0 前 言 全光亮酸性镀铜层韧性和镀液光亮整平性良好,沉积速度较快,在塑料电镀金属铜-镍-铬装饰性电镀、印刷板孔金属化电镀以及电镀中占有重要的位置。要达到良好的效果和充分发挥其长处,关键在于光亮剂。国内外在开展酸性镀铜光亮剂的研究方面,重在研究硫脲衍生物,并探讨了其他染料以及含羟基的杂环化合物和聚醚化合物等光亮剂和整平剂,取得了明显的效果。 1 酸性光亮镀铜添加剂 酸性镀铜要获得细结晶、高光泽、高整平的镜面效果,须加入光亮剂、整平剂和表面活性剂等添加剂。 (1)光亮剂S类光亮剂主要作为细化晶粒、增强高电流密度区光亮度,与整平剂配合发挥作用,主要成分为有机硫磺酸盐。高档的光亮剂中间体有醇硫基丙烷磺酸钠(HP)、二甲基甲酰胺基磺钠(TPS)、噻咪啉基二硫代丙烷磺酸钠(SH110)。HP是用于酸性镀铜液中取代传统SP(聚二硫二丙烷磺酸钠)的晶粒细化剂,与SP相比其具有镀层颜色清晰白亮、用量范围宽、多加不发雾、低位效果好等优点。TPS性能与SP相仿,其高区走位性能优良,光亮剂组分性能较易控制,是取代SP的新一代高性能酸铜中间体;SH110作用与SP基本相同,其不同之处在于是晶粒细化剂与整平剂结合的产物,该工艺特别适用于线路板电镀及电铸铜。 (2)整平剂多为杂环化合物和染料,对低区的光亮度和整平性有较好的作用。此高档的整平剂有四氢噻唑硫酮(H1)、聚乙烯亚胺烷基化合物(GISS)、脂肪胺乙氧基磺化物(AESS)、巯基咪唑丙磺酸钠(MESS)、偶氮嗪染料(MDD)。H1具有极强的整平性,是取代N(乙撑硫脲)的优良整平剂。GISS是聚乙烯亚胺在特定条件下缩合而成的高性能走位剂,低电流密度区走位性能优良。AESS是一种强力的酸铜走位剂,镀液中加入AESS能明显改善低电流密度区的光亮度和整平性,同时还具备一定的润湿效果。MESS是优良的中低位光亮剂,能取代M(2-巯基苯骈咪唑),与M相比其具有很强的水溶性和整平性,适当增加其含量槽液不会浑浊,镀层不会产生麻砂。MDD染料为强整平低位走位剂,能使镀层特别饱满光亮。 (3)表面活性剂在酸性镀铜电解液中,若单独加入光亮剂,对镀层的光亮效果不显著,还必须加入表面活性剂才能获得光亮和具有一定整平性的镀层。在酸性光亮镀铜液中采用的表面活性剂以非离子表面活性剂效果最佳,并具有稳定的晶粒细化作用。此外还可加入少量阴离子表面活性剂作分散剂,对改善镀层质量亦有一定效果。常用的非离子表面活性剂聚乙二醇(P)分子量有6000,8000,10000;润湿剂MT-100和P必须和光亮剂、整平剂组合使用方可获得全光亮镀层。MT-100为琥珀酸酯钠盐,低泡润湿剂能提高镀液的均镀能力,使高低电流密度区沉积的镀层均匀一致。 2 PN在酸性镀铜光亮剂的作用 聚乙烯亚胺烷基盐(PN)是聚乙烯亚胺季胺化的衍生物,是一种高分子阳离子的聚合物,作用于酸性镀铜液中,既是整平剂又是低区光亮剂,在整个酸性镀铜添加剂中起配位和谐的综合作用。 (1)与光亮剂的配合 PN需与SP、HP、TPS配合使用且高位剂应适当增加,方可使镀层结晶更细致、平滑,避免高电位区烧焦,增强高电流密度区的亮度,可使镀层色泽转淡红为艳红。 (2)与整平剂的配合 PN与H1,GISS,AESS配合使用有极强的阴极极化作用,是一种强力的低走位剂,能明显增强低电流密度区的光亮度,同时还具有较好的整平能力,是极佳的深镀剂,可使整平性达到最佳。 (3)与表面活性剂的配合 PN配以聚乙二醇后可不必再加AEO,深镀能力超过AEO,且镀后不需要除膜处理,再配以MT-100润湿剂,则均镀能力将进一步改善,使低电流密度区与高电流密度区的分界面获得细致、平滑、光亮的均匀镀层。(4)PN是酸性光亮镀铜光亮剂中最优良的高温载体,适合复杂工件的电镀,在15～45℃范围内均能使用,不会因镀液温度高而抑制光亮剂、整平剂的作用效果。 3 小 结 (1)对TPS、PN、AESS、GISS、MESS等中间体的实际应用只要适当,可将上述中间体的作用充分发挥出来,即具有快速光亮、填平度高、在低电流密度区填平度和光亮度高、电流密度广泛、工作温度范围宽、对镍层结合力强、无需去膜等优点。 (2)镀液稳定性极高,电镀层清晰闪亮,消除起雾现象,大大减少针孔与麻砂。 |
