制线路板酸性镀铜整平剂的合成与应用
PCB酸铜通孔整平剂HLC的合成及性能研究
加于试样①的电流密度为 2.16A/dm（2 20A/ft2），施加于试样②的 电流密度为 3.24A/dm（2 30A/ft2），电镀时长为 80 分钟。按照上述 方法分析镀铜试样确定镀液的电镀本领“( TP”）、结节形成和裂 纹百分率。
1 合成步骤
室温下在烧瓶中加入一定量的吡啶衍生物 A、吡啶衍生物 B 和含环氧基的化合物 C，接着加入去离子水并开始加热。随 着反应温度的升高最初的白色悬浮液渐渐消失，保持 98℃继续 加热 2 小时，之后加入一定量的浓硫酸调 PH 至中性，此时溶液 变成透明的琥珀色。该琥珀色溶液再加热 4 小时后停止加热， 冷却至室温可得到紫色的反应产物 HLC，其参数如下：
综合管理
加入 3 滴试亚铁灵、滴定硫酸亚铁铵标准溶液并记录消耗量；
（5）同步空白试验，记录标准硫酸亚铁铵标准溶液用量[4]。
在完成具体实验操作步骤后，我们就可以应用实验获得的
数据进行具体的污水化学需氧量求得，这一污水化学需氧量求
得需要应用公式
COD(O2,mg/L) (V0
- V1) × c × 8 × 1000 V
图 1 酸性镀铜通孔整平剂 HLC 合成示意图 表 1 含不同浓度 HLC 的镀液的电镀数据
试样① 试样① 试样① 试样② 试样② 试样②
浓度（毫克/ 升） 10 20 40 10 20 40
TP（%）
75 77 78 78 80 81
结节
裂纹（%）
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
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2017 年 05 月
关键词：PCB;酸性镀铜;通孔;盲孔;整平剂
21 世纪人类进入了高度信息化社会，电子产品越来越趋向 于小型化、多功能化，这促使电子元件安装基板的 PCB 向多层 化、高密度化方向迅速发展，现阶段 PCB 板上的微孔数量越来 越多，孔径越来越小，这也对 PCB 酸性镀铜制作过程中对通孔、 盲孔中的镀层的均匀性提出了新的要求。市面上使用较为广 泛的 PCB 酸性镀铜通孔、盲孔添加剂均被国外几家大公司所拥 有，如乐思公司、安美特公司、罗门哈斯公司等。为满足 PCB 生 产新的要求，克服现有国内 PCB 酸性镀铜通孔、盲孔添加剂存 在的缺点和镀铜不均匀问题，作者合成了一种新型的 PCB 酸性 镀铜通孔整平剂 HLC，提供了加有该中间体的酸铜镀液的参考 配方，并进行了初步验证和探讨。
酸性镀铜光亮剂
酸性镀铜光亮剂酸性镀铜光亮剂的研究可以追溯到20世纪40年代。
最早采用的光亮剂是硫脲和硫脲的衍生物。
当时被称为初级光亮剂(prima— ry brightener)。
并同时加入少量的表面活性剂作为润湿剂(wet—ring agent)。
最初采用的整平剂是有机染料。
有机染料被称为第二级添加剂(secondary addition agents)。
有机多硫化物(organic poly sulfide compound)的研究和利用大大提升了酸性镀铜工艺的性能。
近廿多年来通过对表面活性剂、有机多硫化物、染料等成分的筛选和组合，获得了高光亮和整平的镀层。
酸性光亮镀铜工艺已基本完善。
(一)有机染料的研究状况有机染料是酸性镀铜工艺中最早采用的整平剂和第二级添加剂。
采用的有机染料品种较多。
有吩嗪染料、嚼嗪染料、三苯甲烷染料、二苯甲烷染料、噻嗪染料、酞菁染料、酚红染料等。
Udy— lite公司、Payton公司、Lea-Ronal公司、M&T公司、oxy公司、 Bell实验室等都进行了很多的研究。
下面分别介绍这几类染料的结构、代表物质和使用浓度。
1．酸铜光亮剂常用的染料(1)吩嗪染料(phenazine dyes) 吩嗪染料是指分子结构中含有C6 H4：Nz：C6 H4吩嗪基团的染料。
通式其中 R1、R2——H、甲基、乙基；X——Cl一、Br一、l一、F一、SO42一，NO3—等；Z——苯、萘及其衍生物。
代表物如下。
①二乙基藏红偶氮二甲基苯胺，商品名：健那绿②二乙基藏红偶氮二甲基酚，商品名：健那黑③藏红偶氮苯酚，商品名：健那蓝上述有机染料的使用浓度为0．0015～0．05g／L，最佳用量为0．015g／L。
这几种染料既可单独使用，也可以混合使用。
共用量之和仍然为0．0015～0．05g／L。
吩嗪染料的作用在于极大地改善光亮剂的整平能力并且扩大光亮范围。
(2)噻嗪染料(thiazine dyes) 噻嗪基是指一个六元环中含有氮和硫杂原子的基团：C4 H4NS。
酸性镀铜工艺及添加剂使用
酸性镀铜工艺及添加剂使用刘强高级工程师1. 前言全光亮酸性镀铜工艺参数即基础成分和操作参数严格按照电镀产品要求确定：要求最高光亮度和最高填平速度的铜酸比（五水硫酸铜与硫酸之比）最高可达到4.6，硫酸铜最高可达到230g/l，硫酸最低可达50g/l；随着对均镀能力和走位深度要求的提高，必须通过调低对最高光亮度和最高填平速度的要求，装饰性电镀铜酸比最低可降至1.8，硫酸铜最低可降至150g/l，硫酸最高可达到85g/l。
对于均镀能力和走位深度要求极高的线路板行业电镀铜，铜酸比最低可降至0.33，硫酸铜最低可降至50g/l，硫酸最高可达到150g/l。
因此全光亮酸性镀铜工艺的逻辑是：①硫酸铜与硫酸的维护方向因同离子效应限制，填平光亮和均匀走深要求重点的限制而完全相反；②要提高填平速度和出光光亮度，就要提高铜酸比和硫酸铜绝对含量，牺牲部分均镀能力和走位深度；要提高均镀能力和走位深度，就要降低铜酸比和硫酸铜绝对含量，牺牲部分填平速度和出光光亮度。
通过对铜酸比和硫酸铜含量的检测，就能知道在0.33-4.6铜酸比所处的位置，以及当前位置是填平光亮度不能满足要求还是均匀走深度不能满足要求。
当铜酸比、硫酸铜策略确定后，添加剂的抑制比策略应与铜酸比策略大方向一致以保持重点要求最佳化，局部相对抗，以防一边倒产生均匀走深或填平出光性能恶化。
镀液高低区沉积速度相对均衡。
例如对于填平出光型镀液，硫酸铜很高，硫酸很低，填平剂、开缸剂要低，光亮剂要高，当低位走深和均匀度不能满足要求时适当提高提高填平剂、开缸剂比例；对于均匀走深型镀液，硫酸铜很低，硫酸很高，填平剂、开缸剂要高，光亮剂要低，当填平出光速度不能满足要求时适当提高提高光亮剂比例；要达到良好的效果，不仅高低铜酸比充分发挥其长,更关键在于添加剂杨其长，避其短，力量均衡。
对填平出光要求低对均匀走深要求高的产品，大比例使用光亮剂，不仅浪费，而且导致低位达不到要求；对填平出光要求高对均匀走深要求低的产品，大比例使用填平剂、开缸剂导致出光填平速度慢，低位孔隙难填平，发黑发暗，高位电流范围被压缩，易起雾朦，甚至烧焦。
酸性镀铜添加剂成分作用
酸性镀铜光亮剂配方摘要：要获得良好的酸性镀铜层，关键在于选择性能优良的酸铜光亮剂，而酸铜光亮剂开发的关键在于中间体的选择和复配。
本文介绍了酸铜光亮剂一般组成、常用的中间体及其作用以及复配方法。
详细说明了SF-610酸性光亮镀铜的工艺配方和操作条件，通过对比试验，对SF-610酸铜光亮剂进行了综合评价，结果表明，SF-610光亮剂性能优良，能和高质量的进口酸铜添加剂相媲美。
关键词：酸性镀铜；光亮剂；中间体；复配方法；评价试验1前言酸性镀铜工艺适用于作为装饰电镀层的中间镀层，用于电镀各种灯饰、五金工具和日用品，也广泛用于塑料电镀、PCB电镀和电铸等[1]。
由于镀液成分简单、成本低、电流效率高、允许电流密度大、沉积速度快、能获得极光亮和整平的镀层，且极具装饰效果而在生产中获得了广泛的应用，特别在装饰性电镀中，采用厚铜薄镍，是应对高价镍时代的有效方法。
要达到酸性镀铜良好的效果和充分发挥其长处，关键在于光亮剂[2]。
酸铜光亮剂的开发关键在于中间体的选择和复配。
性能优良的光亮剂应具有光亮整平能力强、光亮范围宽、镀层应力小、延展性和韧性好、稳定且分解产物少、工作温度范围宽、不容易产生针孔麻点等特点。
近几年来染料体系的酸铜光亮剂在生产上得到广泛的应用，但生产高质量的产品仍然需要使用价格较贵的进口添加剂。
这些添加剂分解产物少，填平较好，不易起针孔麻砂。
采用高质量的中间体原材料，复配出质优价廉的以染料为基础的酸铜添加剂，是国内电镀工作者的当务之急。
我司通过几年的试验和实践，引进国外高特种原材料，开发出SF-610酸性镀铜系列添加剂，性价比高于同级别的进口添加剂。
2酸性镀铜光亮剂中间体酸铜光亮剂一般由载体、光亮剂、整平剂、润湿剂组成。
2.12.1载体(分散剂)快速地吸附到所有受镀表面并均一地抑制电沉积，整平剂(a)和光亮剂(b)的交互作用导致产生均匀的表面光亮度。
载体在酸性镀铜电解液中，若单独加入光亮剂，对镀层的光亮效果不显著，还必须加入表面活性剂才能获得光亮和具有一定整平性的镀层[3]。
酸性镀铜光亮剂配方浅谈
酸性镀铜光亮剂配方浅谈
此工艺用作装饰性酸性镀铜,适用广泛,不仅可用于钢铁件、锌合金工件上电镀,得到极佳的光亮度、整平性。
在塑料等工件上使用也能达到同样优良的效果。
特点
1.在广阔的电流密度范围内,可获得快速镜面光亮及特高整平性。
并且不容易产生针孔
及麻点。
2.镀层延展性能良好,内应力低,对镍层的结合力好,是理想的电镀层。
3.温度较高时,在低电流区不会明显降低光亮度,并在较短时间内获得高光亮镀层。
4.工作温度范围广，18-38℃都可得到较好的效果。
5.操作简便，光剂消耗量少。
6.光亮剂稳定性较高。
光亮剂加入染料，研究者对十几种染料进行了筛选，最终确认甲基紫和藏花红对扩展低DK区光亮性有效，但同时指出，加入染料后使用一些时间后，镀层易起麻点。
氯离子
过多过少的氯离子都会影响镀层的光泽和整平性。
最佳浓度范围为60-90毫克/升。
请先分析当地水质中的氯离子含量，再调整到最佳范围内。
必要时要用纯水配制。
当氯离子过少会出现树枝状条纹，过多时影响低电流区光亮度及整平性。
一种电镀铜填孔整平剂及其制备方法和应用[发明专利]
![一种电镀铜填孔整平剂及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/4235aad1534de518964bcf84b9d528ea80c72f72.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910458563.8(22)申请日 2019.05.29(71)申请人 广州旗泽科技有限公司地址 510000 广东省广州市南村镇市头村油库大道18号(72)发明人 罗观和 黎刚 (74)专利代理机构 广东广信君达律师事务所44329代理人 张燕玲(51)Int.Cl.C25D 3/38(2006.01)C25D 7/00(2006.01)(54)发明名称一种电镀铜填孔整平剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于表面处理技术领域，公开了一种电镀铜填孔整平剂及其制备方法和应用。
该制备方法包括以下步骤：将胺类化合物和缩水甘油醚在低温下反应得到内嵌段反应单体，再向体系中加入含氮杂环化合物，升温聚合得到嵌段型聚合物；嵌段型聚合物进一步与烷基化试剂反应得到季铵化的嵌段型聚合物；嵌段型聚合物和季铵化的嵌段型聚合物即为电镀铜填孔整平剂。
本发明整平剂，配合湿润剂和加速剂，形成酸铜型的电镀填孔添加剂，然后添加到电镀液中，从而应用于半导体基板或印刷电路板上的通孔或盲孔实现全铜填充。
权利要求书1页 说明书4页 附图7页CN 110016699 A 2019.07.16C N 110016699A1.一种电镀铜填孔整平剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：将胺类化合物和缩水甘油醚在低温下反应得到内嵌段反应单体，再向体系中加入含氮杂环化合物，升温聚合得到嵌段型聚合物；嵌段型聚合物进一步与烷基化试剂反应得到季铵化的嵌段型聚合物；嵌段型聚合物和季铵化的嵌段型聚合物即为电镀铜填孔整平剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述胺类化合物为二甲胺、二乙胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺；所述缩水甘油醚为乙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、戊二醇二缩水甘油醚、1，2-环己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、蓖麻油三缩水甘油醚或聚甘油缩水甘油醚。
一种电镀铜整平剂及其制备方法和应用[发明专利]
![一种电镀铜整平剂及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d5673ae0bb68a98270fefa83.png)
专利名称：一种电镀铜整平剂及其制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：李真,罗继业,郝志峰,成晓玲,何军
申请号：CN201810795819.X
申请日：20180719
公开号：CN108546967A
公开日：
20180918
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种电镀铜整平剂及其制备方法和应用，所述电镀铜整平剂由3‑(二甲基氨基)‑1‑丙硫醇、吡唑类化合物和二元环氧化合物共聚而成；所述吡唑类化合物具有式(I)所示结构；式(I)中，R和R独立地选自氢原子、甲基、乙基或苯基；所述二元环氧化合物具有式(II)所示结构；式(II)中，R为非环氧基的连接基团。
本发明提供的电镀铜整平剂能够改善电镀液中各组分之间相互作用，使电镀液在具有优异的盲孔填孔性能的同时，能兼顾通孔的导通电镀，满足其均一性要求。
实验结果表明，将本发明提供的电镀铜整平剂应用于电镀液，对直径为75‑120μm的盲孔可以获得5μm左右的超小凹陷值，以及16μm左右的超薄面铜厚度，同时还能够保证通孔的TP值≥85％。
申请人：广东工业大学
地址：510006 广东省广州市番禺区大学城外环西路100号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：赵青朵
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垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用[发明专利]
![垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a1b1f66c302b3169a45177232f60ddccda38e6ca.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711457482.3(22)申请日 2017.12.28(71)申请人 韶关硕成化工有限公司地址 512700 广东省韶关市乳源县侯公渡经济开发区氯碱特色产业园(72)发明人 彭学文 简锦坡 (74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有限公司 44245代理人 雷月华 裘晖(51)Int.Cl.C25D 3/38(2006.01)(54)发明名称垂直连续电镀（VCP）高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种垂直连续电镀高TP值酸性镀铜光泽剂及制备方法和应用。
该酸性镀铜光泽剂包含以下浓度的组分：光亮剂0.2～0.8g/200ml，高温载体1.0～2.0g/200ml，整平剂0.1～0.2g/200ml，抑制剂A 0.5～1.0g/200ml，抑制剂B 10～30g/200ml，抑制剂C 0.5～1.0g/200ml，酸铜走位剂1.0～3.0g/200ml。
该酸性镀铜光泽剂能使柔性线路板垂直连续电镀酸性镀铜中孔内镀铜厚度是板面镀铜厚度的1.5～2.5倍，且所镀铜具有良好的延展性和耐冷热冲击性能，满足线路板镀通孔导通能力要求。
权利要求书2页 说明书6页 附图1页CN 108130564 A 2018.06.08C N 108130564A1.一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，其特征在于，包含以下浓度的组分：所述光亮剂为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，所述高温载体为聚乙烯亚胺烷基盐，所述整平剂为氯化硝基四氮唑蓝，所述抑制剂A为脂肪胺聚氧乙烯醚，所述抑制剂B为聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，所述抑制剂C为脂肪胺乙氧基磺化物。
2.根据权利要求1所述的一种垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂，其特征在于，所述垂直连续电镀(VCP)高TP值酸性镀铜光泽剂包含以下含量的组分：所述光亮剂为噻唑啉基二硫代丙烷磺酸钠，所述高温载体为聚乙烯亚胺烷基盐，所述整平剂为氯化硝基四氮唑蓝，所述抑制剂A为脂肪胺聚氧乙烯醚，所述抑制剂B为聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚，所述抑制剂C为脂肪胺乙氧基磺化物。
印制电路板酸性电镀铜电镀添加剂的应用及其机理研究
中文摘要摘要印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)是电子产品的必要组成部分，是支撑电子产品中电子元件的载体，其广泛应用于不同种类的电子器件中。
随着社会的不断进步，人类所追求的电子产品快速向微型化、便捷化、智能化方向发展，拥有高密度互联的多层印刷电路板（HDI-PCB）是制造这些复杂电子产品的重要成分之一。
目前，为了满足社会要求，所需PCB盲孔孔径不断缩小，孔的深径比越来越大，对PCB电镀工艺的要求更高。
而盲孔孔金属化是PCB电镀的核心，是实现多层电路板层与层之间连接的重要路径之一，也是目前PCB生产工艺中非常重要而成熟的技术之一。
但在直流电镀过程中，由于盲孔内电流密度分布不均，孔口电流密度较大，容易出现封孔现象，导致盲孔填充质量下降。
因此，为了获得良好的盲孔填充性能和均匀的铜镀层，镀液中采用添加有机添加剂的方式是非常有效而经济的。
为此，本文以微盲孔填充电镀铜添加剂为主要研究目标，首先对盲孔电镀添加剂的各种成分进行预筛选并通过电镀试验验证该组合添加剂体系并与之确定；其次，研究了各种添加剂成分对PCB微盲孔填铜效果的影响及其性能表征。
详细研究内容及相关结论如下：1、盲孔电镀添加剂的筛选及体系确定（1）通过对大量学者以往研究内容进行比较分析，确定了适宜的卤素离子（Cl-）、加速剂（聚二硫二丙烷磺酸钠：SPS）和抑制剂(聚乙二醇8000：PEG-8000)。
（2）借助筛选金属缓蚀剂的手段筛选出合适的电镀整平剂（4，6-二甲基-2-巯基嘧啶：DMP，2-硫代巴比妥酸：TBA），通过原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱（XPS）测试并结合量子化学计算和分子动力模拟探究了DMP和TBA分子在铜表面的吸附行为和吸附机理，证明了它们可以通过嘧啶环平行吸附于铜的表面，使得进行电化学反应的有效面积减小，铜的表面沉积速度越慢，沉积层也就越均匀，从而有利于微盲孔的填充，也间接性的证明了它们可能是一种潜在的，有效的电镀整平剂。
酸性镀铜整平剂的应用现状及展望
绿色环保
未来的酸性镀铜整平剂应该向着环保、低毒、低污染的方 向发展，符合可持续发展的要求。
高性能
随着电子产品对性能要求的不断提高，未来的酸性镀铜整 平剂应该具有更高的性能，以满足不断变化的市场需求。
智能化
未来的酸性镀铜整平剂应该向着智能化的方向发展，通过 引入传感器、微处理器等技术，实现自适应、自调节等功 能，提高生产效率和产品质量。
酸性镀铜整平剂的发展历程
• 随着电子工业和电镀技术的发展，酸性镀铜整平剂也不断得到改进和完善。近年来，随着环保意识的增强和绿色生产的需 求，酸性镀铜整平剂正向高效、环保、节能等方向发展。同时，针对不同行业和不同产品需求，酸性镀铜整平剂也在不断 拓展其应用领域。
02
酸性镀铜整平剂的应用现 状
酸性镀铜整平剂在工业中的应用
酸性镀铜整平剂在科学研究中的应用
材料科学研究
酸性镀铜整平剂可用于研究金属表面的微观结构和性能，探 索金属材料在微观尺度上的生长和演化规律，为新材料的研 发提供理论支持。
电化学科学研究
酸性镀铜整平剂可用于研究电化学反应的机理和规律，探究 金属表面的电化学腐蚀和防护机制，为优化电池和电化学反 应的设计提供支持。
酸性镀铜整平剂的应用现状 及展望
2023-11-08
目录
• 酸性镀铜整平剂概述 • 酸性镀铜整平剂的应用现状 • 酸性镀铜整平剂的优势和挑战 • 酸性镀铜整平剂的展望 • 结论 • 参考文献
Hale Waihona Puke 01酸性镀铜整平剂概述
酸性镀铜整平剂的定义
• 酸性镀铜整平剂是一种用于酸性镀铜工艺的添加剂，主要作用 是改善镀层质量，提高产品平滑度和光泽度。它是一种高分子 聚合物，通过与铜离子结合形成稳定的络合物，达到整平表面 的目的。
一种电镀用平整剂的制备方法及其应用与流程
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电镀镀铜填平剂的作用原理
电镀镀铜填平剂的作用原理
电镀镀铜填平剂的作用原理是通过电化学反应将金属铜离子沉积到基材表面，填平基材表面的凹坑和缺陷，从而实现镀铜表面的平整化。
具体原理如下：
1. 电解液中含有铜离子Cu2+，在正极（阴极）上加上外加电压，在外加电压的作用下，金属铜离子Cu2+将得到还原，变成金属铜沉积在基材表面。
同时，负极（阳极）上的金属铜会被氧化为铜离子，补充电解液中的铜离子。
2. 当基材表面有凹坑和缺陷时，铜离子会优先沉积在凹坑和缺陷上，形成厚度较大的铜层，从而填平凹坑和缺陷，使得表面更加平整。
3. 勻厚銅沉積的摩擦阻力很低, 是由於離子的擴散，不需要外界的助推藥劑加入，這可能是為何勻薄銅沉積的表面粗糙度比較高的原因。
通过电镀镀铜填平剂，可以在基材表面形成一层均匀、平整的铜层，改善表面的光滑度和美观度，同时提高基材的导电性和耐腐蚀性。
此外，电镀镀铜填平剂还可以作为一种保护层，防止基材的氧化和腐蚀。