[其他]化學鍍銅及其鍍浴

無效

• 申請號: 87102861
• 申請日: 1987-04-16
• 公開（公告）號: CN87102861A
• 公開（公告）日: 1987-12-09
• 發明（設計）人: 約翰·威爾伯特·米勒斯;吉爾·D·阿爾德森
• 申請（專利權）人: 礦山安全設備公司
• 主分類號: C23C18/40
• 分類號: C23C18/40
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 景星光

本發明涉及化學鍍銅，特別是一種含有一種銅鹽和二甲胺甲硼烷的鍍浴和一種從該鍍浴鍍銅的方法。

在各種基底上的化學鍍銅已有應用，例如印制線路板的制造。鍍浴中通常含有一種可溶性銅鹽、一種銅絡合或螯合劑、一種還原劑、穩定劑和光亮劑的添加劑。早期應用次磷酸鈉鹽還原劑的鍍浴是非常穩定的，但是鍍覆速率很低。現在廣泛應用的甲醛還原劑的鍍浴具有較快的鍍覆速率，但穩定性比次磷酸鹽鍍浴差。由于在工作場所中甲醛毒性的危害，因此希望避免應用甲醛鍍浴;氰化物經常被用作絡合劑，但它們也存在毒性危害性和處理的困難。

化學鍍銅傾向于在鍍覆停止時是自限止的，或者當有效的鍍層厚度被沉積以后鍍覆速率就會急劇地降低。通常在制造印電路板中，銅是電鍍在一種薄的一浸即被取出的觸擊化學鍍銅上面，化學鍍銅浴需要足夠的穩定性和回復壽命，以便能足夠迅速地在印刷電路板上鍍覆全部銅的厚度，適宜的厚度是1密耳（mil）或更大些。

在化學鍍銅浴中，二乙胺甲硼烷也是作為一種還原劑，美國專利3，370，526和“電鍍”（Vol.60，NO.5，P474-6????1973，5）中，Pearlstein和Wightman從含有硫酸銅鹽、EDTA二鈉鹽、DMAB和氫氧化銨的鍍浴中鍍積銅的觸擊鍍層;美國專利4，138，267中，Arisato和Korijama公開了一種鍍浴，該鍍浴含有甲硼烷還原劑、羥基取代乙二胺銅絡合劑，用堿性氫氧化物將PH調節到12～14，還含有氰化物或亞鐵氰化物穩定劑。二甲胺甲硼烷也被用在酸性和中性化學鍍銅浴中：美國專利4，143，186和3，431，120。

本發明是基于我們發現的一種化學鍍銅鍍浴，它不含甲醛和氰化物，非常穩定，也能以快的速率鍍覆厚的板，假如鍍覆中斷，鍍覆可以重新開始并且不會失去板的完整性，鍍層是高純度銅鍍層，復鍍時，例如化學鍍鎳，該鍍層不需進行表面處理，鍍浴補加容易并有長的回復壽命。

本發明的鍍浴主要包括一種可溶性銅鹽的水溶液、乙二胺四乙酸（EDTA）、二乙胺甲硼烷、亞硫基二乙酸、一和環氧乙烷和炔屬乙二醇的表面活性劑反應產品和將PH值調節到大約8.0～11.5的足量的氫氧化銨，為了得到實用的穩定性，鍍浴不能含有堿金屬離子。

在鍍浴的應用中，將被鍍覆的基底按任何常規方法進行表面處理后浸入到溶液中，該溶液應保持在能達到希望的鍍覆速率、但又低于鍍浴自發分解的溫度。該鍍浴適用于鍍覆注入模制印刷線路板、EMI/RFI塑料保護層、疊加的印刷線路板、半疊加的印刷線路板和可彎曲的印刷線路板。

典型的鍍浴在應用時是配制二種溶液的混合物，一種是含有銅鹽、絡合劑、穩定劑、表面活性劑和氫氧化銨的銅溶液，另一種是含有還原劑的還原劑溶液，應調節物料的比例以使最終混合的鍍浴中得到希望的濃度，PH值可用氫氧化銨調節。

因為水合硫酸銅價格便宜，所以主要采用水合硫酸銅，但是，通常能對鍍浴提供銅離子的任何可溶性銅鹽都可應用，例如，氯化銅、硝酸銅和醋酸銅，應用的量是使混合的鍍浴中的含量大約在0.6～6.4克/立升（以干鹽量計）之間，最好是大約3.2克/立升。

絡合劑EDTA的用量應使鍍浴中濃度達到大約在6～50克/立升之間，最好是12.25克/立升。本發明的鍍浴中不能應用常用的EDTA二鈉鹽。

采用穩定劑和表面活性劑的特別的結合將得到鍍浴的穩定性，穩定劑是亞硫基二乙酸S（CH₂CO₂H）₂（TDGA），鍍浴中的濃度大約在2.5～50毫克/立升之間，最好是10毫克/立升;穩定劑，包括含硫穩定劑，是被用來減小鍍浴自發分解這個老問題的，已經知道穩定劑濃度的微小變化會產生不理想的效果-降低或完全停止鍍覆反應。當與鍍浴中其它組分結合在一起應用時，亞硫基二乙酸不會明顯抑制鍍覆速率，穩定劑的濃度可以在相當寬的范圍內變化，并如上所述不會對鍍浴有毒性。因為穩定劑的濃度在每個回復中不必進行精確的調節，這個特性將使補加非常容易。

表面活性劑是一種環氧乙烷和一種炔屬乙二醇的加合物，其中-O-CH₂-CH₂-基團被插入到C-OH鍵之中，能從航空產品和化學品公司買到的Surfynol 400系列表面活性劑是特別適合，它們是環氧乙烷和2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇的加合物，結構式如下：