用包含堿性穩定吡嗪衍生物的催化劑化學鍍金屬化電介質的制作方法
【專利說明】用包含堿性穩定吡嗪衍生物的催化劑化學鍍金屬化電介質 發明領域
[0001] 本發明涉及用包含堿性穩定吡嗪衍生物的催化劑化學鍍金屬化電介質。更具體 地，本發明涉及用包含堿性穩定吡嗪衍生物的催化劑代替鈀/錫膠體催化劑來金屬化電介 質。
[0002] 發明背景
[0003] 傳統的印刷電路板（PCB)由層壓絕緣電介質基體組成，該基體通過借助鉆孔和電 鍍通孔（PTH)以形成電路板的對立面和/或內層的連接。化學鍍是眾所周知的制備表面上 金屬涂層的方法。電介質表面的化學鍍需要預先沉積催化劑。最常用的催化或活化層壓絕 緣電介質基體區域的方法是在化學鍍之前，在酸性氯化物介質中用錫-鈀膠體水溶液處理 電路板。膠體由錫（II)離子穩定層包裹的金屬鈀核組成。[SnCl 3F復合物外殼作為表面 穩定基團來避免膠體在混懸液中凝聚。
[0004] 在活化過程中，基于鈀的膠體被吸附在絕緣基體上，例如環氧樹脂或聚酰亞胺，來 激發化學鍍銅沉積。理論上，對于化學鍍金屬沉積，催化劑顆粒在電子從還原劑轉移到鍍 浴金屬離子的過程中起到了載體的作用。盡管化學鍍銅工藝的實施受到許多因素影響，例 如沉積溶液的組成和配體的選擇，活化步驟是控制化學鍍沉積速率和機制的關鍵因素。鈀 /錫膠體作為金屬化學鍍的活化劑己經在商業上使用幾十年了，其結構已經被廣泛的研宄。 然而，它對空氣的敏感性和高成本給改進或替代留下了空間。
[0005] 雖然膠體鈀催化劑提供了好的服務，但它具有許多缺點，隨著印刷電路板制造質 量的提高變得越來越突出。近年來，隨著電子設備尺寸的減小和性能的提升，電子電路的封 裝密度變得更高，且進一步要求化學鍍后無缺陷。因此對于可靠的替代催化劑組合物的需 求是巨大的。膠體鈀催化劑的穩定性也是令人擔憂的。如上所述，鈀/錫膠體由錫（II)離 子層穩定且其抗衡離子可以防止鈀聚集。錫（II)離子很容易被氧化成錫（IV)，因此膠體不 能維持其膠體結構。溫度和振蕩促進了氧化。如果使錫（II)濃度降到接近零，鈀顆粒的尺 寸就會變大，聚集并且沉淀。
[0006] 為了尋找新的和更好的催化劑已經做出了相當大的努力。例如，由于鈀的高成本， 許多嘗試指向了開發非鈀或雙金屬替代催化劑。以往，問題包括它們對于電鍍通孔并不是 十分有活性或足夠可靠。此外，這些催化劑通常經過放置后活性逐漸減弱，這一改變使得這 些催化劑不可靠且對于商業應用是不切實際的。US 4248632公開了一種用于化學鍍非鈀/ 錫催化劑。該催化劑包括催化金屬絡合物，例如鈀或替代金屬如銀和金，含氮配體和酸性基 團；然而，酸性環境對于催化性能是關鍵的。酸性環境通常會引起電介質基體上產生不希望 有的腐蝕金屬覆層，導致有缺陷的制品產生。這個問題在印刷電路板的生產中是非常普遍 的，板通常被銅大量地包覆，因此在工業上酸性環境是非常不希望有的。
[0007] 優選地，金屬包層電介質在堿性環境下化學鍍，但許多非-鈀/錫催化劑在這種條 件下是不穩定和不可靠的。US 5503877公開了另一種既可以在酸性又可以在堿性環境中使 用的非-鈀/錫催化劑。該催化劑包括催化金屬例如鈀、銀或金，含氮配體和溶劑組分；但 是，催化劑必須首先延長加熱的時間以形成低聚物/多聚物，否則它的活性不夠。而且，長 時間的加熱和隨后的冷卻封裝，由于在大規模催化劑制備中增加的人力和設備費用，會導 致較高的成本。因此，仍然需要一種鈀/錫的替代催化劑。
[0008] 發明概述
[0009] 方法包括提供包含電介質的基體；將水性堿性催化劑溶液施加于包含電介質的 基體，水性堿性催化劑包括金屬離子和一種或多種具有如下通式結構的吡嗪衍生物的絡合 物：
[0010]
【主權項】
1. 一種方法包括： a) 提供一種包含電介質的基體； b) 將水性堿性催化劑溶液施加到包含電介質的基體上，水性堿性催化劑包括金屬離子 和一種或多種具有如下通式結構的吡嗪衍生物的單體絡合物：
式中札、馬、1?3和1?4可以相同或不同，是氫、直鏈或支鏈（(：「(： 5)烷基、4〇〇2、直鏈或支 鏈氨基（c「c5)烷基、乙酰基、直鏈或支鏈羥基（c「c5)烷基，或直鏈或支鏈（c「c5)烷氧基， 并且其中R可以相同或不同，是氫或直鏈或支鏈（Ci-Q)烷基，且附加條件是&、1?2、1?3和1?4 中至少1個不是氫； c) 將還原劑施加于包含電介質的基體；和 d) 將包含電介質的基體浸入堿金屬鍍浴中以在包含電介質的基體上化學鍍金屬。
2. 權利要求1所述的方法，其中所述的一種或多種吡嗪衍生物選自2,6_二甲基吡嗪、 2, 3-二甲基吡嗪、2, 5-二甲基吡嗪、2, 3, 5-三甲基吡嗪、2-乙酰吡嗪、氨基吡嗪、乙基吡嗪、 甲氧基吡嗪、3,4_二甲基吡嗪和2-(2_羥乙基）吡嗪。
3. 權利要求1所述的方法，其中所述的一種或多種吡嗪衍生物與金屬離子的摩爾比為 1 : 1 至 4 : 1〇
4. 權利要求1所述的方法，其中所述的金屬離子選自鈀、銀、金、鉑、銅、鎳和鈷。
5. 權利要求1所述的方法，其中基體上的金屬為銅、銅合金、鎳或鎳合金。
6. 權利要求1所述的方法，其中所述水性堿性催化劑溶液的pH為8.5或更高。
7. 權利要求6所述的方法，其中所述水性堿性催化劑溶液的pH為9或更高。
8. 權利要求1所述的方法，其中所述包含電介質的基體還包括多個通孔。
9. 權利要求8所述的方法，其中所述包含電介質的基體還包括金屬覆層。
【專利摘要】環上含有一個或多個給電子基團的吡嗪衍生物在水性堿性環境中被用作催化金屬絡合劑，以催化金屬包覆和未包覆基體上的化學鍍金屬鍍。所述催化劑是單體且不含錫和抗氧化劑。
【IPC分類】C23C18-31
【公開號】CN104561947
【申請號】CN201410667902
【發明人】劉鋒, M·A·熱茲尼克
【申請人】羅門哈斯電子材料有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年9月4日
【公告號】EP2845923A1