一種線路板鍍銅液及鍍銅方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種線路板鍍銅液及其制備方法以及利用該鍍銅液的鍍銅方法。本發(fā)明將電鍍銅過(guò)程分為兩個(gè)階段，恒速階段和精鍍階段。在恒速階段，采用A液對(duì)覆銅板的銅箔鍍上厚度較高的第一層銅膜，以縮短工藝時(shí)間；當(dāng)該層銅膜的厚度接近設(shè)計(jì)的銅膜厚度時(shí)，則改用B液處理覆銅板，以較低的速度鍍上薄且表面平整的第二層銅膜。
【專利說(shuō)明】一種線路板鍍銅液及鍍銅方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及線路板鍍銅【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種線路板鍍銅液及鍍銅方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電解鍍銅在工業(yè)中有多種應(yīng)用。例如，它也被用做裝飾性鍍膜和防腐蝕膜。此 夕卜，它也被用于電子工業(yè)中，來(lái)制造印刷線路板和半導(dǎo)體。在線路板的制造過(guò)程中，鍍銅可 用于形成在線路板表面上的線路層和用于穿過(guò)印刷線路板表面之間的通孔的壁面的傳導(dǎo) 層。在用于制造印刷線路板的電解鍍銅液中，公知的是，通過(guò)使用拋光劑、均化劑（leveling agent)、表面活性劑等，有可能在拋光的印刷線路板上獲得均勻沉積的拋光的銅鍍膜。加入 了聚亞燒基氧化物（polyalkylene oxide)和氯化物復(fù)合離子（chloride compound ion) 的鍍液。已知用作硫酸銅和含有硫酸銅的硫酸銅鍍液組合物的添加劑。在所討論的專利文 獻(xiàn)中，公開了氯化物復(fù)合離子和溴化物復(fù)合離子具有相似的作用，并且在鍍銅液中使用氯 化物復(fù)合離子和溴化物復(fù)合離子（bromide compound ion)作為添加劑是可能的。
[0003] 然而，通常，當(dāng)使用現(xiàn)有技術(shù)獲得的約20 μ m的較厚層被沉淀時(shí)，不可能獲得具 有優(yōu)異的外觀和物理特性的鍍銅層。也就是說(shuō)，當(dāng)鍍銅層的厚度大于約20μπ?時(shí)，在鍍銅 膜的表面上，基底金屬層表面的粗糙度和沉淀的鍍銅顆粒的大小就會(huì)存在差異，從而難以 獲得均勻和優(yōu)質(zhì)光澤的銅鍍膜，較為粗糙的部位將在線路板上形成蝕損斑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明公開一種能夠提高線路板20 μ m厚的電鍍銅膜表面均勻度的鍍 銅液。
[0005] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液 以及47%的B液；所述A液的原料按重量計(jì)包括硝酸銅25-45份、檸檬烯0. 1-0. 5份、單 質(zhì)硫0. 01-0. 15份、濃度為llmol/Ι的硫酸21-30份、去離子水95-150份；所述B液其 原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉〇. 2 - 0. 7份、氯化銅5 -10份、3mol/l的氯化氫溶液18- 40份以及3- 8份苯甲酰胺。
[0006] 本發(fā)明還提供一種所述鍍銅液的制備方法，包括如下步驟： 制備所述A液；制備所述B液； 所述制備A液指將所述硫酸加入去離子水中，并在5min內(nèi)加熱至60- 70°C，再加入所 述檸檬烯、單質(zhì)硫和硝酸銅混合獲得混合物，加入質(zhì)量為混合物〇. 5% - 0. 8%的金納米棒， 在2個(gè)大氣壓下加熱至KKTC保溫50- 70min，并在10分鐘內(nèi)將混合物降溫至40- 45°C， 過(guò)濾并收集濾液，即為所述A液； 所述制備B液指將氯化氫溶液加熱至40°C，加入所述硫代硫酸鈉、氯化銅、苯甲酰胺混 合，即獲得B液。
[0007] 優(yōu)選的，所述金納米棒其長(zhǎng)徑比為5。
[0008] 本發(fā)明還提供一種線路板鍍銅方法，其包括以下步驟： 51. 前處理覆銅板，即將覆銅板置于質(zhì)量濃度為5%的乙酸溶液中，同時(shí)加入質(zhì)量為乙 酸溶液2%的磷酸二氫鉀，將乙酸溶液加熱至42°C保持30- 89秒，體積為覆銅板5 -10倍 的以去離子水沖洗覆銅板； 52. 將覆銅板的銅箔為陰極、與覆銅板等面積的含磷4%。的磷銅板為陽(yáng)極，浸入A液中， 以陰極電流密度為4A/dm2、溫度30°C的條件下，至銅箔表面鍍上設(shè)計(jì)銅膜厚度的98. 6%的 銅膜； 53. 將覆銅板的銅箔為陰極、與覆銅板等面積的含磷3%。的磷銅板為陽(yáng)極，浸入B液 中，以陰極電流密度為〇. 2A/dm2、溫度35°C的條件下，至銅箔表面鍍上設(shè)計(jì)銅膜厚度的0. 4% 的銅膜。
[0009] 本發(fā)明將電鍍銅過(guò)程分為兩個(gè)階段，恒速階段和精鍍階段。在恒速階段，采用A液 對(duì)覆銅板的銅箔鍍上厚度較高的第一層銅膜，以縮短工藝時(shí)間；當(dāng)該層銅膜的厚度接近設(shè) 計(jì)的銅膜厚度時(shí)，則改用B液處理覆銅板，以較低的速度鍍上薄且表面平整的第二層銅膜。 [0010] 作為基地，第一層銅膜必須有較好的平整度，如第一層銅膜表面太過(guò)粗糙，則第二 層銅膜的平整度也難以保證，同時(shí)還將降低銅板的均勻度。硝酸銅具有較高的電解速率，能 夠提高電鍍的速率。檸檬烯為市售產(chǎn)品，有dl-檸檬烯和d-檸檬烯兩種類型。本發(fā)明特別 優(yōu)選d-檸檬烯。檸檬烯在60°C以上時(shí)將與單質(zhì)硫發(fā)生非均相反應(yīng)，脫氫生成對(duì)異丙基甲 苯，同時(shí)產(chǎn)生少量的硫化氫和一些硫醚。設(shè)計(jì)人發(fā)現(xiàn)對(duì)異丙基甲苯能夠加速銅離子被還原 在覆銅板上，同時(shí)通過(guò)范德華力約束銅離子的移動(dòng)方向，使第一層銅膜表面平整。目前有研 究表明，鍍銅液中鹵素的存在對(duì)提高銅膜光滑度有促進(jìn)作用，但效果并不非常明確。本發(fā)明 在B液中添加可以電解出氯離子的氯化氫、氯化銅，并優(yōu)化二者的含量，使之產(chǎn)生上述促進(jìn) 作用。特別的，硫代硫酸鈉可以提高鍍液中銅離子的均勻度，與所述苯甲酰胺同時(shí)存在時(shí)， 可以克服因場(chǎng)強(qiáng)不均導(dǎo)致的鍍液中銅離子分布不均的問(wèn)題，提高銅膜的平整度。而苯甲酰 胺更可以增強(qiáng)銅膜表面銅離子的相互作用力，通過(guò)該作用力牽引銅離子在銅膜表面形成光 滑的一層銅層。這一效果并未見報(bào)道。
[0011] 所述金納米棒在一定條件下，能夠提高檸檬烯與單質(zhì)硫的反應(yīng)速率?？蛇x用任一 種市售產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述： 實(shí)施例1 本實(shí)施例提供一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的 原料按重量計(jì)包括硝酸銅33份、檸檬烯0. 4份、單質(zhì)硫0. 08份、濃度為llmol/Ι的硫酸25 份、去離子水110份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 6份、氯化銅6份、3mol/ 1的氯化氫溶液30份以及5份苯甲酰胺。
[0013] 本實(shí)施例還提供一種所述鍍銅液的制備方法，包括如下步驟： 制備所述A液；制備所述B液； 所述制備A液指將所述硫酸加入去離子水中，并在5min內(nèi)加熱至60°C，再加入所述檸 檬烯、單質(zhì)硫和硝酸銅混合獲得混合物，加入質(zhì)量為混合物〇. 6%的金納米棒，在2個(gè)大氣壓 下加熱至KKTC保溫67min，并在10分鐘內(nèi)將混合物降溫至43°C，過(guò)濾并收集濾液，即為所 述A液； 所述制備B液指將氯化氫溶液加熱至40°C，加入所述硫代硫酸鈉、氯化銅、苯甲酰胺混 合，即獲得B液。
[0014] 優(yōu)選的，所述金納米棒其長(zhǎng)徑比為5,是市售的產(chǎn)品。
[0015] 一種鍍20 μ m厚銅膜線路板鍍銅方法，其包括以下步驟： 51. 前處理覆銅板，即將覆銅板置于質(zhì)量濃度為5%的乙酸溶液中，同時(shí)加入質(zhì)量為乙 酸溶液2%的磷酸二氫鉀，將乙酸溶液加熱至42°C保持60秒，體積為覆銅板8倍的以去離子 水沖洗覆銅板； 52. 將覆銅板的銅箔接入電源的負(fù)極、A液接入電源的正極，以電流密度為2ASD、溫度 30°C的條件下，至銅箔表面堵上18. 9 μ m的銅膜； 53. 將覆銅板的銅箔接入電源的負(fù)極、B液接入電源的正極，以電流密度為I. 5ASD、溫 度35°C的條件下，至銅箔表面鍍上I. 1 μ m的銅膜。
[0016] 實(shí)施例2 本實(shí)施例提供一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的 原料按重量計(jì)包括硝酸銅25份、檸檬烯0. 5份、單質(zhì)硫0. 01份、濃度為llmol/Ι的硫酸30 份、去離子水95份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 7份、氯化銅5份、3mol/l 的氯化氫溶液40份以及3份苯甲酰胺。
[0017] 上述鍍銅液采用實(shí)施例1的方法制備。
[0018] 采用上述實(shí)施例1的方法為覆銅板鍍上25 μ m的銅膜。
[0019] 實(shí)施例3 本實(shí)施例提供一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的 原料按重量計(jì)包括硝酸銅45份、檸檬烯0. 1份、單質(zhì)硫0. 15份、濃度為llmol/Ι的硫酸21 份、去離子水150份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 2份、氯化銅10份、3mol/ 1的氯化氫溶液18份以及8份苯甲酰胺。
[0020] 上述鍍銅液采用實(shí)施例1的方法制備。
[0021] 采用上述實(shí)施例1的方法為覆銅板鍍上25 μ m的銅膜。
[0022] 對(duì)比例1 本對(duì)比例提供一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的 原料按重量計(jì)包括硝酸銅30份、單質(zhì)硫0. 01份、濃度為llmol/Ι的硫酸30份、去離子水95 份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 7份、氯化銅5份、3mol/l的氯化氫溶液40 份。
[0023] 對(duì)比例2 本對(duì)比例提供一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的 原料按重量計(jì)包括硝酸銅33份、檸檬烯0. 4份、濃度為llmol/Ι的硫酸25份、去離子水110 份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 6份、氯化銅6份、3mol/l的氯化氫溶液30 份以及5份苯甲酰胺。
[0024] 對(duì)比例3 本對(duì)比例提供一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的 原料按重量計(jì)包括硝酸銅33份、濃度為llmol/Ι的硫酸25份、單質(zhì)硫0. 01份、檸檬烯0. 4 份、去離子水110份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 6份、氯化銅6份、3mol/ 1的氯化氫溶液30份。
[0025] 用肉眼（gross)和金屬顯微鏡（PME3型）觀測(cè)所獲得的銅鍍膜。銅膜最厚處與最 薄處厚度之差h與二者的平均數(shù)H之商d可評(píng)價(jià)其均勻性，結(jié)果如表1所示。
[0026] 表 1。

【權(quán)利要求】
1. 一種線路板鍍銅液，其包含重量43%的A液以及47%的B液；所述A液的原料按重 量計(jì)包括硝酸銅25- 45份、檸檬烯0. 1-0. 5份、單質(zhì)硫0. 01-0. 15份、濃度為llmol/1 的硫酸21 - 30份、去離子水95-150份；所述B液其原料按重量計(jì)包括硫代硫酸鈉0. 2- 〇. 7份、氯化銅5-10份、3mol/l的氯化氫溶液18- 40份以及3- 8份苯甲酰胺。
2. -種如權(quán)利要求1所述鍍銅液的制備方法，包括如下步驟： 制備所述A液；制備所述B液； 所述制備A液指將所述硫酸加入去離子水中，并在5min內(nèi)加熱至60- 70°C，再加入所 述檸檬烯、單質(zhì)硫和硝酸銅混合獲得混合物，加入質(zhì)量為混合物〇. 5% - 0. 8%的金納米棒， 在2個(gè)大氣壓下加熱至100°C保溫50- 70min，并在10分鐘內(nèi)將混合物降溫至40- 45°C， 過(guò)濾并收集濾液，即為所述A液； 所述制備B液指將氯化氫溶液加熱至40°C，加入所述硫代硫酸鈉、氯化銅、苯甲酰胺混 合，即獲得B液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述金納米棒其長(zhǎng)徑比為5。
4. 一種線路板鍍銅方法，其包括以下步驟：
51. 前處理覆銅板，即將覆銅板置于質(zhì)量濃度為5%的乙酸溶液中，同時(shí)加入質(zhì)量為乙 酸溶液2%的磷酸二氫鉀，將乙酸溶液加熱至42°C保持30- 89秒，體積為覆銅板5 -10倍 的以去離子水沖洗覆銅板；
52. 將覆銅板的銅箔為陰極、與覆銅板等面積的含磷4%。的磷銅板為陽(yáng)極，浸入A液中， 以陰極電流密度為4A/dm2、溫度30°C的條件下，至銅箔表面鍍上設(shè)計(jì)銅膜厚度的98. 6%的 銅膜；
53. 將覆銅板的銅箔為陰極、與覆銅板等面積的含磷3%。的磷銅板為陽(yáng)極，浸入B液 中，以陰極電流密度為〇. 2A/dm2、溫度35°C的條件下，至銅箔表面鍍上設(shè)計(jì)銅膜厚度的0. 4% 的銅膜。
【文檔編號(hào)】C25D3/38GK104328464SQ201410716787
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】黃建國(guó), 王強(qiáng), 易勝, 徐緩, 張長(zhǎng)明, 王波, 楊海軍 申請(qǐng)人:深圳市博敏電子有限公司