化學(xué)鍍銅溶液的配方組成

V:1.0精細(xì)整理，僅供參考日期：20xx年X月化學(xué)鍍銅溶液的配方組成化學(xué)鍍銅溶液的種類(lèi)很多。按鍍銅層的厚度分為鍍薄銅溶液和鍍厚銅溶液；按絡(luò)合劑種類(lèi)可分為酒石酸鹽型、EDTA二鈉鹽型和混合絡(luò)合劑型等；按所用還原劑分為甲醛、肼、次磷酸鹽、硼氫化物等溶液；而根據(jù)溶液的用途，又可分為塑料金屬化、印制電路板孔金屬化等溶液?；瘜W(xué)鍍銅溶液主要是由銅鹽、還原劑、絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑、pH值調(diào)節(jié)劑和其他添加劑組成。(1)主鹽主鹽的主要作用是提供銅離子，在化學(xué)鍍銅液中可使用硫酸銅、氯化銅、堿式碳酸銅、酒石酸銅、醋酸銅等。從降低成本考慮，多數(shù)配方選用五水硫酸銅(CuS04?5H20)?；瘜W(xué)鍍銅溶液中銅鹽含量對(duì)沉積速度有一定的影響。當(dāng)溶液的pH值控制在工藝范圍內(nèi)時(shí)，提高溶液中的銅含量，沉積速度有所增加，但溶液自然分解的傾向也隨之增大。在不含穩(wěn)定劑的溶液中，宜采用低濃度的鍍液；在含有穩(wěn)定劑的溶液中，銅離子濃度可適當(dāng)高一些。銅鹽濃度對(duì)鍍層性能的影響不大，但銅鹽中的雜質(zhì)可能對(duì)鍍層產(chǎn)生很大影響，因此化學(xué)鍍銅液對(duì)銅鹽純度的要求一般較高。(2)絡(luò)合劑以甲醛作還原劑的化學(xué)鍍銅溶液是堿性的，為防止銅離子形成氫氧化物沉淀析出，鍍液中必須加入絡(luò)合劑，以使銅離子成為絡(luò)離子狀態(tài)?？梢赃x用的絡(luò)合劑有酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉、葡萄糖酸鈉、三乙醇胺、四羥丙基乙二胺、甘油、甘醇酸、EDTA等。在實(shí)踐中使用最多的是酒石酸鉀鈉和EDTA二鈉。EDTA二鈉穩(wěn)定鍍液的能力比酒石酸鉀鈉強(qiáng)，但酒石酸鉀鈉鍍液中所得到的鍍層外觀優(yōu)于EDTA型鍍液。絡(luò)合劑對(duì)于化學(xué)鍍銅溶液和鍍層性能的影響很大。近代化學(xué)鍍銅溶液中通常添加兩種或兩種以上的絡(luò)合劑例如合用酒石酸鉀鈉和EDTA二鈉兩種絡(luò)合劑。正確選用絡(luò)合劑不僅有利于提高鍍液的穩(wěn)定性，而且可以提高鍍速和鍍層質(zhì)量。(3)還原劑化學(xué)鍍銅溶液中的還原劑可選用甲醛、次磷酸鈉、硼氫化鈉、二甲氨基硼烷(DMAB)、肼等。由于成本的原因，目前配制化學(xué)鍍銅溶液時(shí)多采用甲醛為還原劑。甲醛的還原能力隨鍍液堿性的提高而增加，通?；瘜W(xué)鍍銅液在pH值大于11的條件才具有還原銅的能力。鍍液的pH值越高，甲醛的還原能力越強(qiáng)，鍍速越快。但是如果鍍液pH值過(guò)高，容易造成鍍液的自發(fā)分解，降低鍍液的穩(wěn)定性，因此大多數(shù)化學(xué)鍍銅溶液的pH值都控制在12左右。(4)pH值調(diào)節(jié)劑由于化學(xué)鍍銅的過(guò)程是鍍液pH值降低的過(guò)程，因此必須向鍍液中加入pH值調(diào)節(jié)劑，以維持鍍液的pH值在正常的范圍內(nèi)。通常化學(xué)鍍銅溶液的pH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或碳酸鈉。(5)穩(wěn)定劑在化學(xué)鍍銅的過(guò)程中，除銅離子在催化表面進(jìn)行有效的氧化還原反應(yīng)，被甲醛還原成金屬銅之外，還存在許多副反應(yīng)。主要的副反應(yīng)包括：康尼查羅(Cannizzaro)反應(yīng)2HCHO+OH一→CH30H+HC00一以及非催化型反應(yīng)2Cu2++HCHO+50H一→Cu20↓+2HC00一+3H20通過(guò)該反應(yīng)氧化亞銅的微粒被還原出來(lái)，此后，氧化亞銅又可能被進(jìn)一步還原成微粒銅，即Cu20+2HCH0+20H一→2Cu↓+2HC00一+H2↓+H20這些副反應(yīng)不僅消耗了鍍液中的有效成分，而且產(chǎn)生的氧化亞銅以極細(xì)微的粉末懸浮在鍍液中，很難用過(guò)濾除去，容易引起鍍液分解，若與銅共沉積，則得到的銅沉積層疏松粗糙、與基體結(jié)合力差。針對(duì)上述情況，化學(xué)鍍銅液中需加入穩(wěn)定劑以達(dá)到穩(wěn)定鍍液和改善鍍層質(zhì)量的作用?；瘜W(xué)鍍銅液的穩(wěn)定劑種類(lèi)很多，常用的穩(wěn)定劑有甲醇、氰化鈉、硫代尿素、烷基硫醇、二羥基氮苯、2—2聯(lián)吡啶等。這些穩(wěn)定劑對(duì)提高鍍液穩(wěn)定性有效。但是，大多數(shù)的穩(wěn)定劑又同時(shí)是化學(xué)鍍銅反應(yīng)的催化毒化劑，因此，使用穩(wěn)定劑時(shí)，用量的控制是十分重要的。否則，用量多時(shí)，會(huì)顯著降低鍍速甚至造成停鍍。(6)其他添加劑能在穩(wěn)定鍍液的前提下提高銅沉