盲孔快速镀铜添加剂对填孔效果的影响及其作用过程

介绍了一种快速填盲孔电镀铜工艺,镀液组成和工艺条件是:CuSO_4·5H_2O 210 g/L,H_2SO_4 85 g/L,Cl~-50 mg/L,润湿剂C(环氧乙烷与环氧丙烷缩聚物)5~30 mL/L,整平剂L(含酰胺的杂环化合物与丙烯酰胺和烷基化试剂的反应产物)3~16 mL/L,加速剂B(苯基聚二硫丙烷磺酸钠)0.5~3.0 mL/L,温度23℃,电流密度1.6 A/dm~2,阴极摇摆15回/min或空气搅拌。研究了湿润剂C、整平剂L和加速剂B对盲孔填孔效果的影响。结果表明,润湿剂C与加速剂B用量对填孔效果的影响较大,而整平剂L用量的影响较小。最优组合添加剂为:整平剂L 8 mL/L,湿润剂C 15 mL/L,加速剂B 1.5 mL/L。采用含该添加剂的镀液对孔径100~125μm、介质厚度75μm的盲孔进行填孔电镀时,填孔率大于95%,铜镀层的延展性和可靠性满足印制电路板技术要求。此外,对添加剂填孔过程的研究表明,爆发期在起镀后的20~30 min,爆发期孔内的沉积速率是表面沉积速率的11倍以上。     

盲孔填孔电镀铜添加剂的研究

介绍了一种盲孔电镀铜工艺,镀液组成和工艺条件为:CuSO4·5H2O 200 g/L,H2SO475 g/L,Cl 55 mg/L,抑制剂(乙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯单丁醚)30 mL/L,整平剂(含氮杂环化合物)3 mL/L,加速剂(N,N二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠)2 mL/L,温度23°C,电流密度1.4 A/dm2,阴极摇摆16回/min,空气搅拌。研究了抑制剂、加速剂和整平剂对FR-4基材盲孔填孔效果的影响。结果表明,抑制剂和加速剂用量对盲孔填孔效果的影响较大,整平剂的影响较小。镀液中加入适宜含量的上述3种添加剂时,填孔效果良好,填孔率大于95%,所得铜镀层的延展性和可靠性满足印制电路板的应用要求。     

新型整平剂TS-L对铜电沉积的影响

通过极化曲线、电化学阻抗谱、计时电流等电化学测量方法研究了整平剂TS-L对铜电沉积的影响。基础镀液组成为:Cu SO_4·5H_2O 75 g/L,H_2SO_4 240 g/L,Cl~-60 mg/L。结果表明,TS-L会抑制铜的电沉积,有利于得到平整、光亮的镀层。随TS-L用量增大,其抑制作用增强。TS-L的用量为50 mg/L时,铜的电沉积由基础镀液的三维瞬时成核转变为三维连续成核。随TS-L质量浓度的增大,镀液的深镀能力提高。在电镀液中添加50 mg/L整平剂TS-L、10 mg/L光亮剂TS-S和600 mg/L抑制剂TS-W时,深镀能力为87%,铜镀层的延展性和可靠性满足印制线路板行业的应用要求。     

印制电路板电镀填盲孔的影响因素

以某公司电镀填盲孔的电镀液体系为研究对象,在500 m L哈林槽中模拟电镀线,系统地考察了电镀液配方(硫酸铜、硫酸、湿润剂、光亮剂、整平剂和氯离子的浓度以及添加剂相互作用)、电镀参数(电流密度和电镀时间)以及盲孔几何尺寸(深径比0.6∶1和1.07∶1)等化学和物理因素对FR-4基材盲孔电镀填孔的影响。以盲孔填孔率、凹陷度、表层镀铜厚度等指标综合评价盲孔填孔效果并用金相显微镜观察孔的横截面。结果表明,在适宜的电镀条件下,该电镀液体系对印制电路板盲孔的填孔效果良好。但是,适宜的电镀参数和电镀液配方与盲孔几何尺寸显著相关。     

工艺因素对滚镀镍镀液分散能力的影响

采用由100 g/L Ni_2SO_4·6H_2O、120 g/L NiCl_2·6H_2O、40 g/L导电盐、50 g/L H_3BO_3和适量BH-959系列复合光亮剂[按300 mL/(kA·h)补加]组成的镀液对铁基铰链滚镀镍。研究了温度、pH、施镀时间、滚筒转速及电流密度对滚镀镍液分散能力和镀层厚度的影响,得到最佳条件为:温度60°C,pH 4.4,电流密度4 A/kg,滚筒转速8 r/min,时间90 min。BH-959滚镀镍工艺在光亮剂消耗量、镀液分散能力等方面都优于行业同类工艺,目前该工艺已成功应用于广东某家具五金表面处理公司。     

添加剂对印制线路板微盲孔填铜效果的影响

在电流密度1.94 A/dm~2、温度25°C和空气搅拌的条件下,采用由220 g/L CuSO_4·5H_2O、0.54 mol/L H_2SO_4和4种添加剂组成的酸性镀铜液对PCB(印制线路板)微盲孔进行填充。所用添加剂包含Cl-、加速剂(聚二硫二丙烷磺酸钠,SPS)、抑制剂(聚乙二醇-8000,PEG-8000)和整平剂(4,6-二甲基-2-巯基嘧啶,DMP)。通过电化学阻抗谱和阴极极化曲线分析了上述4种添加剂的用量对微盲孔填充效果的影响。结果表明:当Cl-为30~60 mg/L、SPS为0.5~1.0 mg/L,PEG-8000为100~300 mg/L、DMP为1~7 mg/L时,填孔效率最佳,所得镀层表面结构均匀、致密,耐浸锡热冲击和抗高低温循环的性能良好,满足PCB的可靠性要求。     

焦磷酸盐溶液体系电镀白铜锡的添加剂研究

通过赫尔槽试验和方槽试验研究了新型添加剂K-1(胺类与环氧化合物的缩合物)用于焦磷酸盐溶液体系电镀白铜锡的镀液组成和工艺。结果表明,最佳镀液组成和工艺条件为:K_4P_2O_7·3H_2O 300 g/L,Sn_2P_2O_7 8 g/L,Cu_2P_2O_7·4H_2O 12 g/L,添加剂K-1 2.4~4.0 m L/L,还原剂2 g/L,p H 8.5~9.5,电流密度0.7~1.2 A/dm2,温度25°C。添加剂K-1作为光亮剂,具有细化晶粒的作用,但不具有整平能力,其用量为0.8~4.0 m L/L时均能得到Sn含量为45%~55%的白铜锡镀层。     

印制线路板电镀铜填盲孔添加剂的正交优化

在电流密度为1.94 A/dm~2,温度为25°C和空气搅拌条件下,采用由220 g/L CuS_O_4·5H_2O、53 g/L H_2SO_4、40~90 mg/L HCl和4种添加剂组成的酸性镀铜液对印制线路板盲孔(深径比4∶5)进行电镀填充。以盲孔填充率为指标,通过正交试验对作为添加剂的氯离子(Cl-)、聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、聚乙二醇(PEG-8000)和2-巯基吡啶(2-MP)的用量进行优化,得到添加剂的最优组合为:Cl-40 mg/L,SPS 1.5 mg/L,PEG-8000 200 mg/L,2-MP 0.5 mg/L。采用该配方进行盲孔电镀时,平均填孔率达到91.7%,且镀层表面结构均匀、致密,耐浸锡热冲击和抗高低温循环的性能良好,满足印制电路板对可靠性的要求。     

以烷基糖苷为载体的复合光亮剂对硫酸盐镀锌的影响

采用以烷基糖苷为载体光亮剂、香兰素为主光亮剂的复合光亮剂进行硫酸盐体系镀锌。镀液的主要组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 225g/L,Na_2SO_4 70g/L,Al_2(SO_4)_3 25g/L,烷基糖苷(APG0810)4mL/L,香兰素0.3g/L,ND-130辅助光亮剂0.1g/L,pH3.5~5.5,温度(25±5)°C,电流密度2A/dm~2,时间25min。表征了镀层的外观、微观形貌、结合力及耐蚀性。所得镀层厚度为8~12μm,光泽度高,表面粗糙度低,结晶致密,具有良好的结合力,铬酸盐钝化后可耐中性盐雾试验336h(无红锈)。     

无氰电镀高锡铜锡合金工艺

介绍了一种高锡含量的铜锡合金电镀工艺,镀液配方为:320~400g/L焦磷酸钾,5~12g/L焦磷酸铜,20~35g/L焦磷酸亚锡,5~10g/L柠檬酸钠,30~50g/L磷酸氢二钾,30~50g/L氨三乙酸,10~30mL/L配位剂,10~20mL/L光亮剂。讨论了镀液中各组分的含量及工艺条件(温度、电流密度、搅拌)对镀液和镀层性能的影响。给出了电镀常见故障的处理方法。     

亚硫酸盐／硫代硫酸盐体系无氰镀铜

采用黄铜和不锈钢为基体,以SO2-3/S2O2-3为还原剂和配位剂,胺化合物为配位剂,研究了一价铜无氰镀铜工艺,其镀液组成和操作条件为:CuCl2·2H2O 16.0～21.3 g/L,SO32-/S2O2-3 0.475 mol/L,胺化合物0.76 mol/L,H3BO3 36 g/L,葡萄糖0.38 mol/L,光亮剂(有机胺类化合物)0.04 mL/L,温度40℃,pH 8(以KOH调节),搅拌,电流密度0.5～2.0A/dm2.讨论了温度、pH、铜离子质量浓度和光亮剂体积分数对镀层质量及电流效率的影响,分别采用扫描电镜和X射线衍射表征了镀层的表面形貌和结构.结果表明,控制合适的条件可使电流效率超过90%.使用本工艺电镀时,应采用较高的镀液pH,但镀液在存置时宜控制在较低的pH.添加剂能提高镀液的整平性能,使铜镀层只出现(111)和(200)晶面,光亮度提高,晶粒更细小、致密,颗粒分布均匀.     

采用Minitab软件优化印刷线路板电镀盲孔的参数

利用Minitab软件的田口设计方法对印刷线路板盲孔镀铜的工艺参数进行优化,镀液成分为:Cu2+30~45 g/L,H2SO4180~260 g/L,Cl 60~80 mg/L,光亮剂8~15 mL/L。得出盲孔孔径及4个镀铜缸喷压的最佳值。在最佳条件下,铜厚和凹陷值均符合要求,从而省却了填孔后的减铜工序,降低了成本,缩短了生产周期。     

抗坏血酸对硫酸盐体系镍–铁合金镀液稳定性的影响

研究了抗坏血酸对硫酸盐体系电镀Ni–Fe合金镀液稳定性的影响,镀液(pH=4.2)组成为:NiSO_4·6H_2O 300 g/L,NiCl_2·6H_2O40 g/L,FeSO_4·7H_2O 0.75 g/L,H_3BO_3 30 g/L,十二烷基磺酸钠8 mg/L,抗坏血酸0.00~0.15 g/L。结果表明,抗坏血酸可抑制镀液中Fe~(2+)的氧化。当抗坏血酸质量浓度为0.10 g/L时,镀液的稳定性最好,镀层的耐蚀性得到提高。     

微波印制电路板电镀铜溶液优化及镀层性能

通过赫尔槽试验对微波印制电路板用光亮电镀铜的添加剂和其他组分的用量进行优化,得到分散能力和覆盖能力较好的配方:硫酸260 g/L,CuSO_4·5H_2O 60 g/L,Cl-60 mg/L,光亮剂(有机磺酸盐)1.0 mL/L,整平剂(杂环类化合物)20 mL/L。采用较佳配方在温度25°C、电流密度1.2 A/dm~2、阴极移动速率1.8 m/min、空气搅拌的条件下进行通孔电镀时,铜层的厚度、微观结构、附着力、可靠性、延展性、拉伸强度等性能均满足微波印制电路板电镀铜的质量要求,与后续电镀金工艺的兼容性良好。     

电镀金刚石线锯氨基磺酸盐预镀镍工艺

采用由500 g/L Ni(NH_2SO_3)_2·4H_2O、30 g/L H_3BO_3和30 g/L NiCl_2·6H_2O组成的镀液对高碳钢丝预镀镍,以制作晶体硅太阳能电池片切割用电镀金刚石线锯。研究了镀液pH、温度和电流密度对预镀镍层表面形貌、结合力和抗拉强度的影响。得到较优的预镀工艺条件为:pH4.5,温度55°C,电流密度3.5A/dm~2。该条件下所得预镀镍层细致、平整,与母线结合良好,抗拉强度达3 403.5 MPa。     

添加剂对高电流密度下通孔电镀铜的影响

通过测量25°C的计时电位曲线研究了聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、二甲基甲酰胺基丙烷磺酸钠(TPS)、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠(DPS)、3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS)、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠(SH110)和醇硫基丙烷磺酸钠(HP)这6种常用添加剂对高电流密度(3.0 A/dm2)下通孔电镀铜的影响。基础镀液为70 g/L硫酸+200 g/L五水合硫酸铜+60 mg/L氯离子,抑制剂为200 mg/L聚乙二醇(PEG-10000),整平剂为1 mg/L健那绿(JGB)。结果表明,镀液中单独加入抑制剂时镀液的分散能力没有提高,而MPS的去极化能力过强,能抵消抑制剂和整平剂的作用。采用100 mg/L PEG-10000+1 mg/L TPS+1 mg/L JGB作为添加剂时,镀液的分散能力为82%,所得通孔镀铜层热应力情况较好。     

三价铬镀液沉积黑铬镀层的研究

通常黑铬的电镀都是采用六价铬的镀液,但镀液的毒性大,污染环境,效率低。三价铬毒性比六价铬小得多,效率也较高,但镀液不稳定,颜色晦暗,附着力差。本文作者通过试验,提出了用三价铬电镀黑铬的槽液组成:CrCl_3.6H_2O 53.6 g/L,(NH_4)2C_2O_450.0g/L,H_3BO_31.2g/L,NH_4C180g/L,CoCl_2.6H_2O2.8g/L,BaCO_37.6g/L(用于除去S0_4~(2-)),H_2C_2O_46.0g/L。并且指出,在此电镀液组成的条件下,草酸的含量是形成合格镀层的关键。     

氨基乙酸对硫酸盐体系电镀镍?铁合金的影响

在由300 g/L NiSO_4·6H_2O、40 g/L NiCl_2·6H_2O、0.75 g/L FeSO_4·7H_2O、30 g/L H_3BO_3、8 mg/L十二烷基磺酸钠组成的Ni–Fe合金电镀液(pH=4.2)中,研究了氨基乙酸(0.00～0.60 g/L)对其稳定性及从中所得镀层性能的影响。结果表明,氨基乙酸可与Fe~(2+)配位,抑制Fe~(2+)的氧化,提高镀液稳定性。当氨基乙酸质量浓度为0.20 g/L时,镀液的稳定性最好,镀层的耐蚀性较好。     

新型化学镀镍光亮剂的研究

采用正交试验对以铋盐和吡啶衍生物为主要成分的新型化学镀镍复合光亮剂的组成进行了优化,化学镀镍液的组成及工艺条件为:NiSO4·6H2O25g/L,NaH2PO2·H2O28g/L,CH3COONa15g/L,苹果酸6g/L,乙酸10mL/L,乳酸10mL/L,装载量1.0dm2/L,pH4.5～5.5,80～85°C,20～30min。得到光亮剂的最佳组成为:Bi(NO3)36mg/L,白屈菜氨酸或邻菲啰啉2mg/L,十二烷基磺酸钠2mg/L,CuSO4·5H2O2mg/L。化学镀镍液中加入新型复合光亮剂后,可制得几乎为镜面光亮的、耐蚀性和结合力良好的镍镀层。该光亮剂的用量小,对镀速影响较小(仍在20μm/h以上)。     

国外专利信息

正制备高择优取向镀铜层的方法本发明提供了一种制备高择优取向镀铜层的方法。镀液成分为:硫酸铜120～200g/L,硫酸50～150g/L,润湿剂100～1 000mg/L,光亮剂5～50mg/L,整平剂40～100mg/L。采用磷铜阳极,电流密度范围为1～18A/dm2。电镀过程中,采用机械搅拌确保镀液成分均匀,提高扩散传质效率。