、ジメチルホルムアミド(dimethyl formamide)およびギ酸(formic acid)よりなる群から少なくとも1種選ばれたことを特徴とする、請求項11に記載のプリント基板用ビアホール充填方法。   The method for filling a via hole for a printed circuit board according to claim 11, wherein the reducing agent is at least one selected from the group consisting of acetaldehyde, dimethylformamide, and formic acid. .
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