一种化学镀铜络合剂及其制备工艺的制作方法

本技术涉及化学镀铜领域，尤其涉及一种化学镀铜络合剂及其制备工艺。

背景技术：

1、化学镀铜主要用于非导体材料的金属化处理，除应用于塑料制品外，还大量应用与电子工业的印刷电路板。因此，化学镀铜技术在国民经济的各个领域占有重要地位。目前，化学镀技术已在电子、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。以贵金属纳米颗粒为催化剂的化学镀铜技术已经广泛应用在非金属电镀的底层制备、印制电路板的孔金属化、电子仪器的电屏蔽层等各个方面。

2、在印刷电路板的生成过程中，化学镀铜也称为沉铜。在化学镀铜前，则需要对对基材进行一系列的处理，而化学镀铜络合剂则就是其中所需的制剂之一。近些年来，随着印刷电路板往高密度互联技术和电子元器件集成化、小型化的发展，线路板中的线路愈加复杂，孔径也越来越小，这就进一步地对化学镀铜络合剂提出了更高的要求。

3、目前，现有技术中的化学镀铜络合剂存在着稳定性差，沉积速率慢，镀层疏松不致密，容易析出，有铜粉，结合力差等诸多问题。因此，为了解决上述问题，本技术提供了一种化学镀铜络合剂及其制备工艺，本技术制得的化学镀铜络合剂不仅具有优异的稳定性和较快的沉积速率，在此基础之上，还能够保证镀层致密度较高且结合力较强，性能全面，具有十分优异的市场前景，为化学镀铜工艺提供了新的思路和方向。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种化学镀铜络合剂，其原料以质量份计，包括：5～30份离子钯化合物，0.5～5份金属盐化物，250～800份还原剂，50～100份抗氧化剂，10～30份表面活性剂，100～300份ph调节剂，20～100份助剂，100～300份电镀添加剂，10000～15000份纯水。

2、作为一种优选的方案，所述离子钯化合物和金属盐化物的质量比为(10～25)：(2～4.5)。

3、作为一种优选的方案，所述离子钯化合物和金属盐化物的质量比为(20～25)：(3～4)。

4、作为一种优选的方案，所述离子钯化合物和金属盐化物的质量比为24：4。

5、作为一种优选的方案，所述离子钯化合物为硫酸四氨钯、二氯四氨钯、硫酸钯、氯化钯中的至少一种。

6、作为一种优选的方案，所述离子钯化合物为硫酸四氨钯或氯化钯。

7、作为一种优选的方案，所述离子钯化合物为硫酸四氨钯。

8、作为一种优选的方案，所述金属盐化物为硝酸银、硝酸铂、硫酸铜中的至少一种。

9、作为一种优选的方案，所述金属盐化物为硫酸铜。

10、作为一种优选的方案，所述还原剂为硼氢化钠、次磷酸钠、二甲胺硼烷中的至少一种。

11、作为一种优选的方案，所述还原剂为硼氢化钠。

12、作为一种优选的方案，所述还原剂，助剂和电镀添加剂的质量比为(300～600)：(50～80)：(150～250)。

13、作为一种优选的方案，所述还原剂，助剂和电镀添加剂的质量比为(350～500)：(60～70)：(200～250)。

14、作为一种优选的方案，所述抗氧化剂为抗坏血酸或单宁酸。

15、作为一种优选的方案，所述抗氧化剂为抗坏血酸。

16、作为一种优选的方案，所述表面活性剂为聚乙二醇、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、2,2-喹啉、α-联吡啶中的至少一种。

17、作为一种优选的方案，所述表面活性剂为聚乙二醇和α-联吡啶的组合物。

18、作为一种优选的方案，所述聚乙二醇和α-联吡啶的质量比为(3～5)：(1～2.5)。

19、作为一种优选的方案，所述聚乙二醇的平均分子量为400～6000。

20、作为一种优选的方案，所述聚乙二醇的平均分子量为2000～4000。

21、作为一种优选的方案，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、稀硫酸、磷酸中的至少一种。

22、作为一种优选的方案，所述ph调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。

23、作为一种优选的方案，所述助剂为氰化钠、氰化汞、亚铁氰化钾、硼酸、肉桂醛中的至少一种。

24、作为一种优选的方案，所述助剂为亚铁氰化钾，硼酸和肉桂醛的组合物。

25、作为一种优选的方案，所述亚铁氰化钾，硼酸和肉桂醛的质量比为(1～3)：(3～6)：(0.5～2)。

26、作为一种优选的方案，所述亚铁氰化钾，硼酸和肉桂醛的质量比为(2～2.5)：(4～5)：(1～1.5)。

27、本技术中，通过采用上述助剂的复配，能够大幅提高化学镀铜的质量，并且大幅提高化学镀铜络合剂的稳定性。这主要是因为，通过采用上述复配方案的助剂加入，不仅能够加强化学铜沉积镀层的规律性结晶，从原来无定形沉积在电场作用下变成有序沉积，不仅改变化学铜沉积状态，也会通过电场效应改变化学铜层沉积膜层表面形态，使无序沉积变成有序结晶；还能大幅增加在有序沉积的过程中，铜在表面的规律沉积速度，使得铜自身还原剂的含量呈现出逐渐加速生长的现象，进而大幅提高了整体化学镀铜沉积速率，且引发周期短，可以至4～6秒。

28、作为一种优选的方案，所述电镀添加剂为酒石酸钾钠，嵌段聚醚，次亚磷酸钠，香草醛，氯化铵和2-巯基苯并唑的组合物。

29、作为一种优选的方案，所述酒石酸钾钠，嵌段聚醚，次亚磷酸钠，香草醛，氯化铵和2-巯基苯并唑的质量比为(30～60)：(10～30)：(20～40)：(5～10)：(10～20)：(1～5)。

30、作为一种优选的方案，所述酒石酸钾钠，嵌段聚醚，次亚磷酸钠，香草醛，氯化铵和2-巯基苯并唑的质量比为(40～50)：(20～25)：(25～30)：(6～8)：(15～18)：(3～4)。

31、作为一种优选的方案，所述嵌段聚醚为嵌段聚醚po-eo。

32、本技术中，加入上述的复配电镀添加剂，在配合镀铜过程中的电镀铜槽，能够大幅提高铜层的镀层结合力，致密性、且晶型结构和铜层纯度等都会有极大地改善。电镀添加剂的加入能够在原有的镀层上形成碱性镀层，从而形成复合镀层结构，该结构的存在能够大幅改善表面镀层的结晶状态，晶体结构，加快镀层性能以及其强度，且碱性电镀铜结晶不同于酸性硫酸铜电镀铜结晶，该结晶以片状结晶为主，类似于焦磷酸镀铜和氰化物镀铜，性能接近于压延铜箔，因此具有优异的延展性等物理性能。

33、本技术第二方面提供了一种上述化学镀铜络合剂的制备工艺，制备工艺包括以下步骤：s1：将离子钯化合物，金属盐化物，还原剂，抗氧化剂，电镀添加剂以及纯水进行混合，100～200r/min速度搅拌1～2h后加入表面活性剂和助剂，继续搅拌1～2h；s2：加入ph调剂剂调节ph至10～11，继续搅拌1～2h后停止搅拌，室温25℃静置20～28h，即得。

34、本技术具有的有益效果：

35、1、本技术中提供的一种化学镀铜络合剂，其不仅具有优异的稳定性和较快的沉积速率，在此基础之上，还能够保证镀层致密度较高且结合力较强，性能全面，具有十分优异的市场前景，为化学镀铜工艺提供了新的思路和方向。

36、2、本技术中提供的一种化学镀铜络合剂，其加入特定的助剂复配，能够大幅提高化学镀铜的质量，并且大幅提高化学镀铜络合剂的稳定性。通过采用上述复配方案的助剂加入，不仅能够加强化学铜沉积镀层的规律性结晶，从原来无定形沉积在电场作用下变成有序沉积，不仅改变化学铜沉积状态，也会通过电场效应改变化学铜层沉积膜层表面形态，使无序沉积变成有序结晶；还能大幅增加在有序沉积的过程中，铜在表面的规律沉积速度，使得铜自身还原剂的含量呈现出逐渐加速生长的现象，进而大幅提高了整体化学镀铜沉积速率，且引发周期短，可以至4～6秒。

37、3、本技术中提供的一种化学镀铜络合剂，其加入的特定复配电镀添加剂，在配合镀铜过程中的电镀铜槽，能够大幅提高铜层的镀层结合力，致密性、且晶型结构和铜层纯度等都会有极大地改善。电镀添加剂的加入能够在原有的镀层上形成碱性镀层，从而形成复合镀层结构，该结构的存在能够大幅改善表面镀层的结晶状态，晶体结构，加快镀层性能以及其强度，且碱性电镀铜结晶不同于酸性硫酸铜电镀铜结晶，该结晶以片状结晶为主，类似于焦磷酸镀铜和氰化物镀铜，性能接近于压延铜箔，因此具有优异的延展性等物理性能。

38、4、本技术中提供的一种化学镀铜络合剂，其原料简单易得，制备操作工艺简便，无复杂的化学反应，无明显对于制备设备腐蚀的现象，有效控制了后续大规模生产中的人工和设备维护成本，具有十分优异的市场前景。