本发明涉及电镀，尤其涉及一种电镀铜整平剂及制备方法、电镀液和应用。
背景技术：
1、随着电子信息技术的发展，电子产品与设备趋于轻薄化、小型化和集成化。作为电子元器件的载体，电路板设计和制造也朝着高密度互连、小孔化技术的方向快速发展，由此hdi(高密度互连)板和ic(集成电路)板应运而生。为了满足高密度、高集成化要求，盲孔电镀填孔技术逐渐成为业界研究的重要课题之一。盲孔填孔不仅可以做到垫内盲孔的焊接，而且还可以采用上下叠孔的方式，替代部分层次或全层次之间的通孔，负责电气传输的同时改善产品散热性。盲孔填孔工艺要求填孔电镀后，盲孔需要被铜层完全填充，凹陷值(dimple值)尽量小，孔内无包心、空洞或裂缝等缺陷；降低传输信号的损失，从而保证电子产品的可靠性和稳定性。
2、为了保障多层板之间电气性能，一般使用硫酸盐镀铜体系。该工艺方法简便，镀液成分简单，组分价格便宜，形成的镀液稳定且易于控制。镀铜效果受加速剂、润湿剂和整平剂等添加剂的影响，其中整平剂是镀铜添加剂体系中至关重要的原料，它能够吸附在阴极电流密度高的区域，与铜离子竞争，使得铜离子在高电位处不易沉积但又不影响低电流区的铜沉积，从而避免填孔过程过早封口而产生的空洞现象。然而，目前市面上所存在的盲孔填孔镀铜整平剂，一方面对盲孔的电镀效率低；一方面工艺或原料制备复杂，实用性差；另一方面电镀所得面铜均较厚，增加了后续蚀刻难度不利于细线路的制作。
3、中国专利cn117966225b公开了一种qfp粗铜电镀溶液、配制方法和电镀方法，通过铜盐，导电盐，光亮剂，第一稳定剂，季铵盐，添加剂等配置电镀液，解决半导体集成电路产品的表面结合不牢固，存在开裂缺陷；进而导致半导体芯片产品信号传输不稳定、功率损耗过多的技术问题。中国专利cn117107310a公开了一种填孔整平剂及其制备方法、电镀铜药水、电镀铜方法，通过含氮杂环化合物和多元醇缩水甘油醚类物质聚合而成叔胺聚合物或其季铵化共聚物，有效减少铜离子的沉积。但是这些现有技术均未同时解决上述技术问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明公开了一种电镀铜整平剂及其制备方法和在填盲孔电镀中的应用，以解决上述背景技术中所存在的问题。该电镀铜整平剂的爆发能力强，在较短填孔时间可将盲孔填平，使电镀液具有优异的填孔性能，同时大幅度降低盲孔填平表面铜厚，可有效降低线路蚀刻难度及工艺生产成本。
2、本发明第一方面提供了一种电镀铜整平剂，其原料包括：环状胺，五元杂芳烃，环氧化合物。
3、优选的，所述五元杂芳烃化合物具有式1所示结构：
4、
5、式1中，x、y独立地选自c、n、s或o原子；且x、y不同时为c原子。
6、式1中，r1、r2独立地选自氢原子，线型或支化的c1-c10烷基，直链、支链或者环状的c1-c10杂环烷基、芳烃基、杂芳烃基中的任意一种。
7、优选的，r1、r2可以作为环状烷烃的组成单元。
8、进一步优选的，所述环状烷烃可以为杂环烷烃。
9、进一步优选的，所述环状烷烃可以为直链环状烷烃或支链环状烷烃的任意一种。即，r1、r2可与其它原子共同形成直链或者支链的环状烷烃、杂环烷烃。
10、优选的，所述五元杂芳烃化合物选自吡咯、噻唑、恶唑、咪唑类化合物中的至少一种。
11、优选的，所述环氧化合物为单官能团缩水甘油醚(式2)、双官能团缩水甘油醚(式2、式3、式4、式5或式6)、多官能团缩水甘油醚中的至少一种。
12、
13、作为式2的示例，可列举为苄基单缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚等。
14、作为式3的示例，可列举为二乙二醇二缩水甘油醚等。
15、作为式4的示例，可列举为乙二醇二缩水甘油醚，聚乙二醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚，1,6-己二醇二缩水甘油醚等。
16、作为式5的示例，可列举为1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚。
17、作为式6的示例，可列举为新戊二醇二缩水甘油醚。
18、作为多官能团缩水甘油醚的实例，可以列举为甘油三缩水甘油醚等。
19、所述电镀铜整平剂的原料还包括溶剂，溶剂采用本领域常用溶剂，能够实现溶解目的即可，例如水。
20、优选的，所述环状胺化合物可以为四元环状胺、五元环状胺、六元环状胺中的至少一种。
21、更优选的，所述环状胺包括四氢吡咯，哌啶，哌嗪中的至少一种；最优选为四氢吡咯。
22、优选的，所述环状胺、五元杂芳烃、环氧化合物的摩尔比为1：(0.8-1.2)：(0.1-10)。
23、优选的，所述环状胺、五元杂芳烃、环氧化合物的摩尔比为1：(0.9-1.1)：(0.15-5)。
24、本发明的电镀铜整平剂能够作为整平剂添加到电镀溶液体系中，在对盲孔电镀时配合光亮剂和抑制剂共同作用，可得到光亮、平整及物理性能俱佳的铜沉积层。在应用于填盲孔电镀时可以缩短电镀时间、提升产能，且填孔性能优越。电镀后面铜厚度小于15μm，能够显著减少铜使用量，从而节约成本，进一步可以适应msap(改良型半加层制程)制程以及封装载板的发展要求。
25、本发明第二方面提供了上述电镀铜整平剂的制备方法，制备步骤包括：将环状胺、五元杂芳烃、环氧化合物在溶剂中混合，在50-100℃反应2-12h，即得。本发明电镀铜整平剂的制备方法简单，易于操作，有利于工业化批量生产。
26、优选的，电镀铜整平剂的反应条件为55-70℃反应4-8h。
27、所述电镀铜整平剂的重均分子量为200～20000，优选为500～5000。
28、优选的，所述电镀铜整平剂的ph值为1.0-3.0。
29、本发明制备整平剂时需要监控反应温度，反应过快时反应升温也快，热量在体系中难以及时传递出来，容易导致副反应发生，甚至凝胶；因此需要严格控制滴加速度与反应温度。
30、在一些实施方式中，可以用tlc(点板)、红外、紫外手段监测反应进程。
31、优选的，制备过程中选择注射泵加料，能够更精准地控制加药速度。
32、本发明第三方面提供了一种电镀液，原料包括：20-150g/l硫酸、100-260g/l五水合硫酸铜、30-100ppm氯离子、0.5-20ppm加速剂、50-7000ppm抑制剂和1-400ppm整平剂(即上述环状胺、五元杂芳烃、缩水甘油醚反应得到的电镀铜整平剂)。
33、进一步优选的，原料包括：40-120g/l硫酸、120-240g/l五水合硫酸铜、40-80ppm氯离子、1-10ppm加速剂、60-6000ppm抑制剂和10-100ppm上述电镀铜整平剂(即上述环状胺、五元杂芳烃、环氧化合物反应得到的产物)。
34、所述加速剂为本领域常用加速剂，例如聚二硫二丙烷磺酸钠(sps)。
35、所述抑制剂为本领域常用抑制剂，例如聚乙二醇(peg 8000等)。
36、优选的，使用电镀液对板材进行电镀时，对板材进行前处理。
37、所述前处理采用本领域通用前处理工艺即可，例如酸洗，除油，微蚀等，经过前处理工艺后进入电镀制程，电镀效果更好。
38、本发明第三方面提供了上述电镀液的应用，可以用于pcb(电路板)、ic(集成电路)等电子元件的加工。
39、本发明第四方面提供了上述电镀液的使用方法，所述电镀液的电镀条件为：电流密度为0.5-5.0a/dm2，电镀温度为5-50℃，电镀时间15-80min。
40、优选的，所述电镀液的电镀条件为：电流密度为1.0-3.0a/dm2，电镀温度为10-40℃，电镀时间30-60min。
41、有益效果：
42、本发明提供一种电镀铜整平剂及制备方法和应用，具有以下优点：
43、(1)本发明的电镀铜整平剂能够添加到电镀溶液体系中发挥优异的填孔效果，对盲孔电镀时，面铜厚度小于15μm；能适应电子器件的加工精细化发展需求。
44、(2)本发明优选特定结构的五元杂芳烃，能够与环状胺、环氧化合物反应生成电镀活性高的整平剂，整平剂更容易吸着在制件表面电流密度较高处即负电极性较强处，并与铜离子出现竞争，使得铜原子在高电流处不易落脚，但却又不致影响低电流区的镀铜，使得原本起伏不平的制件表面变得更为平坦。
45、(3)本发明的整平剂应用于电镀液后，不仅降低了面铜厚度，可以将镀层凹陷控制在5μm以内，且所填盲孔内无镀层空洞、裂缝等不良品质的出现，能够兼顾制件的低成本和高质量。
46、(4)本发明电镀铜整平剂的原料易得，制备方法简单，便于操作，且产品无需进一步纯化，可直接应用于电镀实验，有利于工业化批量生产。
47、(5)本发明电镀铜整平剂和电镀液的应用范围广，可以用于pcb(电路板)、ic(集成电路)等各种电子元件的加工，显著提升填盲孔效果，保证电子产品的可靠性和稳定性。