CN108130564A

CN108130564A - 垂直连续电镀（vcp）高tp值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用

Info

Publication number: CN108130564A
Application number: CN201711457482.3A
Authority: CN
Inventors: 彭学文; 简锦坡
Original assignee: Shaoguan Shuo Cheng Chemical Co Ltd
Current assignee: Shaoguan Shuo Cheng Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2018-06-08

Abstract

本发明公开了一种垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用。该酸性镀铜光泽剂包含以下浓度的组分：光亮剂0.2～0.8g/200ml，高温载体1.0～2.0g/200ml，整平剂0.1～0.2g/200ml，抑制剂A 0.5～1.0g/200ml，抑制剂B 10～30g/200ml，抑制剂C 0.5～1.0g/200ml，酸铜走位剂1.0～3.0g/200ml。该酸性镀铜光泽剂能使柔性线路板垂直连续电镀酸性镀铜中孔内镀铜厚度是板面镀铜厚度的1.5～2.5倍，且所镀铜具有良好的延展性和耐冷热冲击性能，满足线路板镀通孔导通能力要求。

Description

垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用

技术领域

本发明属于印制线路板(PCB/FPC)酸性镀铜化学药水技术领域，具体涉及一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用。

背景技术

印刷电路板(Printed-Circuit-Board，PCB)是电子产品的必要组成部分，是承载电子产品中电子元件的母板。目前，电子产品快速向小型化、便捷化、智能化方向发展，拥有高连通密度的多层印刷电路板(HDI-PCB)和柔性电路板(Flexible Printed CircuitBoard，FPC，亦称软板)是制造这些电子产品的重要部件之一。在多层电路板和软板中使用金属化的通孔或盲孔来实现不同层之间的导通。通孔电镀铜是实现通孔金属化的重要途径，也是多层PCB和FPC制作过程中非常重要的一项技术。但是在直流电镀过程中，由于通孔内的电流密度分布不均匀，使用传统镀液很难在孔内得到厚度均匀的镀层，而使用有机添加剂是一个有效而且经济的方法。所以，开发出有效而且稳定性、适应性强的通孔电镀添加剂是非常必要的。

在通孔的直流电镀过程中，孔口的电流密度往往比孔中间位置的电流密度大，使得孔口处铜沉积速度比孔中心快，最终会导致孔口处的铜镀层比孔中心的厚。考虑到电路板不同的应用环境和整个电子***的稳定性，在孔内获得均匀的铜镀层甚至孔中心的铜镀层是孔口的1.5～2.5倍，是很有必要的。随着PCB钻孔和布线技术的发展，PCB上的通孔孔径越来越小，布线越来越密，这对通孔的金属化提出了更高的要求。PCB/FPC电镀中的添加剂一般为复合添加剂，也就是一个添加剂体系，并不是一种单一的添加剂。一个添加剂体系中的每种添加剂都有自己独特的作用，而且它们之间的协同作用是一个添加剂体系起作用的关键，这也是添加剂研究中的重点。

开发新的PCB/FPC通孔电镀添加剂体系将有助于推动PCB/FPC制造技术向精细化方向发展。而且，对一个新的PCB/FPC通孔电镀添加剂体系的机理方面的解释可以为其他功能性电镀添加剂的设计提供新思路。

目前，市场上通孔电镀添加剂体系主要由光亮剂、抑制剂和整平剂等组分构成，具体是聚二流二丙烷磺酸钠(SPS)、PEG-10000和含氮杂环化合物按一定的比例复配而成，有的把添加剂体系设计成三液或双液型等等。

上述现有技术的缺点及影响因素主要有：(1)、镀铜TP值≤1.3；(2)、所用的原材料都是比较传统的旧原料，性能和功能跟不上前沿技术革新需求；(3)、添加剂体系设计成三液或双液，在产线上不易管控，有可能多加入或少加入其中一剂而引起技术指标异常现象，增加生产管控风险。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光剂。使用该垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光剂镀铜的TP值大于1.5，最高值可达2.3以上；该垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光泽剂为单液型，相比传统的三液型和双液型光剂，生产操作简单，使用方便。

本发明要解决的技术问题是：提供一种镀铜添加剂使柔性线路板(FPC)垂直连续电镀(VCP)酸性镀铜中孔内镀铜厚度是板面镀铜厚度的1.5～2.5倍，且所镀铜具有良好的延展性和耐冷热冲击性能，满足线路板镀通孔(PTH)导通能力要求。

本发明的另一目的在于提供上述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，包含以下浓度的组分：

所述光亮剂为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠(SH-110)，所述高温载体为聚乙烯亚胺烷基盐(PN)，所述整平剂为氯化硝基四氮唑蓝(NTBC)，所述抑制剂A为脂肪胺聚氧乙烯醚，所述抑制剂B为聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，所述抑制剂C为脂肪胺乙氧基磺化物。

优选地，所述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂包含以下含量的组分：

所述脂肪胺聚氧乙烯醚，可以优选为江苏梦得新材料科技有限公司生产的AEO脂肪胺聚氧乙烯醚。江苏梦得新材料科技有限公司生产的AEO脂肪胺聚氧乙烯醚是一种棕黄色液体，在酸铜镀液中作为低区走位剂，镀液中加入AESS能明显改善低区的光亮度，整平性。

所述聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，可以优选为日本三洋化成工业株式会社生产的聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，型号50HB-400，是一种烷基封端的EO/PO聚醚，在酸性镀铜光亮剂中能够提供整平、走位、分散等性能。

所述脂肪胺乙氧基磺化物，可以优选为江苏梦得新材料科技有限公司生产的AESS酸铜强走位剂。江苏梦得新材料科技有限公司生产的AESS酸铜强走位剂是一种棕红色液体，镀液中加入AESS能明显改善低区光亮度、整平性、同时还具备一定润湿效果。

所述酸铜走位剂是指一种酸铜中间体，优选为江苏梦得新材料科技有限公司生产的SLP线路板镀铜走位剂。江苏梦得新材料科技有限公司生产的SLP线路板镀铜走位剂是一种无色透明液体，具有优异的低区填平走位能力，通常被用于线路板镀铜添加剂中。

所述聚乙烯亚胺烷基盐PN，可以优选为江苏梦得新材料科技有限公司生产的PN聚乙烯亚胺烷基盐。江苏梦得新材料科技有限公司生产的PN聚乙烯亚胺烷基盐，是一种高分子聚合物，作为高温载体，淡黄色液体，具有极强的阴极极化作用，能明显增强低电流区的光亮度，不仅适用于酸铜，还可用于无氰镀锌光泽剂。

本发明选用性能更优异的噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠SH-110替代SPS作光亮剂，同时SH-110还作为促进剂；选用聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚代替PEG-10000作抑制剂；选用高强度抑制能力的含有-N＝N-双键杂环结构的化合物氯化硝基四氮唑蓝代替季胺盐结构化合物作整平剂，配制的产品具有高效抑制作用，强力抑制表面镀铜，能提高TP值，最高值可达2.3以上。

上述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂的制备方法，包括以下步骤：按照配方称取光亮剂、高温载体、整平剂、抑制剂A、抑制剂B、抑制剂C、酸铜走位剂，将各原料组分分别溶解于适量去离子水后混合均匀，然后加去离子水调至预定体积。

上述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂在柔性线路板(FPC)垂直连续电镀(VCP)酸性镀铜中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下技术创新点及有益效果：

(1)本发明选用一种分子结构内部同时含有促进成分(磺酸基团)与抑制成分(硫氮杂环)的聚二硫磺化物噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠代替传统的SPS作光亮剂，同时还作为促进剂(Additive)，适应柔性线路板(FPC)通孔电镀中孔内镀铜厚度大于板面镀铜厚度的要求；

(2)本发明根据抑制剂(Carrier)在铜板面的不同抑制能力，通过复配多种具有协同作用的抑制剂，使镀铜晶粒细化更均匀；

(3)通孔电镀中整平剂(Leveler)的选择具有决定性作用。本发明中经过反复的试验，选择了一种含有氮氮双键(-N＝N-)的氮杂环化合物氯化硝基四氮唑蓝作为光剂成分的整平剂，具有高效抑制作用，强力抑制表面镀铜，从而提高TP值；使用本发明垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光剂镀铜的TP值大于1.5，最高值可达2.3以上；

(4)本发明为了在电镀生产线上有效控制镀液中光剂各组分的浓度，将光剂调配成单液型，操作简单易行，大大方便客户在产线上的应用，且产品质量稳定。

附图说明

图1为添加实施例1所述配方配制所述垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光剂电镀后FPC的TP值检测。

图2为添加实施例2所述配方配制所述垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光剂电镀后FPC的TP值检测。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中使用的聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚是日本三洋化成工业株式会社生产的表面活性剂，型号50HB-400；脂肪胺乙氧基磺化物为江苏梦得新材料科技有限公司生产的AESS酸铜强走位剂；走位剂SLP是指江苏梦得新材料科技有限公司生产的SLP线路板镀铜走位剂；脂肪胺聚氧乙烯醚为江苏梦得新材料科技有限公司生产的AEO脂肪胺聚氧乙烯醚；聚乙烯亚胺烷基盐为江苏梦得新材料科技有限公司生产的PN聚乙烯亚胺烷基盐。

实施例1

一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，包含以下含量的组分：

按照上述配方称取噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠0.5g，聚乙烯亚胺烷基盐1.5g，脂肪胺聚氧乙烯醚0.5g，聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚20g，脂肪胺乙氧基磺化物1.0g，走位剂SLP 2.0g，氯化硝基四氮唑蓝0.2g，将各原料组分分别溶解于适量去离子水后混合均匀，然后加去离子水调至200ml，即得到所述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，是一种棕色透明液体。

实施例2

制备步骤与实施例1相同。制得的产品为棕色透明液体。

实施例3

制备步骤与实施例1相同。制得的产品为棕色透明液体。

实施例4

制备步骤与实施例1相同。制得的产品为棕色透明液体。

使用上述实施例1～4所配制的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂按照本领域常规方法对FPC(柔性线路板)电镀，使用的电镀液为高酸低铜镀液，其中含硫酸：180～220g/L，铜离子：70～90g/L，氯离子：30～100ppm；具体电镀工艺参数为，电流密度：2.2～3.8ASD，镀液温度：15～25℃。将镀出的FPC(柔性线路板)磨切片，在金相显微镜下观测深镀能力(Throwing Power，简称TP值＝孔铜厚度/面铜厚度)可以达到2.0以上，使用实施例1-4的配方的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂电镀后的TP值分别为2.01、2.10、1.98、2.4。

图1为使用实施例1的配方的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂电镀后的相关检测图，从图1中可看到TP值＝24.7/12.3＝2.01。

图2为使用实施例2的配方的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂电镀后的相关检测图，从图2中可看到TP值＝34.88/16.7＝2.10。

此外，把上述实施例1～4配制的酸性镀铜光泽剂应用于VCP(垂直连续电镀)电镀槽液中，在不锈钢板上电镀所得铜皮(厚度60～100μm)进行延展性测试，实施例1～4的产品应用于上述电镀后测得延展率均≥21％，远远高于行业标准值≥8％的要求，证明上述配方在提高镀铜TP值的同时，还可以大大改善镀铜延展性能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，其特征在于，包含以下浓度的组分：

所述光亮剂为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，所述高温载体为聚乙烯亚胺烷基盐，所述整平剂为氯化硝基四氮唑蓝，所述抑制剂A为脂肪胺聚氧乙烯醚，所述抑制剂B为聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，所述抑制剂C为脂肪胺乙氧基磺化物。

2.根据权利要求1所述的一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，其特征在于，所述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂包含以下含量的组分：

3.根据权利要求1所述的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，其特征在于，所述脂肪胺乙氧基磺化物为AESS酸铜强走位剂。

4.根据权利要求1所述的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，其特征在于，所述酸铜走位剂为SLP线路板镀铜走位剂。

5.权利要求1或2或3或4所述的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照配方称取光亮剂、高温载体、整平剂、抑制剂A、抑制剂B、抑制剂C、酸铜走位剂，将各原料组分分别溶解于适量去离子水后混合均匀，然后加去离子水调至预定体积。

6.权利要求1或2或3或4所述的垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂在柔性线路板垂直连续电镀酸性镀铜中的应用。