[发明专利]一种化学镀铜液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学镀铜领域，尤其涉及一种化学镀铜液及其制备方法。

背景技术

自20世纪40 年代Brenner和Ridlell 首先开发化学镀铜技术以来，经过半个世纪的努力，这种技术已在国民经济的各个领域得到了应用。化学镀铜在化学镀中占有十分重要的地位，目前已广泛应用于非金属电镀的底层、印制板的孔金属化和电子仪器的电磁屏蔽层等各个方面。

目前，大多数商品化学镀铜溶液采用甲醛作为还原剂，反应过程中存在两个基本化学反应，即： 

Cu²⁺ + 2e → Cu；

2HCHO + 4OH^- → H₂↑+ 2H₂O + 2HCOO^- + 2e。

总反应式可表示为：

Cu²⁺ + 2HCHO + 4OH^- → Cu + H₂↑+ 2H₂O + 2HCOO^- 。

在化学镀铜的过程中，除铜离子在催化表面进行被甲醛还原成金属铜之外，还存在许多副反应，例如包括：

康尼查罗(Cannizzaro)反应： 2HCHO + OH^- →CH₃OH + HCOO^-

非催化型反应： 2Cu²⁺ + HCHO + 5OH^- →Cu₂O↓+ 2HCOO^- + 3H₂O。

氧化亚铜也可能被进一步还原成微粒铜，即：

Cu₂O+ 2HCHO + 2OH^- →2Cu↓+ 2HCOO^- + H₂↓+ H₂O。

上述副反应不仅消耗镀液中的有效成分，而且产生的氧化亚铜易悬浮在镀液中难以除去，引起镀液分解，若与铜共沉积，得到的铜沉积层疏松粗糙、与基体结合力差。

化学镀铜溶液主要是由铜盐、还原剂、络合剂、稳定剂、pH值调节剂和其他添加剂组成。例如，CN101122016A公开了一种以EDTA为络合剂的化学镀铜液，由15-20g/L的硫酸铜、8-14mL/L的甲醛、12-16g/L的乙二胺四乙酸二钠、10-100mg/L的亚铁氰化钾以及16g/L的氢氧化钠稀溶液组成。该化学镀铜液的稳定性仍较差，且只能在低温下使用，限制了化学镀的活性与镀速，镀层的质量较差，表面不够致密。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的化学镀铜液稳定性较差、且只能在低温下使用，限制了化学镀的活性与镀速的技术问题。

本发明提供了一种化学镀铜液，所述化学镀铜液中含有铜盐、络合剂、稳定剂、还原剂和表面活性剂，所述化学镀铜液中还含有端羟基聚氧化丙烯醚和三硫-异硫脲-丙磺酸钠盐。

本发明还提供了所述化学镀铜液的制备方法，包括先将铜盐、络合剂、稳定剂、还原剂、表面活性剂、端羟基聚氧化丙烯醚和三硫-异硫脲-丙磺酸钠盐分别溶于水制备各自的水溶液，然后将铜盐水溶液与络合剂水溶液先混合，再与其它水溶液混合，即得到所述化学镀铜液。

本发明提供的化学镀铜液，通过在常用的化学镀铜液中新增端羟基聚氧化丙烯醚和三硫-异硫脲-丙磺酸钠盐，能有效改善镀液的活性和稳定性，能起到化学反应桥梁的作用，加速电子的转移，从而加强工件的催化活性；其中端羟基聚氧化丙烯醚能屏蔽镀液中的杂质离子，抑制一价铜离子副反应的发生，同时也可以包裹溶液中产生的铜颗粒阻止其继续反应变大，保证镀层质量；三硫-异硫脲-丙磺酸钠盐铜盐可以抑制镀铜过程中的各种副反应，保证镀液的长时间稳定性。    

具体实施方式

本本发明提供了一种化学镀铜液，所述化学镀铜液中含有铜盐、络合剂、稳定剂、还原剂和表面活性剂，所述化学镀铜液中还含有端羟基聚氧化丙烯醚和三硫-异硫脲-丙磺酸钠盐。

本发明提供的化学镀铜液，通过在常用的化学镀铜液中新增端羟基聚氧化丙烯醚和三硫-异硫脲-丙磺酸钠盐，能有效改善镀液的活性和稳定性，能起到化学反应桥梁的作用，加速电子的转移，从而加强工件的催化活性。