[发明专利]一种用于射频器件的玻璃通孔电镀铜液及其电镀铜工艺

说明书

本发明公开了一种用于射频器件的玻璃通孔电镀铜液及其电镀铜工艺，该电镀铜液包括以下组分：甲基磺酸铜250‑330g/L、甲基磺酸15‑35g/L、氯离子40‑90mg/L、复合加速剂120‑300mg/L、润湿剂10‑80mg/L、复合整平剂20‑50mg/L、复合成核剂1‑8mg/L。该技术采用S1脉冲方波电流进行孔中部的优先成核蝶形填充与S2单向直流电流进行盲孔的填平沉积，保证了通孔的无空洞填充，仅需通过设置不同电流输出方式即可完成整个通孔的金属化，无需更换镀槽，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及电镀铜技术领域，尤其涉及一种用于射频器件的玻璃通孔电镀铜液及其电镀铜工艺。

背景技术

玻璃通孔(TGV)在高频下具有比硅通孔(TSV)更好的高频特性，而且大面板制作工艺下玻璃基板具有更低的制作成本及低至100μm的厚度优势。集成天线的3D封装系统(SiP)中TGV能够进行无线平面内/平面外以及芯片内/芯片间通信。与有线方法相比，无线互连能够减少信号延迟并在几乎不分散的情况下增加通信距离。

传统电镀铜液配方在通孔电镀时采用直流电镀时，电镀液管控范围较窄，通孔金属化填实过程中容易出现空洞、孔金属不满等的问题，有的电镀耗时较长，表面铜厚较厚，增大了后续磨抛的难度。采用脉冲电镀时，孔中部蝶形填充后在两端形成两个盲孔，无法继续填平，一般需更换电镀槽液进行盲孔电镀填充，增加了工序。

另外，专利CN111441071A中公开了一种玻璃通孔双面镀铜技术，该技术中由于整平剂及光亮剂体系存在缺陷，导致使用电流密度范围较窄，不适用高速生产效率。为了解决整平剂和光亮剂存在的缺陷，市场上产商也做出了许多努力，如专利CN103924268A中公开了一种酸铜整平剂应用，该类型整平剂为季铵盐类化合物，阴离子X＝Cl^-或Br^-，含或S或N、烷基、烯基、芳烷基、杂芳烷基、取代烷基、取代烯基、取代芳烷基或取代杂芳烷基中的一种，主要应用于可调表面形貌晶圆电镀中。但是上述整平剂仍然得不到令人满意的效果。

针对以上问题，本发明开发一种新型通孔电镀液配方，可在适当脉冲条件下在通孔内形成孔中铜厚，孔口铜薄的状态，以孔中间位置凸起的铜作为填孔药水的起镀点，形成蝴蝶翼。之后可改变脉冲波形实现盲孔的继续填平。有效保证孔内无空洞填充的同时避免电镀槽的生产更换，提高生产效率。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种用于射频器件的玻璃通孔电镀铜液及其电镀铜工艺，该技术采用S1脉冲方波电流进行孔中部的优先成核蝶形填充与S2单向直流电流进行盲孔的填平沉积，保证了通孔的无空洞填充，仅需通过设置不同电流输出方式即可完成整个通孔的金属化，无需更换镀槽，提高了生产效率。

为实现上述目的，本发明提供一种用于射频器件的玻璃通孔电镀铜液，包括以下质量浓度组分：

甲基磺酸铜250-330g/L

甲基磺酸15-35g/L

氯离子40-90mg/L

复合加速剂120-300mg/L

润湿剂10-80mg/L

复合整平剂20-50mg/L

复合成核剂1-8mg/L

DI纯水余量。

温度22-26℃

所述氯离子由盐酸提供。

其中，所述复合加速剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠和5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮，且二者在使用时的质量比为5:1，可吸附于通孔表面的高电位区，抑制孔口及表面铜的生长，利于低电位区的通孔内部优先沉积铜，达到理想的生长模式。