Disolución electrolítica de cobre que contiene compuesto de amina que tiene un esqueleto específico y compuesto de organoazufre como aditivos, y lámina de cobre electrolítica producida usando la misma.

Disolución electrolítica de cobre que contiene, como aditivos:



un compuesto de organoazufre representado por la fórmula general mencionada a continuación (10) u (11)

X-R1-(S)n-R2-YO3Z1 (10)

R4-S-R3-SO3Z2 (11)

en la que R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquileno que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, R4 se selecciona de un grupo que consiste en hidrógeno, **Fórmula**

, X se selecciona de un grupo que consiste en hidrógeno, un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido fosfónico y grupos de sal de metal alcalino de ácido sulfónico o ácido fosfónico o grupos de sal de amonio, Y es azufre o fósforo, Z1 y Z2 son cada uno hidrógeno, sodio o potasio, y n es 2 ó 3; y

un compuesto de amina que incluye cualquiera de las fórmulas generales (2) a (9) mencionadas a continuación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2003/006363.

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:

  • C25D1/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS.C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 1/00 Galvanoplastia. › Alambre; Cintas; Chapas.
  • C25D3/38 C25D […] › C25D 3/00 Revestimientos electrolíticos; Baños utilizados. › de cobre.
  • H05K1/09 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05K CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION DE APARATOS ELECTRICOS; FABRICACION DE CONJUNTOS DE COMPONENTES ELECTRICOS (detalles de instrumentos o detalles comparables de otros aparatos no previstos en otro lugar G12B; circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/01, H01L 27/13; medios no impresos para realizar conexiones con o entre circuitos impresos H01R; envolturas o detalles de realización de tipos particulares de aparatos, ver las subclases apropiadas; procedimientos que sólo comprenden una técnica prevista en otro lugar, p. ej. calefacción, pulverización, ver la subclase apropiada). › H05K 1/00 Circuitos impresos (conjuntos consistentes en una pluralidad de semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido individuales H01L 25/00; dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, p. ej. circuitos integrados, circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/00). › Empleo de materiales para realizar el recorrido metálico.

PDF original: ES-2497090_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Disolución electrolítica de cobre que contiene compuesto de amina que tiene un esqueleto específico y compuesto de organoazufre como aditivos, y lámina de cobre electrolítica producida 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 en particular a una disolución electrolítica de cobre usada en la fabricación de una lámina de cobre electrolítica que puede dotarse de un patrón fino y tiene resistencia a la tracción y alargamiento excelentes a 10 temperatura normal y alta temperatura.

TÉCNICA ANTERIOR

En general, para fabricar una lámina de cobre electrolítica, se usan un tambor de cátodo de metal rotatorio que tiene 15 una superficie pulida, y un ánodo de metal insoluble que discurre alrededor de la periferia de aproximadamente la mitad inferior del tambor de cátodo, y se hace que fluya una disolución electrolítica de cobre entre el tambor de cátodo y el ánodo. También se aplica un potencial entre el tambor de cátodo y el ánodo, mediante lo cual se electrodeposita cobre sobre el tambor de cátodo. Una vez que el cobre electrodepositado ha alcanzado un grosor recomendado, el cobre electrodepositado se desprende del tambor de cátodo, mediante lo cual se fabrica de manera 20 continua una lámina de cobre.

La lámina de cobre obtenida de este modo se denomina generalmente lámina sin procesar; esta lámina sin procesar se somete posteriormente a diversos tratamientos de superficie y se usa entonces en tarjetas de circuitos impresos o similares. 25

En la figura 1 se muestra esquemáticamente un aparato de fabricación de láminas de cobre convencional. En este aparato de láminas de cobre electrolíticas, se instala un tambor de cátodo en un baño de electrólisis que aloja una disolución electrolítica. El tambor de cátodo 1 rota en un estado parcialmente sumergido (es decir, con aproximadamente la mitad inferior sumergida) en la disolución electrolítica. 30

Se proporciona un ánodo insoluble 2 de modo que discurra alrededor de la mitad inferior de la periferia externa del tambor de cátodo 1. Hay un hueco constante 3 entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2, y la disolución electrolítica fluye a través de este hueco. En el aparato de la figura 1, se usan dos placas de ánodo.

En la figura 1, la constitución es tal que la disolución electrolítica se alimenta desde la parte inferior, pasa a través del hueco 3 entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2 y fluye sobre los bordes superiores del ánodo 2, circulando de este modo. Se mantiene un voltaje recomendado entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2 usando un rectificador.

A medida que el tambor de cátodo 1 rota, el cobre electrodepositado a partir de la disolución electrolítica se hace 40 cada vez más grueso, y una vez que el cobre ha alcanzado al menos un determinado grosor, la lámina sin procesar 4 se desprende y se enrolla de manera continua. El grosor de la lámina sin procesar fabricada de este modo se ajusta a través de la distancia entre el tambor de cátodo 1 y el ánodo 2, la velocidad de flujo de la disolución electrolítica alimentada y la cantidad de electricidad alimentada.

Con una lámina de cobre fabricada usando un aparato de fabricación de láminas de cobre electrolíticas de este tipo, la superficie en contacto con el tambor de cátodo se convierte en una superficie especular, pero la superficie en el otro lado se convierte en una superficie rugosa que tiene irregularidades. Con la electrólisis habitual, las irregularidades en la superficie rugosa son graves, y por tanto existe el problema de la propensión a que se produzca socavación durante el grabado, y por tanto es difícil la obtención de un patrón fino. 50

Sin embargo, recientemente, a medida que la densidad sobre las tarjetas de circuitos impresos ha aumentado, la anchura del circuito se ha reducido y el número de capas ha aumentado, y acompañando a esto se ha convertido en un requisito que esta lámina de cobre pueda dotarse de un patrón fino. Para llevar a cabo la obtención del patrón fino, se requiere una lámina de cobre que tenga granos de cristal de un tamaño uniforme y que tenga una tasa de 55 grabado uniforme y una solubilidad uniforme, es decir, una lámina de cobre que tenga propiedades de grabado excelentes.

Además, con respecto a las propiedades requeridas de una lámina de cobre para tarjetas de circuitos impresos, no sólo se requiere alargamiento a temperatura normal, sino también alargamiento a alta temperatura para evitar el 60 agrietamiento debido a estrés térmico. Además, se requiere una alta resistencia a la tracción para la estabilidad dimensional de las tarjetas de circuitos impresos. Sin embargo, una lámina de cobre para la que las irregularidades en la superficie rugosa son graves como anteriormente provoca el problema de no ser adecuada para obtener un patrón fino tal como se describió anteriormente. Por tanto se han realizado estudios para hacer que la superficie rugosa tenga un perfil bajo. 65

Se sabe que, en general, puede lograrse un perfil bajo añadiendo una gran cantidad de cola animal o tiourea a la disolución electrolítica. Sin embargo, tales aditivos tienen el problema de provocar que el porcentaje de alargamiento descienda drásticamente a temperatura normal y alta temperatura, provocando por tanto un gran deterioro en las propiedades como lámina de cobre para tarjetas de circuitos impresos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención obtener una lámina de cobre electrolítica de perfil bajo fabricando una lámina de cobre electrolítica usando un tambor de cátodo de manera que la rugosidad de superficie en el lado de superficie rugosa (el lado opuesto a la superficie lustrosa) sea baja. Y en particular, es un objeto obtener una lámina de cobre 10 electrolítica que pueda dotarse de un patrón fino y que tenga resistencia a la tracción y alargamiento excelentes a temperatura normal y alta temperatura.

Los presentes inventores encontraron que añadiendo aditivos óptimos que permiten una lámina de perfil bajo a una disolución electrolítica, por tanto, es posible obtener una lámina de cobre electrolítica que puede dotarse de un 15 patrón fino y tiene una resistencia a la tracción y alargamiento excelentes a temperatura normal y alta temperatura.

Basándose en este hallazgo, los presentes inventores descubrieron que, mediante electrólisis usando una disolución electrolítica de cobre que contiene un compuesto de amina que tiene un esqueleto específico y un compuesto de organoazufre específico, es posible obtener una lámina de cobre electrolítica que puede dotarse de un patrón fino y 20 tiene una resistencia a la tracción y alargamiento excelentes a temperatura normal y alta temperatura, en el caso de un método de fabricación de láminas de cobre electrolíticas en el que se hace fluir una disolución electrolítica de cobre entre un tambor de cátodo y un ánodo, se electrodeposita cobre sobre el tambor de cátodo y el cobre electrodepositado se desprende del tambor de cátodo para fabricar de manera continua una lámina de cobre; de este modo se logró la presente invención. 25

Específicamente, la presente invención está constituida tal como sigue.

Una disolución electrolítica de cobre que contiene, como aditivos, un compuesto de organoazufre representado por la fórmula general (10) u (11) y un compuesto de amina que tiene un esqueleto específico representado por las 30 fórmulas generales mencionadas a continuación (2) a (9) obtenido haciendo reaccionar aditivamente un compuesto de amina y un compuesto que tiene uno o más grupos epoxi en una molécula del mismo.

(n: un número entero de desde 1 hasta 5)

(n: un número entero de desde 1 hasta 22)

(n: un número entero de desde 1 hasta 3)

en las que R1 y R2 se seleccionan cada uno de un grupo que consiste en grupos hidroxialquilo, grupos éter, grupos aromáticos, grupos alquilo sustituidos con grupos aromáticos, grupos hidrocarbonados insaturados y grupos alquilo.

El compuesto de organoazufre es un compuesto representado por la fórmula general mencionada a continuación (10) u (11) .

X-R1- (S) n-R2-YO3Z1 (10)

R4-S-R3-SO3Z2 (11) 15

en las que R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquileno que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, R4 se selecciona de un grupo que consiste en hidrógeno,

, 20

X se selecciona de un grupo que consiste en hidrógeno, un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido fosfónico y grupos de sal de amonio o grupos de sal de metal alcalino de ácido sulfónico o ácido fosfónico, Y es azufre... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disolución electrolítica de cobre que contiene, como aditivos:

un compuesto de organoazufre representado por la fórmula general mencionada a continuación (10) u (11) 5

X-R1- (S) n-R2-YO3Z1 (10)

R4-S-R3-SO3Z2 (11)

en la que R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquileno que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, R4 se 10 selecciona de un grupo que consiste en hidrógeno,

,

X se selecciona de un grupo que consiste en hidrógeno, un grupo ácido sulfónico, un grupo ácido fosfónico 15 y grupos de sal de metal alcalino de ácido sulfónico o ácido fosfónico o grupos de sal de amonio, Y es azufre o fósforo, Z1 y Z2 son cada uno hidrógeno, sodio o potasio, y n es 2 ó 3; y

un compuesto de amina que incluye cualquiera de las fórmulas generales (2) a (9) mencionadas a continuación, 20

(n: un número entero de desde 1 hasta 5)

(n: un número entero de desde 1 hasta 22)

(n: un número entero de desde 1 hasta 3)

en las que R1 y R2 tienen cada uno no más de 8 átomos de carbono, y se seleccionan cada uno de un grupo que consiste en grupos hidroxialquilo, grupos éter, grupos aromáticos, grupos alquilo sustituidos con grupos aromáticos, grupos hidrocarbonados insaturados y grupos alquilo. 10

2. Procedimiento para producir una lámina de cobre electrolítica usando la disolución electrolítica de cobre según la reivindicación 1.


 

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