一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂及其制备方法，本发明专利技术的光亮剂具有羰基的二硫醚双磺酸钠盐结构，可以在大电流密度持续电镀过程中，确保可溶性阳极铜球获得致密的、极薄的膜层，避免了阳极膜层剥落形成泥渣，减缓了阳极泥渣在阳极袋中的累积，降低了铜球的清洗频率，也降低了铜球的损耗，节约了成本，并且减少了清洗阳极投入的成本，较少的泥渣减少了对槽液的污染，使槽液的更换周期更长，通过向分子中引入碳基结构，在保证光亮剂分子水溶性的同时，降低了光亮剂分子在可溶性阳极表面反应活性，使其在电镀过程中阳极膜层的形成变慢，变得更致密，减少阳极泥的生成，并且致密的阳极膜更难以剥落，可以耐受更高的电流密度。可以耐受更高的电流密度。

【技术实现步骤摘要】
一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及印刷电路板镀铜
，尤其是一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着电子设备的多样化，印刷电路板的多层化、贯通孔(throughhole)的小径化发展，5G行业的布局和发展，效率、可靠性、成本、产能、环保的理念持续加强。
[0003]印制电路板(PCB)行业利用含有铜离子的酸性镀液和有机添加剂的溶液进行电镀铜的工艺。
[0004]为了获得光泽平整的覆铜层，电镀铜溶液中的有机添加剂的添加尤为关键。电镀铜溶液中有机添加剂包括光亮剂(加速剂)、流平剂(整平剂)、抑制剂(运载剂)，其中，光亮剂是镀铜层光泽的主要作用成分。
[0005]传统酸性镀铜有机添加剂中的光亮剂的主要为聚二硫二丙烷磺酸钠、3
‑
巯基丙烷磺酸钠，N,N
‑
二甲基硫代丙烷磺酸钠，噻唑啉二硫代丙烷磺酸钠等，这些光亮剂虽普适性较高，光泽性良好，但是无法完全覆盖行业要求，比如可溶性阳极铜球在现有的电镀体系中的阳极膜层过厚，阳极膜层容易掉落堵塞阳极袋，必须定期清洗阳极铜球，造成阳极铜球的损耗较大，并且部分阳极泥渣溶入槽液中，污染了槽液，加速了镀铜槽液的更换频率，而废槽液的排放容易造成环境的污染，增加了环保的压力。再有传统的电镀光亮剂在高电流密度下(35
‑
50ASF)持续电镀，会造成阳极铜球膜层的严重剥落，造成槽液中的亚铜离子提升，在电镀板件的铜层表面形成铜丝状镀点，影响镀铜的品质。<br/>
技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂及其制备方法。本专利技术光亮剂的添加，在电镀过程中，阳极铜球膜层薄，且膜层细密，减缓了阳极泥渣形成，减少了泥渣阳极袋中的累积，降低了阳极的清洗频率，减少了电镀铜槽液的污染，也降低了电镀槽液的更换频率。
[0007]本专利技术的技术方案为：一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂，所述的光亮剂的化学结构式为：
[0008]R
‑
S
‑
S
‑
R(I)；
[0009]其中，所述的R的结构为：
[0010]NaO3S
‑
(CH2)
m
‑
R1‑
(CH2)n
‑
(II)；
[0011]其中，m＝2
‑
7，n＝0
‑
3，并且当m＝n时，m＝n＝2
‑
3，当m≠n时，n＝0；
[0012]R1为以下通式(III)结构：
[0013][0014]本专利技术提供一种印刷电路板电镀铜液用光亮剂的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1)、利用卤代酰氯或二卤代酮与烷基黄原酸钾在二氯甲烷的中进行反应，反应结束后减压蒸发溶剂，进行提纯，获得到反应产物a；
[0016]S2)、将步骤S1)得到的反应产物a与亚硫酸钠在水溶液中反应，反应结束后冷却至室温，获得产物b的水溶液；
[0017]S3)、在步骤S2)中获得的反应产物b水溶液中加入氢氧化钠，搅拌反应，反应结束后冷却，获得反应产物c水溶液；
[0018]S4)、在步骤S2)中获得的反应产物c水溶液中加入三乙胺，超声波条件下反应，反应结束后即可获得所述的光亮剂。
[0019]作为优选的，步骤S1)中，所述的卤代酰氯具有通式(IV)所示结构：
[0020][0021]其中，m＝2
‑
7，n＝0
‑
3，并且当m＝n时，m＝n＝2
‑
3，当m≠n时，n＝0，X＝Cl、Br。
[0022]作为优选的，步骤S1)中，所述的烷基黄原酸钾具有通式(V)所示结构：
[0023][0024]其中，R2是乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基。
[0025]作为优选的，步骤S1)中，所述的卤代酰氯或二卤代酮与烷基黄原酸钾的摩尔比为1～3:1，反应温度为10
‑
80℃，时间为2
‑
8h；
[0026]提纯方式为：反应结束后的混合液，减压蒸发掉溶剂，然后用DI水清洗掉盐，得到反应产物a。
[0027]作为优选的，步骤S2)中，所述的反应产物a与亚硫酸钠的摩尔比为1:0.8
‑
1.5，反应温度为80
‑
110℃，反应时长为2
‑
8h。
[0028]作为优选的，步骤S3)中，所述的搅拌反应温度为20
‑
100℃，反应时间为2
‑
12h。
[0029]作为优选的，步骤S4)中，所述的超声波条件下反应温度为10
‑
50℃，反应时间为1
‑
8h。
[0030]本专利技术提供还一种印刷电路板电镀铜液，所述的电镀铜液包括基础镀铜液和有机添加剂；
[0031]所述的基础镀铜液为五水硫酸铜和硫酸及盐酸的混合溶液，所述有机添加剂包括光亮剂、整平剂、抑制剂。
[0032]作为优选的，所述的基础镀铜液中五水硫酸铜的浓度为50g/L～100g/L，硫酸的浓度为180g/L～250g/L，盐酸的浓度为40
‑
80mg/L。
[0033]作为优选的，所述的有机添加剂中，
[0034]光亮剂0.1ppm～50ppm；
[0035]抑制剂100ppm～1500ppm；
[0036]整平剂1ppm～80ppm。
[0037]作为优选的，所述抑制剂选自分子量为3000
‑
50000的聚乙二醇、分子量为3000
‑
50000的聚丙二醇、分子量为3000
‑
50000的环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物中的一种或多种。
[0038]作为优选的，所述的整平剂为聚乙烯亚胺。
[0039]本专利技术的有益效果为：
[0040]1、本专利技术光亮剂的添加，在电镀过程中，阳极铜球膜层薄，且膜层细密，减缓了阳极泥渣形成，减少了泥渣阳极袋中的累积，降低了阳极的清洗频率，减少了电镀铜槽液的污染，也降低了电镀槽液的更换频率；
[0041]2、本专利技术提供的光亮剂同时具有二硫键和磺酸盐基团，通过向分子中引入碳基结构，在保证光亮剂分子水溶性的同时，降低了光亮剂分子在可溶性阳极表面反应活性，使其在电镀过程中阳极膜层的形成变慢，变得更致密，减少阳极泥的生成，并且致密的阳极膜更难以剥落，可以耐受更高的电流密度；
[0042]3、本专利技术提供的电镀铜用光亮剂与抑制剂和整平剂配伍的效果良好，可以获得光泽平整的铜层，并且拥有良好的深镀能力，可以满足高纵横比印刷电路板通孔线路板的生产，耐电流密度高，可以大电流密度持续生产，增加了单机产能，提升了效率，具有广阔的应用前景，而且制备方法工艺简单，操作简便，易于实现大量生产；
[0043]4、本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印刷电路板电镀铜液，所述的电镀铜液包括基础镀铜液和有机添加剂；所述的基础镀铜液为五水硫酸铜和硫酸及盐酸的混合溶液，所述有机添加剂包括光亮剂、整平剂、抑制剂；所述的基础镀铜液中五水硫酸铜的浓度为50g/L～100g/L，硫酸的浓度为180g/L～250g/L，盐酸的浓度为40
‑
80mg/L；其特征在于：所述的光亮剂的化学结构式为：R
‑
S
‑
S
‑
R(I)；其中，所述的R的结构为：NaO3S
‑
(CH2)
m
‑
R1‑
(CH2)
n
‑
(II)；其中，m＝2
‑
7，n＝0
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3，并且当m＝n时，m＝n＝2
‑
3，当m≠n时，n＝0；R1为以下通式(III)结构：2.根据权利要求1所述的一种印刷电路板电镀铜液，其特征在于：所述的有机添加剂中，光亮剂0.1ppm～50ppm；抑制剂100ppm～1500ppm；整平剂1ppm～80ppm。3.根据权利要求1所述的一种印刷电路板电镀铜液，其特征在于：所述的整平剂为聚乙烯亚胺；所述抑制剂选自分子量为3000
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50000的聚乙二醇、分子量为3000
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50000的聚丙二醇、分子量为3000
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50000的环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物中的一种或多种。4.一种用于制备权利要求1所述的光亮剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)、利用卤代酰氯或二卤代酮与烷基黄原酸钾在二氯甲烷的中进行反应，反应结束后减压蒸发溶剂，进行提纯，获得到反应产物a；S2)、将步骤S1)得到的反应产物a与亚硫酸钠在水溶液中反应，反应结束后冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：何念，王健，张波，肖文全，王军峰，
申请(专利权)人：广东利尔化学有限公司，
类型：发明
国别省市：