一种高TP值软板电镀液及电镀方法与流程

本发明属于电镀铜技术领域，涉及一种高tp值软板电镀液及电镀方法。

背景技术：

电子产品的快速发展也推动了印刷电路板(pcb)的技术发展，pcb是连接各个电子元件的基板，在平面内主要依靠曝光蚀刻后形成的铜线路连接，而在层与层之间需要通过金属化的孔实现互联。目前，pcb行业的快速发展使得对软板的需求越来越多，软板需求量以每年10％的速度增加。随着电子产品小型和精细化，对软板提出了新的要求。软板的线路越来越精细，25um的线路是常规需求，传统的通孔镀铜能力已经不能满足业界的需求，业界提出了需要双面软板的通孔tp(即深镀能力，throwingpower)达到150％以上，同时能使用高电流密度。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高tp值软板电镀液，其总有机含碳量低，电镀铜的延展性和热冲击可靠性高，软板的通孔tp值高，同时可以使用高的电流密度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高tp值软板电镀液，所述电镀液包含a-e组份，其中，

所述a组份为无水硫酸铜；

所述b组份为硫酸；

所述c组份为氯化物；

所述d组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物；

所述e组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物。

需要说明的是，本发明所指的高tp值指的是双面软板的通孔tp(即深镀能力)达到150％以上，尤其指双面软板的通孔tp高于200％。

本发明中，所述d组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠的混合物；聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；所述混合物还可以为三种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；所述混合物还可以为四种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；所述混合物也可以为五种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物。

所述e组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物，例如所述e组份为聚乙二醇、聚丙醇的混合物，聚乙二醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物，聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物；所述混合物也可以为三种的混合物，例如所述e组份为聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。

所述a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为(15～200):(50～350):(0.05～0.2):(0.001～0.01):(2～50)。

本发明中，所述无水硫酸铜的质量浓度为15～200g/l，例如无水硫酸铜的质量浓度为15g/l、20g/l、30g/l、40g/l、50g/l、60g/l、70g/l、80g/l、90g/l、100g/l、110g/l、120g/l、130g/l、140g/l、150g/l、160g/l、170g/l、180g/l、190g/l、200g/l；优选为50～100g/l。

本发明中，所述硫酸的质量浓度为50～350g/l，例如硫酸的质量浓度为50g/l、60g/l、70g/l、80g/l、90g/l、100g/l、110g/l、120g/l、130g/l、140g/l、150g/l、160g/l、170g/l、180g/l、190g/l、200g/l、210g/l、220g/l、230g/l、240g/l、250g/l、260g/l、270g/l、280g/l、290g/l、300g/l、310g/l、320g/l、330g/l、340g/l、350g/l；优选为100～200g/l。

本发明中，所述氯化物的质量浓度为5～200mg/l，例如氯化物的质量浓度为5mg/l、10mg/l、15mg/l、20mg/l、25mg/l、30mg/l、35mg/l、40mg/l、45mg/l、50mg/l、60mg/l、70mg/l、80mg/l、90mg/l、100mg/l、110mg/l、120mg/l、130mg/l、140mg/l、150mg/l、160mg/l、170mg/l、180mg/l、190mg/l、200mg/l；优选为50～100mg/l。

本发明中，所述d组份的质量浓度为0.001～0.01g/l，例如所述d组份的质量浓度为0.001g/l、0.002g/l、0.003g/l、0.004g/l、0.005g/l、0.006g/l、0.007g/l、0.008g/l、0.009g/l、0.01g/l，优选为0.05～0.01g/l。

本发明中，所述e组份的质量浓度为2～50g/l，例如所述e组份的质量浓度为2g/l、3g/l、4g/l、5g/l、10g/l、15g/l、20g/l、25g/l、30g/l、35g/l、40g/l、45g/l、50g/l，优选为10～30g/l。

作为本发明的优选方案，一种高tp值软板电镀液，所述电镀液包含a-e组份，其中，

所述a组份为质量浓度为15～200g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为50～350g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为5～200mg/l的氯化物；

所述d组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物，所述d组份的质量浓度为0.001～0.01g/l；

所述e组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物，所述e组份的质量浓度为2～50g/l。

本发明的目的之二在于提供一种高tp值软板电镀液的电镀方法，将带有通孔的基材浸入所述的高tp值软板电镀液中，以所述带有通孔的基材为阴极在通电下进行电镀。

上述电镀方法中，本发明中孔的高度不大于3.5mm，优选为0.025～1mm，进一步优选为0.05～0.5mm；孔的孔径不大于1000μm，优选为30～300μm，进一步优选为60～150μm。

本发明中，所述通电的电流密度为5～50asf，例如通电的电流密度为5asf、10asf、15asf、20asf、25asf、30asf、35asf、40asf、45asf、50asf。

优选地，所述电镀液的ph值为<0.5，例如ph值为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5；

优选地，所述电镀铜层的厚度为10～25um，例如电镀铜层的厚度为10um、11um、12um、13um、14um、15um、16um、17um、18um、19um、20um、21um、22um、23um、24um、25um。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的高tp值软板电镀液的总有机含碳量低，cod为500～5000，电镀铜的延展性和热冲击可靠性高，软板的通孔tp值高，tp值最高达400％，同时可以使用高的电流密度，最高的电流密度为50asf。

附图说明

图1为本发明的实施例1制得的高tp值软板电镀液对基材电镀后的效果图；

图2为本发明的实施例2制得的高tp值软板电镀液对基材电镀后的效果图。

具体实施方式

下面结合附图1-2并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的高tp值软板电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为100g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为200g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为100:200:0.15:0.003:15。

将带有通孔的基材浸入上述高tp值软板电镀液中，以所述带有通孔的基材为阴极在通电下进行电镀，对基材电镀后的效果如图1所示，由图1可以看出，通孔经镀铜后被很好地镀好。通电电流密度为35asf，电镀液的ph值<0.5，经电镀后通孔tp值为300％。

对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性、挠折性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性、挠折性良好；通过5次耐热冲击无分层、爆板现象。

实施例2

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的高tp值软板电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为100g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为200g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为脂肪胺聚氧乙烯醚。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为100:200:0.15:0.005:20。

对基材的电镀方法与实施例1相同，对基材电镀后的效果如图2所示，由图2可以看出，通孔经镀铜后被很好地填平。通电电流密度为25asf，电镀液的ph值<0.5，经电镀后通孔tp值为200％。

对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性、挠折性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性、挠折性良好；通过5次耐热冲击无分层、爆板现象。

实施例3

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的高tp值软板电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为200g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为100g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为100mg/l的氯化物；

所述d组份为3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为200:100:0.1:0.001:50。

对基材的电镀方法与实施例1相同。通电电流密度为50asf，电镀液的ph值<0.5，经电镀后通孔tp值350％。

对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性、挠折性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性、挠折性良好；通过5次耐热冲击无分层、爆板现象。

实施例4

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的高tp值软板电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为30g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为50g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为脂肪胺聚氧乙烯醚。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为30:50:0.15:0.002:15。

对基材的电镀方法与实施例1相同。通电电流密度为40asf，电镀液的ph值<0.5，经电镀后通孔tp值400％。

对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性、挠折性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性、挠折性良好；通过5次耐热冲击无分层、爆板现象。

实施例5

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的高tp值软板电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为180g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为270g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为180mg/l的氯化物；

所述d组份为3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为180:270:0.18:0.002:15。

对基材的电镀方法与实施例1相同。通电电流密度为30asf，电镀液的ph值<0.5，经电镀后通孔tp值220％。

对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性、挠折性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性、挠折性良好；通过5次耐热冲击无分层、爆板现象。

本发明的高tp值软板电镀液的总有机含碳量低，电镀铜的延展性和热冲击可靠性高，软板的通孔tp值高，tp值最高达400％，同时可以使用高的电流密度，可广泛用于软板的精细通孔镀铜。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。