專利名稱：化學(xué)鍍催化劑和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及金屬化學(xué)鍍領(lǐng)域。更特別地，涉及電子器件制造用的非導(dǎo)電基底的金屬化學(xué)鍍催化劑。
背景技術(shù)：
印刷電路板包括層狀非導(dǎo)電絕緣基底，這些基底通過(guò)鉆通孔或鍍通孔實(shí)現(xiàn)電路板相對(duì)兩側(cè)或板相鄰兩層之間的連接。金屬化學(xué)鍍是一種在表面上制備金屬鍍膜的熟知工藝。絕緣表面的金屬化學(xué)鍍需要先沉積上一種催化劑。通常用于催化或催化層狀非導(dǎo)電絕緣基底的方法是，在化學(xué)鍍之前，使用酸性氯化物介質(zhì)中的錫-鈀水溶膠處理基底。膠體包括一個(gè)被錫(II)離子絡(luò)合物的穩(wěn)定層，例如SnCl3-所包圍的金屬鈀核，目的是作為表面穩(wěn)定組分來(lái)阻止懸浮液中的膠體凝聚。在催化過(guò)程中，鈀基膠體吸附到絕緣基底表面上，例如環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺以催化金屬化學(xué)鍍，例如化學(xué)鍍銅。雖然不希望受到理論限制，但人們通常認(rèn)為在鍍液中催化劑顆粒扮演了從還原劑向金屬離子傳輸電子的載體角色。盡管化學(xué)鍍的性能受到許多因素的影響，例如鍍液配方和配體選擇，但是催化步驟仍然是控制化學(xué)鍍速率和機(jī)理的關(guān)鍵因素。盡管錫/鈀膠體催化劑作為金屬尤其是銅的化學(xué)鍍催化劑已經(jīng)在商業(yè)上使用幾十年了，其具有很多缺點(diǎn)，例如對(duì)空氣敏感，價(jià)格高昂。伴隨著電子器件尺寸縮小和性能提升，電路的封裝密度越來(lái)越高，工業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也隨之提高。由于對(duì)可靠性的要求越來(lái)越高， 特別是由于鈀的價(jià)格過(guò)高且不穩(wěn)定，尋找其它的催化劑組合物或者采用較便宜金屬或者減少甚至淘汰使用先前金屬的組合物尤為必要。另外，錫-鈀膠體催化劑的穩(wěn)定性也讓人擔(dān)憂。反離子可以阻止鈀的凝聚，但是錫(II)離子很容易氧化成錫(IV)，因此膠體不可能始終保持膠體結(jié)構(gòu)。溫度升高，攪拌加快，可以促進(jìn)氧化。如果錫(II)含量降至接近于零，鈀顆粒尺寸增加，團(tuán)聚，沉降，化學(xué)鍍停止。人們花費(fèi)了大量努力去尋找新的更好的化學(xué)鍍催化劑。例如，由于鈀價(jià)格高昂，一些人開(kāi)始轉(zhuǎn)向發(fā)展非貴金屬催化劑，特別是膠體銅催化劑。另外，由于使用氯化錫還原鈀成本較高并且氧化的錫需要單獨(dú)的加速步驟，有一些人轉(zhuǎn)去發(fā)展無(wú)錫的鈀催化劑。然而，這些催化劑活性和可靠性不夠，難以滿足穿孔電鍍要求。而且，這些催化劑穩(wěn)定性不夠，放置后一般活性逐漸降低，活性改變使這些催化劑在商業(yè)上使用不可靠和不實(shí)際。人們研究了錫之外的鈀離子穩(wěn)定成分。例如，美國(guó)專利4，248, 632公開(kāi)了一些作為金屬離子催化劑，例如鈀離子(Pd2+)，的穩(wěn)定劑的吡啶和咪唑配體的穩(wěn)定劑。金屬離子只有吸附到非導(dǎo)電基底后才被還原。其它已知的穩(wěn)定成分包括聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和其它聚合物。PVP充當(dāng)了保護(hù)劑和穩(wěn)定劑的角色。根據(jù)報(bào)道，金屬-配體成分中的配體在將鈀(II)催化劑固定到基底的過(guò)程中起到了積極作用。另外，其它使用鈀離子的金屬膠體， 例如銀/鈀和銅/鈀，也有報(bào)道。盡管人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多常規(guī)的錫/鈀催化劑的替代催化劑，但這些催化劑仍然使用鈀離子而且無(wú)一能夠滿足電子器件例如印刷電路板制造所必需的穩(wěn)定性，活性和絕緣表面吸附性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種組合物，包括0. 5至IOOppm的零價(jià)金屬，穩(wěn)定劑化合物和水；其中的零價(jià)金屬選自鈀銀，鈷，鎳，金，銅和釕；其中的穩(wěn)定劑化合物具有化學(xué)式
權(quán)利要求
1. 一種組合物，包括0. 5至IOOppm的零價(jià)金屬，穩(wěn)定劑化合物和水；其中零價(jià)金屬選自鈀，銀，鈷，鎳，金，銅和釕；其中的穩(wěn)定劑化合物具有化學(xué)式
2.權(quán)利要求1的組合物，其中組合物的pH值為6-14。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中pH值為7.5-14。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中組合物在20°C儲(chǔ)存3個(gè)月無(wú)沉淀析出。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中零價(jià)金屬和穩(wěn)定劑化合物的摩爾比為1 1至1 20。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中Z1= CO2H0
7.一種方法，包括(a)提供具有多個(gè)通孔的基底；(b)將權(quán)利要求1的組合物施加到通孔表面上；然后(c)將金屬化學(xué)鍍到通孔表面上。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括將第二種金屬化學(xué)鍍?cè)诓襟E(c)化學(xué)鍍的金屬之上的步馬聚ο
9.權(quán)利要求7的方法，還包括在步驟(b)之前，使通孔表面與氧化劑接觸的步驟。
10.一種權(quán)利要求1的組合物的制備方法，包括將穩(wěn)定劑化合物，水和水溶性金屬鹽混合，然后加入足夠形成零價(jià)金屬的量的還原劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了穩(wěn)定的零價(jià)金屬組合物以及制備和使用該組合物的方法。該組合物適用于作為非導(dǎo)電基底的金屬化催化劑，特別適用于電子器件制造。
文檔編號(hào)C23C18/30GK102534576SQ20111046253
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者M·A·熱茲尼科, 劉鋒 申請(qǐng)人:羅門哈斯電子材料有限公司