CN103572334B - 一种pcb通孔盲孔电镀铜溶液及其制备方法和电镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及PCB电镀技术领域，具体涉及一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液及其制备方法和电镀方法，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：五水硫酸铜：100~250g/L、硫酸：100~200g/L、氯离子：30~100ppm、光亮剂：5~50g/L、载运剂：3~30g/L、整平剂：2~20g/L、去离子水余量；且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1~1.25：1。本发明的电镀方法为：将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。由该方法镀铜层深度能力好，达到92%以上，填孔率高，达到96%以上，镀铜层致密平整，延展性较好，具有良好的光泽，高韧性、低内应力。

Description

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液及其制备方法和电镀方法

技术领域

本发明涉及PCB电镀技术领域，具体涉及一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液及其制备方法和电镀方法。

背景技术

印制电路板（PCB）在制作过程中，会进行通孔和盲孔的制作，通孔是用机械钻机和钻针钻出来的，盲孔是用激光钻机的激光烧蚀出来的，通孔用来实现多层板中任意层之间的导通互连，而盲孔用来实现多层板中外层与次层之间的导通互连。

在印制电路板（PCB）后续的硫酸铜电镀技术中，针对电路板上通孔和盲孔进行电镀时的要求不一样，针对高板厚孔径比通孔药水组分通常采用高酸低铜，以提高深镀能力（thoughpower）；针对激光微盲孔药水组分通常采用高铜低酸，以提高盲孔电镀能力。由此可知通孔电镀和盲孔电镀的药水组分是相反的。

当高板厚孔径比通孔和激光微盲孔同时电镀时，会存在以下问题：

在保证高板厚孔径比通孔品质时，需要采用高酸低铜进行电镀，这时常出现盲孔铜厚不足的问题，在热应力和热冲击测试过程中盲孔容易产生铜断，电阻变大而失效；

在保证激光微盲孔电镀品质时，需要采用高铜低酸进行电镀，常出现通孔“狗骨”现象，也就是孔边铜厚，孔中心铜通厚不足，在热应力和热冲击测试过程中孔铜容易产生断裂，电阻变大甚至开路失效。

在填孔电镀时，不仅要考虑盲孔填孔，还要同时考虑通孔电镀。盲孔电镀在高铜低酸下效果好，而通孔深镀能力在高酸低铜条件下较好，两者呈对立现象，所以在实际生产中，对硫酸铜和硫酸浓度要找到一个平衡点，使盲孔填充品质和通孔铜厚同时达到要求。

现有技术中的电镀药水只能对PCB通孔或PCB盲孔中的一种进行电镀，目前市场上还没有对PCB通孔和PCB盲孔进行电镀可以通用的药水。因此，有必要开发一种既能对PCB通孔进行电镀，又能对PCB盲孔进行电镀，还能使得到的镀铜层深度能力好，填孔率高，镀铜层平整，延展性、光泽和韧性较好的PCB通孔盲孔电镀铜溶液及其制备方法和使用方法。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液及其制备方法，该电镀铜溶液既能对PCB通孔进行电镀，又能对PCB盲孔进行电镀，还能使得到的镀铜层深度能力好，填孔率高，镀铜层平整，延展性、光泽和韧性较好，且镀液稳定、寿命长；该制备方法操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。

本发明的另一目的在于提供一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的使用方法，由该方法形成镀铜层深度能力好，填孔率高，致密平整，无空洞、无缝隙、表面沉积厚度低，延展性较好，具有良好的光泽，高韧性、低内应力。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：100~250g/L

硫酸：100~200g/L

氯离子：30~100ppm

光亮剂：5~50g/L

载运剂：3~30g/L

整平剂：2~20g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1~1.25:1。

优选的，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：140~220g/L

硫酸：120~180g/L

氯离子：45~80ppm

光亮剂：15~35g/L

载运剂：10~20g/L

整平剂：5~15g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.17~1.22:1。

更为优选的，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：180g/L

硫酸：150g/L

氯离子：60ppm

光亮剂：25g/L

载运剂：15g/L

整平剂：10g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.2:1。

五水硫酸铜为电镀铜溶液的主盐，是溶液中Cu²⁺的来源，浓度要适度。五水硫酸铜浓度过低则沉积速率较慢，过高则沉积速率过快，结晶颗粒粗大，并影响镀液的深镀能力，板面与孔内镀铜层厚度的差别过大。本发明的五水硫酸铜限定为100~250g/L，既能保证沉积速率，又不影响镀液的深镀能力，优选的，五水硫酸铜限定为140~220g/L，更为优选的，五水硫酸铜限定为180g/L。

硫酸主要增加电镀铜溶液的导电能力，并防止Cu²⁺水解，浓度也要适量。硫酸浓度太高会使电镀铜溶液分散能力差，太低会使镀铜层脆性增加，韧性下降。本发明的硫酸限定为100~200g/L，既可以保证电镀铜溶液的分散能力，又可以使得到的镀铜层韧性较高，优选的，硫酸限定为120~180g/L，更为优选的，硫酸限定为150g/L。

在填孔电镀时，不仅要考虑盲孔填孔，还要同时考虑通孔电镀。盲孔电镀在高铜低酸下效果好，而通孔深镀能力在高酸低铜条件下较好，两者呈对立现象，所以在实际生产中，对硫酸铜和硫酸浓度要找到一个平衡点，使盲孔填充品质和通孔铜厚同时达到要求。本发明的五水硫酸铜：硫酸的浓度比限定为1~1.25:1，既具有较好的深镀效果，又具有较好的填孔率，优选的，五水硫酸铜：硫酸的浓度比限定为1.56~1.88：1，更为优选的，五水硫酸铜：硫酸的浓度比限定为1.67：1。

氯离子可以提高阳极的活性，促进阳极正常溶解，防止阳极钝化；还可以减少因阳极溶解不完全产生的“铜粉”，提高镀铜层的光亮和整平能力，改善镀铜层质量。本发明的氯离子限定为30~100ppm，可以使镀铜层致密平整，优选的，氯离子限定为45~80ppm，更为优选的，氯离子限定为60ppm。

在传统电镀理论中，盲孔底部是低电流区域，药水交换少，其电镀效果往往难以达到理想状态。盲孔电镀填孔工艺随着填孔光剂的发展和优化而逐渐成熟，在HDI板制作过程中扮演着重要角色。市场上填孔光剂种类较多，但其主要原理相近。填孔光剂主要成分有三种：光亮剂、载运剂、整平剂。

光亮剂（Hrightener）：会在氯离子协助下会产生一种“去极化”或压低“过电位”的动作，因而会出现加速镀铜的效应，故又称为加速剂（Accelerator）。光亮剂本身还可以进入镀铜层中参与结晶结构，影响或干预到铜原子沉积的自然结晶方式，促使变成更为细腻的组织，故又称为晶粒细化剂（GrainRefiner）。在填孔电镀中，光亮剂主要吸附于盲孔底部，利用硫醇类有机物与Cu²⁺形成络合物，以加速铜在盲孔底部的沉积；本发明的光亮剂限定为5~50g/L，可以使镀铜层致密平整，优选的，光亮剂限定为15~35g/L，更为优选的，光亮剂限定为25g/L。

优选的，所述光亮剂是由重量比为1.5~3.5：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物。

3-巯基-1-丙烷磺酸钠（MPS）为白色或浅黄色粉末，易吸潮，水溶性强；3-巯基-1-丙烷磺酸钠用作酸性镀铜光亮剂，可使镀铜层光亮，并有平整作用，还可提高工作电流密度。常与镀铜光亮剂N等配合使用。

乙撑硫脲（N）为白色粉末，熔点为198℃。乙撑硫脲用作镀铜光亮剂，常与酸性镀铜光亮剂M，MPS等配合使用。

本发明采用3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲配合使用，并限定3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲的重量比为1.5~3.5：1，能使镀铜层平整光亮，优选的，3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲的重量比为2~3：1，更为优选的，3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲的重量比为2.5：1。

载运剂（Carrier）：在与Cl^-共同作用下会增强对铜沉积的抑制，可协助光亮剂前往阴极凹陷各处分布，故称为载运剂。载运剂在槽中液反应中会呈现“增极化”或增加“过电位”的作用，对镀铜沉积会产生“减速”的现象，也就是表现了“压抑”的作用，故又称为压抑剂（Suppresser）。但载运剂也还另具有降低槽液表面张力的作用，或增加其湿润的效果，于是又常称为润湿剂（WettingAgentorWetter）。载运剂可协助光泽剂在镀面的分布，也可使铜面增加光泽性。在填孔电镀中，载运剂主要是大分子基团，吸附于铜表面，利用有机物吸附Cu²⁺，起到抑制表面铜离子沉积的作用；本发明的载运剂限定为3~30g/L，可以增加镀铜层的光泽，优选的，载运剂限定为10~20g/L，更为优选的，载运剂限定为15g/L。

优选的，所述载运剂是由分子量为5000~15000的聚乙二醇和分子量为500~1500的聚丙二醇按重量比1.8~2.6:1组成的混合物。

聚乙二醇（PEG），随着PEG分子量的增加，电镀铜溶液的微孔填充力明显提高。当电流密度为2A/dm²，添加剂PEG分子量超过6000时，镀液可以完全填充盲孔，镀铜层不出现任何空洞和缝隙。这是由于添加剂PEG能明显加强电镀铜镀液阴极极化，抑制了电镀铜的沉积；同时，PEG在镀液中的扩散系数还随其分子量的增加而降低，从而增加了M在微孔底部的吸附力，加速了电镀铜在微孔底部的沉积；进一步，增大PEG分子量沉积铜膜的表而粗糙度、铜膜结晶度和电阻率均有所降低。因此，本发明的聚乙二醇的分子量限定为5000~15000，可以增加填孔率，并使得镀铜层致密平整。

聚丙二醇（PPG）能明显加强电镀铜镀液阴极极化，抑制了电镀铜的沉积；同时，PPG在镀液中的扩散系数还随其分子量的增加而降低，从而增加了SPS在微孔底部的吸附力，加速了电镀铜在微孔底部的沉积；进一步，增大PPG分子量沉积铜膜的表而粗糙度、铜膜结晶度和电阻率均有所降低。因此，本发明的聚乙二醇的分子量限定为500~1500，可以保证PPG在电镀铜溶液中的扩散系数，并使得镀铜层致密平整。

本发明采用聚乙二醇和乙撑硫脲配合使用，并限定聚乙二醇和聚丙二醇的重量比为1.8~2.6:1，能增加填孔率，优选的，聚乙二醇和聚丙二醇的重量比为2~2.4:1，更为优选的，聚乙二醇和聚丙二醇的重量比为2.2:1。

整平剂（Leveler）：带有很强的正电性，很容易吸附在镀件表面电流密度较大处，与铜离子竞争，使铜离子在高电流处不易沉积，但又不影响低电流区的铜沉积，使原本起伏不平的表面变得更为平坦，因此称为整平剂。在填孔电镀中，整平剂主要作用是平衡高电流区孔口和低电流区孔角的电流分布，修饰盲孔孔形。本发明的整平剂限定为2~20g/L，可以保证镀铜层的平整，优选的，整平剂限定为5~15g/L，更为优选的，整平剂限定为10g/L。

20世纪70年代初，酸铜电镀逐步趋于成熟。这一时期出现了大量讨论整平剂的专利，其中用到了聚己烯亚肢烷基化后的产物，一种季胺盐作为整平剂，所用的烷基化试剂有苄基氯、硫酸二甲酯、硫酸二已酯、丙烯基溴、丙磺酸内酯等。这种季铵盐与以前所用的聚己烯亚胺相比，水溶性更好，与其他的添加剂的复配效果更好，扩大了光亮区的电流范围，镀铜层光亮、平整、高韧性、低内应力。

这一时期用到了另外一种合成的整平剂表氯醇与含一个或多个N官能团的物质反应所得的产物，用到的含N官能团的物质有吡啶、喹啉、异喹啉、苯并咪唑等。这种添加剂的引入主要是为了解决原来酸铜电镀体系中存在的添加剂利用率低的问题。原来的添加剂体系使镀件表面不平整，整平效果不佳，新的整平剂却在一定程度上弥补了这一不足。在电镀过程中让凸起的地方镀铜层偏薄，相应的在凹坑处镀铜层偏厚，且不会造成高的内应力，既达到整平目的，又使镀铜层具备良好的机械性能。

优选的，所述整平剂是由重量比为1.2~2.4：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B为N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物。

优选的，所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为碳原子数为1~10的烷基、芳香基或碳原子数为3~10的环烷基或碳原子数为2~10的环氧烷基，X为卤素原子或硫酸氢根离子，n和m是大于2且小于100的整数。

优选的，R₁为乙烷基、丙烷基、丁烷基、苯基、苄基、环丙烷基、环氧丙烷基；X为氯、溴、碘或硫酸氢根离子。

更为优选的，R₁X为氯乙烷、溴丙烷、碘丁烷、苄氯、环氧氯丙烷。

优选的，所述整平剂B的结构式为：

其中，R₂为碳原子数为1~10的烷基、芳香基、醚基、酯基或碳原子数为3~10的环烷基或碳原子数为2~10的环氧烷基，X为卤素原子或硫酸氢根离子，n和m是大于2且小于100的整数。

优选的，R₂为乙烷基、丙烷基、丁烷基、苯基、苄基、环丙烷基、环氧丙烷基。

本发明采用聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物和N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物以1.2~2.4：1的重量比复配使用，可以使镀铜层光亮、平整、高韧性、低内应力。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积1/2~2/3的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌5~10min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌5~10min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。

优选的，所述电镀分为三段：

第一段电流密度为8~12ASF，电镀时间为15~35min；

第二段电流密度为10~14ASF，电镀时间为15~35min；

第三段电流密度为16~24ASF，电镀时间为15~35min。

酸性镀铜液电镀的影响因素有：

1、电流密度：在填孔电镀时，往往采用小电流密度会得到较好的盲孔填孔效果和通孔深镀能力，但是小电流密度生产时间长，生产效率低，成本高。在现有竞争激烈的市场，成本意识和生产效率早已深入人心。所以要降低电流密度来保证品质不是长久之计，要尽量提高电流密度，提高生产效率，实现成本和品质的双丰收。

通过实验证明，高电流密度盲孔填充效果较差，为提升电镀效率，可采取分段电镀的方法，电流密度逐步提升，可根据情况分为二段或三段，是解决填孔生产效率和品质的较好方法。本发明采用三段电镀法，可有效解决填孔生产效率和品质。

2、通孔厚径比：通孔的厚径比对均镀能力影响较大，为了使穿孔镀也能有较好的均镀能力，本发明的厚径比限定为2~6，优选的，厚径比限定为2~5，更为优选的，厚径比限定为4。

3、盲孔的形状：腰鼓型和垂直型的盲孔在填孔电镀时，孔口是高电流区，如控制不好，其沉积速度高于盲孔底部沉积速度，就会产生填孔气泡。斜坡型药水流通性较前两者好，不易产生填孔气泡，制作难度较前两者容易。良好的盲孔形状是填孔电镀的基础，对激光钻孔的品质要有严格监控，才能保证盲孔填孔电镀的品质。本发明采用的盲孔为斜坡型，具体地说，为倒等腰梯形，且顶边（长边）与底边（短边）的长度比为1.5~2.5:1，优选的，顶边与底边的长度比为2:1。

4、盲孔厚径比：使用不同的填孔光剂，其盲孔孔径对填孔的影响有所不同。但主要影响是厚径比偏大，孔径小时，在填孔电镀时药水交换差，易出现填孔空洞的缺陷，填孔时间长，生产效率低；孔径偏大时，盲孔底部在喷流的作用下不易吸附加速剂，其填孔效果较差。所以合适的孔径和纵横比对填孔的品质可靠性影响较大。本发明采用的盲孔厚径比为0.8~1.2：1，能达到较好的填充效果，优选的，盲孔厚径比为1：1。

5、搅拌：在电镀中，药水流通直接影响到电镀效果，盲孔由于一端被封住，药水流通比通孔要困难，所以填孔电镀时的药水搅拌循环效果非常重要。药水流通性差，在盲孔内易产生气泡；药水流通性过强，则盲孔底部不能有效吸附加速剂，填孔效果反而不佳。不同光剂对药水流通和喷流的强度要求不同，不同孔径的盲孔对喷流强度也有所区别，所以选择适当的药水搅拌方式和强度对填孔效果非常重要，本发明采用压缩空气搅拌的方式，通孔深度能力和盲孔填孔效果均较好。

6、阳极材料：在光亮酸性镀铜中，阳极质量是非常重要的因素，一般不宜用电解铜，本发明采用无氧含磷的铜阳极。这是因为使用含氧的电解铜阳极时，表面容易产生氧化亚铜（铜粉），使光亮剂的消耗增加，而且降低镀铜层质量，磷能使阳极的电化学溶解时表面产生一层黑色膜层，避免了不均匀溶解。

本发明的有益效果在于：本发明采用3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲作为光亮剂复配使用，能使镀铜层平整光亮；本发明采用聚乙二醇和聚丙二醇作为载运剂，可以使镀铜层致密平整，本发明采用聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物和N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物作为整平剂复配使用，可以使镀铜层光亮、平整、高韧性、低内应力。

本发明的电镀铜溶液既能对PCB通孔进行电镀，又能对PCB盲孔进行电镀，还能使得到的镀铜层深度能力好，填孔率高，镀铜层平整，延展性、光泽和韧性较好，且镀液稳定、寿命长。

本发明的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，操作简单，降低了生产成本，适合工业化生产。

本发明的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的使用方法，由该方法镀铜层深度能力好，达到92%以上，填孔率高，达到96%以上，镀铜层致密平整，无空洞、无缝隙、表面沉积厚度低，延展性较好，具有良好的光泽，高韧性、低内应力。

具体实施方式：

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：100g/L

硫酸：100g/L

氯离子：30ppm

光亮剂：5g/L

载运剂：3g/L

整平剂：2g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1:1。

所述光亮剂是由重量比为1.5：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物；所述载运剂是由分子量为5000的聚乙二醇和分子量为500的聚丙二醇按重量比1.8:1组成的混合物。

所述整平剂是由重量比为1.2：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B为N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物。

所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为乙烷基，X为氯原子，n=2，m=2。

所述整平剂B的结构式为：

其中，R₂为环丙烷基，n=100，m=100。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积1/2的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌5min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌5min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。

所述电镀分为三段：

第一段电流密度为8ASF，电镀时间为15min；

第二段电流密度为10ASF，电镀时间为15min；

第三段电流密度为16ASF，电镀时间为15min。

本实施例得到的镀铜层的分析测试结果如表1所示。

实施例2

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：140g/L

硫酸：120g/L

氯离子：45ppm

光亮剂：15g/L

载运剂：10g/L

整平剂：5g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.17:1。

所述光亮剂是由重量比为2：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物；所述载运剂是由分子量为8000的聚乙二醇和分子量为800的聚丙二醇按重量比2:1组成的混合物。

所述整平剂是由重量比为1.5：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B为N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物。

所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为丙烷基，X为溴原子，n=20，m=80。

所述整平剂B的结构式为：

其中，R₂为苄基，n=80，m=20。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积2/3的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌6min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌6min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。

所述电镀分为三段：

第一段电流密度为9ASF，电镀时间为20min；

第二段电流密度为11ASF，电镀时间为20min；

第三段电流密度为18ASF，电镀时间为20min。

本实施例得到的镀铜层的分析测试结果如表1所示。

实施例3

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：220g/L

硫酸：180g/L

氯离子：80ppm

光亮剂：35g/L

载运剂：20g/L

整平剂：15g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.22:1。

所述光亮剂是由重量比为2.5：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物；所述载运剂是由分子量为10000的聚乙二醇和分子量为1000的聚丙二醇按重量比2.2:1组成的混合物。

所述整平剂是由重量比为1.8：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B为N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物。

所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为丁烷基，X为碘原子，n=50，m=50。

所述整平剂B的结构式为：

其中，R₂为丙烷基，n=50，m=50。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积1/2的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌7min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌7min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。

所述电镀分为三段：

第一段电流密度为10ASF，电镀时间为25min；

第二段电流密度为12ASF，电镀时间为25min；

第三段电流密度为20ASF，电镀时间为25min。

本实施例得到的镀铜层的分析测试结果如表1所示。

实施例4

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：180g/L

硫酸：150g/L

氯离子：60ppm

光亮剂：25g/L

载运剂：15g/L

整平剂：10g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.2:1。

所述光亮剂是由重量比为3：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物；所述载运剂是由分子量为12000的聚乙二醇和分子量为1200的聚丙二醇按重量比2.4:1组成的混合物。

所述整平剂是由重量比为2.1：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B为N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物。

所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为苄基，X为氯原子，n=80，m=20。

所述整平剂B的结构式为：

其中，R₂为乙烷基，n=20，m=80。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积2/3的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌8min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌8min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。

所述电镀分为三段：

第一段电流密度为11ASF，电镀时间为30min；

第二段电流密度为13ASF，电镀时间为30min；

第三段电流密度为22ASF，电镀时间为30min。

本实施例得到的镀铜层的分析测试结果如表1所示。

实施例5

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：250g/L

硫酸：200g/L

氯离子：100ppm

光亮剂：50g/L

载运剂：30g/L

整平剂：20g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.25:1。

所述光亮剂是由重量比为3.5：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物；所述载运剂是由分子量为15000的聚乙二醇和分子量为1500的聚丙二醇按重量比2.6:1组成的混合物。

所述整平剂是由重量比为2.4：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B为N-乙烯基-N′-丁基咪唑-丙烯酸乙酯共聚物。

所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为环丙烷基，X为环丙烷基原子，n=100，m=100。

所述整平剂B的结构式为：

其中，R₂为丁烷基，n=2，m=2。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积1/2的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌10min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌10min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，将具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到镀铜层。

所述电镀分为三段：

第一段电流密度为12ASF，电镀时间为35min；

第二段电流密度为14ASF，电镀时间为35min；

第三段电流密度为24ASF，电镀时间为35min。

本实施例得到的镀铜层的分析测试结果如表1所示。

表1实施例1~5得到的镀铜层的分析测试结果

测试项目	标准值	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
							深度能力	82%	93%	92%	94%	93%	94%
填孔率	88%	97%	98%	99%	97%	96%
							延展性	4%	9%	8%	10%	8%	9%
伸展力	220	330	310	320	320	330
							热冲击	好	优秀	优秀	优秀	优秀	优秀
平整度	好	优秀	优秀	优秀	优秀	优秀
							亮度	光亮	光亮	光亮	光亮	光亮	光亮
导电性	53.3	55.7	56.2	57.1	56.8	55.9
							硬度	140HV	164HV	166HV	158HV	162HV	168HV

本发明的电镀铜溶液有很好的深度能力和分散能力，能提高印制线路板通孔孔内铜层均匀分布，还能有效降低表面铜层厚度与孔中心铜层厚度的比，适合中低端印刷板通孔电镀。

本发明得到的镀铜层致密平整，填孔率高，达到95%以上，延展性较好，具有良好的光泽，高韧性、低内应力。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，其特征在于：所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：100~250g/L

硫酸：100~200g/L

氯离子：30~100ppm

光亮剂：5~50g/L

载运剂：3~30g/L

整平剂：2~20g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1~1.25:1；

所述光亮剂是由重量比为1.5~3.5：1的3-巯基-1-丙烷磺酸钠和乙撑硫脲组成的混合物；

所述载运剂是由分子量为5000~15000的聚乙二醇和分子量为500~1500的聚丙二醇按重量比1.8~2.6:1组成的混合物；

所述整平剂是由重量比为1.2~2.4：1的整平剂A和整平剂B组成的混合物；其中，整平剂A为聚乙烯基咪唑鎓季铵化合物，整平剂B的结构式为：

其中，R₂为碳原子数为3~10的直链烷基、芳香基、醚基、酯基或碳原子数为3~10的环烷基或碳原子数为2~10的环氧烷基，X为卤素原子或硫酸氢根离子，n和m是大于2且小于100的整数。

2.根据权利要求1所述的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，其特征在于：所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：140~220g/L

硫酸：120~180g/L

氯离子：45~80ppm

光亮剂：15~35g/L

载运剂：10~20g/L

整平剂：5~15g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.17~1.22:1。

3.根据权利要求1所述的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，其特征在于：所述电镀铜溶液各组分及其含量为：

五水硫酸铜：180g/L

硫酸：150g/L

氯离子：60ppm

光亮剂：25g/L

载运剂：15g/L

整平剂：10g/L

去离子水余量；

且五水硫酸铜与硫酸的浓度比为1.2:1。

4.根据权利要求1所述的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液，其特征在于：所述整平剂A的结构式为：

其中，R₁为碳原子数为1~10的直链烷基、芳香基或碳原子数为3~10的环烷基或碳原子数为2~10的环氧烷基，X为卤素原子或硫酸氢根离子，n和m是大于2且小于100的整数。

5.权利要求1~4任一项所述的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）在容器中加入去离子水体积1/2~2/3的去离子水，在搅拌的状态下，按配比加入五水硫酸铜，搅拌至完全溶解；

（2）在搅拌的状态下，按配比加入硫酸，继续搅拌5~10min；

（3）冷却后，在搅拌的状态下，按配比加入氯离子、光亮剂、载运剂和整平剂，完成后继续搅拌5~10min；

（4）补充剩余的去离子水，搅拌均匀，制得一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液。

6.权利要求1~4任一项所述的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，其特征在于：将同时具有通孔和盲孔的PCB板放入装有所述电镀铜溶液的电镀槽中在空气搅拌下进行电镀，得到一层电镀铜层。

7.根据权利要求6所述的一种PCB通孔盲孔电镀铜溶液的电镀方法，其特征在于：所述电镀分为三段：

第一段电流密度为8~12ASF，电镀时间为15~35min；

第二段电流密度为12~14ASF，电镀时间为15~35min；

第三段电流密度为16~24ASF，电镀时间为15~35min。