[发明专利]无电镀敷的预处理方法

说明书

一种对制品上的暴露的铜或铜合金进行无电金属镀敷的方法，同时防止在待镀制品的铜或铜合金以外的区域上镀敷。该方法依序包括以下步骤：a)将制品浸入到钌基活化溶液中；b)将制品浸入到包含一种或多种二价硫化合物的溶液中；以及c)对制品上的暴露的铜或铜合金进行无电镀敷。在浸入到钌基活化溶液之前，可选地清洁和/或微蚀该制品。这种预处理方法消除了制品上的外来镀敷物，并且减少了在随后的无电镀敷过程中在铜或铜合金上开始镀敷的开始时间。

技术领域

本发明概括而言涉及用于无电镀敷的预处理溶液和使用预处理溶液来制备无电镀敷的表面的方法。

背景技术

具有暴露的铜和铜合金表面的制品通常通过在无电镀敷之前清洁表面、蚀刻表面并催化活化表面来为无电镀敷做准备。

虽然无电镀敷通常涉及几个预处理步骤，但活化的预处理步骤对随后的无电镀敷的开始具有强烈的影响。本发明涉及对制品表面上的暴露的铜和铜合金进行无电镀敷，而在没有某种类型的催化剂的情况下，通常不会发生无电镀敷。

传统上，使用钯催化剂在暴露的铜和铜合金表面上提供活性镀敷位点。最常用的活化方法使用氯化钯在盐酸中的溶液。氯化钯迅速侵蚀并在铜和铜合金上形成浸渍沉积物。在基底上的钯活化的铜或铜合金表面上进行无电镀敷的领域中已知的常见问题被称为“桥接”或“外来”镀覆物。这是当镀敷发生在暴露的铜或铜合金以外的区域，并可能在线或迹线之间形成意想不到的电气连接，其会导致成品电短路。在印刷电路板(PCB)的情况下，当使用钯催化剂时，电介质(绝缘体)通常在无电溶液中镀敷，而期望将镀层限制于金属导体(通常为铜)。越来越多地要求印刷电路板具有非常细的线条和间隔，并且因此外来物质的存在可能导致这些精细间隔的迹线之间的桥接。本文所述的发明可用于在以下材料上制备用于无电镀敷的暴露的铜或铜合金，所述材料为(但不限于)：PCB、发光二极管、电连接器、模制互连器件和太阳能电池板。

如美国专利US 6,156,218、US 5,212,138和US 5,167,992中所述，已经试图解决外来镀敷物和桥接问题，以防止在除待镀敷的铜或铜合金以外的区域上的镀敷。这些专利通过引用整体并入于此。

在U.S.6,156,218中，发明人发现在无电镀敷之前的硫代硫酸盐溶液会使残留在电路之间的间隔中的Pd催化剂失活，从而防止在无电镍沉积过程中的“桥接”。硫代硫酸盐溶液包含选自硫代硫酸钠、硫代硫酸钾和硫代硫酸铵的化合物。教导了该催化剂活化铜，而硫代硫酸盐溶液使催化剂失活。硫代硫酸盐溶液被用来毒化任何剩余的钯催化剂。

在U.S.5,212,138中，用于引发无电金属沉积物的催化剂组合物是烷基卤化钯盐与第VIII族贵金属盐的组合。该教导显示，钯和钌金属催化剂的组合将更有效地起作用，因为它们在铜基底上的侵蚀速率显著降低，但仍具有足够的催化活性以引发无电沉积。虽然这种金属催化剂的组合成功地活化了表面用于无电镀敷，但是发明人相信钯仍然具有足够的侵蚀性以导致外来镀敷物和可能的桥接。期望不需要使用钯催化剂的活化。

美国专利5,167,992在活化步骤之后使用减活步骤，以防止在电介质表面上的无电镀敷，而不使金属导体上的催化剂减活。活化溶液可以是钯、金或铂。减活溶液是能够去除基体上的金属盐的酸性溶液，或者对铜导体而言优选为非水溶液。

仅使用钌基活化剂(不含钯)的想法之前不被认为是有用的，因为已经发现，对于在随后的镀敷步骤中开始无电镀敷的时间而言，钌是比钯更弱的催化剂。发明人已经发现，与在预处理溶液中使用钌活化剂而没有二价硫化合物或多种二价硫化合物的组合相比，通过使用包含一种或多种二价硫化合物的预处理溶液，在后续的无电镀浴中允许减少起始时间。此外，钌活化的使用消除了外来镀敷物和发生桥接的可能性。

发明内容