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CN105603472B - 酸性镀铜系列添加剂 - Google Patents

酸性镀铜系列添加剂 Download PDF

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CN105603472B CN201610013697.5A CN201610013697A CN105603472B CN 105603472 B CN105603472 B CN 105603472B CN 201610013697 A CN201610013697 A CN 201610013697A CN 105603472 B CN105603472 B CN 105603472B
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Abstract

本发明涉及酸性镀铜工艺系列添加剂，属于电路板药水添加剂技术领域，所述的酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；该系列添加剂针对于填盲孔的HDI产品所设计的独特酸性镀铜系列——同时填孔和导通孔镀铜，使用预浸液配合填盲孔镀铜液，使用本发明提供的系列添加剂，可增加填孔效果和减少板面铜的沉积，电镀铜粒子具有半光亮、结晶细密、延展性好和极佳的均匀性。

Description

酸性镀铜系列添加剂
技术领域
本发明涉及酸性镀铜工艺系列添加剂，属于电路板药水添加剂技术领域。
背景技术
制电路板(PCB)电镀对镀液的分散能力及深镀能力有很高的要求。由于酸性镀铜选择合适的添加剂就可以获得好的铜沉积层，因此，在上世纪60年代后期就开始应用于PCB电镀。
随着电子设计在不断提高整机性能的同时，也在努力缩小其尺寸。从手机到智能武器的小型便携式产品中，"小"是永远不变的追求。高密度集成(HDI)技术可以使终端产品设计更加小型化，同时满足电子性能和效率的更高标准。HDI目前广泛应用于手机、数码(摄)像机、MP3、MP4、笔记本电脑、汽车电子和其他数码产品等，其中以手机的应用最为广泛。而电子产品的小型化给元器件制造和印制板加工业带来了一系列的挑战：产品越小，元器件集成程度就越大。为解决电子产品微型化给HDI板制造带来的高密度、高集成，HDI制造业开创了盲孔填铜工艺。
消费电子的快速发展推动HDI需求的持续增长，电镀填盲孔是HDI制造中必不可少的工序之一。电镀填盲孔技术是在铜电镀液中加入合理的添加剂改变盲孔板不同位置的电流分布来实现盲孔填充。目前PCB行业使用的硫酸铜体系的电镀铜配方所使用的添加剂主要有加速剂、抑制剂和整平剂三种。
CN200510106721.1公开一种电镀铜浴，所述电镀铜浴用于对在基板上形成的通路孔进行通孔填充电镀，其含有水溶性铜盐、硫酸、氯离子和作为添加剂的均镀剂。上述均镀剂是聚乙烯基咪唑鎓季铵类化合物或乙烯基吡咯烷酮与乙烯基咪唑鎓季铵类化合物的共聚物，因此会导致添加剂成本较高。
CN201410853598.9公开了一种印制线路板及其电镀铜工艺，所述电镀铜工艺包括前处理工序、电镀铜工序和后处理工序，前处理工序和电镀铜工序之间设有预浸工序，第一预浸和第二预浸分别添加不同组分及不同配比的光亮剂、抑制剂、整平剂和硫酸。但是整个工艺需超声处理，增加生产工序和成本；且填盲孔效果难以达到理想状态。
随着电子技术的飞速发展，为满足HDI板的生产要求，对优质的电镀铜添加剂的需求越来越大。进口添加剂在国内市场具有很大的优势，但价格高，而国内自主生产真正能够满足要求的产品较少。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种酸性镀铜工艺系列添加剂，针对于填盲孔的HDI产品所设计的独特酸性镀铜系列——同时填孔和导通孔镀铜，使用预浸液配合填盲孔镀铜液，使用本发明提供的系列添加剂，可增加填孔效果和减少板面铜的沉积，电镀铜粒子具有半光亮、结晶细密、延展性好和极佳的均匀性。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水80～90份、硫酸铜3～6份、聚乙二醇5～10份、甲醛2～5份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水80～85份、硫酸2～4份、硫酸铜2～4份、聚醚9～15份、甲醛1～3份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水80～88份、硫酸1～3份、硫酸铜2～4份、聚乙二醇8～16份、甲醛1～5份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水80～90份、硫酸铜4～5份、聚醚5～10份、甲醛1～3份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水85～90份、硫酸铜1～5份、聚乙二醇1～5份、甲醛1～5份；
所述的甲醛，为体积分数为37％的甲醛溶液。
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂90～110mL/L，20～27℃浸泡4～6min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为10～20mL/L、3～6mL/L/、10～20mL/L；槽液成分补加分为为承载剂50～100ml/1000AH、光亮剂200～400ml/1000AH、整平剂补充剂200～300ml/1000AH。
本发明的有益效果是：
使用本发明提供的酸性镀铜工艺系列添加剂，具有以下优点：
1、镀液表现稳定——极佳填孔效和导通孔深镀力良好，填孔率＞85％；
2、电镀铜粒子具有光亮、结晶细密、延展性好和极佳的均匀性；
3、可用直流电镀法和铜阳极生产；
4、添加剂稳定，停线后开线不需复杂的Dummy程序，可用侯氏槽和CVS分析控制；
5、与一般电镀流程相同，无需额外前处理，药液管理容易，以现有旧型设备即可做简单修改使用；
6、成本低廉，可用于工业上的大规模应用。
7、使用后电镀层特点为：
电镀层结构：铜离子晶体细密
密度：8.9g/cm3；
延展率：大于15％；
抗拉强度：280-350N/mm2；
热应力测试：合格，6次浮锡测试288℃/10秒。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水80份、硫酸铜3份、聚乙二醇5份、甲醛2份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水80份、硫酸2份、硫酸铜2份、聚醚9份、甲醛1份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水80份、硫酸1份、硫酸铜2份、聚乙二醇8份、甲醛1份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水80份、硫酸铜4份、聚醚5份、甲醛1～3份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水85、硫酸铜1份、聚乙二醇1份、甲醛1份；
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂90mL/L，20℃浸泡4min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为10mL/L、3mL/L/、10mL/L；槽液成分补加分为为承载剂50ml/1000AH、光亮剂200ml/1000AH、整平剂补充剂200ml/1000AH。
实施例2
酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水90份、硫酸铜6份、聚乙二醇10份、甲醛5份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水85份、硫酸4份、硫酸铜4份、聚醚15份、甲醛3份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水88份、硫酸3份、硫酸铜4份、聚乙二醇16份、甲醛5份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水90份、硫酸铜5份、聚醚10份、甲醛3份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水90份、硫酸铜5份、聚乙二醇5份、甲醛5份；
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂110mL/L，27℃浸泡6min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为20mL/L、6mL/L/、20mL/L；槽液成分补加分为为承载剂100ml/1000AH、光亮剂400ml/1000AH、整平剂补充剂300ml/1000AH。
实施例3
酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水85份、硫酸铜4.5份、聚乙二醇8份、甲醛3.55份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水83份、硫酸3份、硫酸铜3份、聚醚12份、甲醛2份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水84份、硫酸2份、硫酸铜3份、聚乙二醇12份、甲醛3份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水85份、硫酸铜4.5份、聚醚8份、甲醛2份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水87份、硫酸铜3份、聚乙二醇1～5份、甲醛3份；
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂100mL/L，23℃浸泡5min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为15mL/L、4.5mL/L/、15mL/L；槽液成分补加分为为承载剂75ml/1000AH、光亮剂300ml/1000AH、整平剂补充剂250ml/1000AH。
实施例4
酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水82份、硫酸铜4份、聚乙二醇6份、甲醛3份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水81份、硫酸2.5份、硫酸铜2.5份、聚醚11份、甲醛1.5份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水82份、硫酸1.5份、硫酸铜2.5份、聚乙二醇10份、甲醛2份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水83份、硫酸铜4份、聚醚6份、甲醛1.5份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水86份、硫酸铜2份、聚乙二醇1～5份、甲醛2份；
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂95mL/L，21℃浸泡4.5min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为13mL/L、4mL/L/、12mL/L；槽液成分补加分为为承载剂58ml/1000AH、光亮剂260ml/1000AH、整平剂补充剂210ml/1000AH。
实施例5
酸性镀铜系列添加剂，包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水88份、硫酸铜5份、聚乙二醇8份、甲醛4份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水84份、硫酸3.5份、硫酸铜3.5份、聚醚13份、甲醛2.5份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水87份、硫酸2.5份、硫酸铜3.5份、聚乙二醇13份、甲醛4份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水87份、硫酸铜5份、聚醚8份、甲醛2.5份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水88份、硫酸铜4份、聚乙二醇4份、甲醛4份；
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂105mL/L，26℃浸泡5.5min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为17mL/L、5mL/L/、18mL/L；槽液成分补加分为为承载剂85ml/1000AH、光亮剂350ml/1000AH、整平剂补充剂270ml/1000AH。

Claims (1)

1.酸性镀铜系列添加剂，其特征在于：该添加剂包括预浸剂、承载剂、光亮剂、整平剂、整平剂补充剂；
所述的预浸剂，各组分的体积份为：去离子水80～90份、硫酸铜3～6份、聚乙二醇5～10份、甲醛2～5份；
所述的承载剂，各组分的体积份为：去离子水80～85份、硫酸2～4份、硫酸铜2～4份、聚醚9～15份、甲醛1～3份；
所述的光亮剂，各组分的体积份为：去离子水80～88份、硫酸1～3份、硫酸铜2～4份、聚乙二醇8～16份、甲醛1～5份；
所述的整平剂，各组分的体积份为：去离子水80～90份、硫酸铜4～5份、聚醚5～10份、甲醛1～3份；
所述的整平剂补充剂，各组分的体积份为：去离子水85～90份、硫酸铜1～5份、聚乙二醇1～5份、甲醛1～5份；
所述的酸性镀铜系列添加剂，其使用方法为电镀前加入预浸剂90～110mL/L，20～27℃浸泡4～6min；在电镀液中添加承载剂、光亮剂、整平剂，体积比分别为10～20mL/L、3～6mL/L、10～20mL/L；槽液成分补加份 为承载剂50～100mL /1000AH、光亮剂200～400mL /1000AH、整平剂补充剂200～300mL /1000AH；
所述的甲醛为体积分数37％的甲醛溶液。
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