一种闪镀铜药水及其应用

技术领域

本发明属于印制电路板生产技术领域，涉及一种闪镀铜药水及其应用。

背景技术

随着电子信息产业的迅猛发展，电子产品与通讯设备不断向轻薄化、集成化和多功能化方向发展，为满足电子产品的发展需求，作为电子元器件电气连接的提供者，印制电路板也逐渐朝向轻、薄、短、小及高密度互连等趋势发展，要在有限的表面上装载更多的微型器件，这就促使印制电路板的设计趋向高密度、高精度、多层化和小孔径方向发展。

电镀是印制电路板生产工艺中的关键步骤，主要用于印制电路板层与层之间的电气互连，随着布线密度的不断提高、大功率器件不断增加，对于高密度互连技术(HDI，HighDensity Interconnect)主要通过各类微盲孔及通孔来实现层间互联。

CN104131319A公开了一种用于板型件表面填孔的电镀液及其电镀方法，该电镀液包含0.1～200g/L四价钒和0.2～15g/L五价钒。

CN108754555A公开了一种电镀液及其电镀方法，其所述电镀液按质量浓度计，包含如下组分：四价钒0.3～25g/L、二价铁4～10g/L、三价铁0.3～5g/L、硫酸铜100～250g/L、硫酸50～210g/L、氯化物30～150mg/L。

盲孔闪镀是决定电路板性能的一个关键步骤，而电镀线泵浦保养不当，经常会导致电镀液中含有大量的微气泡，从而影响盲孔闪镀，导致盲孔内产出“蟹脚”。

上述方案所述电镀液在电镀过程中，经过喷流会产生大量微气泡，导致槽液变浑浊，并附着在盲孔底部使盲孔闪镀形成蟹脚。

发明内容

本发明的目的在于提供一种闪镀铜药水及其应用，本发明所述闪镀铜药水在电镀槽内有微气泡存在的情况下，仍然可以完成对深盲孔的闪镀，并且不会产生“蟹脚”。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种闪镀铜药水，所述闪镀铜药水包括酸、亚铁盐、铜盐、卤盐、光亮剂、整平剂和表面活性剂，所述表面活性剂包括长链脂肪醇聚氧乙烯醚。

本发明所述闪镀铜药水中以长链脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂，所述表面活性剂具有优异的消泡效果，能够有效改善液体的流动性和稳定性，进而减弱体系内产生的微气泡对槽液的影响，避免微气泡在板型件的附着，进而避免“蟹脚”的产生。

优选地，所述酸包括硫酸。

优选地，所述亚铁盐包括硫酸亚铁。

优选地，所述铜盐包括硫酸铜。

优选地，所述卤盐包括氯化钠。

优选地，所述光亮剂包括聚二硫丙烷磺酸钠。

优选地，所述整平剂包括聚乙二醇。

优选地，所述长链脂肪醇聚氧乙烯醚包括Marlox SM 11、Marlox FK 86、MarloxFK 69、Marlowet 5056、Marlosol TA70、Marlosol TA 90、Marlosol DM 70、Marlosol DM90、Marlox SM 53、Marlox SM 68、Safol EN 70或Safol EN 90中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，所述闪镀铜药水中酸的质量浓度为100～240g/L，例如：100g/L、150g/L、180g/L、200g/L或240g/L等。

优选地，所述闪镀铜药水中铜盐的质量浓度为120～240g/L，例如：120g/L、150g/L、180g/L、200g/L或240g/L等。

优选地，所述闪镀铜药水中亚铁盐的质量浓度为60～120g/L，例如：60g/L、80g/L、100g/L、110g/L或120g/L等。

优选地，所述闪镀铜药水中卤盐的质量浓度为0.05～0.15g/L，例如：0.05g/L、0.08g/L、0.1g/L、0.12g/L或0.15g/L等。

优选地，所述闪镀铜药水中光亮剂的质量浓度为0.001～0.02g/L，例如：0.001g/L、0.005g/L、0.01g/L、0.015g/L或0.02g/L等。

优选地，所述闪镀铜药水中整平剂的质量浓度为0.1～1g/L，例如：0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.8g/L或1g/L等。

优选地，所述闪镀铜药水中表面活性剂的质量浓度为0.1～5g/L，例如：0.1g/L、1g/L、2g/L、3g/L或5g/L等。

第二方面，本发明提供了一种电镀方法，所述电镀方法包括以下步骤：

将表面带孔的板型件浸入如第一方面所述闪镀铜药水中，以所述板型件为阴极通电后进行电镀。

优选地，所述板型件的孔包括通孔和/或盲孔。

优选地，所述通孔的孔径为250～300μm，例如：250μm、260μm、280μm、290μm或300μm等。

优选地，所述盲孔的孔径为80～120μm，例如：80μm、90μm、100μm、110μm或120μm等。

优选地，所述板型件的介质层厚度为80～120μm，例如：80μm、90μm、100μm、110μm或120μm等。

优选地，所述电镀的温度为35～40℃，例如：35℃、36℃、38℃、39℃或40℃等。

优选地，所述电镀的喷流强度为1.5～1.8L/min，例如：1.5L/min、1.6L/min、1.7L/min、1.75L/min或1.8L/min等。

优选地，所述电镀包括第一阶段电镀和第二阶段电镀。

优选地，所述第一阶段电镀的直流电流密度为5～10A/dm

优选地，所述第一阶段电镀的时间为0.8～1.2min，例如：0.8min、0.9min、1min、1.1min或1.2min等。

优选地，所述第二阶段电镀的正向脉冲的电流密度为5～10A/dm

优选地，所述第二阶段电镀的正向脉冲的脉冲时间为60～100ms，例如：60ms、70ms、80ms、90ms或100ms等。

优选地，所述第二阶段电镀的反向脉冲的电流密度为15～20A/dm

优选地，所述第二阶段电镀的反向脉冲的脉冲时间为3～5ms，例如：3ms、3.5ms、4ms、4.5ms或5ms等。

优选地，所述第二阶段电镀的时间为2～4min，例如：2min、2.5min、3min、3.5min或4min等。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述闪镀铜药水在电镀槽内有微气泡存在的情况下，仍然可以完成对深盲孔的闪镀，并且不会产生“蟹脚”。

(2)电镀时间4～8min，电流密度5～10ASD，闪镀盲孔无蟹脚，深镀能力好。

附图说明

图1是本发明应用例1电镀后板型件表面盲孔的光学显微镜图，放大倍数5000倍。

图2是对比应用例1电镀后板型件表面盲孔的光学显微镜图，放大倍数5000倍。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供了一种闪镀铜药水，所述闪镀铜药水中硫酸的质量浓度为120g/L，硫酸铜的质量浓度为180g/L，硫酸亚铁的质量浓度为80g/L，氯化钠的质量浓度为0.08g/L，聚二硫丙烷磺酸钠的质量浓度为0.01g/L，聚乙二醇的质量浓度为0.2g/L，Marlox FK 86的质量浓度为0.5g/L，溶剂为去离子水。

实施例2

本实施例提供了一种闪镀铜药水，所述闪镀铜药水中硫酸的质量浓度为100g/L，硫酸铜的质量浓度为120g/L，硫酸亚铁的质量浓度为60g/L，氯化钠的质量浓度为0.05g/L，聚二硫丙烷磺酸钠的质量浓度为0.001g/L，聚乙二醇的质量浓度为0.1g/L，Marlox SM 11的质量浓度为0.1g/L，溶剂为去离子水。

实施例3

本实施例提供了一种闪镀铜药水，所述闪镀铜药水中硫酸的质量浓度为240g/L，硫酸铜的质量浓度为240g/L，硫酸亚铁的质量浓度为120g/L，氯化钠的质量浓度为0.15g/L，聚二硫丙烷磺酸钠的质量浓度为0.02g/L，聚乙二醇的质量浓度为1g/L，Marlox FK 69的质量浓度为5g/L，溶剂为去离子水。

实施例4

本实施例与实施例1区别仅在于，Marlox FK 86的质量浓度为0.05g/L，其他条件与参数与实施例1完全相同。

实施例5

本实施例与实施例1区别仅在于，Marlox FK 86的质量浓度为8g/L，其他条件与参数与实施例1完全相同。

对比例1

本对比例与实施例1区别仅在于，不加入表面活性剂(Marlox FK 86)，其他条件与参数与实施例1完全相同。

对比例2

本对比例与实施例1区别仅在于，将Marlox FK 86换为Safol EN 70，其他条件与参数与实施例1完全相同。

应用例1

本应用例提供了一种电镀方法，所述电镀方法包括以下步骤：

将盲孔孔径为100μm，介厚为80μm的板型件浸入如实施例1所述闪镀铜药水中，在38℃，喷流强度为1.6L/min，的条件下以所述板型件为阴极通电后进行电镀，第一阶段直流电流密度为7A/dm

电镀后板型件表面盲孔的光学显微镜图如图1所示。

应用例2

本应用例与应用例1区别仅在于，将实施例1所述闪镀铜药水换为实施例2所述闪镀铜药水，其他条件与参数与应用例1完全相同。

应用例3

本应用例与应用例1区别仅在于，将实施例1所述闪镀铜药水换为实施例3所述闪镀铜药水，其他条件与参数与应用例1完全相同。

应用例4

本应用例与应用例1区别仅在于，将实施例1所述闪镀铜药水换为实施例4所述闪镀铜药水，其他条件与参数与应用例1完全相同。

应用例5

本应用例与应用例1区别仅在于，将实施例1所述闪镀铜药水换为实施例5所述闪镀铜药水，其他条件与参数与应用例1完全相同。

对比应用例1

本应用例与应用例1区别仅在于，将实施例1所述闪镀铜药水换为对比例1所述闪镀铜药水，其他条件与参数与应用例1完全相同。电镀后板型件表面盲孔的光学显微镜图如图2所示。

对比应用例2

本应用例与应用例1区别仅在于，将实施例1所述闪镀铜药水换为对比例2所述闪镀铜药水，其他条件与参数与应用例1完全相同。

性能测试：

记录电镀时间(直流+脉冲)，随机选取10个盲孔，记录存在蟹脚的盲孔数量，测试结果如表1所示：

表1

由表1可以看出，由应用例1-3可得，本发明所述闪镀铜药水在电镀槽内有微气泡存在的情况下，4min内即可完成对深盲孔的闪镀，并且不会产生“蟹脚”。

由应用例1和应用例4-5对比可得，本发明所述闪镀铜药水中，长链脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂的浓度会影响电镀效果，将长链脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂的浓度控制在0.1～5g/L，闪镀铜药水的效果较好，若长链脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂的浓度过低，无法解决气泡引起的盲孔“蟹脚”，若长链脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂的浓度过高，对电镀层无副作用。

由应用例1和对比应用例1-2对比可得，本发明选用长链脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂，所述表面活性剂可以提高闪镀铜药水的张力，进而减弱体系内产生的微气泡对槽液的影响，避免微气泡在板型件的附着，进而避免“蟹脚”的产生。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。