Disolución electrolítica de cobre que contiene compuesto de amina cuaternaria con esqueleto específico y compuesto de organo-azufre como aditivos, y lámina de cobre electrolítica fabricada usando la misma.

Disolución electrolítica de cobre que contiene como aditivos un compuesto de organo-azufre y un compuesto de amina cuaternaria con un esqueleto específico que se obtiene mediante una reacción de adición entre un compuesto que tiene uno o más grupos epoxi por molécula y un compuesto de amina, 5 seguido por una cuaternización del nitrógeno, en la que el compuesto de amina cuaternaria con un esqueleto específico es uno de los compuestos expresados por las siguientes fórmulas generales

(2) a (9),**Fórmula**

(n: un número entero de 1 a 5).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2003/010552.

Solicitante: JX Nippon Mining & Metals Corporation.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 6-3, Otemachi 2-chome Chiyoda-ku Tokyo JAPON.

Inventor/es: KUMAGAI,MASASHI, HANAFUSA,MIKIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Circuitos impresos (conjuntos consistentes en una... > H05K1/09 (Empleo de materiales para realizar el recorrido metálico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA... > Revestimientos electrolíticos; Baños utilizados > C25D3/38 (de cobre)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA... > Galvanoplastia > C25D1/04 (Alambre; Cintas; Chapas)

PDF original: ES-2450042_T3.pdf

 

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Disolución electrolítica de cobre que contiene compuesto de amina cuaternaria con esqueleto específico y compuesto de organo-azufre como aditivos, y lámina de cobre electrolítica fabricada usando la misma.

Fragmento de la descripción:

Disolución electrolítica de cobre que contiene compuesto de amina cuaternaria con esqueleto específico y compuesto de organo-azufre como aditivos, y lámina de cobre electrolítica fabricada usando la misma

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una disolución electrolítica de cobre usada en la fabricación de una lámina de cobre electrolítica, y más particularmente a una disolución electrolítica de cobre que se usa en la fabricación de una lámina de cobre electrolítica que permite obtener un patrón fino y que es superior en cuanto a alargamiento y resistencia a la tracción a temperaturas normales y altas temperaturas.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Generalmente, se usan un tambor de cátodo de metal giratorio con una superficie pulida, y un ánodo de metal insoluble que se dispone sobre más o menos la mitad inferior de este tambor de cátodo y rodea la circunferencia del tambor de cátodo, para fabricar láminas de cobre electrolíticas. Se hace que una disolución electrolítica de cobre fluya entre el tambor y el ánodo mencionados anteriormente, y se aplica un potencial eléctrico a través de estas partes, de modo que el cobre se electrodeposita sobre el tambor de cátodo. Entonces, cuando el cobre electrodepositado ha alcanzado un grosor especificado, este cobre depositado se desprende del tambor de cátodo, de modo que se fabrica de manera continua una lámina de cobre.

La lámina de cobre así obtenida se denomina generalmente lámina sin procesar; esta lámina se somete posteriormente a varios tratamientos de superficie, y se usa en tarjetas de circuitos impresos o similares.

Se muestra un esquema de un aparato de fabricación de láminas de cobre convencional en la figura 4. En este aparato de fabricación de láminas de cobre electrolíticas, se dispone un tambor de cátodo 1 en una baño electrolítico en el que se aloja una disolución electrolítica. Este tambor de cátodo 1 rota en un estado en el que el tambor está parcialmente sumergido (es decir, más o menos la mitad inferior del tambor está sumergida) en una disolución electrolítica.

Se dispone un ánodo insoluble 2 de modo que este ánodo rodea la mitad inferior de la circunferencia del tambor de cátodo 1. Hay un hueco fijado 3 entre este tambor de cátodo 1 y el ánodo 2, y una disolución electrolítica fluye a través de este hueco. Están dispuestas dos placas de ánodo en el aparato mostrado en la figura 4.

En este aparato mostrado en la figura 4, la disolución electrolítica se suministra desde la parte inferior; el aparato se construye de modo que esta disolución electrolítica pasa a través del hueco 3 entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2 y se desborda del borde superior del ánodo 2, y de ese modo esta disolución electrolítica se recircula. Puede mantenerse un voltaje especificado entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2 interponiendo un rectificador entre estos elementos.

A medida que el tambor de cátodo 1 rota, el grosor del cobre electrodepositado a partir de la disolución electrolítica aumenta, y cuando este grosor supera un grosor determinado, la lámina sin procesar 4 se desprende y se recoge de manera continua. El grosor de la lámina sin procesar que se fabrica así puede ajustarse ajustando la distancia entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2, la velocidad de flujo de la disolución electrolítica que se suministra o la cantidad de electricidad que se suministra.

En la lámina de cobre que se fabrica mediante un aparato de fabricación de láminas de cobre electrolíticas de este tipo, la superficie que entra en contacto con el tambor de cátodo es una superficie especular; sin embargo, la superficie en el lado opuesto es una superficie rugosa con salientes e indentaciones. En el caso de electrólisis ordinaria, los salientes e indentaciones de esta superficie rugosa son graves, de modo que tienden a producirse socavaciones durante el grabado, y es difícil lograr un patrón fino.

Recientemente, mientras tanto, a medida que la densidad de las tarjetas de circuitos impresos ha aumentado, el estrechamiento de la anchura de los circuitos y el desarrollo de circuitos de múltiples capas ha conducido a una demanda de láminas de cobre que permitan obtener un patrón fino. Con el fin de lograr tal obtención de un patrón fino, se requiere una lámina de cobre que sea superior en cuanto a características de grabado.

Además, en lo que respecta a los valores de rendimiento requeridos en láminas de cobre usadas en tarjetas de circuitos impresos, no sólo se requieren características de alargamiento a temperaturas normales, sino también características de alargamiento a alta temperatura para el fin de impedir el agrietamiento provocado por el estrés térmico, y una alta resistencia a la tracción para la estabilidad dimensional de la tarjeta de circuitos impresos. Sin embargo, las láminas de cobre del tipo mencionado anteriormente en las que los salientes e indentaciones de la superficie rugosa son graves son totalmente inadecuadas para obtener un patrón fino, tal como se describió anteriormente. Por tales motivos, se ha investigado el alisamiento de la superficie rugosa hasta un perfil bajo.

Se sabe generalmente que puede lograrse un perfil bajo de este tipo añadiendo grandes cantidades de pegamento o tiourea a la disolución electrolítica.

Sin embargo, tales aditivos conducen al problema de una caída brusca en el alargamiento a temperaturas normales 5 y altas temperaturas, provocando por tanto una gran caída en el rendimiento como lámina de cobre para su uso en tarjetas de circuitos impresos.

El documento US 4.336.114 da a conocer una composición y un método para electrodepositar depósitos de cobre a partir de un electrolito de recubrimiento electrolítico de cobre ácido acuoso. El electrolito comprende un compuesto de organo-azufre y un aducto de una alquilamina terciaria con poliepiclorhidrina.

El documento US 4.555.315 describe un procedimiento de galvanoplastia y un baño de cobre a alta velocidad para el mismo. El electrolito contiene un compuesto de azufre divalente orgánico y un aducto de una alquilamina terciaria con epiclorhidrina.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención obtener una lámina de cobre electrolítica de perfil bajo con una rugosidad de superficie pequeña en el lado de la superficie rugosa (el lado opuesto de la superficie lustrosa) en la fabricación de una lámina de cobre electrolítica usando un tambor de cátodo, y más particularmente para obtener una lámina de cobre electrolítica que permite obtener un patrón fino, y que es superior en cuanto a alargamiento y resistencia a la tracción a temperaturas normales y altas temperaturas.

Los presentes inventores descubrieron que puede obtenerse una lámina de cobre electrolítica que permite obtener

un patrón fino, y que es superior en cuanto a alargamiento y resistencia a la tracción a temperaturas normales y altas temperaturas, añadiendo una cantidad óptima de un aditivo, lo que hace posible lograr un perfil bajo en la disolución electrolítica.

Basándose en este hallazgo, los presentes inventores descubrieron que puede obtenerse una lámina de cobre electrolítica que permite obtener un patrón fino y que es superior en cuanto a alargamiento y resistencia a la tracción a temperaturas normales y altas temperaturas realizando electrólisis usando una disolución electrolítica de cobre que contiene un compuesto de amina cuaternaria con un esqueleto específico y un compuesto de organo-azufre en un método de fabricación de láminas de cobre electrolíticas en el que se fabrica de manera continua una lámina de cobre haciendo que una disolución electrolítica de cobre fluya entre un tambor de cátodo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disolución electrolítica de cobre que contiene como aditivos un compuesto de organo-azufre y un compuesto de amina cuaternaria con un esqueleto específico que se obtiene mediante una reacción de adición entre un compuesto que tiene uno o más grupos epoxi por molécula y un compuesto de amina, seguido por una cuaternización del nitrógeno, en la que el compuesto de amina cuaternaria con un esqueleto específico es uno de los compuestos expresados por las siguientes fórmulas generales (2) a (9) ,

(n: un número entero de 1 a 5)

(n: un número entero de 1 a 22) ; y

(n: un número entero de 1 a 3) ;

(en las fórmulas generales (2) a (9) , R1 y R2 indican cada uno un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo hidroxialquilo, un grupo éter, un grupo aromático, un grupo alquilo sustituido con grupo aromático, un grupo hidrocarbonado insaturado y un grupo alquilo, R3 indica un grupo bencilo, un grupo alilo o un grupo alquilo con de 1 a 5 átomos de carbono y X1- indica Cl-, Br- o CH3SO4-.)

2. Disolución electrolítica de cobre según la reivindicación 1, que se caracteriza porque el compuesto de organo-azufre es un compuesto expresado por la siguiente fórmula general (10) u (11) ,

(en las fórmulas generales (10) y (11) , R1, R2 y R3 indican cada uno un grupo alquileno con de 1 a 8 átomos de carbono, R4 indica un grupo seleccionado del grupo que consiste en hidrógeno X indica un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido fosfónico y un grupo de sal de amonio o grupo de sal de metal alcalino de ácido sulfónico o ácido fosfónico, Y indica un grupo seleccionado del grupo que consiste en un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido fosfónico y un grupo de sal de sodio o potasio de ácido sulfónico o ácido fosfónico, Z indica hidrógeno, sodio o potasio y n es 2 ó 3.)

3. Lámina de cobre electrolítica que se fabrica usando la disolución electrolítica de cobre según la reivindicación 1 ó 2, teniendo la lámina de cobre electrolítica una rugosidad de superficie Rz de 0, 94 a 1, 23 !m, y teniendo un alargamiento a temperatura normal del 6, 72 al 9, 20%, una resistencia a la tracción a temperatura normal de 30, 5 a 37, 2 kgf/mm2, un alargamiento a alta temperatura del 11, 9 al 18, 2% y una resistencia a la tracción a alta temperatura de 19, 9 a 23, 4 kgf/mm2.

4. Tarjeta laminada revestida de cobre que se forma usando la lámina de cobre electrolítica según la reivindicación 3.