沉铜组合液的制作方法与工艺

文档序号:11996088阅读:314来源:国知局
本发明涉及印制电路板孔内金属化技术,尤其涉及在印制线路板化学沉铜技术领域。

背景技术:
随着电子产品朝向精密细化发展方向趋势日益明朗,对电子元器件相互连接的紧密程度的要求也越来越高。组装电子厂家往往需把电子元器件通过元器件孔内薄铜镀层与锡焊接进行电路导电,电路板材孔内沉铜层通常会受到导电元器件发热引起板材热胀冷缩现象引起断路问题,因此PCB线路板的化学沉铜品质是影响导电元器件质量的重要因素。通信技术的高速发展,电子产品的不断升级,PCB设计线路精密细化,因此PCB板的孔径也逐渐变小。由于孔内表面张力等因素,纵横比高的PCB板在沉铜工艺上会产生沉不上铜或背光不良等异常结果,板材也会最终因开路报废。以往化学镀铜是指在没有外加电流的条件下,利用溶液中的金属铜盐及还原剂,在具有催化活性的基体表面(钯表面)上进行自催化氧化还原反应,在基体表面形成具有一定厚度和功能的金属铜的一种表面处理技术。化学沉铜原理反应式:CuSO4+2HCHO+4NaOH→Cu+NaSO4+2HCOONa+2H2O+H2↑1.电子的形成:HCHO+OH-→H3COO-H3COO-+OH-→HCOO-+H2O+H-H-→H0+e-(在Pd的导电作用下)2.钯表面起始反应:Pd+2e-+Cu2+→Pd-CuPd-Cu+2e-+Cu2+→Pd-Cu+Cu3.自我催化反应:Cu0+2e-+Cu2+→CuO+CuO沉铜的目的是使双层或多层印制电路板的非金属孔,通过氧化还原反应达到在孔壁沉积上一层均匀的铜箔然后通过加镀铜厚形成导电回路。目前化学沉铜液主要成分为甲醛、氢氧化钠、硫酸铜及相应的络合剂,对小孔径的PCB板材普遍存在沉着不上铜及背光不良等品质缺陷,并且沉铜药水废液排放量大,对环境造成较大污染。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种沉铜组合液,以解决现有技术中的沉铜液对小孔径的PCB板材沉着不上铜及背光不良、板材品质差和沉铜操作时需要不断补充药液,废液排放量大的问题。为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:本发明提供一种沉铜组合液,由单独储存的化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液与去离子水按比例混合而成,其中:所述化铜A液包含在该化铜A液中占以下浓度的各组分:510-540g/L无机盐、20-60g/L络合剂,所述浓度为各组分在该化铜A液中所占的浓度;所述化铜B液包含在该化铜B液中占以下浓度的各组分:430-580g/L氢氧化钠、30-60ml/L工业酒精、20-60g/L络合剂、0.01-0.02g/L稳定剂,所述浓度为各组分在该化铜B液中所占的浓度;所述化铜C液包含在该化铜C液中占以下浓度的各组分:200-400g/L还原剂,所述浓度为各组分在该化铜C液中所占的浓度;所述化铜M液包含在该化铜M液中占以下浓度的各组分:40-50ml/L工业酒精、2-6g/L加速剂、0.008-0.15g/L稳定剂、190-400g/L络合剂,所述浓度为各组分在该化铜M液中所占的浓度。优选地,所述化铜A液中无机盐的浓度为530-535g/L,所述化铜A液中无机盐为氯化铜。优选地,所述化铜B液中氢氧化钠的浓度为440-455g/L。优选地,所述化铜B液中的络合剂的浓度为35-45g/L。优选地,所述化铜A液和化铜B液中的络合剂均选自于:酒石酸钾钠、EDTA-4Na、羟乙基乙二胺三乙酸、四羟乙基乙二胺乙酸、四羟丙基乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四丙酸、1,2-环己二胺四乙酸、二羟甲基乙二胺四乙酸中的至少一种。优选地,所述化铜M液中的加速剂选自于:聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷类表面活性剂中的至少一种。优选地,所述化铜B液和化铜M液中的稳定剂均选自于:2,2-联吡啶、1,1-菲咯林、亚铁氰化钾中的至少一种。优选地,所述化铜C液中的还原剂选自于:甲醛、非甲醛还原剂中的至少一种。优选地,所述非甲醛还原剂选自于:次磷酸钠、乙醛酸、二甲氨基硼烷中的至少一种。优选地,所述沉铜组合液中化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液与去离子水的体积比为0.6-1.2∶2.6∶10∶10∶76.2-76.8。本发明的有益效果是:1、本发明沉铜组合液采用氯化铜作为无机盐,氯化铜溶解度大,可以做成几十倍浓缩液,从而减少药水用量达到减少废液量排出的目的,相对比硫酸铜体系更加符合环保趋势;2、络合剂可以与铜离子形成配位,阻止化学镀铜液中氢氧化铜沉淀形成,避免沉淀对沉铜速率和沉铜效果的影响;3、沉铜组合液是通过配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M四种化铜液后,再用去离子水按一定比例稀释混合而成的,达到了减少沉铜操作过程不断补充的药液用量以及达到减少废液排放量的目的;4、本发明沉铜组合液对小孔径的PCB板材同样适用,保证了沉铜高级别的背光品质,不会因为小孔径PCB板材孔内表面张力而沉不上铜,影响电子元件的质量。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。【实施例1】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例1沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例1沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例2】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例2沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例2沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例3】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例3沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例3沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例4】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例4沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例4沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例5】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例5沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例5沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例6】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例6沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例6沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例7】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例7沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例7沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例8】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例8沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例2沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例9】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例9沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例9沉铜组合液中各组分的体积为:【实施例10】以配制化铜A液、化铜B液、化铜C液、化铜M液各1L为例,本实施例10沉铜组合液中各组分及含量如下:以配制1L沉铜组合液为例,本实施例10沉铜组合液中各组分的体积为:除以上列举的实施例外,本发明还包含在权利要求范围内各组分和含量组合而成的其他实施例。对比例【对比例1】以配制1L化铜液为例,本对比例1化铜液中各组分及含量如下:【对比例2】以配制1L化铜液为例,本对比例2化铜液中各组分及含量如下:实验例【实验例1】配制等量的实施例1-9的沉铜组合液和对比例1-2的化铜液,运用上述配制好的溶液对同样品质同样大小的PCB板沉铜,沉铜槽液PH值控制为12.5-13,温度为25-35℃,镀覆时间为15-30分钟,选取小孔径高纵横比的PCB多层板材做为实验测试基板。沉铜结束后取出PCB板进行背光测试,实验步骤如下:1、剪下板子上预留的切片孔,用研磨机把所取切片磨到一排孔的中心线;2、用研磨机研磨,使切片厚度小于1/8英寸;3、将切片放在放大镜的光源上面,在10-50x放大镜下去观测孔内沉积层的覆盖情形,实验结果如表1。表1实施例1-9的沉铜组合液和对比例1-2的化铜液背光测试结果外观背光等级镀通孔不良率废液排出量实施例1粉红色10级0少实施例2粉红色10级0少实施例3粉红色10级0少实施例4粉红色10级0少实施例5粉红色10级0少实施例6粉红色10级0少实施例7粉红色10级0少实施例8粉红色10级0少实施例9粉红色10级0少比较例1粉红色8级10%多比较例2粉红色7级30%多从上述实验结果可知,运用本发明的沉铜组合液沉铜后,小孔径PCB板可以得到较高的背光等级,色泽度好,也没有镀通孔不良的现象,废液排出量少,对环境污染程度低。以上所述仅为本发明的具体实施例和实验例,本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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