本发明专利属于玻璃作为封装载板的电镀，具体涉及玻璃基封装载板电镀填孔整平剂、电镀液及电镀填孔方法。
背景技术：
1、硅通孔(through siliconvia，tsv)技术是一项高密度封装技术，其通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现硅通孔的垂直电气互连。目前，硅通孔技术(tsv)已相对比较成熟，在实际生产中也已经广泛应用，但硅是一种半导体材料，在电场或磁场的作用下，其周围的载流子可以自由移动，可能会对邻近的电路或信号产生干扰，从而影响芯片的性能，因此硅基转接板的成本高且电学性能差，使其市场化运用受限。
2、玻璃材料介电性能优良，热膨胀系数与硅接近，具有很好的机械稳定性，即使在非常薄的厚度下，翘曲也很小。另外，大尺寸玻璃面板容易获取，降低了工艺复杂度和加工成本，并且无需制作绝缘层，因此玻璃通孔(tgv)及相关技术在光通信、射频、微波、微机电系统、微流体器件和三维集成领域有广泛的应用前景，有望在部分场景下替代tsv，进而成为ai时代先进封装核心演进方向之一，被英特尔誉为“新的游戏规则改变者”。
3、截止目前，tgv的高质量填充技术是玻璃通孔三维互连技术发展的主要困难之一。由于电流很难在整个玻璃基板上为均匀的，因此tgv电镀工艺中存在厚度均匀性问题。此外，tgv的高质量填充技术与tsv不同，tgv孔径相对比较大且多为通孔，现有技术在电镀填孔过程中，随着孔内铜离子的沉积，表面镀铜层厚度也一直在增长，为后续精细线路制作，还需要将面铜厚度减至线路要求厚度以下。现有填孔镀铜是硫酸盐镀铜，主要以硫酸，硫酸铜、氯离子为基础镀液，通过添加加速剂、抑制剂、整平剂这几种添加剂来实现，整平剂通常为含氮杂环化合物，其深镀能力和分散能力都只能满足相对低端tsv填孔，高端tsv技术不管从设备、原材料还是工艺方面均受制于人，而且现有的整平剂还需要协同加速剂、抑制剂，相互配合，只有三种添加剂达到合适的比例才能在tsv填孔时获到较好的填充效果。综上，现有的电镀液和整平剂存在成份复杂、填孔效率低、深镀能力差、添加剂消耗大、所镀面铜厚等问题，无法很好地适用于tgv、尤其是高纵横比的tgv通孔填充。
技术实现思路
1、本发明的目的之一是提供一种玻璃基封装载板电镀填孔整平剂，有利于在孔填满的同时，还能将面铜控制在较薄的厚度，填孔性能优越，利于后续的精细线路制作，且能使面铜更为均匀。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种玻璃基封装载板电镀填孔整平剂，所述整平剂为聚季铵盐，该聚季铵盐为四氯甲基甲烷与含叔胺结构的醚的交替共聚物，所述含叔胺结构的醚的结构式为：
4、
5、其中，r1、r2、r3、r4可以各自独立地为甲基或乙基，r5、r6可以各自独立地为c1-c6的直链亚烷基或带支链的亚烷基。
6、本发明的聚季铵盐是含叔胺结构的醚与四氯甲基甲烷的交替共聚物，其含有高度分支的树枝状结构，具有良好的水溶性，而且由于大分子聚合物相对不容易进入孔里，因此孔内络合铜离子数量相对较少，从而造成孔内镀铜速度增加，因此可有利于孔铜的增长及面铜厚度的控制，且深镀效果好。此外，本发明聚季铵盐的整平剂能改善镀液的分散能力和覆盖能力，由于含胺类官能团带有正电荷,因此易于吸附在高电流密度区域，尤其是板面突起的区域(铜厚较厚的地方),因此能减少这些部位的铜沉积,使得镀层表面更为均匀，还利于使镀层更加致密。
7、进一步地，所述含叔胺结构的醚可以为对称的胺醚，也可以是不对称胺醚。优选为对称的胺醚，原因是原料更容易获取。
8、进一步地，所述含叔胺结构的醚优选为二[2-(n,n-二甲氨基乙基)]醚，也可以为二[3-(n,n-二甲氨基丙基)]醚或二甲胺基乙基二甲胺基丙基醚等。
9、进一步地，上述聚季铵盐的整平剂的分子量为3000～8000。本发明通过在电解溶液中添加分子量大于3000、小于8000的聚季铵盐化合物，可有利于孔铜的增长及面铜厚度的控制，且深镀效果好。
10、本发明基于上述聚季铵盐的整平剂具有良好的水溶性和适应性强等优点，其可以和抑制剂、加速剂一起搭配使用，也可以仅搭配加速剂使用。
11、本发明基于上述聚季铵盐的整平剂可以单独作为整平剂使用，也可以与其他整平剂类化合物相配合，共同作为整平剂使用。
12、上述玻璃基封装载板电镀填孔整平剂的制备方法如下：将四氯甲基甲烷、含叔胺结构的醚加入到溶剂中，混合，加热，反应完成后制得上述聚季铵盐整平剂，所述溶剂可以为甲醇或乙醇或丙醇或乙二醇。
13、进一步地，四氯甲基甲烷与含叔胺结构的醚的摩尔比为1：(1～3)，加热温度为50～130℃，反应5h以上。此外，通过控制聚合反应的时间、反应原料的比例，能够在一定程度上控制整平剂的分子量，使其分子量在期望范围内，同时，还能够确保聚合反应充分彻底地进行。
14、本发明还涉及上述整平剂在玻璃基封装载板电镀电镀填孔中的应用。
15、进一步地，所述整平剂应用于电镀填孔时，电镀所填充的孔可以为通孔、盲孔、埋孔中的一种或几种。
16、本发明还公开了一种含有上述整平剂的电镀液。在一些可能的实现方式中，所述整平剂应用于电镀填孔时，所用的电镀液包括含铜离子的溶液、无机添加剂、有机添加剂。电镀液中，无机添加剂包括氯化亚铁溶液。通过添加氯化亚铁溶液可有利于孔铜的增长，且深镀效果好，其中氯离子可与电镀添加剂进行协同作用，亚铁离子可有助于添加剂稳定，减少添加剂的消耗，同时降低面铜的沉积速率，进而降低面铜厚度。所述有机溶剂包括加速剂，或包括加速剂与抑制剂。
17、进一步地，所述电镀液中，基于上述聚季铵盐的整平剂的用量可以为20～350mg/l，其中，用量在50～150mg/l时效果最佳。本发明电镀过程中整平剂消耗量少，且消耗产物不会导致药水变性，因此电镀槽可以在较长的时间内无需更新，有助于降低成本，提高品质。
18、在一些可能的实现方式中，本发明还提供了一种采用含上述整平剂的电镀液的电镀方法，电镀填孔的操作如下：采用分段电镀，电镀电流为直流电，其中从第三段开始通过正反向脉冲电流交替切换以降低电镀在玻璃基封装载板表面上的面铜的厚度，具体如下：
19、第一段：正向电流电镀，电流密度为1asf，时间为10～15min；
20、第二段：正向电流电镀，电流密度为2asf，时间为30～60min；
21、第三段：电流密度为3asf，正向电流和反向电流交替切换，正向脉冲时间为100～150ms，正反向脉冲时间比为(2：1)～(4：1)，第三段电流的电镀总时间为5～120min；
22、第四段：电流密度为5asf，正向电流和反向电流交替切换，正向脉冲时间为50～100ms，正反向脉冲时间比为(1：1)～(2：1)，第四段电流的电镀总时间为60～180min；
23、第五段：电流密度为7asf，正向电流和反向电流交替切换，正向脉冲时间为30～50ms，正反向脉冲时间比为(1：2)～(2：1)，第五段电流的电镀总时间为10～120min；
24、第六段：电流密度为9asf，正向电流和反向电流交替切换，正向脉冲时间为20～30ms，正反向脉冲时间比为(1：1)～(1：3)，第六段电流的电镀总时间为60～120min；
25、第七段：电流密度为3～5asf，正向电流和反向电流交替切换，正向脉冲时间为20～30ms，正反向脉冲时间比为(1：1)～(1：3)，第七段电流的电镀总时间大于或等于0min、小于或等于60min。
26、具体来说，本技术与现有技术相比可产生如下积极效果：
27、1、本发明的聚季铵盐的整平剂填孔性能优越，可以确保孔填满的同时，还能将面铜控制在较薄的厚度，利于后续的精细线路制作，且能使面铜更为均匀，能适用于tgv、甚至对于高纵横比的tgv通孔，也能发挥很好填孔性能，能显著降低表面铜层厚度与孔中心铜层厚度比。此外，本发明的聚季铵盐的整平剂容易合成，原料容易获取，合成路线短、反应简单。因此具有良好且广泛的市场应用前景。
28、2、本发明电镀过程中整平剂消耗量少，且消耗产物不会导致药水变性，因此电镀槽可以在较长的时间内无需更新，有助于降低成本，提高品质。
29、3、本发明的聚季铵盐的整平剂结合分段电镀填孔的方法，可以进一步改善孔铜和表面铜厚度的分布，通过合理设计正反向电流密度和时间，能保证孔铜的厚度、把孔填实、不易脱落的同时，还能进一步将面铜控制在较薄的厚度，利于后续的精细线路制作。同时，由于本发明无需后续减铜工艺，降低了生产成本，且使铜面均匀性和平整性更好，因此本发明良品率高，品质更可靠，工艺更为简单。
1.一种玻璃基封装载板电镀填孔整平剂，其特征在于：所述整平剂为聚季铵盐，该聚季铵盐为四氯甲基甲烷与含叔胺结构的醚的交替共聚物，所述含叔胺结构的醚的结构式为：
2.根据权利要求1所述的玻璃基封装载板电镀填孔整平剂，其特征在于，所述含叔胺结构的醚为二[2-(n,n-二甲氨基乙基)]醚，或二[3-(n,n-二甲氨基丙基)]醚或二甲胺基乙基二甲胺基丙基醚。
3.根据权利要求1所述的玻璃基封装载板电镀填孔整平剂，其特征在于，该整平剂的分子量为3000～8000。
4.一种权利要求1-3中任一项所述的整平剂的制备方法，其特征在于步骤如下：将四氯甲基甲烷、含叔胺结构的醚加入到溶剂中，混合，加热，反应完成后制得上述聚季铵盐整平剂，所述溶剂为甲醇或乙醇或丙醇或乙二醇。
5.一种电镀液，其特征在于，所述电镀液包括权利要求1-3中任一项所述的整平剂。
6.根据权利要求5所述的电镀液，其特征在于，整平剂的用量为20～350mg/l。
7.根据权利要求5所述的电镀液，其特征在于，所述电镀液还包括含铜离子的溶液、无机添加剂、有机添加剂，所述有机添加剂包括加速剂，所述无机添加剂包括氯化亚铁溶液。
8.根据权利要求7所述的电镀液，其特征在于，所述有机添加剂还包括抑制剂。
9.一种电镀填孔方法，其特征在于，所述电镀填孔方法包括：使用权利要求5所述的电镀液进行电镀填孔。
10.权利要求9所述的电镀填孔方法，其特征在于：电镀填孔的操作如下：采用分段电镀，电镀电流为直流电，其中从第三段开始通过正反向脉冲电流交替切换以降低电镀在玻璃基封装载板表面上的面铜的厚度，具体如下：
