一种化学镀铜液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种化学镀铜液及其制备方法和应用。本发明专利技术的一种化学镀铜液，按质量浓度计，包含以下组分：二价铜盐1~10g/kg、络合剂20~100g/kg、稳定剂0.001~0.02g/kg、还原剂2~20g/kg、表面活性剂0.001~0.05g/kg、去离子水余量；所述化学镀铜液采用pH调节剂调整pH值为11‑12.5。本发明专利技术的化学镀铜液活性高，90s内沉积铜厚度达到0.3μm以上；稳定性好，槽液寿命达到30天；本发明专利技术的化学镀铜液可以通过化学沉积法形成线宽为3‑5μm的金属铜网格，形成的金属铜网格结构致密，铜面平整，无裂纹、断线问题，网格和线路间没有铜粉，铜膜与基材的结合力好，无脱落现象。

【技术实现步骤摘要】
一种化学镀铜液及其制备方法和应用
本专利技术涉及镀铜液
，尤其涉及一种化学镀铜液及其制备方法和应用。
技术介绍
ITO薄膜是一种n型半导体材料，具有高的导电率、高的可见光透过率、高的机械硬度和良好的化学稳定性，它是液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(TouchPanel)、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料。未来移动终端、可穿戴设备、智能家电等产品对触摸面板有着越来越强劲的需求，同时，随着触控面板大尺寸化、低价化，以及传统ITO薄膜不能用于可弯曲应用、导电性及透光率等本质问题不易克服等因素，众面板厂商纷纷开始将研究方向改为ITO的替代品，这些ITO的替代品包括纳米银线、金属网格、纳米碳管以及石墨烯等材料。早期的金属网格制程，主要是先在薄膜上面进行溴化银涂布，然后经过黄光制程曝光、洗银等程序，最后得到银的金属网格。传统的金属网格的一片一片生产工艺可行但是不具效益，近来厂商投入的都是卷对卷（RolltoRoll）制程开发，较有经济效益。但RolltoRoll制程生产金属网格有其挑战性，那就是制作过程中会面临断线的问题，尤其是洗银阶段，如果银线断了，则断线的区块就不能使用，假设断线的位置很分散，成品的良率就很低，有时只有3成。近几年采用铜等金属材料制备金属网格的技术逐步发展，生产成本可以大幅降低，其理论的最低电阻值可达到0.1欧姆/平方英寸，而且有良好的电磁干扰屏蔽效果。化学镀铜法形成铜沉积层是在PCB制造中惯用的技术，如果可以将其用在触摸屏的网格线路制造中，则可以大幅节约生产成本。但是，用于PCB生产的化学镀铜时间通常大于300s，沉铜厚度在0.35~0.75μm之间，因此化学镀铜液的活性相对较低；而用于触摸屏的金属网格化学镀铜采用的是卷对卷工艺，沉铜时间仅为90s左右，要求沉积厚度达到0.3微米。因此，常规的化学镀铜液无法满足触摸屏金属网格的制备工艺。CN105296976A公开了一种化学镀铜溶液，包括预镀铜液和厚镀铜液，所述预镀铜液包括铜盐、甲醛、第一络合剂、稳定剂、表面活性剂、促进剂、pH调节剂；所述厚镀铜液包括铜盐、甲醛、第二络合剂、稳定剂、表面活性剂、促进剂、pH调节剂；其中所述第一络合剂为乙二胺四乙酸二钠和四羟丙基乙二胺的混合物，所述第二络合剂为酒石酸盐与三乙醇胺的混合物，该专利技术的镀铜溶液性能稳定、维护方便、安全环保，预镀铜液活性高，厚镀铜液稳定性好，分别应用于化学镀铜方法的不同阶段，化镀的工作效率高，得到的镀层结合可靠，镀铜件良品率高，有利于大规模的工业化生产。CN103572268A公开了一种化学镀铜液，所述化学镀铜液为含有铜盐、络合剂、还原剂、稳定剂、促进剂和pH调节剂的水溶液；其中，所述络合剂包括主络合剂和附络合剂，所述主络合剂为柠檬酸盐，所述附络合剂为三乙醇胺与甘油的混合物；所述还原剂为甲醛，所述促进剂为苯并三氮唑。采用该专利技术提供的化学镀镀铜液进行化学镀铜时，能提高化学镀铜时的沉铜速率，从而能较快速、稳定地得到铜镀层，且镀层质量良好。虽然上述化学镀铜液的络合剂也采用了几种组合的方式，但是，上述化学镀铜液用于触摸屏的金属网格化卷对卷工艺制备时，启镀慢，稳定性差，制备的金属网格易出现裂纹、断线、脱落等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种化学镀铜液及其制备方法和应用，本专利技术的化学镀铜液活性高，90s内沉积铜厚度达到0.3μm以上；稳定性好，槽液寿命达到30天；本专利技术的化学镀铜液可以通过化学沉积法形成线宽为3-5μm的金属铜网格，取代传统的ITO，形成的金属铜网格结构致密，铜面平整，无裂纹、断线问题，网格和线路间没有铜粉，铜膜与基材的结合力好，无脱落现象。本专利技术的目的之一在于提供一种化学镀铜液，为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种化学镀铜液，按质量浓度计，包含以下组分：二价铜盐1~10g/kg络合剂20~100g/kg稳定剂0.001~0.02g/kg还原剂2~20g/kg表面活性剂0.001~0.05g/kg去离子水870~977g/kg；所述化学镀铜液采用pH调节剂调整pH值为11-12.5。其中，质量浓度g/kg是指1kg化学镀铜液中各组分的用量，以二价铜盐为例，二价铜盐的质量浓度为1~10g/kg，是指1kg的化学镀铜液中，二价铜盐的质量为1~10g。具体的，一种化学镀铜液，按质量浓度计，包含以下组分：二价铜盐1~10g/kg，例如二价铜盐的质量浓度为1g/kg、2g/kg、3g/kg、4g/kg、5g/kg、6g/kg、7g/kg、8g/kg、9g/kg或10g/kg等，二价铜盐优选为五水硫酸铜。络合剂20~100g/kg，例如络合剂的质量浓度为20g/kg、30g/kg、40g/kg、50g/kg、60g/kg、70g/kg、80g/kg、90g/kg或100g/kg等。稳定剂0.001~0.02g/kg，例如稳定剂的质量浓度为0.001g/kg、0.002g/kg、0.003g/kg、0.004g/kg、0.005g/kg、0.006g/kg、0.007g/kg、0.008g/kg、0.009g/kg、0.01g/kg、0.011g/kg、0.012g/kg、0.013g/kg、0.014g/kg、0.015g/kg、0.016g/kg、0.017g/kg、0.018g/kg、0.019g/kg或0.02g/kg等。还原剂2~20g/kg，例如还原剂的质量浓度为2g/kg、3g/kg、4g/kg、5g/kg、6g/kg、7g/kg、8g/kg、9g/kg、10g/kg、11g/kg、12g/kg、13g/kg、14g/kg、15g/kg、16g/kg、17g/kg、18g/kg、19g/kg或20g/kg等。表面活性剂0.001~0.05g/kg，例如表面活性剂的质量浓度为0.001g/kg、0.005g/kg、0.01g/kg、0.015g/kg、0.02g/kg、0.025g/kg、0.03g/kg、0.035g/kg、0.04g/kg、0.045g/kg或0.05g/kg等。去离子水余量。所述化学镀铜液采用pH调节剂调整pH值为11-12.5，例如调整pH值为11、11.5、12或12.5等。所述络合剂包含第一络合剂和第二络合剂，所述第一络合剂与所述第二络合剂的质量比为(2:1)~(15:1)，例如质量比为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1等。所述第一络合剂为酒石酸、酒石酸盐中的任意一种或至少两种的混合物；所述第二络合剂为四羟丙基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐、N-羟乙基乙二胺三乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸盐中的任意一种或至少两种的混合物。所述稳定剂包含第一稳定剂和第二稳定剂，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学镀铜液，其特征在于，按质量浓度计，所述化学镀铜液包含以下组分：/n二价铜盐 1~10 g/kg/n络合剂 20~100 g/kg/n稳定剂 0.001~0.02 g/kg/n还原剂 2~20 g/kg/n表面活性剂 0.001~0.05 g/kg/n去离子水 余量；/n所述化学镀铜液采用pH调节剂调整pH值为11-11.5；/n所述络合剂包含第一络合剂和第二络合剂，所述第一络合剂与所述第二络合剂的质量比为(2:1)~(15:1)；/n所述第一络合剂为酒石酸、酒石酸盐中的任意一种或至少两种的混合物；/n所述第二络合剂为四羟丙基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐、N-羟乙基乙二胺三乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸盐中的任意一种或至少两种的混合物；/n所述稳定剂包含第一稳定剂和第二稳定剂，所述第一稳定剂与所述第二稳定剂的质量比为(1:1)~(20:1)；/n所述第一稳定剂为亚铁氰化钾、镍氰化钾、氰化钾和氰化钠中的任意一种或至少两种的混合物；/n所述第二稳定剂为硫脲、2-巯基苯并噻唑和巯基丁二酸中的任意一种或至少两种的混合物；/n所述表面活性剂为聚乙二醇-600、聚乙二醇-800、聚乙二醇-1000、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和EO-PO嵌段共聚物中的任意一种或至少两种的混合物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种化学镀铜液，其特征在于，按质量浓度计，所述化学镀铜液包含以下组分：
二价铜盐1~10g/kg
络合剂20~100g/kg
稳定剂0.001~0.02g/kg
还原剂2~20g/kg
表面活性剂0.001~0.05g/kg
去离子水余量；
所述化学镀铜液采用pH调节剂调整pH值为11-11.5；
所述络合剂包含第一络合剂和第二络合剂，所述第一络合剂与所述第二络合剂的质量比为(2:1)~(15:1)；
所述第一络合剂为酒石酸、酒石酸盐中的任意一种或至少两种的混合物；
所述第二络合剂为四羟丙基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸盐、N-羟乙基乙二胺三乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸盐中的任意一种或至少两种的混合物；
所述稳定剂包含第一稳定剂和第二稳定剂，所述第一稳定剂与所述第二稳定剂的质量比为(1:1)~(20:1)；
所述第一稳定剂为亚铁氰化钾、镍氰化钾、氰化钾和氰化钠中的任意一种或至少两种的混合物；
所述第二稳定剂为硫脲、2-巯基苯并噻唑和巯基丁二酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚君，黄亚运，李晓红，章晓冬，刘江波，
申请(专利权)人：苏州天承化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32