用于化学镀的催化剂溶液的制作方法
【专利说明】用于化学镀的催化剂溶液 发明领域
[0001] 本发明涉及一种用于化学镀的稳定催化剂溶液。更具体的，本发明涉及一种在较 宽的pH范围内稳定且不使用硼酸的用于金属化学镀的稳定钯离子催化剂水溶液。
【背景技术】
[0002] 金属化学镀是一种在基体表面沉积金属层的公知方法。金属化学镀用于多种工业 领域，包括装饰镀和电子元件的生产。金属化学镀还广泛用于在印制电路板上形成电路。当 在非导电工件上进行化学镀时需要提前将催化剂附在表面。过去曾用钯-锡胶体催化剂作 为催化剂。钯-锡胶体催化剂是将氯化锡（II)和氯化钯在酸性溶液中混合制成的。
[0003] 然而，钯-锡胶体催化剂容易倾向于团聚。由于团聚的胶体并不能均匀地附着在 待镀工件表面，胶体附近的沉积量变得越来越多，因此在化学镀过程中工件表面的金属沉 积层会不均匀。据称不均匀的化学镀层与镀层和基体间降低的结合力和较差的绝缘性能相 关。近年来基于环境问题的要求，也引起对发展无锡催化剂的要求。
[0004] 所谓的钯离子催化剂（其中钯离子是通过络合剂稳定的）发展为钯-锡胶体催化 剂的替代品。已知用胺类化合物作为络合剂不仅能形成钯离子络合物而且还能增强催化传 导（catalyst-imparting)性能。例如，日本公开61-15983披露了一种用于化学镀的催化 剂，包括在酰胺中溶解至少一种钯（II)、银（I)、铜（I)、铜（II)和镍（II)的化合物获得的 络合物。日本公开2007-138218披露了一种用于化学镀的包含一种二价钯化合物和一种胺 络合剂的浓缩催化剂溶液，其披露了草酸、酒石酸、醋酸、柠檬酸、邻苯二甲酸、2-(N-吗啉） 乙基磺酸等用于pH调节的缓冲剂的例子，同时具体说明了使用硼酸作为缓冲溶液的实施 例。2-(N-吗啉）乙基磺酸作为化合物在pH5. 5-7.0的酸性范围内表现出的缓冲效果是公 知的。USP5503877披露了含具有至少一个有机配位体的金属的络合物，该络合物中配合表 现出低聚物或高聚物的形式。胺类化合物作为有机配位体的例子给出，而硼酸盐、碳酸盐、 磷酸盐和醋酸盐作为缓冲剂的例子给出。使用硼酸作为缓冲剂的优势是不言自明的。
[0005] 然而，在上述参考文献中使用的硼酸被认为是环境危害物质，而且可以预见在将 来其使用将被限制。因此需要寻找硼酸的替代物。本发明人还基于其研宄考虑到当硼酸用 作缓冲剂时，溶液在pH11及以上的强碱性范围内稳定且催化剂表现良好，但当在弱碱性 范围内使用时，由于络合能力发生变化会出现如钯沉淀和降低催化传导能力的问题。因此， 使用与高碱性溶液接触易于分解的聚酰亚胺树脂等是不能传递足够催化剂到基体上的。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明的目的是提供一种不使用为环境危害物质的硼酸的稳定催化剂溶 液，且不仅能用于强碱性环境，而且还能用于弱碱性环境。
【具体实施方式】
[0007] 在本说明书中，术语"催化剂溶液"和"催化剂浴"可相互替换使用，"镀液"和"镀 浴"可相互替换使用。°C表示摄氏度；g/L表示克每升；mg/L表示毫克每升；ym表示微米； 以及kN/m表示千牛每米。此外，除非在说明书中特别指出，百分比（％)表示wt%。所有 数值范围都是包含且以任意方式组合，除非数值范围明确相加总计达100%。
[0008] 作为全面深入研宄的结果，本发明人发现通过向含钯离子和其缓冲剂的催化剂溶 液中加入特定化合物可以在从强碱到弱碱的较宽pH值范围内获得稳定的催化剂溶液，从 而完善本发明。
[0009] 更详细地，本发明涉及一种催化剂溶液，含钯离子和钯离子络合剂，还含有如下通 式（1)表示的化合物。该催化剂溶液能够在强碱性到弱碱性的较宽pH范围内使用。
[0010] 本发明还涉及一种使用上述催化剂溶液在待镀工件表面形成镀膜的方法。
[0011] 用于本发明化学镀的催化剂溶液是具有pH值高于7的，含钯离子、钯离子络合剂 和由以下通式（1)表示的化合物的催化剂溶液。
[0012] 化学式1
[0013]
【主权项】
1. 一种pH值大于7的催化剂溶液，所述催化剂溶液包含钯离子、钯离子络合剂和用以 下通式（1)表示的在碱性范围内具有缓冲效果的化合物： 化学式1
其中R1和R2各自表示氢原子、具有1-17个碳原子的直链、支链或环状烷基、或芳基；R 1 和R2可各自被羟基、羟烷基或环烷基取代；R1和R2可相互键合形成环，也可与杂原子键合形 成环；但是，R 1和R2不能同时为氢原子；R3表示具有1-14个碳原子的亚烷基，可被羟基、烷 基或羟烷基取代；A可表示为SO 3X或COOX ;X表示一价阳离子。
2. 根据权利要求1所述的催化剂溶液，其中所述钯离子络合剂是具有2个或多个氨基 的化合物。
3. 根据权利要求1或2所述的催化剂溶液，其中用通式（1)表示的化合物是2-环己基 氨基乙磺酸、3-环己基氨基丙烷磺酸或二乙醇甘氨酸。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的催化剂溶液，其中用通式（1)表示的化合物的含量 与钯离子的摩尔比为1-20倍。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的催化剂溶液，其中钯离子络合剂的含量是与钯离子 的摩尔比为0.5-5倍。
6. -种在基体上形成化学镀膜的方法，所述方法包括将基体与权利要求1-5任一项所 述催化剂溶液接触的步骤。
【专利摘要】用于化学镀的催化剂溶液。本发明涉及一种用于金属化学镀的稳定钯离子催化剂水溶液，其不使用硼酸且可稳定用于较宽的pH范围。本发明提供了一种pH值大于7的催化剂溶液，所述催化剂溶液具有高于7的pH值，其包含包括钯离子、钯离子络合剂和用以下通式(1)表示的在碱性范围内具有缓冲效果的化合物。化学式1
【IPC分类】C23C18-30, B01J31-22
【公开号】CN104651811
【申请号】CN201410810631
【发明人】冈田浩树, 李胜华, 林慎二朗
【申请人】罗门哈斯电子材料有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年10月30日
【公告号】EP2868771A1, US20150118406