一種化學鍍銅溶液的製作方法
2023-06-06 19:26:16
專利名稱：一種化學鍍銅溶液的製作方法
技術領域：
本發明屬於化學鍍銅領域，尤其涉及一種化學鍍銅溶液。
背景技術：
化學鍍銅(Electroless plating copper)，俗稱沉銅。它是一種自身的催化氧化 還原反應。在化學鍍銅過程中，Cu2+離子得到電子還原為金屬銅，還原劑放出電子，本身被氧化。化學鍍銅沒有外接電源，電解時沒有電阻壓降損耗。所以化學鍍銅是一種非常節 能高效的沉積銅工藝。另外化學鍍銅可以在任何非導電的基體上進行沉積。基於上述好處， 化學鍍銅在線路板製造領域得到了廣泛的應用。目前，線路板生產的發展趨勢為線路板直接金屬化的化學鍍銅工藝，該工藝為使 用雷射選擇性地在基體上活化，從而形成線路狀活化區域，然後在化學鍍銅溶液沉積銅在 活化區域上，從而形成了導電線路。該方法相對傳統的化學鍍銅工藝，步驟少(不需要粗 化、活化等繁瑣的預處理步驟)並且簡單易操作。但是對化學鍍銅溶液也提出了更高的要 求。現有的化學鍍銅溶液得到的鍍層色澤暗淡，甚至無鍍層，含氧化亞銅雜質較多，並且在 鍍層達到3-4微米時鍍速極慢甚至停滯，較難滿足線路板對鍍層厚度的要求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是在線路板直接金屬化化學鍍銅工藝中，現有的化 學鍍銅溶液鍍出的鍍層色澤暗淡、雜質多、鍍層較薄，從而提供了一種色澤好、雜質少、鍍層 厚的化學鍍銅溶液。一種化學鍍銅溶液，其包括以下組分，用濃度表示銅鹽5-20g/L、甲醛 5-15mL/L、絡合劑 25_65g/L、pH 調節劑 8_20g/L、pH 緩衝劑 5-20g/L、聚乙二醇0. 3-lmg/L、2-2交聯吡啶10-60mg/L、2-巰基苯並咪唑l-20mg/L、亞鐵鹽 0. 05-lg/L、甲醇 5-50mL/L。本發明所提供的化學鍍銅溶液，鍍出的鍍層外觀色澤亮麗，並且其中雜質含量較 少。並且鍍層厚度可以達到20微米以上，大大提高了鍍層的厚度。本發明的化學鍍銅溶液 還可以加快鍍速，鍍速可達10微米/小時以上。
具體實施例方式一種化學鍍銅溶液，其包括以下組分，以濃度表示銅鹽5-20g/L、甲醛 5-15mL/L、絡合劑 25_65g/L、pH 調節劑 8_20g/L、pH 緩衝劑 5-20g/L、聚乙二醇0. 3-lmg/L、2-2交聯吡啶10_60mg/L、2-巰基苯並咪唑.l_20mg/L、亞鐵 鹽 0. 05-lg/L、甲醇 5-50mL/L。其中，銅鹽為本領域技術人員所公知的，其作用是提供可還原的Cu2+。例如CuCl2、 Cu (NO3) 2、CuSO4。本發明的優選 CuSO4。
本發明中的甲醛為還原劑，甲醛與Cu2+反應生成Cu原子沉澱下來，自身被氧化為 甲酸。甲醛具有優良的還原性能，可以有選擇性的在活化過的基體表面自催化沉積銅。pH調節劑的作用是提供一個鹼性的反應環境。因為甲醛在鹼性條件下的還原效果 優良。本發明優選NaOH。絡合劑的作用是防止Cu2+在鹼性條件下生成Cu(OH)2沉澱。本發明採用絡合劑。 為了使絡合效果更好，抑制Cu (OH)2沉澱副反應，本發明優選酒石酸鉀鈉和乙二胺四乙酸二 鈉。更優選酒石酸鉀鈉的濃度為5_25g/L，乙二胺四乙酸二鈉的濃度為20_40g/L。pH緩衝劑的作用是提高了反應的持續穩定性，同時可以改善了鍍層外觀。本發明 優選 Nei2CO3。聚乙二醇可以改善塑料基體與溶液親和狀態，同時通過在工件表面尖銳部位覆蓋 來抑制晶粒的無序生長，提高了鍍層的平整性與均勻性。本發明優選聚乙二醇的平均分量子為300-1000。本發明採用2-2交聯吡啶為穩定劑，它能絡合溶液中Cu+，而不絡合Cu2+，從而避免 Cu+的相互碰撞生成分子量級銅，分子量級銅催化性能很高，會引起鍍液自發分解。2-巰基苯並咪唑的作用是與2-2交聯吡啶共同作用吸附銅離子，降低銅離子濃 度，提高了鍍液的穩定性；2-巰基苯並咪唑與甲醛形成中間態化合物，促進了甲醛的氧化， 這樣使沉積速率增加1倍左右。這兩種添加劑的同時使用，使鍍層顏色變亮，形貌發生變 化。所得鍍層是多晶銅，沒有發現夾雜Cu20。優選地，2-巰基苯並咪唑的濃度為2_5mg/L。本發明中加入亞鐵鹽的目的是提高鍍速，少量的鐵與銅共沉積有利於提高銅晶體 的排列整齊度，減少氧化亞銅顆粒夾雜，促進了銅沉積的速度與持續性，並使鍍層較厚。本 發明優選亞鐵鹽為硫酸亞鐵。甲醇可以抑制甲醛的歧化反應，穩定了還原劑濃度，提高了鍍液穩定性，改善了鍍 層外觀。優選濃度為10-20mL/L。優選地，本發明的化學鍍銅溶液，包括以下組分，以濃度表示CuSO4 5-15g/L、甲醛 5_15mL/L、酒石酸鉀鈉 5_25g/L、乙二胺四乙酸二鈉 20_40g/ L、NaOH 8-20g/L、Na2CO3 5_20g/L、聚乙二醇 0. 3-lmg/L、2_2 交聯吡啶 10_60mg/L、2-巰基 苯並咪唑 l_20mg/L、FeSO4 0. 05-lg/L、甲醇 5_50mL/L。本發明的化學鍍銅溶液的製備方法為本領域技術人員所公知的。在此不作贅述。為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合 實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發明，並不用於限定本發明。以下實施例中聚乙二醇後面的數字表示其平均分子量，例如聚乙二醇-700表示 平均分子量為700的聚乙二醇。實施例1化學鍍銅溶液CuSO412g/L甲醛10mL/L酒石酸鉀鈉15g/LEDTA 二鈉25 g/LNaOH10g/LNa2CO310g/L聚乙二醇-7000.1 g/L2-2交聯吡啶20 mg/L2-巰基苯並咪唑3 mg/LFeSO40.1 g/L甲醇10 mL/L
實施例2 化學鍍銅溶液CuSO4甲醛酒石酸鉀鈉 EDTA 二鈉 NaOH Na2CO3 聚乙二醇-700 2-2交聯吡啶 2-巰基苯並咪唑 FeSO4
甲醇實施例3 化學鍍銅溶液15g/L 15mL/L 15g/L 25g/L 12g/L lOg/L 0.1 g/L 20 mg/L lmg/L lg/L10 mL/L甲醛酒石酸鉀鈉 EDTA 二鈉 NaOH Na2CO3 聚乙二醇-1000 2-2交聯吡啶 2-巰基苯並咪唑 FeSO4 甲醇
實施例4 化學鍍銅溶液
CuSO4甲醛酒石酸鉀鈉 EDTA 二鈉 NaOH Na2CO3 聚乙二醇-1000 2-2交聯吡啶 2-巰基苯並咪唑FeSO4甲醇實施例5 化學鍍銅溶液10g/L 12m LfL 15g/L 25g/L 12g/L lOg/L lg/L 20 mg/L lmg/L lg/L lOmL/L20g/L 14mL/L 15g/L 25 g/L 10g/L 10g/L 0.1 g/L 20 mg/L lOmg/L0.2 g/L lOmL/L6CuSO416g/L甲醛13mL/L酒石酸鉀鈉15g/LEDTA 二鈉25g/LNaOH10g/LNa2CO3lOg/L聚乙二醇-10000.1 g/L2-2交聯吡啶20 mg/L2-巰基苯並咪唑lOmg/LFeSO40.2g/L甲醇5 mL/L對比例1化學鍍銅溶液CuSO412g/L甲醛10mL/L酒石酸鉀鈉15g/LEDTA 二鈉25 g/LNaOH10g/LNa2CO3lOg/L對比例2化學鍍銅溶液
權利要求
1.一種化學鍍銅溶液，其包括以下組分，用濃度表示銅鹽 5-20g/L、甲醛 5-15mL/L、絡合劑 25_65g/L、pH 調節劑 8_20g/L、pH 緩衝劑 5_20g/ L、聚乙二醇0. 05-1 g/L、2-2交聯吡啶10-60mg/L、2-巰基苯並咪唑l_20mg/L、亞鐵鹽 0. 05-lg/L、甲醇 5-50mL/L。
2.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述絡合劑為酒石酸鉀鈉和乙二胺四乙酸二鈉。
3.如權利要求2所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述酒石酸鉀鈉的濃度為5-25g/ L，所述乙二胺四乙酸二鈉的濃度為20-40g/L。
4.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述聚乙二醇的平均分子量為 300-1000。
5.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述PH調節劑為NaOH，所述pH緩 衝劑為Nei2C03。
6.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述亞鐵鹽為FeS04。
7.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述甲醇的濃度為10-20mL/L。
8.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述2-巰基苯並咪唑的濃度為 2_5mg/L0
9.如權利要求1所述的化學鍍銅溶液，其特徵在於所述化學鍍銅溶液包括以下組分， 以及濃度表示CuSO4 5-15g/L、甲醛 5-15mL/L、酒石酸鉀鈉 5_25g/L、乙二胺四乙酸二鈉 20_40g/L、 NaOH 8-20g/L,Na2CO3 5_20g/L、聚乙二醇 0. 05_lg/L、2_2 交聯吡啶 10_60mg/L、2-巰基苯並 咪唑 2-5mg/L、FeSO4 0. 05-lg/L,甲醇 10_20mL/L。
全文摘要
本發明屬於化學鍍銅領域，具體涉及一種化學鍍銅溶液。該化學鍍銅溶液包括以下組分，用濃度表示銅鹽5-20g/L、甲醛5-15mL/L、絡合劑25-65g/L、pH調節劑8-20g/L、pH緩衝劑5-20g/L、聚乙二醇0.05-1g/L、2-2交聯吡啶10-60mg/L、2-巰基苯並咪唑1-20mg/L、亞鐵鹽0.05-1g/L、甲醇5-50mL/L。本發明所提供的化學鍍銅溶液，用於線路板直接金屬化的化學鍍銅工藝中，鍍出的鍍層外觀色澤亮麗，並且其中雜質含量很少。並且鍍層厚度可以達到20微米以上，大大提高了鍍層的厚度。本發明的化學鍍銅溶液還可以加快鍍速，鍍速可達10微米/小時以上。
文檔編號C23C18/40GK102051607SQ20091010995
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優先權日2009年10月29日
發明者唐發德 申請人:比亞迪股份有限公司