一种通盲孔共镀电镀液及电镀方法与流程

本发明属于电镀铜技术领域，涉及一种通盲孔共镀电镀液及电镀方法。

背景技术：

电子产品的快速发展也推动了印刷电路板(pcb)的技术发展，pcb是连接各个电子元件的基板，在平面内主要依靠曝光蚀刻后形成的铜线路连接，而在层与层之间需要通过金属化的孔实现互联。其中，在pcb的电镀铜时出现了通孔电镀和盲孔电镀的工艺。在通孔电镀时需要高酸低铜电镀，盲孔电镀需要高铜低酸电镀，通盲孔共镀时通孔的存在会加速盲孔附近溶液的流动，所以需要采用特殊工艺和电镀药水才能达到通盲共镀技术。特殊工艺包括激光钻孔-盲孔电镀-机械钻通孔-镀通孔的工艺，但是，这种特殊工艺增加了制作难度，并且容易使产品的品质下降，成本升高。

cn102036509a公开了一种电路板通孔盲孔电镀的方法，首先，进行化学沉铜操作；将电镀药水组分进行分解，调整为高铜低酸进行第一次电镀；将电镀药水组分进行分解，调整为高酸低铜进行第二次电镀。它的优点是可提高了生产效率；并可以提高电镀铜的延伸率和延展性，有效地提高通孔和盲孔的电镀可靠性，大大减少爆板、电阻变大甚至失效的技术问题；但是，缺点是电镀过程中要对药水进行调整，增大了工艺的复杂性，增大了工人分析药水的劳动量，因而降低了可靠性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种通盲孔共镀电镀液，其总有机含碳量低，电镀铜的延展性和热冲击可靠性高，电镀时间短，工艺简单，电镀效率高，有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种通盲孔共镀电镀液，所述电镀液包含a-d组份，其中，

所述a组份为无水硫酸铜；

所述b组份为硫酸；

所述c组份为氯化物；

所述d组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。

本发明中，所述d组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠的混合物；聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；所述混合物还可以为三种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；所述混合物还可以为四种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐的混合物，聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物，3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；所述混合物也可以为五种的混合物，例如所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物。

所述电镀液还包含e组份，所述e组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物，例如所述e组份为聚乙二醇、聚丙醇的混合物，聚乙二醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物，聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物；所述混合物也可以为三种的混合物，例如所述e组份为聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。

所述电镀液还包含f组份，所述f组份选自聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制性的实例为所述混合物为两种的混合物，例如所述f组份为聚乙烯亚胺、碱性黄的混合物，聚乙烯亚胺、聚胺盐的混合物，碱性黄和聚胺盐的混合物；所述混合物也可以为三种的混合物，例如所述f组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐的混合物。

所述a组份:b组份:c组份:d组份的质量比为(15～200):(50～350):(0.05～0.2):(0.001～0.01)。

优选地，所述a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为(15～200):(50～350):(0.05～0.2):(0.001～0.01):(5～30)；优选为(50～150):(200～250):(0.05～0.15):(0.003～0.005):(15～20)。

优选地，所述a组份:b组份:c组份:d组份:e组份:f组份的质量比为(15～200):(50～350):(0.05～0.2):(0.001～0.01):(5～30):(0.001～0.005)；优选为(50～150):(200～250):(0.05～0.15):(0.003～0.005):(15～20):(0.002～0.004)。

本发明中，所述无水硫酸铜的质量浓度为15～200g/l，例如无水硫酸铜的质量浓度为15g/l、20g/l、30g/l、40g/l、50g/l、60g/l、70g/l、80g/l、90g/l、100g/l、110g/l、120g/l、130g/l、140g/l、150g/l、160g/l、170g/l、180g/l、190g/l、200g/l；优选为50～100g/l。

本发明中，所述硫酸的质量浓度为50～350g/l，例如硫酸的质量浓度为50g/l、60g/l、70g/l、80g/l、90g/l、100g/l、110g/l、120g/l、130g/l、140g/l、150g/l、160g/l、170g/l、180g/l、190g/l、200g/l、210g/l、220g/l、230g/l、240g/l、250g/l、260g/l、270g/l、280g/l、290g/l、300g/l、310g/l、320g/l、330g/l、340g/l、350g/l；优选为100～200g/l。

本发明中，所述氯化物的质量浓度为5～200mg/l，例如氯化物的质量浓度为5mg/l、10mg/l、15mg/l、20mg/l、25mg/l、30mg/l、35mg/l、40mg/l、45mg/l、50mg/l、60mg/l、70mg/l、80mg/l、90mg/l、100mg/l、110mg/l、120mg/l、130mg/l、140mg/l、150mg/l、160mg/l、170mg/l、180mg/l、190mg/l、200mg/l；优选为50～100mg/l。

本发明中，所述d组份的质量浓度为0.001～0.01g/l，例如所述d组份的质量浓度为0.001g/l、0.002g/l、0.003g/l、0.004g/l、0.005g/l、0.006g/l、0.007g/l、0.008g/l、0.009g/l、0.01g/l，优选为0.05～0.01g/l。

本发明中，所述e组份的质量浓度为5～30g/l，例如所述e组份的质量浓度为5g/l、6g/l、7g/l、8g/l、9g/l、10g/l、11g/l、12g/l、13g/l、14g/l、15g/l、16g/l、17g/l、18g/l、19g/l、20g/l、21g/l、22g/l、23g/l、24g/l、25g/l、26g/l、27g/l、28g/l、29g/l、30g/l，优选为15～20g/l。

本发明中，所述f组份的质量浓度为0.001～0.005g/l，例如所述f组份的质量浓度为0.001g/l、0.002g/l、0.003g/l、0.004g/l、0.005g/l，优选为0.002～0.004g/l。

作为本发明的优选方案，一种通盲孔共镀电镀液，所述电镀液包含a-f组份，其中，

所述a组份为质量浓度为15～200g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为50～350g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为5～200mg/l的氯化物；

所述d组份选自聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠中的一种或至少两种的混合物；所述d组份的质量浓度为0.001～0.01g/l；

所述e组份选自聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或至少两种的混合物，所述e组份的质量浓度为5～30g/l；

所述f组份选自聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的一种或至少两种的混合物，所述f组份的质量浓度为0.001～0.005g/l。

本发明的目的之二在于提供一种通盲孔共镀电镀液的电镀方法，将通盲孔金属化，使用所述的通盲孔共镀电镀液对金属化后的通盲孔进行电镀，对通孔和盲孔一次电镀后就能取得很好的效果。具体电镀方法为：将带有通孔和盲孔的基材金属化，将金属化后的基材浸入通盲孔共镀电镀液中进行电镀。

上述电镀方法中，所说的“孔”指基材内以具有一定高度(深度)和口径的空腔形式存在的缺失部分，包括通孔和盲孔。本发明基材包括印刷电路板。本发明以印刷电路板为例来说明技术方案。本发明中孔的高度不大于3.5mm，优选为0.025～1mm，进一步优选为0.05～0.5mm；孔的孔径不大于1000μm，优选为30～300μm，进一步优选为60～150μm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的通盲孔共镀电镀液的总有机含碳量低，cod含量为100～5000，电镀铜的延展性和热冲击可靠性高，电镀时间短，工艺简单，使用电流密度高，电镀深镀能力最高达95％，有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。

附图说明

图1为本发明的实施例4制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的效果图；

图2为本发明的实施例5制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的效果图；

图3为本发明的实施例6制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的效果图；

图4为本发明的实施例6制得的通盲孔共镀电镀液对基材电镀后的整体效果图。

具体实施方式

下面结合附图1-4并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为100g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为200g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠的混合物。

所述a组份:b组份:c组份:d组份的质量比为100:200:0.15:0.003。

将带有通孔和盲孔的基材金属化，将金属化后的基材浸入上述通盲孔共镀电镀液中进行电镀。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性10％；通过1次耐热冲击无镀层断裂现象；电镀深镀能力60％。

实施例2

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为100g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为200g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为聚乙二醇、聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份的质量比为100:200:0.15:0.003:10。

对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性15％；通过3次耐热冲击无镀层断裂；电镀深镀能力80％。

实施例3

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为100g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为200g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为脂肪胺聚氧乙烯醚；

所述f组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份:f组份的质量比为100:200:0.15:0.003:10：0.002。

对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性15％；通过3次耐热冲击无镀层断裂；电镀深镀能力85％。

实施例4

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为200g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为100g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为100mg/l的氯化物；

所述d组份为3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、异硫脲丙磺酸内盐和3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚中的混合物；

所述f组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐中的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份:f组份的质量比为200:100:0.1:0.003:10：0.002。

对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性18％；通过5次耐热冲击无镀层断裂；电镀深镀能力90％。

实施例5

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为30g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为50g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为150mg/l的氯化物；

所述d组份为聚二硫二丙烷磺酸钠、3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为脂肪胺聚氧乙烯醚；

所述f组份为聚乙烯亚胺、碱性黄和聚胺盐的混合物。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份:f组份的质量比为30:50:0.15:0.003:10：0.002。

对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性20％；通过3次耐热冲击无镀层断裂；电镀深镀能力92％。

实施例6

本例采用垂直电镀工艺。本实施例的通盲孔共镀电镀液的组成如下：

所述a组份为质量浓度为180g/l的无水硫酸铜；

所述b组份为质量浓度为270g/l的硫酸；

所述c组份为质量浓度为180mg/l的氯化物；

所述d组份为3-巯基丙烷磺酸钠、n,n-二甲基二硫代羰基丙烷磺酸钠、3-(苯骈噻唑-2-巯基)-丙烷磺酸钠的混合物；

所述e组份为聚丙醇和脂肪胺聚氧乙烯醚的混合物；

所述f组份为聚乙烯亚胺。

a组份:b组份:c组份:d组份:e组份:f组份的质量比为180:270:0.18:0.005:30:0.005。

对基材的电镀方法与实施例1相同。对镀铜后的基材进行延展性和热冲击可靠性进行测试，热应力性能参照标准方法ipc-tm-650no.2.6.8测试方法测定，测试结果为：延展性20％；通过3次耐热冲击无镀层断裂；电镀深镀能力95％。

采用在磨具中将实施例4-6的基材样品通过灌入水晶胶固定，固化后研磨到孔中央，然后在100-500倍放大镜下观察并测量，测试结果分别如图1-4所示。从图1-3中可以看出，实施例4-6基材中的通孔和盲孔均被填平，从图4可以看出，通孔和盲孔由电镀铜很好地填平，实现了任意层之间的互联导通。

本发明的通盲孔共镀电镀液的总有机含碳量低，cod含量为100～5000，电镀铜的延展性和热冲击可靠性高，电镀时间短，工艺简单，电镀效率最高达95％，有效地提高了通孔和盲孔的电镀可靠性。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。