一种陶瓷电路无氰镀铜溶液、配制方法及电镀工艺与流程

文档序号:20267215发布日期:2020-04-03 18:32阅读:497来源:国知局

本发明属于陶瓷电路镀覆技术领域,特别是一种陶瓷电路无氰镀铜溶液、配制方法及电镀工艺。



背景技术:

陶瓷电路是在陶瓷基板上制得的一种互连电路结构,具有互连密度高、线条精度高等特点,可实现小孔金属化,被用于制备集成电阻、电容、电感等无源元件以及高功率电路,在机载、星载、航天等领域有着广泛的应用。陶瓷电路除了要具备合格的电性能外,还应满足后道组装工艺的技术要求。金属铜具有电阻率低,可靠性高,互连线尺寸小,密度高,以及抗迁移能力高等特点,其电阻系数与金、镍等薄膜电路常用的金属相比更小,作为陶瓷电路的主体层时电路损耗很小,且生产成本较低,因此铜是陶瓷电路镀层中非常重要的一种金属。铜层的质量会直接影响到电路的整体性能。

现有的陶瓷电路镀铜工艺可分为氰化物镀铜和无氰镀铜两种。氰化物镀铜由于含有氰化物,镀液具有很强的毒性,会对环境造成很大的污染,因此已逐渐被禁止使用。无氰镀铜由于毒性较小,已得到越来越广泛的应用。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种陶瓷电路无氰镀铜溶液、配制方法及电镀工艺。

实现本发明目的的技术解决方案为:一种陶瓷电路无氰镀铜溶液,主要包含:氯化铜15~20g/l,碱式碳酸铜30g~50g/l,乙二胺四亚甲基磷酸钠5~8g/l,酒石酸钾钠18g~25g/l,柠檬酸280g~320g/l,碳酸氢钠15~18g/l,二氧化硒0.02~0.03g/l,氢氧化钾适量,氢氧化钾用于调节溶液ph值,使ph满足9~10。

一种陶瓷电路无氰镀铜溶液的配置方法,配制流程为:

将柠檬酸用纯水溶解后加入氢氧化钾直至混合溶液ph值介于3~4之间,后向溶液中加入氯化铜与碱式碳酸铜,并全部溶解;

在强烈搅拌状态下向溶液中加入氢氧化钾;

最后向溶液中加入乙二胺四甲基磷酸钠、碳酸氢钠及二氧化硒的混合溶液,搅拌均匀后完成配制。

一种基于陶瓷电路无氰镀铜溶液的镀覆工艺,包括以下步骤:

除油:清除陶瓷电路表面污染物;

自来水清洗:去除除油过程残留的溶液;

盐酸活化:使用50%盐酸去除基底材料存在的氧化层,露出待镀基底;

纯水水洗:去除活化过程残留的溶液;

预镀铜:大电流冲击镀铜;

纯水水洗:去除预镀过程残留的溶液;

镀铜:利用陶瓷电路无氰镀铜溶液在陶瓷电路基底上镀覆得到一层铜镀层,溶液温度:35~55℃,ph:9~10,电流密度:0.5a/dm2~3a/dm2

与现有技术相比,本发明的有益效果为:(1)本发明的镀铜溶液为无氰镀铜,绿色环保,对环境危害性较小;(2)镀铜溶液配方法制选用原料价格便宜,配制成本较低;(3)溶液静止4个月以上无明显沉淀物出现,镀液稳定性较好,该溶液电流密度范围较为宽泛,电流效率较高,溶液分散能力与覆盖能力良好;(4)该镀铜配方溶液在陶瓷电路基底上镀覆得到的镀铜层细致均匀、孔隙率低、结合力良好。

具体实施方式

一种陶瓷电路无氰镀铜溶液,主要包含:氯化铜15~20g/l,碱式碳酸铜30g~50g/l,乙二胺四亚甲基磷酸钠(edtmps)5~8g/l,酒石酸钾钠18g~25g/l,柠檬酸280g~320g/l,碳酸氢钠15~18g/l,二氧化硒0.02~0.03g/l,氢氧化钾适量;氢氧化钾用于调节溶液ph值,使ph满足9~10。

一种配置陶瓷电路无氰镀铜溶液的方法,配制流程:将柠檬酸用适量纯水溶解后加入缓慢氢氧化钾直至混合溶液ph值介于3~4之间,后向溶液中加入氯化铜与碱式碳酸铜,并全部溶解;在强烈搅拌状态下向溶液中加入氢氧化钾,并注意添加过程中混合溶液温度不可超过50℃,最后向溶液中加入乙二胺四甲基磷酸钠(edtmps)、碳酸氢钠及二氧化硒的混合溶液,搅拌均匀后即可完成配制。其中,所述强烈搅拌是指每小时3~5个循环搅拌。

一种基于陶瓷电路无氰镀铜溶液的镀覆工艺,包括以下步骤:

除油:清除陶瓷电路表面存在的污染物,包括油渍、指印、沾污;

自来水清洗:去除除油过程残留的溶液;

盐酸活化:使用体积分数为50%的盐酸,去除基底材料存在的氧化层,露出新鲜的待镀基底;

纯水水洗:去除活化过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

预镀铜:大电流冲击镀铜,提高基底与后续镀铜层的结合力;其中电流密度为2a/dm2

纯水水洗:去除预镀过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

镀铜:在陶瓷电路基底上镀覆得到一层外观合格,结合力良好的铜镀层;温度:35~55℃,ph:9~10,电流密度:0.5a/dm2~3a/dm2,主要包含:氯化铜15~20g/l,碱式碳酸铜30g~50g/l,乙二胺四亚甲基磷酸钠(edtmps)5~8g/l,酒石酸钾钠18g~25g/l,柠檬酸280g~320g/l,碳酸氢钠15~18g/l,二氧化硒0.02~0.03g/l,氢氧化钾适量。

进一步的,铜镀层厚度为1-2微米。

下面通过实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例针对氧化铝陶瓷电路镀铜,电镀工艺包括如下内容:

除油:清除陶瓷电路表面存在的油渍、指印、沾污等污染物;

自来水清洗:去除除油过程残留的溶液;

盐酸活化:使用50%盐酸,去除基底材料存在的氧化层,露出新鲜的待镀基底;

纯水水洗:去除活化过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

预镀铜:大电流冲击镀铜,提高基底与后续镀铜层的结合力。

纯水水洗:去除预镀过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

镀铜:在陶瓷电路基底上镀覆得到一层1微米厚的铜镀层;温度:40℃,ph:9~10,电流密度:1a/dm2,主要包含:氯化铜15~20g/l,碱式碳酸铜30g~50g/l,乙二胺四亚甲基磷酸钠(edtmps)5~8g/l,酒石酸钾钠18g~25g/l,柠檬酸280g~320g/l,碳酸氢钠15~18g/l,二氧化硒0.02~0.03g/l,氢氧化钾适量。氢氧化钾用于调节溶液ph值,使ph满足9~10。

实施例2

本实施例对氮化铝陶瓷电路镀铜,电镀工艺,包括如下内容:

除油:清除陶瓷电路表面存在的油渍、指印、沾污等污染物;

自来水清洗:去除除油过程残留的溶液;

盐酸活化:使用50%盐酸,去除基底材料存在的氧化层,露出新鲜的待镀基底;

纯水水洗:去除活化过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

预镀铜:大电流冲击镀铜,提高基底与后续镀铜层的结合力。

纯水水洗:去除预镀过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

镀铜:在陶瓷电路基底上镀覆得到一层1微米的铜镀层;温度:35~55℃,ph:9~10,电流密度:0.5a/dm2~3a/dm2,主要包含:氯化铜15~20g/l,碱式碳酸铜30g~50g/l,乙二胺四亚甲基磷酸钠(edtmps)5~8g/l,酒石酸钾钠18g~25g/l,柠檬酸280g~320g/l,碳酸氢钠15~18g/l,二氧化硒0.02~0.03g/l,氢氧化钾适量。氢氧化钾用于调节溶液ph值,使ph满足9~10。

实施例3

本实施例对印制电路-pcb镀铜,电镀工艺,包括如下内容:

除油:清除陶瓷电路表面存在的油渍、指印、沾污等污染物;

自来水清洗:去除除油过程残留的溶液;

盐酸活化:使用50%盐酸,去除基底材料存在的氧化层,露出新鲜的待镀基底;

纯水水洗:去除活化过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

预镀铜:大电流冲击镀铜,提高基底与后续镀铜层的结合力。

纯水水洗:去除预镀过程残留的溶液,避免选用自来水水洗后可能会将氯离子带入到镀液中;

镀铜:在陶瓷电路基底上镀覆得到一层2微米的铜镀层;温度:35~55℃,ph:9~10,电流密度:0.5a/dm2~3a/dm2,主要包含:氯化铜15~20g/l,碱式碳酸铜30g~50g/l,乙二胺四亚甲基磷酸钠(edtmps)5~8g/l,酒石酸钾钠18g~25g/l,柠檬酸280g~320g/l,碳酸氢钠15~18g/l,二氧化硒0.02~0.03g/l,氢氧化钾适量。氢氧化钾用于调节溶液ph值,使ph满足9~10。

以上仅为本发明的较佳实施案例,不应以此限制本发明的范围,即凡是本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

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