一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂及其制备方法，该镀铜添加剂包括以下重量份数的组分：环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物58‑62份、辛基酚聚氧乙烯醚8‑12份、苯基聚二硫丙烷磺酸钠6‑8份、四氢噻唑硫酮12‑14份、季铵化聚乙烯亚胺28‑32份。该印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂与Cl

A Copper Plating Additive for Copper Filling in Blind Holes of Printed Circuit Board and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂及其制备方法
本专利技术属于印制电路板盲孔填铜
，具体涉及一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，同时还涉及一种上述印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂的制备方法。
技术介绍
印制电路板(PCB)是电子元器件的支撑体和电子元器件电气连接的载体；采用电子印刷术制作，又称印刷电路板。由于同类印制电路板的一致性，避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了生产效率，降低了劳动成本，因此得到广泛的应用。印制电路板从单面板发展到双面板、多层板和挠性板，并仍旧保持着各自的发展趋势。其中单面板是最基本的PCB，零件集中在其中一面上，导线集中在另一面上。双面板的两面都有布线，两面间通过导孔有适当的电路连接；导孔是PCB上充满或涂覆有金属的小洞，可与两面的导线相连接。多层板是采用多个单/双面板，经定位系统及绝缘粘结材料交替在一起切导电图形按设计要求进行互连的印制电路板，导孔可使两层以上的线路彼此导通。导孔按形式可分为导通孔、盲孔、埋孔、过孔、元件孔等。其中导通孔从印制板的一个表面延展到另一个表面，穿过整个电路板实现内部互连，该种形式占用空间较多，不能满足高密度布线及电子设备精细化的要求，而盲孔位于电路板的顶层和底层表面，具有一定的深度，用于表层线路同下面内层线路的连接，孔的深度一般有规定的比率(孔径)。盲孔的使用增加了板电路层间的空间利用率，为了更好的满足印制电路板高密度、多层次、大面积、小孔化的要求，印制电路板的盲孔孔径不断缩小，孔的深径比越来越大，对PCB电镀工艺的要求也越来越高。实现表面线路和内层线路连接的盲孔填充技术有三种：树脂塞孔、导电胶塞孔和电镀填铜。树脂塞孔和导电胶塞孔均存在工艺复杂、成本高，无法避免空洞，废品率高的问题；电镀填铜工艺相对简单，操作方便，成本低，能保证电气性能，因而得到发展。电镀填铜是采用电镀铜的方式填平盲孔，一般选用酸性硫酸盐电镀铜体系，电镀液的基础组成包括铜盐(硫酸铜)和导电介质(硫酸)。盲孔填充需要促进加速盲孔底部铜离子的沉积，需要电镀液中有高浓度的铜离子存在；同时由于孔径小、深径比大，电镀时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，导致盲孔填充密度部分不均，填充质量下降，因此基础电镀液中需要加入添加剂来改善电流密度的分布差异，实现盲孔的充分填充。但是，现有市售的镀铜添加剂成分单一，对盲孔的填充效率低，尤其是小孔径、大深径比的盲孔，孔内沉积层容易出现空穴、接缝现象，盲孔填孔率不高，凹陷度大，难以满足电路板的使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，提高小孔径、大深径比盲孔的填孔效率和填孔率。本专利技术的第二个目的是提供一种上述印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，包括以下重量份数的组分：环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物58-62份、辛基酚聚氧乙烯醚8-12份、苯基聚二硫丙烷磺酸钠6-8份、四氢噻唑硫酮12-14份、季铵化聚乙烯亚胺28-32份。所述季铵化聚乙烯亚胺中，N原子的季铵化度为50％以上。所述季铵化聚乙烯亚胺是由包括以下步骤的方法制备的：i)按照环氧丙烷与聚乙烯亚胺中N原子的摩尔比为1.8-2.0:1的比例，将环氧乙烷加入聚乙烯亚胺水溶液中，在0℃-5℃条件下保温反应6-8h，反应结束后除去未反应的环氧乙烷，得到叔胺化聚乙烯亚胺水溶液；ii)按照氯化苄与初始聚乙烯亚胺中N原子的摩尔比为2.2-2.4:1的比例，将氯化苄加入步骤1)所得叔胺化聚乙烯亚胺水溶液中，在45℃-50℃反应30-35h，反应结束后除去未反应的氯化苄，得到季铵化聚乙烯亚胺水溶液。步骤i)中，所用聚乙烯亚胺的分子量为4000-6000。步骤i)中，除去未反应的环氧乙烷的方法是将体系升温至35℃-40℃保温蒸发除去环氧乙烷。步骤ii)中，除去未反应的氯化苄的方法是反应结束后将体系冷却至室温静置分层，取上层水层并用乙醚萃取至少两次除去氯化苄。所述环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物的分子量为2000-4000。所述辛基酚聚氧乙烯醚为OP-21。一种上述的印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂的制备方法，包括以下步骤：1)按照环氧丙烷与聚乙烯亚胺中N原子的摩尔比为1.8-2.0:1的比例，将环氧乙烷加入聚乙烯亚胺水溶液中，在0℃-5℃条件下保温反应6-8h，反应结束后除去未反应的环氧乙烷，得到叔胺化聚乙烯亚胺水溶液；2)按照氯化苄与初始聚乙烯亚胺中N原子的摩尔比为2.2-2.4:1的比例，将氯化苄加入步骤1)所得叔胺化聚乙烯亚胺水溶液中，在45℃-50℃反应30-35h，反应结束后除去未反应的氯化苄，得到季铵化聚乙烯亚胺水溶液；3)取四氢噻唑硫酮溶于热水中制得四氢噻唑硫酮水溶液，按配方量与步骤2)所得季铵化聚乙烯亚胺水溶液混合，再按配方量加入环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、辛基酚聚氧乙烯醚和苯基聚二硫丙烷磺酸钠，即得所述镀铜添加剂的水溶液。步骤1)中，所用聚乙烯亚胺的分子量为4000-6000。步骤1)中，除去未反应的环氧乙烷的方法是将体系升温至35℃-40℃保温蒸发除去环氧乙烷。步骤2)中，除去未反应的氯化苄的方法是反应结束后将体系冷却至室温静置分层，取上层水层并用乙醚萃取至少两次除去氯化苄。步骤3)中，所述热水的温度为60℃-70℃。进一步的，本专利技术的印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂与Cl-配合使用，用于印制电路板酸性镀铜液的盲孔填铜，所述酸性镀铜液包括上述的镀铜添加剂和以下浓度的组分：H2SO470-80g/L、CuSO4·5H2O200-220g/L、Cl-50-60mg/L；镀铜添加剂的用量满足：Cl-与环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物的质量比为50-60:58-62。所述Cl-由盐酸提供。本专利技术的印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，由环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、辛基酚聚氧乙烯醚、苯基聚二硫丙烷磺酸钠、四氢噻唑硫酮与季铵化聚乙烯亚胺组成。其中，苯基聚二硫丙烷磺酸钠、四氢噻唑硫酮为复合加速剂，苯基聚二硫丙烷磺酸钠属于高电流密度区光亮剂，可在阴极表面吸附，与铜离子有络合作用，能与二价铜离子络合形成巯基络合物，沉积在盲孔底部，加速盲孔内铜的沉积速率；四氢噻唑硫酮属于低电流密度区光亮剂，可以提高阴极极化，提高铜离子还原的过电位，使铜镀层更加致密，并且获得良好光亮效果。苯基聚二硫丙烷磺酸钠与四氢噻唑硫酮复配，即高区光亮剂与低区光亮剂合理调配，在酸性镀铜液中，能使铜电极在很宽的电位范围内微分电容下降，在电极上发生特性吸附，使双层电容增加，与二价铜离子的络合作用防止了一价铜离子的歧化反应，促进铜的电结晶过程，增强铜镀层的机械强度。环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物为抑制剂，其作用是消除铜镀层产生的麻砂和针孔现象，同时与氯离子配合能提高阴极极化，使铜镀层结构更加均匀细致；其嵌段结构中的PO能把苯基聚二硫丙烷磺酸钠快速引入盲孔，实现快速均匀的填孔效果。辛基酚聚氧乙烯醚为润湿剂，属于非离子表面活性剂，能提高酸性镀铜液在电路板基板表面的润湿性，使其在盲孔底部及侧壁表面快速铺展、填充盲孔，消除空隙和浸润盲区。N原子季铵化度为50％以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，其特征在于：包括以下重量份数的组分：环氧乙烷‑环氧丙烷嵌段共聚物58‑62份、辛基酚聚氧乙烯醚8‑12份、苯基聚二硫丙烷磺酸钠6‑8份、四氢噻唑硫酮12‑14份、季铵化聚乙烯亚胺28‑32份。

【技术特征摘要】
1.一种印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，其特征在于：包括以下重量份数的组分：环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物58-62份、辛基酚聚氧乙烯醚8-12份、苯基聚二硫丙烷磺酸钠6-8份、四氢噻唑硫酮12-14份、季铵化聚乙烯亚胺28-32份。2.根据权利要求1所述的印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，其特征在于：所述环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物的分子量为2000-4000。3.根据权利要求1所述的印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂，其特征在于：所述辛基酚聚氧乙烯醚为OP-21。4.一种如权利要求1-3中任一项所述的印制电路板盲孔填铜用镀铜添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)按照环氧丙烷与聚乙烯亚胺中N原子的摩尔比为1.8-2.0:1的比例，将环氧乙烷加入聚乙烯亚胺水溶液中，在0℃-5℃条件下保温反应6-8h，反应结束后除去未反应的环氧乙烷，得到叔胺化聚乙烯亚胺水溶液；2)按照氯化苄与初始聚乙烯亚胺中N原子的摩尔比为2.2-2.4:1的比例，将氯化苄加入步骤1)所得叔胺化聚乙烯亚胺水溶液中，在45℃-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮亮，
申请(专利权)人：郑州知淘信息科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41