CN117385348A - 一种沉铜液以及稳定剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种沉铜液以及稳定剂，包括基础铜液和稳定剂，其中，所述的基础铜液包括：五水合硫酸铜、酒石酸钾钠、甲醛、聚乙二醇1000、2,2‑联吡啶；所述的稳定剂包括6‑硫鸟嘌呤(I)和2,6‑二巯基嘌呤(II)。本发明的6‑硫鸟嘌呤能够提高镀液对浸出钯的耐受能力，加入一定量的2,6‑二巯基嘌呤后，两者有较好的协同作用，镀液对浸出钯的耐受能力进一步增强，有利于提高沉铜液使用寿命，延长镀液分解时间；本发明的化学沉铜液即使在高钯浓度下，也不会影响沉铜液的起镀活性以及均镀能力，在正常生产的负载下，可以获0.3μm/10min的沉积速率，并且能够达到背光9级以上。
Description
技术领域
本发明涉及沉铜液技术领域，尤其是一种沉铜液以及稳定剂。
背景技术
PCB化学镀铜是孔金属化的流程之一，目的是在基材上沉积铜层以备后续电镀铜做准备，是PCB化学镀铜的关键工艺。化学沉铜占据沉铜工艺流程成本的35-50％，因此在确保均匀镀覆的条件下，稳定的化学沉铜液可以减少保养的频次，进而减少药水损耗，节约沉铜成本。
PCB化学沉铜的工艺流程为：溶胀-除胶-中和-除油-微蚀-预浸-活化-加速-沉铜，PCB板经过活化槽吸附胶态钯-加速槽中解胶后孔内壁吸附的钯核暴露，每一批板材进入化学铜槽后，钯核作为催化剂，催化铜沉积于PCB材板上。
但孔内暴露的钯均有不同程度剥离并扩散向镀铜液，随着生产面积的增加，化学镀液中钯的含量累积到一定浓度，将在镀液中形成多个铜离子析出活性位点，催化析出微小的铜颗粒，最终导致镀液在沉铜过程中析出铜粉，槽壁上铜，严重影响化学铜液使用寿命，当前行业内的沉铜液的保养频次大概在6天左右。另外沉积速率是沉铜耗量的主要影响因素，在镀覆均匀良好的情况下，可以降低沉积速率，减少沉铜液耗量，降低沉铜的成本。
因此需要开发稳定化学镀铜液，确保在镀覆均匀的同时，具备稳定的性能，在减少维护的频率，降低沉铜液成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种沉铜液以及稳定剂，本发明在确保在镀覆均匀的同时，具备稳定的性能，在减少维护的频率，降低沉铜液成本。
本发明的技术方案为：一种沉铜液，包括沉铜基础液和稳定剂，其中，所述的沉铜基础液包括：五水合硫酸铜、酒石酸钾钠、甲醛、聚乙二醇1000、2,2-联吡啶；
所述的稳定剂包括6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)。
作为优选的，所述的沉铜液各组分的含量分别为：
沉铜基础液：
五水合硫酸铜7-10g/L；
酒石酸钾钠；28-32g/L；
氢氧化钠：8-12g/L；
甲醛；4.5-6.5g/L；
聚乙二醇1000：2-4ppm；
2,2-联吡啶；4-8ppm；
稳定剂：
6-硫鸟嘌呤(I)；1-30ppm；
2,6-二巯基嘌呤(II)：0.5-30ppm。
作为优选的，所述的沉铜基础液中，所述的五水硫酸铜的用量为10g/L，所述的酒石酸钾钠的用量为30g/L；所述的氢氧化钠的用量为10g/L；所述的甲醛的用量为6ml/L；所述的聚乙二醇1000的用量为3mg/L；所述的2,2-联吡啶的用量为6mg/L。
作为优选的，所述的稳定剂中，所述的6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)的质量比为0.1～1:2。
作为优选的，所述的6-硫鸟嘌呤(I)的含量为1-5ppm。
作为优选的，所述的2,6-二巯基嘌呤(II)的含量为5-20ppm。
作为优选的，所述的沉铜液具备在沉积速率0.3微米厚时，即可覆盖均匀，背光达到9级以上。
作为优选的，本发明还提供一种稳定剂，包括6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)，且所述的6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)的质量比为0.1～1:2。
作为优选的，所述的6-硫鸟嘌呤(I)的含量为1-30ppm；所述的2,6-二巯基嘌呤(II)的含量为0.5-30ppm。
本发明的有益效果为：
1、本发明的6-硫鸟嘌呤能够提高镀液对浸出钯的耐受能力，加入一定量2,6-二巯基嘌呤后，两者有较好的协同作用，镀液对浸出钯的耐受能力进一步增强，有利于提高沉铜液使用寿命，延长镀液分解时间；
2、本发明的化学沉铜液即使在高钯浓度下，也不会影响沉铜液的起镀活性以及均镀能力，在正常生产的负载下，可以获0.3μm/10min的沉积速率，并且能够达到背光9级以上。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例1-4
实施例1-4提供一种沉铜液，其中，实施例1-4的组分如表1所示，并且对比例1不添加稳定剂作为对比：
开始沉铜前，通过向化学沉铜液中添加活化钯，模拟钯在化学镀液中的剥离分散，检验镀液对钯的耐受能力，分解时间越长则镀液对钯耐受能力越强,即化学镀铜液的稳定性越好。
通过沉积速率片来测定沉积速率，确认化学镀铜液的沉积活性，沉积速度。
通过PCB板材的沉铜切片查看沉铜液的镀覆均匀性，考察镀覆品质效果。
起镀前30s向镀液中添加活化钯液。以板材放入镀液起开始计时，当板材板面全部附着沉铜层的那一刻为计时终点，记录为沉铜启镀时间；化学镀铜10min取出板材，研磨切片，用金相显微镜观察背光并评级，并通过测试片测定沉积速率；沉铜后的镀液静置，观察镀液分解情况，记录出现分解时间，评判化学镀液的稳定性，实验结果如表2所示。
表1实施例1-4和对比例1电镀铜液组成
| 镀液组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 |
| 五水硫酸铜g/L | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 酒石酸钾钠g/L | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| pH | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 |
| 37％甲醛ml/L | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 聚乙二醇1000，mg/L | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 2,2-联吡啶，mg/L | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 6-硫鸟嘌呤，mg/L | 1 | 2 | 3 | 4 | 0 |
| 2,6-二巯基嘌呤，mg/L | 5 | 10 | 15 | 20 | 0 |
| 钯mg/L | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
表2实施例1-4和对比例1实验结果
根据对比例1，实验结果。当镀液中钯含量达到1mg/L，没有添加稳定剂6-硫鸟嘌呤、2,6-二巯基嘌呤的化学镀液会迅速分解，无法上铜，可知钯会破坏镀液的稳定性，在加入6-硫鸟嘌呤、2,6-二巯基嘌呤后，镀液耐受钯的能力增强，镀液稳定性提升，有效延缓了镀液的分解。
实施例1-4结果显示，在较宽的6-硫鸟嘌呤、2,6-二巯基嘌呤浓度范围内，都能获得良好的镀覆均匀性和稳定性。
实施例5-10
实施例5-10，电镀铜液组成如表3所示，主要持续沉铜，考察镀液稳定和镀覆效果。记录槽壁出现结铜的时间，保养的周期，沉积速率变化情况和背光品质，评判镀液的稳定性和沉积均匀性，实验结果如表4所示。
表3实施例5-10镀铜液组成
表4实施例5-10实验结果
根据实施例5-10，实验结果，在沉积速率为0.3μm左右，都能获得良好的背光效果，镀覆均匀，并且结铜时间最长到9天，即意味着保养周期可以维持在9天，有效减少了保养的频次节约了成本。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种沉铜液，其特征在于：包括沉铜基础液和稳定剂，其中，所述的沉铜基础液包括：五水合硫酸铜、酒石酸钾钠、甲醛、聚乙二醇1000、2,2-联吡啶；
所述的稳定剂包括6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)。
2.根据权利要求1所述的一种沉铜液，其特征在于：所述的沉铜液各组分的含量分别为：
沉铜基础液：
五水合硫酸铜7-10g/L；
酒石酸钾钠；28-32g/L；
氢氧化钠：8-12g/L；
甲醛；4.5-6.5g/L；
聚乙二醇1000：2-4ppm；
2,2-联吡啶；4-8ppm；
稳定剂：
6-硫鸟嘌呤(I)；1-30ppm；
2,6-二巯基嘌呤(II)：0.5-30ppm。
3.根据权利要求1所述的一种沉铜液，其特征在于：所述的沉铜基础液中，所述的五水硫酸铜的用量为10g/L，所述的酒石酸钾钠的用量为30g/L；所述的氢氧化钠的用量为10g/L；所述的甲醛的用量为6ml/L；所述的聚乙二醇1000的用量为3mg/L；所述的2,2-联吡啶的用量为6mg/L。
4.根据权利要求1或2所述的一种沉铜液，其特征在于：所述的稳定剂中，所述的6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)的质量比为0.1～1:2。
5.根据权利要求4所述的一种沉铜液，其特征在于：所述的6-硫鸟嘌呤(I)的含量为1-5ppm。
6.根据权利要求4所述的一种沉铜液，其特征在于：所述的2,6-二巯基嘌呤(II)的含量为5-20ppm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种沉铜液，其特征在于：所述的沉铜液在沉积速率0.3微米厚时，即可覆盖均匀，背光达到9级以上。
8.一种用于权利要求1-6所述的沉铜液的稳定剂，其特征在于：包括6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)，且所述的6-硫鸟嘌呤(I)和2,6-二巯基嘌呤(II)的质量比为0.1～1:2。
9.根据权利要求8所述的稳定剂，其特征在于：所述的6-硫鸟嘌呤(I)的含量为1-30ppm；所述的2,6-二巯基嘌呤(II)的含量为0.5-30ppm。
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