[發明專利]一種用于PCB通孔金屬加厚的酸性硫酸鹽電鍍銅組合添加劑

有效

• 申請號: 202110477776.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113337857B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 孫世剛;王趙云;金磊;楊家強;李威青;楊防祖
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;H05K3/42
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;姜謐

本發明公開了一種用于PCB通孔金屬加厚的酸性硫酸鹽電鍍銅組合添加劑，由載體阻化劑、細化劑和均鍍劑以100?800∶0.5?10∶1.5?20的質量比組成，且載體阻化劑在酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液中的濃度為100?800mg/L，該酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液以水為溶劑，含有60?90g/L五水硫酸銅、160?240g/L濃硫酸和0.04?0.08g/L氯離子。本發明在使用條件范圍內，能夠有效降低鍍液表面張力，細化銅層顆粒，實現PCB厚徑比高的通孔(12∶1)均勻電鍍加厚，分散能力值高。

技術領域

本發明屬于電子電鍍技術領域，具體涉及一種用于PCB通孔金屬加厚的酸性硫酸鹽電鍍銅組合添加劑。

背景技術

隨著高密度互連印制電路板中孔尺寸的不斷縮小，PCB層數不斷增加，孔的厚徑比增大，PCB上通孔銅金屬化是實現高密度互連的關鍵技術之一。PCB通孔因其特殊的幾何結構，導致電流在孔內和孔表面分布不均勻；金屬離子和添加劑的轉移速率也不同，使得銅鍍層在孔內壁難以達到良好的均勻性。酸性電鍍銅鍍液中加入組合添加劑，可以使 PCB通孔電鍍實現均勻加厚沉積。這不僅有利于實現不同PCB層的電氣互連，還可以為 PCB板上電子元件的引腳提供焊點，從而提升電子產品的可靠性。因此，發明具有高分散能力、適用于PCB高厚徑比通孔電鍍銅的添加劑具有重要的工業應用價值。

CN105734623A公開了一種酸性鍍銅添加劑，添加劑為0.1～10g/L的二硫化物、1～100g/L的聚乙二醇、0.1～5g/L的烷基季銨鹽型陽離子表面活性劑以及0.1～4ml/L甲醛。該添加劑組合能顯著提高酸性鍍銅液的分散能力，滿足厚徑比為8：1的通孔均勻加厚要求，但該添加劑組合中含有有毒的甲醛。CN103572335A公開了一種通孔電鍍銅溶液的制備方法，所述電鍍銅溶液中添加劑分別為2-巰基苯并咪唑和乙撐硫脲混合物(光亮劑)、聚乙二醇(載運劑)以及聚乙烯基咪唑鎓和N-乙烯基咪唑與環氧化合物聚合物的混合物(整平劑)。該添加劑組合能夠使PCB通孔酸性鍍銅分散能力達到95％以上，且鍍層致密平整，延展性好；但該添加劑組合僅適用于通孔厚徑比6以下的通孔電鍍。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種用于PCB通孔金屬加厚的酸性硫酸鹽電鍍銅組合添加劑。

本發明的技術方案如下：

一種用于PCB通孔金屬加厚的酸性硫酸鹽電鍍銅組合添加劑，由載體阻化劑、細化劑和均鍍劑以100-800∶0.5-10∶1.5-20的質量比組成，且載體阻化劑在酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液中的濃度為100-800mg/L，該酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液以水為溶劑，含有60-90g/L五水硫酸銅、160-240g/L濃硫酸和0.04-0.08g/L氯離子；

載體阻化劑為聚乙二醇十二烷基醚、硬脂醇聚醚、聚乙二醇醚、油醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚醚、聚乙烯醇、聚氧乙烯山梨糖醇酐單棕櫚酸酯或聚乙二醇硬脂酸酯；

細化劑為硫代乳酸、L-甲硫氨酸、3-巰基丙酸、2-甲基-2-丙亞磺酰胺、β-巰基乙胺、硫代氨基脲、烯丙基硫脲、脒基硫脲、4-羥基苯硫酚、3-甲硫基-1,2,4-三嗪或2,7-二羥基萘-3,6-二磺酸鈉。

均鍍劑為葉酸、吡啶二羧酸、3-吡啶磺酸、2-氨基-5-巰基-1,3,4-噻二唑、6-氯-1-羥基苯并三氮唑、甲基橙、堿性紅、龍膽紫、羅丹明、次黃嘌呤、6-甲基-2-吡啶腈、1,10-菲咯啉、磺胺吡啶、1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚、十二烷基二甲基胺乙內酯或1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。

上述載體阻化劑在酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液中的濃度高于800mg/L，會導致銅離子沉積極大被抑制，沉積速率變慢；濃度低于100mg/L，會導致鍍層粗糙；

上述細化劑在酸性硫酸鹽電鍍銅鍍液中的濃度高于10mg/L，會導致孔內部沉積速度過快，鍍層易粗糙、顆粒大，鍍層平整性差；濃度低于0.5mg/L，會導致孔內部銅沉積速率較慢，通孔內部鍍層厚度薄；