CN105441993A - 一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液及电镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜160～180g/L，硫酸20～50g/L，氯离子0.05～0.07g/L，加速剂0.5～1.5g/L，抑制剂7～30g/L，整平剂10～30g/L，余量为水。本发明提供的电镀液，可用于线路板通孔和盲孔的电镀，特别是可以实现电路板上一槽内通孔盲孔的同时填孔电镀，减少电镀工序，提高生产效率。

Description

一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液及电镀方法
技术领域
本发明涉及线路板电镀技术领域，特别涉及一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液及电镀方法。
背景技术
通孔电镀在高密度线路板行业中的互连起到非常重要的作用。传统的通孔电镀的填孔技术需要通过导电膏塞孔或树脂塞孔来实现上下层的导通，其属于劳动密集型的工作，机械研磨或涂刷后树脂固化会导致尺寸不稳定，另外，树脂为高分子有机物，与纯铜的热膨胀系数不同，也会影响产品的稳定性。为了解决以上问题，实现良好的电气互连，通孔电镀填孔技术应运而生。该技术不仅可以增强互连线路的导电导热性能，还可以增加线路板的机械强度。线路板中还有一种孔洞为盲孔，主要用于实现多层板中外层与次层之间的导通互连，其填孔镀铜技术也有这广泛的够用。但是由于通孔和盲孔的几何形状有所不同，一般适用于盲孔填孔的电镀液配方通常不适用与通孔的填孔电镀，针对高板厚孔径比通孔药水组分通常采用高酸低铜，以提高深镀能力；针对激光微盲孔药水组分通常采用高铜低酸，以提高盲孔电镀能力。由此可知通孔电镀和盲孔电镀的药水组分是相反的。所以现有技术中将通孔和盲孔填孔分开电镀，经过两次电镀的工序来实现，该方法不仅增加电镀的工时，浪费成本，在两次电镀的过程中还可能增加电镀的缺陷。
发明内容
本发明目的之一是提供一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，该电镀液可用于线路板通孔和盲孔的电镀，减少电镀工序，提高生产效率。
本发明的另一目的在于提供一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液的电镀方法。
基于上述问题，本发明提供的技术方案是：
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜160～180g/L，硫酸20～50g/L，氯离子0.05～0.07g/L，加速剂0.5～1.5g/L，抑制剂7～30g/L，整平剂10～30g/L，余量为水。
优选的技术方案中，所述电镀液各组分含量为五水硫酸铜165g/L，硫酸22g/L，氯离子0.065g/L，加速剂0.6g/L，抑制剂10g/L，整平剂18g/L，余量为水。
五水硫酸铜为电镀的主盐，其浓度对电镀效果影响很大，浓度过高，沉积速度太快，晶粒控制不均，且影响深镀能力；浓度过低则沉积速度太慢，影响上铜效率。
硫酸主要增加电镀液的导电能力，浓度过高，铜离子的扩散能力差；浓度过低，会使度铜层变脆，影响产品韧性。
氯离子可以提高阳极的活化，促进阳极溶解，防止钝化，还可以减少阳极溶解不完全，形成沉淀，同时，氯离子还可以和抑制剂结合，形成络合物，对铜的沉积产生抑制作用。
加速剂又称为光亮剂，通常为含杂原子的小分子化合物，它可以降低低电流密度区铜离子的电沉积电位，提高铜的沉积速率，有利于晶核形成，使镀层光亮致密。
抑制剂通常为聚醚类化合物，是吸附性较强的大分子表面活性剂，可以降低镀液的表面张力，使镀液可以快速进出孔中，它与氯离子协同作用，提高高电流密度区的铜离子电沉积电位，从而抑制铜的沉积。
整平剂通常为季铵盐类化合物，带有正电荷，可以吸附在镀层表面电流密度较大处，与铜离子竞争，降低铜离子的沉积速率；在孔内形成梯度吸附，因此可以使铜离子优先在孔的低电流密度区沉积。
优选的技术方案中，所述加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠，苯基聚二硫丙烷磺酸钠，2-噻唑啉基聚二硫丙烷磺酸钠，1-2-亚乙基硫脲，2-巯基苯并咪唑，2-巯基苯并噻唑中的一种或多种的混合物。
优选的技术方案中，所述的抑制剂为相对分子质量为4000～6000的聚乙二醇，乙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯单丁醚，丁炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种的混合物。
优选的技术方案中，所述的整平剂为聚乙烯亚胺烷基化合物(GISS)，脂肪胺乙氧基磺化物(AESS)，聚乙烯亚胺烷基盐(PN)，烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐中的一种或多种的混合物。
优选的技术方案中，所述电镀液的制备方法包括以下步骤，
(1)在去离子水中加入配比浓度的五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；
(2)在搅拌状态下，按配比浓度加入硫酸、氯离子并搅拌均匀；
(3)静置半小时，然后按配比浓度加入加速剂、抑制剂和整平剂，搅拌均匀，制得电镀线路板通孔盲孔的电镀液。
基于上述问题，本发明提供的另一技术方案是：
同一槽中通孔盲孔的电镀过程分为两段：第一段，电流密度为10～15ASF，电镀时间为30min；第二段，电流密度为16～12ASF，电镀时间为60min。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1.采用本发明的技术方案，该电镀液既可以用于对线路板通孔的电镀，也可以用于对线路板盲孔的电镀，特别是可以实现电路板上一槽内通孔盲孔的同时填孔电镀，解决了现有技术中通孔盲孔需要分开电镀的问题，简化了工序，提高劳动生产效率，也降低了成本，适合工业化生产；
2.采用本发明的技术方案，该电镀液深镀能力好，填孔率高，镀铜层平整，延展性、硬度好，电镀液的寿命长。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例1
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜160g/L，硫酸20g/L，氯离子0.05g/L，加速剂0.5g/L，抑制剂7g/L，整平剂12g/L，余量为水。
其中加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠，1-2-亚乙基硫脲，2-巯基苯并噻唑的混合物，它们的质量百分比为10∶1∶1。
其中抑制剂为相对分子质量为4000～6000的聚乙二醇和乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的混合物，它们的质量百分比为8∶1。
其中整平剂为烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐和聚乙烯亚胺烷基化合物的混合物，它们的质量百分比为10∶1。
电镀液的制备方法包括以下步骤：
(1)在去离子水中加160g/L的五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；
(2)在搅拌状态下，按配比浓度加入20g/L硫酸、0.05g/L氯离子并搅拌均匀；
(3)静置半小时，然后按配比浓度加入0.5g/L加速剂(聚二硫二丙烷磺酸钠，1-2-亚乙基硫脲，2-巯基苯并噻唑的混合物)、7g/L抑制剂(相对分子质量为4000-6000的聚乙二醇，乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的混合物)和12g/L整平剂(烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐和聚乙烯亚胺烷基化合物的混合物)，搅拌均匀，制得电镀线路板通孔盲孔的电镀液。
对于同一槽中通孔盲孔，其电镀过程分为两个阶段：
第一段：电流密度10-15ASF，电镀时间30分钟；
第二段：电流密度16-22ASF，电镀时间60分钟。
填孔后镀层热冲击性能良好，延展性能良好，表面光亮、平整度良好，填孔率85-90％。
实施例2
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜180g/L，硫酸50g/L，氯离子0.07g/L，加速剂1.5g/L，抑制剂30g/L，整平剂25g/L，余量为水。
其中加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠和1-2-亚乙基硫脲的混合物，它们的质量百分比为8∶1。
其中抑制剂为相对分子质量为4000～6000的聚乙二醇和乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的混合物，它们的质量百分比为8∶1。
其中整平剂为烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐。
该电镀液的制备方法与实施例1相同。
对于同一槽中通孔盲孔，其电镀过程分为两个阶段：
第一段：电流密度10-15ASF，电镀时间30分钟；
第二段：电流密度16-22ASF，电镀时间60分钟。
填孔后镀层热冲击性能良好，延展性能良好，表面光亮、平整度良好，填孔率75-78％。
实施例3
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜165g/L，硫酸22g/L，氯离子0.065g/L，加速剂0.6g/L，抑制剂10g/L，整平剂18g/L，余量为水。
其中加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、2-噻唑啉基聚二硫丙烷磺酸钠和1-2-亚乙基硫脲的混合物，它们的质量百分比为4∶5∶1。
其中抑制剂为乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚。
其中整平剂为脂肪胺乙氧基磺化物、烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐，它们的质量百分比为5∶2。
该电镀液的制备方法与实施例1相同。
对于同一槽中通孔盲孔，其电镀过程分为两个阶段：
第一段：电流密度10-15ASF，电镀时间30分钟；
第二段：电流密度16-22ASF，电镀时间60分钟。
填孔后镀层热冲击性能良好，延展性能良好，表面光亮、平整度良好，填孔率88-92％。
实施例4
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜175g/L，硫酸21g/L，氯离子0.065g/L，加速剂1.35g/L，抑制剂18g/L，整平剂20g/L，余量为水。
其中加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、2-噻唑啉基聚二硫丙烷磺酸钠和1-2-亚乙基硫脲的混合物，它们的质量百分比为8∶1∶1。
其中抑制剂为乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和4000～6000的聚乙二醇的混合物，它们的质量百分比为2∶1。
其中整平剂为烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐和聚乙烯亚胺烷基盐，它们的质量百分比为1∶1。
该电镀液的制备方法与实施例1相同。
对于同一槽中通孔盲孔，其电镀过程分为两个阶段：
第一段：电流密度10-15ASF，电镀时间30分钟；
第二段：电流密度16-22ASF，电镀时间60分钟。
填孔后镀层热冲击性能良好，延展性能良好，表面光亮度、平整度良好，填孔率76-80％。
实施例5
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜170g/L，硫酸25g/L，氯离子0.065g/L，加速剂1.0g/L，抑制剂12g/L，整平剂22g/L，余量为水。
其中加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、2-巯基苯并噻唑和1-2-亚乙基硫脲的混合物，它们的质量百分比为8∶1∶1。
其中抑制剂为乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和4000～6000的聚乙二醇的混合物，它们的质量百分比为2∶1。
其中整平剂为脂肪胺乙氧基磺化物、烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐，它们的质量百分比为1∶10。
该电镀液的制备方法与实施例1相同。
对于同一槽中通孔盲孔，其电镀过程分为两个阶段：
第一段：电流密度10-15ASF，电镀时间30分钟；
第二段：电流密度16-22ASF，电镀时间60分钟。
填孔后镀层热冲击性能良好，延展性能良好，表面光亮、平整度良好，填孔率78-82％。
实施例6
一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，包括以下组分：五水硫酸铜170g/L，硫酸20g/L，氯离子0.065g/L，加速剂0.6g/L，抑制剂10g/L，整平剂18g/L，余量为水。
其中加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠、2-噻唑啉基聚二硫丙烷磺酸钠和1-2-亚乙基硫脲的混合物，它们的质量百分比为4∶5∶1。
其中抑制剂为乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚。
其中整平剂为脂肪胺乙氧基磺化物、烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐，它们的质量百分比为5∶2。
该电镀液的制备方法与实施例1相同。
对于同一槽中通孔盲孔，其电镀过程分为两个阶段：
第一段：电流密度10-15ASF，电镀时间30分钟；
第二段：电流密度16-22ASF，电镀时间60分钟。
填孔后镀层热冲击性能良好，延展性能良好，表面光亮度、平整度良好，填孔率85-90％。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液，其特征在于包括以下组分：五水硫酸铜160～180g/L，硫酸20～50g/L，氯离子0.05～0.07g/L，加速剂0.5～1.5g/L，抑制剂7～30g/L，整平剂10～30g/L，余量为水。
2.根据权利要求1所述的电镀线路板通孔盲孔的电镀液，其特征在于：所述电镀液各组分含量为五水硫酸铜165g/L，硫酸22g/L，氯离子0.065g/L，加速剂0.6g/L，抑制剂10g/L，整平剂18g/L，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的电镀线路板通孔盲孔的电镀液，其特征在于：所述加速剂为聚二硫二丙烷磺酸钠，苯基聚二硫丙烷磺酸钠，2-噻唑啉基聚二硫丙烷磺酸钠，1-2-亚乙基硫脲，2-巯基苯并咪唑，2-巯基苯并噻唑中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的电镀线路板通孔盲孔的电镀液，其特征在于：所述的抑制剂为相对分子质量为4000～6000的聚乙二醇，乙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯单丁醚，丁炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的电镀线路板通孔盲孔的电镀液，其特征在于：所述的整平剂为聚乙烯亚胺烷基化合物，脂肪胺乙氧基磺化物，聚乙烯亚胺烷基盐，烷基二甲基氯化铵与氯乙烯醚共聚的季铵盐中的一种或多种的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的电镀线路板通孔盲孔的电镀液，其特征在于：所述电镀液的制备方法包括以下步骤，
(1)在去离子水中加入配比浓度的五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；
(2)在搅拌状态下，按配比浓度加入硫酸、氯离子并搅拌均匀；
(3)静置半小时，然后按配比浓度加入加速剂、抑制剂和整平剂，搅拌均匀，制得电镀线路板通孔盲孔的电镀液。
7.一种电镀线路板通孔盲孔的电镀液的电镀方法，其特征在于，同一槽中通孔盲孔的电镀过程分为两段：第一段，电流密度为10～15ASF，电镀时间为30min；第二段，电流密度为16～12ASF，电镀时间为60min。
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