一種印製線路板電鍍銅液的製作方法

2023-10-29 18:18:47 3

專利名稱：：一種印製線路板電鍍銅液的製作方法一種印製線路板電鍍銅液
技術領域：
：本發明屬於電鍍領域，尤其使使用在電路板生產製造中鍍銅過程中的一種具有優良鍍制性能的新型電鍍液。
背景技術：
：早在本世紀初就已發現明膠，甘氨酸，胱氨酸和硫脲等物質能使硫酸銅鍍液得到光亮的鍍層。五十年代後曾經有以硫脲或硫脲分別同糊精，巰基苯並噻唑等多種物質配合作為酸性硫酸鹽鍍銅光亮劑的專利，這些添加劑雖然能使鍍層光亮，晶粒細化，但鍍層的機械性能卻不能滿足要求，如明膠等添加劑導致鍍層夾雜，鍍層脆性和孔隙率增加；而硫脲組成的添加劑會大大降低鍍層的柔軟性，且容易分層而使鍍層機械性能降低。到七十年代，有關聚合物，有機染料或較複雜的含硫，含氮化物組合的添加劑面世，可以獲得髙度整平，光亮，柔軟良好我國對光亮酸性鍍銅添加劑的研製始於七十年代，七十年代初，中科院計算所與北大化學系合作，在國內率先研製出高分散能力光亮酸性鍍銅液，採用髙酸低銅配方，使鍍液分散能力好，外觀及機械性能均好。同時，四機部無氰電鍍工作組收集和整理了國外大量的文獻和專利，並組織了技術攻關，在大量科學試驗和生產實踐的基礎上，於七十年代末期，推出了用於印製板鍍銅的電鍍添加劑SH-llO，用這種添加劑，與其它材料相配合，可以獲得光亮，整平的銅鍍層，鍍液具有良好的分散能力和深鍍能力，即使在40^下，也能正常進行工作而不會分解，尤其適用於印製板鍍銅，電子部15所先後推出了以LC151和LC153為光亮劑的高分散能力酸性鍍銅液，同樣可以在10-40QC下正常工作。然而用這些添加劑獲得的銅鍍層上有層增水亮膜，必須經過酸或鹼液將這層膜破壞，才不致影響銅層與其它鍍層的結合力。為此又推出了LC154和FDT-1兩種的銅鍍層。添加劑，消除了銅層表面的增水膜，鍍層質量有了很大提高。硫酸銅電鍍在PCB電鍍中佔著極為重要的地位，酸銅電鍍的好壞直接影響電鍍銅層的質量和相關機械性能，並對後續加工產生一定影響。只有板面及孔內鍍層厚度均勻，才能保證鍍層有足夠的強度和導電生。這就需要鍍液有良好的分散能力和深鍍能力。隨著印製板向高密度，高精度方向的發展，板厚(27.2mm),小孔(Os0.35mm),2.54mm網格內布五根線或五根線以上的印製板對鍍銅技術提出了更高的要求。現有行業中的電鍍液的鍍制性能已經難以滿足對髙密度、高精度電路板的鍍銅要求。
發明內容本發明的目的是提供一種具有高分散性能，優良的延展性，良好的均鍍能力的新型電鍍銅液，該銅液可以滿足高密度、高精度印刷電路板上鍍銅的要求。為了達到上述的技術目的，本發明採用的技術解決方案包括一下技術內容:一種印製線路板電鍍銅液，包括硫酸銅溶液和分散劑，主要採用的分散劑為含有磺基琥珀酸脂基和氧乙烯基的鈉鹽溶液。分散劑包括琥珀酸的烷基脂類磺酸鈉鹽，含胺的琥珀酸脂鈉鹽，含乙氧基的琥珀酸脂鈉鹽。在鍍液中添加範圍為0.05—5g/L，最佳為0.1—2g/L。例如醇醚磺基琥珀酸單脂二鈉(DAPS)、丁二酸二戊脂磺酸鈉(AY-65)、1-磺醯琥珀酸脂一2—氧乙烯基一3—羥基一4一琥珀酸鈉(TPS03)，丁二酸二己酯磺酸鈉(MA-80)，丁二酸烷基聚氧乙烯醚單酯磺酸二鈉鹽(A-102)等能夠有效提高鍍層的質量。在上述的電鍍銅液中的主要組分為硫酸銅溶液，硫酸銅溶液的組分為硫酸銅50—90g/L，硫酸160—200g/L,氯離子35—80ppm。硫酸銅溶液的組分的最佳配置比例為硫酸銅75g/L，硫酸180g/L，氯離子60ppm。在使用上述濃度的硫酸銅溶液中添加分散劑可以使電鍍銅液的鍍制性能得到顯著的提升。為了使電鍍銅液具有更好的鍍制性能，在電鍍銅液中還添加有結晶細化劑和光亮劑。電鍍銅溶液中添加的結晶細化劑，其成分為苯駢噻唑或苯駢咪唑，用量為0.05—10ppm，最佳為0.2—5ppm。例如2—巰基苯駢咪唑(M)可在較寬的溫度範圍內鍍出整平和韌性良好的全光亮鍍層，可以擴大鍍層的光亮範圍。另外在電鍍銅液中還可以有光亮劑，其成分為硫代丙烷基磺酸鈉，用量為1一20ppm，最佳為2—10ppm。例如SP、SHllO，其與M、N、MBT配合使用效果顯著，使用範圍寬，適於線路板電鍍銅。上述的電鍍銅液在各組分添加完成之後，需要進行多次過濾之後，在進行激烈的空氣攪拌和機械式陰極移動處理，度為0.6—1.5米/分鐘，並在電鍍的過程中持續保持溶液循環。通過採用上述的技術解決方案，本發明獲得了以下技術優點和效果採用在本發明通過使用的添加劑以含磺基琥珀酸脂基和氧乙烯基的鈉鹽的陰離子面活性劑為分散劑，顯著的提高了電鍍銅液的綜合電鍍性能，使其具有高分散性能，優良的延展性，良好的均鍍能力，在線路板製作穿孔電鍍時更具特色；通過添加結晶細化劑，可在較寬的溫度範圍內鍍出整平和韌性良好的全光亮鍍層，可以擴大鍍層的光亮範圍，進一步提高了鍍層的質量。下面是本發明的電鍍銅液在不同配比下性能的實驗數據用哈林槽中的遠近陰極法測分散能力，與其他組份配製為酸銅添加劑，在一定條件下電鍍至規定時間後，用分析天平稱出近、遠陰極的增重ml和m2,根據下列計算式計算均鍍能力T:T=K-(ml/m2)環％K+(ml/m2)-2式中T一分散能力K一遠近陰極與陽極間距離之比Ml—近陰極增重，gM2—遠陰極增重，g陰極電流密度為0.5A/dii^時，添加劑不同含量的分散能力tableseeoriginaldocumentpage6以下為孔徑比為2:1—10:l的均一性的數據測定:孔內均一性tableseeoriginaldocumentpage7具體實施方式下面是本發明的具體實施方式。在具體使用的時候，可以結合使用的具體要求，按照其電鍍銅厚的要求設定適合自己的電流大小和電鍍時間，在所需電鍍厚度確定的情況下A:負片做法1:電流越大，時間越短，所電鍍的銅層越粗，金屬層空間越大，延展性越差，抗熱衝擊的效果很不好，但生產效率很高。2:電流越小，時間越長，所電鍍的銅層越細，金屬層空間緻密，延展性好，抗熱衝擊的效果很好，但生產效率比較低。B:正片做法正片做法所需要的厚度是一次性達到所需要的厚度，所以要求客戶的電鍍時間較長和電流密度較大。在印製線路板生產中，隨著目前產品結構的提高，各種電子產品走"小"的情況下，要求電子產品各元氣件及配件複雜而簡小，線路板也隨之這樣的變化，主要體現在線寬線距的變小，孔徑的變小。也有那些具有大量獨立孔的線路板，其要求更高，更苛刻，最大的難題在於其板面獨立孔與線路的均一性能相差很大，如果本身電鍍的設備有限，那麼就容易造成高電流位孔小，低電流位厚度不足的嚴重現象，在這樣的情況下，其要求電鍍添加劑的性能可以適應這樣的線路板電鍍要求。在印製線路板生產中，隨著孔徑比的增大，孔鍍層的均一性也越來越差，特別是現在講究效率的基礎上，電鍍的電流密度基本都較大，要確保孔鍍層的均一性就必須要求鍍銅添加劑的均鍍性十分優良。在這套產品中特別強調了此性能的效果，在本發明中的核心內容是在有技術的基礎上，添加了新分散劑，具體的物質包括琥珀酸的烷基脂類磺酸鈉鹽，含胺的琥珀酸脂鈉鹽，含乙氧基的琥珀酸脂鈉鹽。在鍍液中添加範圍為0.05—5g/L，最佳為0.l—2g/L。例如醇醚磺基琥珀酸單脂二鈉(DAPS)、丁二酸二戊脂磺酸鈉(AY-65)、1-磺醯琥珀酸脂一2一氧乙烯基一3—輕基一4一琥珀酸鈉(TPS03)，丁二酸二己酯磺酸鈉(MA-80)，丁二酸烷基聚氧乙烯醚單酯磺酸二鈉鹽(A-102)等能夠有效提高鍍層的質量。為了在上述電鍍銅液的基礎上，進一步的提高鍍層的效果和質量，可以再添加一些結晶細化劑和光亮劑。實施例1:電鍍銅液的各組分配比如下硫酸銅50g/L硫酸160g/L氯離子濃度35ppm分散劑使用醚磺基琥珀酸單脂二鈉(DAPS)添加比例為0.05g/L結晶細化劑2—巰基苯駢咪唑(M)添加比例為0.5ppm光亮劑硫代丙烷基磺酸鈉添加比例為lppm溫度20—30。C電流密度2A/dm2陽極電流密度1A/dm2按照上述的組分配置的電鍍銅液，經過多次過濾，激烈空氣攪拌，機械式陰極移動，其移動速度控制在為0.6米/分鐘，並在電鍍過程中持續保持電鍍銅液循環。實施例2:電鍍銅液的各組分配比如下硫酸銅卯g/L硫酸200g/L氯離子濃度80ppm分散劑使用丁二酸二戊脂磺酸鈉(AY-65)添加比例為10g/L結晶細化劑巰基苯並噻唑添加比例為0.2ppm光亮劑噻唑啉丙烷磺酸鈉添加比例為5ppm溫度20—30'C電流密度3/dm2陽極電流密度1A/dm2按照上述的組分配置的電鍍銅液，經過多次過濾，激烈空氣攪拌，機械式陰極移動，其移動速度控制在為1米/分鐘，並在電鍍過程中持續保持電鍍銅液循環。實施例3:(最佳實施例)電鍍銅液的各組分配比如下硫酸銅75g/L硫酸180g/L氯離子濃度60ppm分散劑使用1-磺醯琥珀酸脂一2—氧乙烯基一3—羥基一4一琥珀酸鈉(TPS03)添加比例為2.5g/L結晶細化劑2—巰基苯駢咪唑(M)添加比例為0.4ppm光亮劑聚二硫二丙烷磺酸鈉添加比例為3ppm溫度20-30°C電流密度2.2A/dm2陽極電流密度lA/dm2按照上述的組分配置的電鍍銅液，經過多次過濾，激烈空氣攪拌，機械式陰極移動，其移動速度控制在為1.2米/分鐘，並在電鍍過程中持續保持電鍍銅液循環。實施例4:電鍍銅液的各組分配比如下硫酸銅75g/L硫酸180g/L氯離子濃度60ppm分散劑使用丁二酸二己酯磺酸鈉(MA-80)添加比例為2.5g/L結晶細化劑2—巰基苯駢咪唑(M)添加比例為0.4ppm光亮劑聚二硫二丙烷磺酸鈉添加比例為4ppm溫度20—30。C電流密度2.5A/dm2陽極電流密度1A/dm2按照上述的組分配置的電鍍銅液，經過多次過濾，激烈空氣攪拌，機械式陰極移動，其移動速度控制在為1米/分鐘，並在電鍍過程中持續保持電鍍銅液實施例5:電鍍銅液的各組分配比如下硫酸銅60g/L硫酸170g/L氯離子濃度65ppm分散劑使用丁二酸烷基聚氧乙烯醚單酯磺酸二鈉鹽(A-102)添加比例為4.5g/L結晶細化劑巰基苯並噻唑添加比例為0.2ppm光亮劑噻唑啉丙垸磺酸鈉添加比例為5ppm溫度20—30。C電流密度2.5A/dm2陽極電流密度1.8A/dm2按照上述的組分配置的電鍍銅液，經過多次過濾，激烈空氣攪拌，機械式陰極移動，其移動速度控制在為1.5米/分鐘，並在電鍍過程中持續保持電鍍銅液循環。實施例6:電鍍銅液的各組分配比如下硫酸銅40g/L硫酸190g/L氯離子濃度45ppm分散劑使用丁二酸烷基聚氧乙烯醚單酯磺酸二鈉鹽(A-102)添加比例為lg/L溫度20—30。C電流密度1.8A/dm2陽極電流密度1.4A/dm2按照上述的組分配置的電鍍銅液，經過多次過濾，激烈空氣攪拌，機械式陰極移動，其移動速度控制在為1.5米/分鐘，並在電鍍過程中持續保持電鍍銅液循環。上述描述只能被看作是較佳實施例。本
技術領域：
中的那些熟練技術人員以及那些製造或使用本發明的人應意識到本發明的其它多種變化型式。因此，要理解的是，上述實施例僅僅是作示範用的，它並不會對本發明的範圍構成限制，本發明的範圍由根據專利法的原則、包括等效物的原則所解釋的下列權利要求來限定。權利要求1、一種印製線路板電鍍銅液，包括硫酸銅溶液和分散劑，其特徵在於所述的分散劑為該含磺基琥珀酸脂基和氧乙烯基的鈉鹽溶液。2、根據權利要求1所述的一種印製線路板電鍍銅液，其特徵在於分散劑包括琥珀酸的烷基脂類磺酸鈉鹽，含胺的琥珀酸脂鈉鹽，含乙氧基的琥珀酸脂鈉鹽。3、根據權利要求1或者2任意一個所述的一種印製線路板電鍍銅液，其特徵在於所述的分散劑在硫酸銅鍍液中添加範圍為0.05—5g/L。4、根據權利要求1或者2任意一個所述的一種印製線路板電鍍銅液，其特徵在於所述的分散劑在硫酸銅鍍液中添加範圍最佳為0.l—2g/L。5、根據權利要求1所述的一種印製線路板電鍍銅液，其特徵在於所述的硫酸銅溶液的組分為硫酸銅50—90g/L，硫酸160—200g/L,氯離子35—80ppm。6、根據權利要求1或5任意一個所述的一種印製線路板電鍍銅液，其特徵在於硫酸銅溶液的組分的最佳配置比例為硫酸銅75g/L，硫酸180g/L，氯離子60ppm。7、根據權利要求1所述的一種印製線路板電鍍銅液，其特徵在於所述的電鍍銅液中還包括有結晶細化劑和光亮劑。全文摘要本發明屬於電鍍領域，尤其使使用在電路板生產製造中鍍銅過程中的一種具有優良鍍制性能的新型電鍍液。一種印製線路板電鍍銅液，包括硫酸銅溶液和分散劑，主要採用的分散劑為含有磺基琥珀酸脂基和氧乙烯基的鈉鹽溶液。分散劑包括琥珀酸的烷基脂類磺酸鈉鹽，含胺的琥珀酸脂鈉鹽，含乙氧基的琥珀酸脂鈉鹽。採用在本發明通過使用的添加劑以含磺基琥珀酸脂基和氧乙烯基的鈉鹽的陰離子表面活性劑為分散劑，顯著的提高了電鍍銅液的綜合電鍍性能，使其具有高分散性能，優良的延展性，良好的均鍍能力，本發明可以提供一種具有高分散性能，優良的延展性，良好的均鍍能力的新型電鍍銅液，該銅液可以滿足高密度、高精度印刷電路板上鍍銅的要求。文檔編號C25D3/38GK101457375SQ20071012501公開日2009年6月17日申請日期2007年12月14日優先權日2007年12月14日發明者王海粟申請人:深圳市天澤科技實業有限公司