[发明专利]一种化学沉铜液的组成及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学沉铜液，尤其涉及一种用于多层电路板电镀的化学沉铜液。

背景技术

电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性和表面美观。

在电路板制造技术中，最关键的就是沉铜工序。它的主要作用是使双面和多层印制电路板的非金属孔通过氧化还原反应在孔壁上沉积一层均匀的导电层，再经过电镀加厚镀铜，达到回路的目的。要达到此目的就必须选择性能稳定、可靠的化学沉铜液和制定正确的、可行的和有效的工艺程序。

发明内容

本发明提供了一种化学沉铜液，该化学沉铜液溶液稳定、操作简单，可获得优良的沉积层，尤其适于多层电路板电镀。

该化学沉铜液的组成包括硫酸铜、甲醛、EDTA、柠檬酸钠、氢氧化钠、吡啶类物质、炔醇聚合物以及聚乙二醇，主要组成成分的作用如下：

硫酸铜是溶液中的主盐，提供二价铜离子来源；

甲醛是还原剂；

EDTA与柠檬酸钠是络合剂，主要作用是使铜呈溶解的络合状态存在，防止二价铜离子在碱性介质中产生Cu(OH)₂沉淀，同时还可以控制二价铜离子的浓度。具有缓冲作用，以维持溶液的pH值。

氢氧化钠使溶液保持一定的pH值，因为甲醛在碱性条件下，才具有还原作用。

吡啶类物质、炔醇聚合物以及聚乙二醇是稳定剂，具有使沉铜液稳定和改善铜层性能，防止产生副反应。

该化学沉铜液由四种沉铜原液组成，使用前将四种沉铜原液按一定的比例及顺序混合制备沉铜液。该方法操作简单，使用方便。沉铜液稳定性高，在经过多次补加后，溶液仍有高度稳定能力。

一种化学沉铜液的制备方法，包括四种沉铜原液的制备：

原液A：将1L硫酸溶于35L纯水中，依次加入178～183kg硫酸铜、177～182甲醛、80～90kg柠檬酸钠和4.9～5.1L炔醇聚合物，循环过滤；

原液B：将265～275kg氢氧化钠与水以1∶1(重量比)溶解，冷却至室温，加入95～105kg EDTA，再加入798～802g聚乙二醇；

原液M：将19.5～21kg氢氧化钠与水以1∶1(重量比)溶解，依次加入168～172kg柠檬酸钠以及195～205kg EDTA；

原液C：将500L工业酒精以1∶1(体积比)溶于水中，加入4kg联吡啶；

本发明提供的化学沉铜液可于30分钟内沉积2.5～3.0微米的铜层，沉积层纯净细密，导电性好，没有内应力，且抗氧化性好，在树脂上或玻璃纤维上都有很好的覆盖力，尤其适宜于多层电路板电镀。

通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

具体实施方式

本发明提供的一种化学沉铜液的具体实施例如下：

本发明提供的化学沉铜液，由四种沉铜原液组成，分别如下：

原液A：含铜量44g/L，含甲醛量65g/L的浓溶液；

原液M：含游离子EDTA 18～20g/L的浓溶液；

原液B：含氢氧化钠250g/L的浓溶液；

原液C：含联吡啶4g/L的溶液。

使用前将该四种沉铜原液按如下比例(重量比)及先后顺序混合制备沉铜液，具体实施方式如下：取去离子水(80％)，先加入原液M(10％)，然后加入原液A(6％)，再加入原液B(4％)，最后加入原液C(0.3ml/L)

制备该化学沉铜液，首先需要制备四种沉铜原液，制备1000L沉铜原液的具体实施过程如下：

原液A：将1L硫酸溶于35L纯水中，依次加入180kg硫酸铜、180kg甲醛、85kg柠檬酸钠和5L炔醇聚合物，循环过滤；

原液B：将270kg氢氧化钠与水以1∶1(重量比)溶解，冷却至室温，加入100kgEDTA，再加入800g聚乙二醇；

原液M：将20kg氢氧化钠与水以1∶1(重量比)溶解，依次加入170kg柠檬酸钠以及200kgEDTA；

原液C：将500L工业酒精以1∶1(体积比)溶于水中，加入4kg联吡啶。