CN105951138A - 一种环保碱铜电镀液及其电镀方法 - Google Patents

一种环保碱铜电镀液及其电镀方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105951138A
CN105951138A CN201610416444.2A CN201610416444A CN105951138A CN 105951138 A CN105951138 A CN 105951138A CN 201610416444 A CN201610416444 A CN 201610416444A CN 105951138 A CN105951138 A CN 105951138A
Authority
CN
China
Prior art keywords
environmental protection
electroplating liquid
copper electroplating
protection alkali
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610416444.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105951138B (zh
Inventor
胡磊
景欣欣
陈珍珍
杜威劲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU HECHUAN CHEMICAL TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Original Assignee
SUZHOU HECHUAN CHEMICAL TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUZHOU HECHUAN CHEMICAL TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd filed Critical SUZHOU HECHUAN CHEMICAL TECHNOLOGY SERVICE Co Ltd
Priority to CN201610416444.2A priority Critical patent/CN105951138B/zh
Publication of CN105951138A publication Critical patent/CN105951138A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105951138B publication Critical patent/CN105951138B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper

Abstract

本发明提供了一种环保碱铜电镀液及其电镀方法。所述的碱性电镀铜溶液包含：铜离子15～20g/L，络合剂80～100g/L，光亮剂0.1～1ppm，整平剂100～150ppm，调节pH至9～10。本发明还提供了一种环保碱铜电镀液的电镀方法。本发明不含有机磷、氰化物，更加环保、安全；得到的镀铜层光亮、平整，且镀铜层与基材结合力好。

Description

一种环保碱铜电镀液及其电镀方法
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种环保碱铜电镀液及其电镀方法。
背景技术
电镀铜是电镀中非常重要的一种，常用于铸模、镀镍、镀铬、镀银、镀金等的打底，主要分为酸性镀铜和碱性镀铜。酸性镀铜使用广泛，但是有些金属件不能直接使用酸性镀铜，需要预处理或预镀。早期的碱性镀铜大多采用氰化物作为络合剂，电镀性能较好，环境适应性强，但是其具有很高的毒性，且对环境污染很大，已经被限制的使用。因此，越来越多的人将研究精力投入到无氰碱铜电镀的研究中。中国专利CN201210411481.6利用HEDP(羟基乙叉二膦酸)作为络合剂解决了全走位的无氰碱铜，适用于多种不规则基材；美国专利US4521282，US4469569，US4933051等使用有机磷化合物(HEDP、ATMP、EDTMP)作为络合剂来解决结合力以及均匀性问题。但是，钢铁件表面在碱性条件下往往会发生钝化，使铜在钢铁件表面的沉积出现问题；而这些专利中使用的大量含磷有机物，给废水处理提出了更大的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种环保碱铜电镀液及其电镀方法，该电镀液不含有机磷、不含氰化物，可以实现碱性条件下的钢铁件镀铜，解决碱性条件下钢铁件钝化以及铁和铜置换的问题。
为达到上述目的，本发明提出以下技术方案：一种环保碱铜电镀液，其组分及含量如下：
铜离子：15-20g/L；
络合剂：80-100g/L；
光亮剂：0.1-1ppm；
整平剂：100-150ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9～10；
其中，所述络合剂为N-甲硫基乙基氨二乙酸、N-甲氧基乙基氨二乙酸、氨三乙酸、2-氨基甲基吡啶-N-单乙酸、羟基乙酸、2，3-二羟基丙酸中的一种或多种；
所述整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚硫酸钠、DF-20、AESA中的一种或多种。
优选的，所述环保碱铜电镀液各组分及其含量如下：
铜离子：18g/L；
络合剂：85g/L；
光亮剂：0.8ppm；
整平剂：120ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9.5。
其中，所述铜离子是硫酸铜、醋酸铜、碱式碳酸铜中的一种或多种。
优选的，所述的络合剂为N-甲硫基乙基氨二乙酸、羟基乙酸、2，3-二羟基丙酸的混合物，其比例为3∶1∶1。络合剂配合使用，可以提高铜离子的解离均匀性，使电镀过程中的铜离子匀速还原，从而达到整平效果，2-氨基甲基吡啶-N-单乙酸为主要络合剂，添加少量的络合能力更强的氨三乙酸可以更好的解决铜离子电镀过程中还原的问题。
所述光亮剂为2-巯基苯并噻唑、木质素磺酸钠、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐中的一种或多种。
优选的，所述光亮剂为2-巯基苯并噻唑、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、木质素磺酸钠的混合物，其比例为8∶1∶1。光亮剂配合使用可以提高光亮度。
优选的，所述整平剂中的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的EO∶PO＝3∶1，分子量在1000～2500之间；所述异辛醇聚氧乙烯醚的EO＝5～10；所述聚氧乙烯醚硫酸钠的EO＝10～20。
优选的，所述的整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(EO∶PO＝3∶1，分子量1000～2500)和聚氧乙烯醚硫酸钠(EO＝10～20)的混合物，其比例为2∶1。
优选的，所述整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(EO∶PO＝3∶1，分子量1000-2500)和DF-20(陶氏化学)的混合物，其比例为5∶1。
在丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中，优选EO(环氧乙烷)∶PO(环氧丙烷)＝3∶1，分子量1000～2500之间的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，该类丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚具有更好的亲水浸润性能以及渗透性能，更加适用于不规则基材以及带有孔隙的基材。
在异辛醇聚氧乙烯醚中，优选EO＝5～10之间的异辛醇聚氧乙烯醚，这类聚醚具有较好的渗透性能，更加适用于不规则基材以及带有孔隙的基材。
在聚氧乙烯醚硫酸钠中，优选EO＝10～20之间的聚氧乙烯醚硫酸钠，该类阴离子表面活性剂具有更好的亲水浸润性能及整平性能。
整平剂配合使用，可以均匀抑制面铜生长，从而达到整平效果。
所述pH调节剂为KOH、硼砂、碳酸钠中的一种或多种。
本发明还提供一种环保碱铜电镀液的电镀方法，所述环保碱铜电镀液具有以下组分及含量：铜离子：15～20g/L；络合剂：0～100g/L；光亮剂：0.1～1ppm；整平剂：100～150ppm；以pH调节剂调节电镀液体系pH至9～10；
在1.5～2.0A/dm2条件下，以不锈钢片作为试片，60～70℃条件下将所述环保碱铜电镀液电镀3～5min，得到光亮均匀红色镀层。
本发明的环保碱铜电镀液不含有机磷和氰化物，更加环保、安全；得到的镀铜层光亮、平整，且镀铜层与基材结合力好。
具体实施方式
实施例1
一种环保碱铜电镀液，其组分及其含量为：
铜离子：18g/L；
络合剂：85g/L；
光亮剂：0.8ppm；
整平剂：120ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9.5。
本实施例中，铜离子为醋酸铜和碱式碳酸铜的混合物，其比例为1∶1。
络合剂为N-甲硫基乙基氨二乙酸、羟基乙酸、2，3-二羟基丙酸的混合物，其比例为3∶1∶1。
光亮剂为2-巯基苯并噻唑。
整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(EO∶PO＝3∶1，分子量1000-2500)和DF-20(陶氏化学)的混合物，其比例为5∶1。整平剂配合使用，可以均匀抑制面铜生长，从而达到整平效果，丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚具有更好的亲水浸润性能，配合少量的渗透性较强的DF-20可以达到更好的渗透和浸润效果。
pH调节剂为碳酸钠，用碳酸钠调节pH到9.5。
电镀方法：在1.5A/dm2条件下，以不锈钢片作为试片，60-70℃条件下电镀5min，可以得到光亮均匀红色镀层，镀铜层致密，结合力好(表1)。
实施例2
一种环保碱铜电镀液，其各组分及其含量为：
铜离子：18g/L；
络合剂：85g/L；
光亮剂：0.8ppm；
整平剂：120ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9.5。
本实施例中，铜离子为碱式碳酸铜。
络合剂为2-氨基甲基吡啶-N-单乙酸、氨三乙酸的混合物，其比例为5∶1。
光亮剂为2-巯基苯并噻唑和1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐的混合物，其比例为10∶1。
整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(EO∶PO＝3∶1，分子量1000-2500)和聚氧乙烯醚硫酸钠(EO＝10-20)的混合物，其比例为2∶1。整平剂配合使用，可以均匀抑制面铜生长，从而达到整平效果，丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚具有更好的亲水浸润性能，配合整平能力更好的聚氧乙烯醚硫酸钠，可以达到抑制面铜的能力。
pH调节剂为KOH和碳酸钠的混合物，先用KOH调节pH值为近中性，再用碳酸钠调节pH到9.5。
电镀方法：在1.8A/dm2条件下，以不锈钢片作为试片，60-70℃条件下电镀4min，可以得到光亮均匀红色镀层，镀铜层致密，结合力好(表1)。
实施例3
一种环保碱铜电镀液，其各组分及其含量为：
铜离子：18g/L；
络合剂：85g/L；
光亮剂：0.8ppm；
整平剂：120ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9.5。
本实施例中，铜离子为碱式碳酸铜和硫酸铜的混合物，其比例为2∶1。
络合剂为N-甲氧基乙基氨二乙酸、2-氨基甲基吡啶-N-单乙酸、2，3-二羟基丙酸的混合物，其比例为2∶2∶1。络合剂配合使用，可以提高铜离子的解离均匀性，使电镀过程中铜离子可以匀速还原，从而达到整平效果。
光亮剂为2-巯基苯并噻唑、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、木质素磺酸钠的混合物，其比例为8∶1∶1。
整平剂为异辛醇聚氧乙烯醚(EO＝5-10)、聚氧乙烯醚硫酸钠(EO＝10-20)、AESA的混合物，其比例为5∶2∶1。整平剂配合使用，可以均匀抑制面铜生长，从而达到整平效果，异辛醇聚氧乙烯醚具有更好的渗透能力，配合整平能力更好的聚氧乙烯醚硫酸钠可以达到抑制面铜的能力，添加少量的AESA可以提高渗透性能，达到深孔、不规则图形中更好的面铜抑制效果。
pH调节剂为KOH和硼砂的混合物，先用KOH调节pH值为近中性，再用硼砂调节pH到9.5。
电镀方法：在2A/dm2条件下，以不锈钢片作为试片，60-70℃条件下电镀3min，可以得到光亮均匀红色镀层，镀铜层致密，结合力好(表1)。
表1实施例1-3所得到的镀层分析测试结果
实施例4
一种环保碱铜电镀液，其各组分及其含量为：
铜离子：20g/L；
络合剂：80g/L；
光亮剂：0.1ppm；
整平剂：150ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9。
实施例5
一种环保碱铜电镀液，其各组分及其含量为：
铜离子：15g/L；
络合剂：100g/L；
光亮剂：1ppm；
整平剂：100ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至10。
本发明的环保碱铜电镀液具有很广的应用范围，良好的应用性能，适合多种条件下的碱性无氰镀铜，镀层光亮、平整，镀层与基材间结合力好，本发明不含氰化物、磷酸盐，更加环保安全。
除上述实施例以外，本发明还可以有其他方式实现，在不脱离本发明内容的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保碱铜电镀液，其特征在于，所述环保碱铜电镀液的组分及其含量如下：
铜离子：15～20g/L；
络合剂：80～100g/L；
光亮剂：0.1～1ppm；
整平剂：100～150ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9～10；
其中，所述络合剂为N-甲硫基乙基氨二乙酸、N-甲氧基乙基氨二乙酸、氨三乙酸、2-氨基甲基吡啶-N-单乙酸、羟基乙酸、2，3-二羟基丙酸中的一种或多种；
所述整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯醚硫酸钠、DF-20、AESA中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的环保碱铜电镀液，其特征在于，所述环保碱铜电镀液的组分及其含量如下：
铜离子：18g/L；
络合剂：85g/L；
光亮剂：0.8ppm；
整平剂：120ppm；
以pH调节剂调节电镀液体系pH至9.5。
3.根据权利要求1或2任一项所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述的铜离子是硫酸铜、醋酸铜、碱式碳酸铜中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2任一项所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述的络合剂为N-甲硫基乙基氨二乙酸、羟基乙酸、2，3-二羟基丙酸的混合物，其比例为3∶1∶1。
5.根据权利要求1或2任一项所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述光亮剂为2-巯基苯并噻唑、木质素磺酸钠、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述光亮剂为2-巯基苯并噻唑、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、木质素磺酸钠的混合物，其比例为8∶1∶1。
7.根据权利要求1或2任一项所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚的EO∶PO＝3∶1，分子量在1000～2500之间；所述异辛醇聚氧乙烯醚的EO＝5～10；所述聚氧乙烯醚硫酸钠的EO＝10～20。
8.根据权利要求1或2任一项所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述的整平剂为丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物，其比例为2∶1。
9.根据权利要求1或2任一项所述的环保碱铜电镀液，其特征在于：所述的pH调节剂为KOH、硼砂、碳酸钠中的一种或多种。
10.一种环保碱铜电镀液的电镀方法，其特征为：所述环保碱铜电镀液具有以下组分及含量：铜离子：15～20g/L；络合剂：0～100g/L；光亮剂：0.1～1ppm；整平剂：100～150ppm；以pH调节剂调节电镀液体系pH至9～10；
在1.5～2.0A/dm2条件下，以不锈钢片作为试片，60～70℃条件下将所述环保碱铜电镀液电镀3～5min，得到光亮均匀红色镀层。
CN201610416444.2A 2016-06-15 2016-06-15 一种环保碱铜电镀液及其电镀方法 Active CN105951138B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610416444.2A CN105951138B (zh) 2016-06-15 2016-06-15 一种环保碱铜电镀液及其电镀方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610416444.2A CN105951138B (zh) 2016-06-15 2016-06-15 一种环保碱铜电镀液及其电镀方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105951138A true CN105951138A (zh) 2016-09-21
CN105951138B CN105951138B (zh) 2018-03-30

Family

ID=56905487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610416444.2A Active CN105951138B (zh) 2016-06-15 2016-06-15 一种环保碱铜电镀液及其电镀方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105951138B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107747109A (zh) * 2017-10-27 2018-03-02 深圳市洁驰科技有限公司 一种回收铜的添加剂
CN110284162A (zh) * 2019-07-22 2019-09-27 广州三孚新材料科技股份有限公司 一种光伏汇流焊带无氰碱性镀铜液及其制备方法
CN110760904A (zh) * 2019-10-31 2020-02-07 武汉奥邦表面技术有限公司 一种无氰碱性亚铜镀铜添加剂
CN114032588A (zh) * 2021-12-16 2022-02-11 东莞振顺五金制品有限公司 无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023126257A1 (en) * 2021-12-29 2023-07-06 Basf Se Alkaline composition for copper electroplating comprising a grain refiner
US20230203694A1 (en) * 2021-12-29 2023-06-29 Basf Se Alkaline composition for copper electroplating comprising a grain refiner

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102159752A (zh) * 2008-07-15 2011-08-17 恩索恩公司 用于电沉积铜层的无氰电解液组合物
CN103388164A (zh) * 2013-08-09 2013-11-13 湖北德美科技有限公司 一种无氰碱铜电镀工艺及配方
CN103397354A (zh) * 2013-08-08 2013-11-20 上海新阳半导体材料股份有限公司 一种用于减少硅通孔技术镀铜退火后空洞的添加剂
CN103590082A (zh) * 2013-12-03 2014-02-19 厦门建霖工业有限公司 一种无磷、无六价铬环保型塑胶电镀方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102159752A (zh) * 2008-07-15 2011-08-17 恩索恩公司 用于电沉积铜层的无氰电解液组合物
CN103397354A (zh) * 2013-08-08 2013-11-20 上海新阳半导体材料股份有限公司 一种用于减少硅通孔技术镀铜退火后空洞的添加剂
CN103388164A (zh) * 2013-08-09 2013-11-13 湖北德美科技有限公司 一种无氰碱铜电镀工艺及配方
CN103590082A (zh) * 2013-12-03 2014-02-19 厦门建霖工业有限公司 一种无磷、无六价铬环保型塑胶电镀方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107747109A (zh) * 2017-10-27 2018-03-02 深圳市洁驰科技有限公司 一种回收铜的添加剂
CN107747109B (zh) * 2017-10-27 2019-09-03 深圳市洁驰科技有限公司 一种回收铜的添加剂
CN110284162A (zh) * 2019-07-22 2019-09-27 广州三孚新材料科技股份有限公司 一种光伏汇流焊带无氰碱性镀铜液及其制备方法
CN110760904A (zh) * 2019-10-31 2020-02-07 武汉奥邦表面技术有限公司 一种无氰碱性亚铜镀铜添加剂
CN114032588A (zh) * 2021-12-16 2022-02-11 东莞振顺五金制品有限公司 无氰碱性镀铜的预镀液及预镀工艺、电镀液及电镀工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN105951138B (zh) 2018-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105951138A (zh) 一种环保碱铜电镀液及其电镀方法
CN101935836B (zh) Fr-4覆铜板用红化铜箔的表面处理工艺
CN1922343B (zh) 用于电镀锌-镍三元的和更高的合金的电镀液，系统和方法及其电镀产品
CN107641822B (zh) 电镀铜用高填平酸铜光亮剂
CN105350037A (zh) 一种碱性无氰镀锌镍合金镀液及其电镀工艺
CN104805477A (zh) 一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液及制备方法和应用
CN108118372A (zh) 一种高分散酸性镀铜添加剂及其制备方法与应用
CN107829116A (zh) 无氰碱性镀铜电镀液
CN111321436B (zh) 一种无氰镀铜液助剂和铜镀液
CN103451693B (zh) 一种镍含量稳定的碱性锌镍合金脉冲电镀方法
CN102677116A (zh) 一种在铁基体上双脉冲预镀无氰碱铜的方法
CN105002532A (zh) 一种低泡型弱酸性氯化物锌镍合金电镀液
CN110592626A (zh) 一种无氰电镀黄铜液及其使用方法
CN106086956B (zh) 碱性无氰电沉积锌镍合金添加剂及其应用
CN103806032A (zh) 一种钢丝表面无氰一步快速镀铜工艺
CN103510133A (zh) 一种载体光亮剂及其制备方法和应用
CN110453254A (zh) 一种脉冲电镀光亮剂及其制备方法
CN110983392A (zh) 电镀锌镍合金的方法、磁体、电镀液及氯化钾的用途
CN107190288B (zh) 一种hedp镀铜无孔隙薄层的制备方法
CN103952733B (zh) 用于碱性镀锌或锌合金电镀液中的载体光亮剂前体及载体光亮剂和电镀液
CN110923757B (zh) 一种无氰碱铜电镀液及其使用方法
CN100362141C (zh) 丙三醇无氰光亮镀铜液
CN105112899B (zh) 一种碱性化学镀镍钨磷合金光亮剂及应用有该光亮剂的化学镀方法
CN102943289B (zh) 一种全走位无氰碱铜
CN109023446A (zh) 一种钕铁硼永磁材料电镀铜的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant