CN109023321A - 有机的化学镀银药水 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机的化学镀银药水，包括以下用量的组分：有机溶剂400‑1000g/L，水0‑600g/L，银盐0.01～50g/L，还原剂0.1～50g/L，络合剂1～300g/L，碱0～10g/L，表面张力调节剂，0.01～10g/L。本发明镀银不依赖置换反应机理，可广泛应用于铜粉镀银、印刷线路板镀银，避免了印刷线路板行业的“贾凡尼”效应；药水毒性低，镀液可长期使用，无须更换，解决了严峻的环保问题；镀层致密，抗腐蚀性好、不易变色。

Description

有机的化学镀银药水

技术领域

本发明涉及一种在铜基材表面化学镀银的药水。

背景技术

目前，在铜基材表面化学镀银的技术基本都是依赖置换反应的机理，即镀银药水中的银离子与铜基材发生置换反应，银离子反应后生成银原子沉积在铜基材表面，同时铜基材中部分铜原子变成铜离子脱离基材溶解于药水中。

在铜粉镀银的过程中，这种置换反应会造成镀银层下面的铜核变小或消失；在印刷线路板的化学镀银过程中，这种置换反应会造成局部线路被咬断或变细(行业内称之为“贾凡尼”效应)，严重影响印刷线路板的性能。此外，置换反应的过程中因为存在铜离子的逃离，这种逃离一定有通道，该通道造成镀银层的缝隙或孔洞，影响镀层的致密性从而降低抗腐蚀性。再者，随着置换反应的长时间持续进行，药水中的铜离子浓度不断上升使得药水失效，药水的更换自然频繁，必然造成严重的环保问题。

综上所述，目前的化学镀银技术存在的各种缺陷几乎都是由该技术所依赖的置换反应机理所决定的。现有的化学镀银药水全部以水为介质，属于水溶液，无法避免置换反应的发生，因此所有的技术缺陷也不可避免。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机的化学镀银药水，以克服现有技术的缺陷。

本发明所述的有机的化学镀银药水，包括以下用量的组分：

表面张力调节剂，含量为0.01～10g/L；

所述的有机溶剂为能够与水互溶的有机溶剂，优选的，选自乙二醇、丙三醇、DMF、乙二醇乙醚、甘油醚、甘油一酯、二缩二乙二醇、二缩二乙二醇甲醚、二缩二乙二醇乙醚、二缩二乙二醇丁醚、二缩二乙二醇二甲醚、二缩二乙二醇甲乙醚、二缩二乙二醇二乙醚、二缩二乙二醇二丁醚、二甲苯等溶剂中的至少一种；

所述的银盐优选硝酸银、硫酸银、磷酸银、氯化银、碘化银、乙酸银、草酸银或柠檬酸银中的至少一种；

所述的还原剂包括：硼氢化合物(如二甲胺基硼烷(DMAB)、二乙胺基硼烷、硼氢化钠、硼氢化钾等)、次亚磷酸盐(如次亚磷酸钠、次亚磷酸钾等)、肼类化合物或其复合物或衍生物、醛类化合物(如甲醛等)、抗坏血酸、乙二醇、甘油、葡萄糖、碱金属羧酸盐(如柠檬酸钠、草酸钠、酒石酸钠、琥珀酸钠)中的至少一种；

所述的络合剂包括胺类络合剂、氨基酸类络合剂、醚类络合剂和无机络合剂中的一种以上；

所述的胺类络合剂选自氨、碳酸氨、柠檬酸氨、醋酸氨、乙胺、乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、咪唑、氨基吡啶、苯二胺中的至少一种；

所述的氨基酸类络合剂选自甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、羟乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸中的至少一种；

所述的醚类络合剂选自PEO200-6000、冠醚(包括二氧六环、12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6等)中的至少一种；

所述的无机络合剂选自硫脲、硫代硫酸钠、氯化钠、氯化钾、碘化钠、碘化钾、硫氰酸钠中的至少一种；

优选地，所述的表面张力调节剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠MES、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性二甲基硅氧烷、全氟辛酸、月桂醇醚磷酸酯、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、月桂基亚氨基二乙酸二钠、壬基酚聚氧乙烯(10)醚(TX-10)、二乙醇酰胺(6501)硬脂酸甘油单酯、烷基聚醚(PO-EO共聚物)、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸山梨坦(司盘)系列、聚山梨酯(吐温)系列中的至少一种；

优选地，所述的碱包括碱金属氢氧化物(如氢氧化钠等)或碱金属碳酸盐(如碳酸钾等)中的至少一种。

优选地，本发明所述的有机的化学镀银药水，包括以下用量的组分：

本发明所述的有机的化学镀银药水的制备方法，包括如下步骤：

将除还原剂以外的全部组分计量后加入同一容器中搅拌以生成透明澄清的均一溶液，加入还原剂再搅拌均匀，即可获得所述的有机的化学镀银药水，密封储存。

本发明所述的有机的化学镀银药水可用于在铜基材表面化学镀银，应用方法，包括如下步骤：

1、用稀硫酸溶液(或微蚀液)浸泡铜基材；

2、去离子水清洗；

3、预浸液浸泡；所述的预浸液是不含银盐的上述的镀银药水；

4、本发明药水中浸镀；

5、后清洗；

6、水洗；

7、干燥。

本发明镀银药水的优点是：

镀银不依赖置换反应机理，可广泛应用于铜粉镀银、印刷线路板镀银，避免了印刷线路板行业的“贾凡尼”效应；药水毒性低，镀液可长期使用，无须更换，解决了严峻的环保问题；镀层致密，抗腐蚀性好、不易变色。

具体实施方式

实施例1

有机化学镀银药水A，其组分及用量为：

应用方法如下：

取1克铜粉加入到稀硫酸溶液中超声搅拌3min、沉降分离、去离子水洗3遍后用预浸液浸泡、沉降分离后逐滴加入1L镀银药水A同时超声搅拌并加热至45℃反应1小时。产物沉降分离后用后洗药水清洗、水洗、分离、干燥。

用眼睛可观察到铜粉的颜色经镀银后已变成灰色，进一步采用电子显微镜(SEM)观察铜粉表面镀层的状态，并用能谱(EDS)分析，结果表明铜粉已较好地包覆在铜粉表面。

实施例2

有机化学镀银药水B，其组分及用量为：

采用通常的印刷线路板水平化学镀生产线，使用镀银药水B，按以下工艺流程进行镀银：

除油、微蚀、水洗、预浸(预浸液是不含银盐的对应镀银药水)、沉银、后洗、水洗和干燥。

镀银后的PCB板通过切片、金相显微镜测试，凹陷率≤1％，说明基本不存在“贾凡尼效应”。

实施例3

有机化学镀银药水C，其组分及用量为：

制备方法和应用方法同实施例2。PCB板通过切片、金相显微镜测试，凹陷率≤1％，说明基本不存在“贾凡尼效应”。

实施例4

有机化学镀银药水D，其组分及用量为：

制备方法和应用方法同实施例2。PCB板通过切片、金相显微镜测试，凹陷率≤1％，说明基本不存在“贾凡尼效应”。

实施例5

有机化学镀银药水E，其组分及用量为：

制备方法和应用方法同实施例2.PCB板通过切片、金相显微镜测试，凹陷率≤1％，说明基本不存在“贾凡尼效应”。

实施例6

有机化学镀银药水F，其组分及用量为：

制备方法和应用方法同实施例2.PCB板通过切片、金相显微镜测试，凹陷率≤1％，说明基本不存在“贾凡尼效应”。

Claims (10)

1.有机的化学镀银药水，其特征在于，包括以下用量的组分：

2.根据权利要求1所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的有机的化学镀银药水，包括以下用量的组分：

3.根据权利要求1所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的有机溶剂为能够与水互溶的有机溶剂。

4.根据权利要求2所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的有机溶剂选自乙二醇、丙三醇、DMF、乙二醇乙醚、甘油醚、甘油一酯、二缩二乙二醇、二缩二乙二醇甲醚、二缩二乙二醇乙醚、二缩二乙二醇丁醚、二缩二乙二醇二甲醚、二缩二乙二醇甲乙醚、二缩二乙二醇二乙醚、二缩二乙二醇二丁醚、二甲苯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的还原剂包括：硼氢化合物(如二甲胺基硼烷(DMAB)、二乙胺基硼烷、硼氢化钠、硼氢化钾等)、次亚磷酸盐(如次亚磷酸钠、次亚磷酸钾等)、肼类化合物或其复合物或衍生物、醛类化合物(如甲醛等)、抗坏血酸、乙二醇、甘油、葡萄糖、碱金属羧酸盐(如柠檬酸钠、草酸钠、酒石酸钠、琥珀酸钠)中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的表面张力调节剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠MES、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性二甲基硅氧烷、全氟辛酸、月桂醇醚磷酸酯、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、月桂基亚氨基二乙酸二钠、壬基酚聚氧乙烯(10)醚(TX-10)、二乙醇酰胺(6501)硬脂酸甘油单酯、烷基聚醚(PO-EO共聚物)、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸山梨坦(司盘)系列、聚山梨酯(吐温)系列中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的碱包括碱金属氢氧化物(如氢氧化钠等)或碱金属碳酸盐(如碳酸钾等)中的至少一种。

8.根据权利要求1～7任一项所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的银盐选自硝酸银、硫酸银、磷酸银、氯化银、碘化银、乙酸银、草酸银或柠檬酸银中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的络合剂包括胺类络合剂、氨基酸类络合剂、醚类络合剂和无机络合剂中的一种以上。

10.根据权利要求9所述的有机的化学镀银药水，其特征在于，所述的胺类络合剂选自氨、碳酸氨、柠檬酸氨、醋酸氨、乙胺、乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、咪唑、氨基吡啶、苯二胺中的至少一种；

所述的氨基酸类络合剂选自甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、羟乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸中的至少一种；

所述的醚类络合剂选自PEO200-6000、冠醚(包括二氧六环、12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6等)中的至少一种；

所述的无机络合剂选自硫脲、硫代硫酸钠、氯化钠、氯化钾、碘化钠、碘化钾、硫氰酸钠中的至少一种。