CN107313081A - 一种通盲孔共镀电镀液及电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通盲孔共镀电镀液及电镀方法。本发明的通盲孔共镀电镀液,所述电镀液包含A‑D组份,其中,所述A组份为无水硫酸铜;所述B组份为硫酸;所述C组份为氯化物;所述D组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3‑巯基丙烷磺酸钠、N,N‑二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3‑(苯骈噻唑‑2‑巯基)‑丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。本发明的通盲孔共镀电镀液的总有机含碳量低,电镀铜的延展性和热冲击可靠性高,电镀时间短,工艺简单,电镀效率高,有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电镀铜技术领域,涉及一种通盲孔共镀电镀液及电镀方法。
背景技术
电子产品的快速发展也推动了印刷电路板(PCB)的技术发展,PCB是连接各个电子元件的基板,在平面内主要依靠曝光蚀刻后形成的铜线路连接,而在层与层之间需要通过金属化的孔实现互联。其中,在PCB的电镀铜时出现了通孔电镀和盲孔电镀的工艺。在通孔电镀时需要高酸低铜电镀,盲孔电镀需要高铜低酸电镀,通盲孔共镀时通孔的存在会加速盲孔附近溶液的流动,所以需要采用特殊工艺和电镀药水才能达到通盲共镀技术。特殊工艺包括激光钻孔-盲孔电镀-机械钻通孔-镀通孔的工艺,但是,这种特殊工艺增加了制作难度,并且容易使产品的品质下降,成本升高。
CN102036509A公开了一种电路板通孔盲孔电镀的方法,首先,进行化学沉铜操作;将电镀药水组分进行分解,调整为高铜低酸进行第一次电镀;将电镀药水组分进行分解,调整为高酸低铜进行第二次电镀。它的优点是可提高了生产效率;并可以提高电镀铜的延伸率和延展性,有效地提高通孔和盲孔的电镀可靠性,大大减少爆板、电阻变大甚至失效的技术问题;但是,缺点是电镀过程中要对药水进行调整,增大了工艺的复杂性,增大了工人分析药水的劳动量,因而降低了可靠性。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种通盲孔共镀电镀液,其总有机含碳量低,电镀铜的延展性和热冲击可靠性高,电镀时间短,工艺简单,电镀效率高,有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种通盲孔共镀电镀液,所述电镀液包含A-D组份,其中,
所述A组份为无水硫酸铜;
所述B组份为硫酸;
所述C组份为氯化物;
所述D组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。
本发明中,所述D组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物,例如所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠的混合物;聚二硫二丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物,3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,3-巯基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;所述混合物还可以为三种的混合物,例如所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;所述混合物还可以为四种的混合物,例如所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物,聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物,3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;所述混合物也可以为五种的混合物,例如所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物。
所述电镀液还包含E组份,所述E组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物,例如所述E组份为聚乙二醇、聚丙醇的混合物,聚乙二醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物,聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物;所述混合物也可以为三种的混合物,例如所述E组份为聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。
所述电镀液还包含F组份,所述F组份选自聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物,例如所述F组份为聚乙烯亚胺、碱性黄的混合物,聚乙烯亚胺、聚胺盐的混合物,碱性黄和聚胺盐的混合物;所述混合物也可以为三种的混合物,例如所述F组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐的混合物。
所述A组份:B组份:C组份:D组份的质量比为(15~200):(50~350):(0.05~0.2):(0.001~0.01)。
优选地,所述A组份:B组份:C组份:D组份:E组份的质量比为(15~200):(50~350):(0.05~0.2):(0.001~0.01):(5~30);优选为(50~150):(200~250):(0.05~0.15):(0.003~0.005):(15~20)。
优选地,所述A组份:B组份:C组份:D组份:E组份:F组份的质量比为(15~200):(50~350):(0.05~0.2):(0.001~0.01):(5~30):(0.001~0.005);优选为(50~150):(200~250):(0.05~0.15):(0.003~0.005):(15~20):(0.002~0.004)。
本发明中,所述无水硫酸铜的质量浓度为15~200g/L,例如无水硫酸铜的质量浓度为15g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L、100g/L、110g/L、120g/L、130g/L、140g/L、150g/L、160g/L、170g/L、180g/L、190g/L、200g/L;优选为50~100g/L。
本发明中,所述硫酸的质量浓度为50~350g/L,例如硫酸的质量浓度为50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L、100g/L、110g/L、120g/L、130g/L、140g/L、150g/L、160g/L、170g/L、180g/L、190g/L、200g/L、210g/L、220g/L、230g/L、240g/L、250g/L、260g/L、270g/L、280g/L、290g/L、300g/L、310g/L、320g/L、330g/L、340g/L、350g/L;优选为100~200g/L。
本发明中,所述氯化物的质量浓度为5~200mg/L,例如氯化物的质量浓度为5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L、35mg/L、40mg/L、45mg/L、50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L、90mg/L、100mg/L、110mg/L、120mg/L、130mg/L、140mg/L、150mg/L、160mg/L、170mg/L、180mg/L、190mg/L、200mg/L;优选为50~100mg/L。
本发明中,所述D组份的质量浓度为0.001~0.01g/L,例如所述D组份的质量浓度为0.001g/L、0.002g/L、0.003g/L、0.004g/L、0.005g/L、0.006g/L、0.007g/L、0.008g/L、0.009g/L、0.01g/L,优选为0.05~0.01g/L。
本发明中,所述E组份的质量浓度为5~30g/L,例如所述E组份的质量浓度为5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L、10g/L、11g/L、12g/L、13g/L、14g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L、25g/L、26g/L、27g/L、28g/L、29g/L、30g/L,优选为15~20g/L。
本发明中,所述F组份的质量浓度为0.001~0.005g/L,例如所述F组份的质量浓度为0.001g/L、0.002g/L、0.003g/L、0.004g/L、0.005g/L,优选为0.002~0.004g/L。
作为本发明的优选方案,一种通盲孔共镀电镀液,所述电镀液包含A-F组份,其中,
所述A组份为质量浓度为15~200g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为50~350g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为5~200mg/L的氯化物;
所述D组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物;所述D组份的质量浓度为0.001~0.01g/L;
所述E组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物,所述E组份的质量浓度为5~30g/L;
所述F组份选自聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的一种或至少两种的混合物,所述F组份的质量浓度为0.001~0.005g/L。
本发明的目的之二在于提供一种通盲孔共镀电镀液的电镀方法,将通盲孔金属化,使用所述的通盲孔共镀电镀液对金属化后的通盲孔进行电镀,对通孔和盲孔一次电镀后就能取得很好的效果。具体电镀方法为:将带有通孔和盲孔的基材金属化,将金属化后的基材浸入通盲孔共镀电镀液中进行电镀。
上述电镀方法中,所说的“孔”指基材内以具有一定高度(深度)和口径的空腔形式存在的缺失部分,包括通孔和盲孔。本发明基材包括印刷电路板。本发明以印刷电路板为例来说明技术方案。本发明中孔的高度不大于3.5mm,优选为0.025~1mm,进一步优选为0.05~0.5mm;孔的孔径不大于1000μm,优选为30~300μm,进一步优选为60~150μm。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明的通盲孔共镀电镀液的总有机含碳量低,COD含量为100~5000,电镀铜的延展性和热冲击可靠性高,电镀时间短,工艺简单,使用电流密度高,电镀深镀能力最高达95%,有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。
附图说明
图1为本发明的实施例4制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的效果图;
图2为本发明的实施例5制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的效果图;
图3为本发明的实施例6制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的效果图;
图4为本发明的实施例6制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的整体效果图。
具体实施方式
下面结合附图1-4并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下:
所述A组份为质量浓度为100g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为200g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为150mg/L的氯化物;
所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物。
所述A组份:B组份:C组份:D组份的质量比为100:200:0.15:0.003。
将带有通孔和盲孔的基材金属化,将金属化后的基材浸入上述通盲孔共镀电镀液中进行电镀。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试,热应力性能参照标准方法IPC-TM-650No.2.6.8测试方法测定,测试结果为:延展性10%;通过1次耐热冲击无镀层断裂现象;电镀深镀能力60%。
实施例2
本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下:
所述A组份为质量浓度为100g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为200g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为150mg/L的氯化物;
所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;
所述E组份为聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。
A组份:B组份:C组份:D组份:E组份的质量比为100:200:0.15:0.003:10。
对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试,热应力性能参照标准方法IPC-TM-650No.2.6.8测试方法测定,测试结果为:延展性15%;通过3次耐热冲击无镀层断裂;电镀深镀能力80%。
实施例3
本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下:
所述A组份为质量浓度为100g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为200g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为150mg/L的氯化物;
所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠的混合物;
所述E组份为脂肪胺聚氧乙烯醚;
所述F组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐的混合物。
A组份:B组份:C组份:D组份:E组份:F组份的质量比为100:200:0.15:0.003:10:0.002。
对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试,热应力性能参照标准方法IPC-TM-650No.2.6.8测试方法测定,测试结果为:延展性15%;通过3次耐热冲击无镀层断裂;电镀深镀能力85%。
实施例4
本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下:
所述A组份为质量浓度为200g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为100g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为100mg/L的氯化物;
所述D组份为3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;
所述E组份为聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的混合物;
所述F组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的混合物。
A组份:B组份:C组份:D组份:E组份:F组份的质量比为200:100:0.1:0.003:10:0.002。
对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试,热应力性能参照标准方法IPC-TM-650No.2.6.8测试方法测定,测试结果为:延展性18%;通过5次耐热冲击无镀层断裂;电镀深镀能力90%。
实施例5
本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下:
所述A组份为质量浓度为30g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为50g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为150mg/L的氯化物;
所述D组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;
所述E组份为脂肪胺聚氧乙烯醚;
所述F组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐的混合物。
A组份:B组份:C组份:D组份:E组份:F组份的质量比为30:50:0.15:0.003:10:0.002。
对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试,热应力性能参照标准方法IPC-TM-650No.2.6.8测试方法测定,测试结果为:延展性20%;通过3次耐热冲击无镀层断裂;电镀深镀能力92%。
实施例6
本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下:
所述A组份为质量浓度为180g/L的无水硫酸铜;
所述B组份为质量浓度为270g/L的硫酸;
所述C组份为质量浓度为180mg/L的氯化物;
所述D组份为3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物;
所述E组份为聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物;
所述F组份为聚乙烯亚胺。
A组份:B组份:C组份:D组份:E组份:F组份的质量比为180:270:0.18:0.005:30:0.005。
对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试,热应力性能参照标准方法IPC-TM-650No.2.6.8测试方法测定,测试结果为:延展性20%;通过3次耐热冲击无镀层断裂;电镀深镀能力95%。
采用在磨具中将实施例4-6的基材样品通过灌入水晶胶固定,固化后研磨到孔中央,然后在100-500倍放大镜下观察并测量,测试结果分别如图1-4所示。从图1-3中可以看出,实施例4-6基材中的通孔和盲孔均被填平,从图4可以看出,通孔和盲孔由电镀铜很好地填平,实现了任意层之间的互联导通。
本发明的通盲孔共镀电镀液的总有机含碳量低,COD含量为100~5000,电镀铜的延展性和热冲击可靠性高,电镀时间短,工艺简单,电镀效率最高达95%,有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述电镀液包含A-D组份,其中,
所述A组份为无水硫酸铜;
所述B组份为硫酸;
所述C组份为氯化物;
所述D组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、N,N-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。
2.根据权利要求1所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述电镀液还包含E组份,所述E组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述电镀液还包含F组份,所述F组份选自聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1-3之一所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述A组份:B组份:C组份:D组份的质量比为(15~200):(50~350):(0.05~0.2):(0.001~0.01);
优选地,所述A组份:B组份:C组份:D组份:E组份的质量比为(15~200):(50~350):(0.05~0.2):(0.001~0.01):(5~30);优选为(50~150):(200~250):(0.05~0.15):(0.003~0.005):(15~20);
优选地,所述A组份:B组份:C组份:D组份:E组份:F组份的质量比为(15~200):(50~350):(0.05~0.2):(0.001~0.01):(5~30):(0.001~0.005);优选为(50~150):(200~250):(0.05~0.15):(0.003~0.005):(15~20):(0.002~0.004)。
5.根据权利要求1-4之一所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述无水硫酸铜的质量浓度为15~200g/L;
优选地,所述无水硫酸铜的质量浓度为50~100g/L。
6.根据权利要求1-5之一所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述硫酸的质量浓度为50~350g/L;
优选地,所述硫酸的质量浓度为100~200g/L。
7.根据权利要求1-6之一所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述氯化物的质量浓度为5~200mg/L;
优选地,所述氯化物的质量浓度为50~100mg/L。
8.根据权利要求1-7之一所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述D组份的质量浓度为0.001~0.01g/L;
优选地,所述D组份的质量浓度为0.05~0.01g/L。
9.根据权利要求1-8之一所述的通盲孔共镀电镀液,其特征在于,所述E组份的质量浓度为5~30g/L;
优选地,所述E组份的质量浓度为15~20g/L;
优选地,所述F组份的质量浓度为0.001~0.005g/L;
优选地,所述F组份的质量浓度为0.002~0.004g/L。
10.一种通盲孔共镀电镀液的电镀方法,其特征在于,将通盲孔金属化,使用权利要求1-9之一所述的通盲孔共镀电镀液对金属化后的通盲孔进行电镀。
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