一种电镀液及其电镀方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种电镀液及其电镀方法和应用，所述电镀液包括：硫酸、铜离子、氯离子、四价钒化合物、五价钒化合物、表面活性剂和助剂；所述表面活性剂包括聚氧乙烯及其衍生物、聚氧丙烯及其衍生物、聚氧乙烯‑聚氧丙烯的共聚物及其衍生物或脂肪醇乙氧基化合物中的任意一种或至少两种的组合。所述电镀液电镀后的镀层具有镀层结晶细密、高延展性、高电气导通性能的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种电镀液及其电镀方法和应用
本专利技术涉及电镀
，尤其涉及一种电镀液及其电镀方法和应用。
技术介绍
现代社会中智能手机和平板电脑等电子产品向小型化和多功能化方向发展，要搭载的元器件数量大大增多，线路板的空间却越来越有限。因此，印制电路板(PCB)导线宽度、间距，微孔盘的直径和孔中心距离以及导体层和绝缘层的厚度都在不断下降，而孔径比却在提升，使PCB板在尺寸、重量和体积减轻的情况下，反而要容纳更多的元器件。IC载板是PCB小型化
中的最高水平，提供了IC芯片和PCB之间的连接，这些连接是通过导电铜走线和通孔的电气网络实现的。类载板(SLP)是下一代PCB硬板，可将线宽/线距从HDI的40/50um缩短到20/35um，甚至更低。SLP更接近用于半导体封装的IC载板，但尚未达到IC载板的规格难度，而其用途仍是搭载各种主被动元器件，所以仍属于PCB的范畴。电镀铜层因其具有良好的导电性、导热性和机械延展性等优点而被广泛应用于电子信息产品领域，电镀铜技术也因此渗透到了整个电子材料制造领域，从PCB制造到IC封装，再到大规模集成线路(芯片)的铜互连技术等电子领域都离不开它，因此电镀铜技术已成为现代微电子制造中必不可少的关键电镀技术之一。CN104131319A公开了一种用于板型件表面填孔的电镀液及其电镀方法，其公开的电镀液包含0.1-200g/L四价钒和0.2-15g/L五价钒。其公开的电镀液中，加入的四价钒和五价钒可构成准可逆氧化还原体系，该氧化还原体系中五价钒要优先于二价铜的还原。相比于二价铁/三价铁体系，五价钒的电荷数远高于三价铁离子这就使得五价钒水合离子的半径要大于三价铁水合离子。避免了因浓差极化所导致的高氧化钛的金属离子也很难通过电子转移的形式得到补充，因而可以获得更加良好的填孔效果。但如果能提高电镀液的灌孔能力并应用在高纵比通孔电镀，而且组分简单，延展性和电气导通性能良好，则能使其在印制电路板制造行业有更为广泛的应用。CN106498459A公开了一种电沉积钛方法，其公开的电沉积钛方法以待镀金属为阴极，以单质钛为阳极，以每1000mL水中加入硫酸钛0.146～0.208moL、硫酸钠0.07～0.176moL、钒酸盐0.003～0.008moL、硫酸0.736～1.288moL、表面活性剂10～25g配制为电镀液，设置电流、电压，实施电沉积钛。其公开的电镀液虽然引入了钒酸盐和表面活性剂，但是其公开的重点在于实施电沉积钛的方法，忽略了电镀液本身的性质。因此，开发一种兼具高深镀能力、稳定性和安全性的电镀液是至关重要的。
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电镀液及其电镀方法和应用，所述电镀液具有很高的深镀能力、电镀通孔厚径比且稳定性和安全性较高。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种电镀液，所述电镀液包括：硫酸、铜离子、氯离子、四价钒化合物、五价钒化合物、表面活性剂和助剂；所述表面活性剂包括聚氧乙烯及其衍生物、聚氧丙烯及其衍生物、聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物或脂肪醇乙氧基化合物中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术所述电镀液的配方中引入了表面活性剂，降低了电镀液的表面张力，提高其灌孔能力，从而使所得电镀液电镀后的镀层具有镀层结晶细密、高延展性、高电气导通性能的特点，解决了高端印制线路板(IC载板/LSP板)镀孔能力差，稳定性低和可靠性差的问题。本专利技术选择的表面活性剂包括聚氧乙烯及其衍生物、聚氧丙烯及其衍生物、聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物或脂肪醇乙氧基化合物中的任意一种或至少两种的组合。上述表面活性剂为非离子表面活性剂，溶于水时不易发生解离，且聚氧乙烯类和聚氧丙烯类表面活性剂中丰富的醚键使其亲水性优异，能最大程度上降低所述电镀液的表面张力。所述表面活性剂典型但非限制性的组合包括：聚氧乙烯和聚氧丙烯的组合，聚氧乙烯、聚氧乙烯衍生物和聚氧丙烯衍生物的组合，聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物的组合，聚氧乙烯和脂肪醇乙氧基化合物的组合等。优选地，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物如式Ⅰ所示：所述R1、R2、R3和R4各自独立地为氢、羟基、C1-C20烷基(例如C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18等)、C2-C20烯基(例如C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18等)、C3-C20环烷基(例如C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18等)或C1-C20烷氧基(例如C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18等)中的任意一种。本专利技术所述C1-C20烷基指的是碳数为1-20的烷基，C2-C20烯基、C3-C20环烷基和C1-C20烷氧基同理。所述x、y和n各自独立地为1-50的整数，例如5、10、15、20、25、30、35、40、45等。本专利技术优选式Ⅰ所示的表面活性剂，聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物的衍生物中亲油性(疏水性)和亲水性的大小可通过调节聚氧乙烯和聚氧丙烯的比例加以控制，满足不同的应用需求，比单一的聚氧乙烯类或聚氧丙烯类衍生物更利于降低电镀液的表面张力，且R1、R2、R3和R4各基团的选择也能对表面活性剂最终的亲油性和亲水性进行调控。优选地，所述x和y的比值为(0.2-0.5):(0.5-0.8)，其中，0.2-0.5可以为0.25、0.3、0.35、0.4等，0.5-0.8可以为0.55、0.6、0.65、0.7、0.75等。本专利技术式Ⅰ所示的表面活性剂x和y的比值为(0.2-0.5):(0.5-0.8)，该比例下的表面活性剂能充分降低本专利技术所述电镀液的表面张力。x的占比过重，会使表面活性剂亲油性不足，y占比过重会使表面活性剂亲水性不足。优选地，所述聚氧乙烯和聚氧丙烯及其共聚物的衍生物的数均分子量不超过20000g/mol，例如15000g/mol、10000g/mol、5000g/mol等。优选地，所述脂肪醇乙氧基化合物包括异构醇乙氧基化合物。本专利技术中通过优选异构醇乙氧基化合物，醚键的存在能够降低电镀液的表面张力，醚键与异构醇中的羟基能结合成氢键，进一步提升电镀液的深镀能力。优选地，所述硫酸的质量浓度为50-350g/L，例如100g/L、150g/L、200g/L、250g/L、300g/L等。优选地，所述铜离子的质量浓度为15-100g/L，例如20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L等。优选地，所述氯离子的质量浓度为5-200mg/L，例如10mg/L、20mg/L、40mg/L、60mg/L、80mg/L、100mg/L、120mg/L、140mg/L、160mg/L、180mg/L等。优选地，所述四价钒化合物中的四价钒的质量浓度为1-100g/L，例如10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电镀液，其特征在于，所述电镀液包括：硫酸、铜离子、氯离子、四价钒化合物、五价钒化合物、表面活性剂和助剂；/n所述表面活性剂包括聚氧乙烯及其衍生物、聚氧丙烯及其衍生物、聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物或脂肪醇乙氧基化合物中的任意一种或至少两种的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种电镀液，其特征在于，所述电镀液包括：硫酸、铜离子、氯离子、四价钒化合物、五价钒化合物、表面活性剂和助剂；
所述表面活性剂包括聚氧乙烯及其衍生物、聚氧丙烯及其衍生物、聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物或脂肪醇乙氧基化合物中的任意一种或至少两种的组合。


2.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物如式Ⅰ所示：



所述R1、R2、R3和R4各自独立地为氢、羟基、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C3-C20环烷基或C1-C20烷氧基中的任意一种；
所述x、y和n各自独立地为1-50的整数。


3.根据权利要求1或2所述的电镀液，其特征在于，所述x和y的比值为(0.2-0.5):(0.5-0.8)。


4.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于，所述聚氧乙烯-聚氧丙烯的共聚物及其衍生物的数均分子量不超过20000g/mol。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：林章清，黄叔房，王科，刘江波，章晓冬，童茂军，
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