CN106637311A

CN106637311A - 一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法

Info

Publication number: CN106637311A
Application number: CN201710071661.7A
Authority: CN
Inventors: 骆祖文; 王鲁艳
Original assignee: DILIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: DILIGENCE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2017-05-10

Abstract

本发明公开了一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，溶剂为水，其特征在于，由以下成分组成：硫酸铜180‑280g/L，硫酸50‑80g/L，氯离子60‑150ppm，填平剂0.01‑0.5g/L，硬化剂0.05‑2 g/L，湿润剂0.1‑1g/L；凹印制版电镀硬铜镀液的温度为30‑50℃，电流密度为15‑25A/dm2。本发明提供的凹印制版电镀硬铜工艺其镀层具有稳定的硬度和持久性，且具有良好的光亮性，能很好的满足凹印制版的需求。

Description

一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法

技术领域

本发明涉及一种电镀技术领域，特别涉及到快速电镀硬铜的工艺所包含的工作液组成。

背景技术

凹版印刷简称“凹印”，是四大印刷方式之一。凹版印刷是一种直接印刷方式，它将凹版凹坑中所含的油墨直接压印到承印物上，所印画面的浓淡层次是由凹坑的大小及深浅决定的。凹版印刷的印版是由一个个与原稿图文相对应的凹坑与印版的表面所组成。

早期，凹印制版的制作主要靠腐蚀法。版辊的材质主要是黄铜，腐蚀制版工艺相当复杂，而且，需要使用大量价格不菲的材料和设备。许多工艺步骤需要手工操作来完成，产品质量也受操作人员的主观因素影响，且效率较低。随着信息技术的发展和机械制造的进步，腐蚀制版逐步被电子雕刻制版所替代。该工艺技术含量高，工作效率是腐蚀制版的几倍甚至几十倍，制版的可靠性也有了很大的提高，且在色彩的还原和层次的效果上有了质的飞跃。

电子雕刻需要材料硬度在190HV-230HV之间，且厚度要均匀，雕刻深度一般在0.02-0.06mm，具有良好的韧性且不能粘连，并且成本低。满足这些条件的材料需要电镀硬铜技术作为基础，同时快速电镀硬铜技术的发展也推动凹印制版业的巨大发展。

由于对铜镀层硬度有极高的要求，并需要其硬度具有持久的维持时间。目前，较稳定的凹印制版电镀硬铜工艺主要掌握在国外供应商手中，如日本大和的COSMO-G型添加剂、日本永辉的KY型添加剂、安美特的CUFLEX型添加剂和瑞典AM公司的AM型添加剂等。国内现存的技术镀层硬度达不到，或硬度达到后极不稳定。

本专利主要针对凹印制版电镀硬铜工艺进行深入研究，特别对该工艺所需硬化剂、湿润剂、填平剂等进行多次的实验，获得的镀层具有稳定的硬度和持久性，且具有良好的光亮性，能很好的满足凹印制版的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种凹印制版电镀硬铜工艺，该工艺包含工作液配制所需要的硫酸铜、硫酸、氯离子及操作条件如温度和电流密度，特别包含电镀液所需要的添加剂成分，具体类型包含硬化剂、湿润剂、填平剂等。

本发明提及的凹印制版电镀硬铜工艺是通过以下技术方案实现的，一种凹印制版电镀硬铜电镀液，溶剂为水，其组成为：

硫酸铜 180-280g/L

硫酸 50-80g/L

氯离子 60-150ppm

填平剂 0.01-0.5g/L

硬化剂 0.05-2 g/L

湿润剂 0.1-1g/L

优选的，本凹印制版电镀硬铜电镀液，组成如下：

硫酸铜 210-240g/L

硫酸 55-70g/L

氯离子 80-120ppm

填平剂 0.03-0.2g/L

硬化剂 0.1-0.5 g/L

湿润剂 0.2-0.6g/L

本专利所提及的填平剂能优先吸附在活性较高、生长速度较快的晶面上，使这些晶面的生长速率下降，从而改善镀层的填平性能，得到排列整齐，均匀的结晶镀层。上述所提及的填平剂为聚合物，选自酞菁染料、偶氮染料、蒽醌染料、吩嗪染料、聚乙烯亚胺、硫磺素T、吡咯烷酮等一种或多种任意比率混合。该填平剂在凹印制版电镀硬铜电镀液中的用量为0.01-0.5g/L，优选0.03-0.2g/L。

本专利所提及的硬化剂既具有硬化作用，又具有光亮作用。在电镀过程中能有效的改善镀层的细致程度和提升电流密度范围，同时使镀层光亮。该成分均匀夹杂在镀层中，提升镀层内应力，从而提升镀层的硬度。上述所提及的硬化剂选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、巯基咪唑丙烷磺酸钠、连二硫丙烷磺酸钠、3-硫-异硫脲丙磺酸化合物、N，N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、苯基二硫丙烷磺酸钠、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠中的一种或多种任意比例混合。该硬化剂在凹印制版电镀硬铜电镀液中的用量为0.05-2g/L，优选为0.1-0.5g/L。

本专利所提及的湿润剂具有明显改善镀层极化性能，表面针孔和润湿性。上述提及的湿润剂选自聚乙二醇、乙二醇、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、丁醇聚醚环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、琥珀酸二己酯单磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚等一种或多种任意比例混合。该湿润剂在凹印制版电镀硬铜电镀液中的用量为0.1-1g/L，更优选为0.2-0.6g/L。

本专利所涉及的其它物质，还包含羟基乙酸钠、巯基乙酸钠、乙二胺、乙醇胺等，对所得镀层结构具有良好的改善作用。其在凹印制版电镀硬铜电镀液中的用量为0-0.1g/L，更优选为0.001-0.02g/L。

本专利所提及的电镀液温度为30-50℃，更优选为35-45℃。

本专利所提及的电流密度为15-25A/dm² ，更有选为18-22A/dm²。

本发明提供的凹印制版电镀硬铜工艺其镀层具有稳定的硬度和持久性，且具有良好的光亮性，能很好的满足凹印制版的需求。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

硫酸铜 220g/L

硼酸 60g/L

氯离子 100ppm

连二硫丙烷磺酸钠 0.1g/L

3-巯基-1-丙烷磺酸钠 0.05g/L

N，N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠 0.08g/L

聚乙烯亚胺（分子量1800） 0.04g/L

吡咯烷酮 0.06g/L

吩嗪染料 0.03 g/L

硫磺素T 0.02 g/L

乙二醇 0.04g/L

羟基乙酸钠 0.01 g/L

聚乙二醇（分子量10000） 0.03g/L

丁醇聚醚环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.3g/L

其余为水

温度 35-45℃

电流密度 18-22A/dm2

电镀时间 1小时

实施例2

硫酸铜 220g/L

硼酸 60g/L

氯离子 100ppm

连二硫丙烷磺酸钠 0.1g/L

3-巯基-1-丙烷磺酸钠 0.05g/L

3-硫-异硫脲丙磺酸化合物 0.08 g/L

聚乙烯亚胺（分子量1400） 0.04g/L

吡咯烷酮 0.06g/L

偶氮染料 0.03g/L

硫磺素T 0.02g/L

乙二醇 0.04 g/L

羟基乙酸钠 0.01g/L

聚乙二醇（分子量8000） 0.03g/L

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.3g/L

其余为水

温度 35-45℃

电流密度 18-22A/dm2

电镀时间 1小时

实施例3

硫酸铜 220g/L

硼酸 60g/L

氯离子 100ppm

连二硫丙烷磺酸钠 0.1g/L

巯基咪唑丙烷磺酸钠 0.05g/L

3-硫-异硫脲丙磺酸化合物 0.03g/L

N，N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠 0.08g/L

聚乙烯亚胺（分子量1400） 0.04g/L

吡咯烷酮 0.06g/L

偶氮染料 0.03g/L

硫磺素T 0.03g/L

乙二醇 0.05g/L

羟基乙酸钠 0.01g/L

聚乙二醇（分子量8000） 0.03g/L

环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.1g/L

丁醇聚醚环氧乙烷-环氧丙烷共聚物 0.3 g/L

其余为水

温度 35-45℃

电流密度 18-22A/dm2

电镀时间 1小时

性能测试

镀层的外观测试

按专利提及的凹印制版电镀硬铜电镀工艺，所得铜镀层细致光亮，无烧焦、毛刺现象，满足凹印制版对铜外观的需求。

硬度测试

按专利凹印制版电镀硬铜电镀工艺制得层：

制件	0天	30天	60天	90天
					硬度（HV）	221	217	216	213

镀层硬度具有优异的稳定性。经过90天后，镀层硬度只有轻微下降，能完全满足凹印制版对铜层的需求。

稳定性测试

按专利凹印制版电镀硬铜电镀工艺，对所引入成分设计成为添加剂，进行连续电镀和消耗补充添加实验，在电镀液经历1000AH/L的电解消耗后，镀层外观仍能控制高区无烧焦，光亮细腻，其硬度仍维持在216HV。镀液具有良好的稳定性和可操控性。

Claims

1.一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，溶剂为水，其特征在于，由以下成分组成：硫酸铜180-280g/L，硫酸50-80g/L，氯离子60-150ppm，填平剂0.01-0.5g/L，硬化剂0.05-2g/L，湿润剂0.1-1g/L；

凹印制版电镀硬铜镀液的温度为30-50℃，电流密度为15-25A/dm²。

2. 根据权利要求1所述的一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，其特征在于，由以下成分组成：硫酸铜210-240g/L，硫酸55-70g/L，氯离子80-120ppm，填平剂0.03-0.2g/L，硬化剂0.1-0.5 g/L，湿润剂0.2-0.6g/L；凹印制版电镀硬铜镀液的温度为35-45℃，电流密度为18-22A/dm²。

3.根据权利要求1所述的一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，其特征在于，所述的填平剂为聚合物，选自酞菁染料、偶氮染料、蒽醌染料、吩嗪染料、聚乙烯亚胺、硫磺素T、吡咯烷酮一种或多种任意比率混合。

4.根据权利要求1所述的一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，其特征在于，所述的硬化剂选自3-巯基-1-丙烷磺酸钠、巯基咪唑丙烷磺酸钠、连二硫丙烷磺酸钠、3-硫-异硫脲丙磺酸化合物、N，N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、苯基二硫丙烷磺酸钠、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠中的一种或多种任意比例混合。

5.根据权利要求1所述的一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，其特征在于，所述的湿润剂选自聚乙二醇、乙二醇、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、丁醇聚醚环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、琥珀酸二己酯单磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚一种或多种任意比例混合。

6.根据权利要求1所述的一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，其特征在于，还包含羟基乙酸钠、巯基乙酸钠、乙二胺、乙醇胺中的一种或多种任意比例混合，其在凹印制版电镀硬铜镀液中的用量为0-0.1g/L。

7.根据权利要求6所述的一种凹印制版电镀硬铜镀液的制备方法，其特征在于，所述的羟基乙酸钠、巯基乙酸钠、乙二胺、乙醇胺中的一种或多种任意比例混合在凹印制版电镀硬铜镀液中的用量为0.001-0.02g/L。