一種化學鍍銅液和一種化學鍍銅方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化學鍍銅液，本發(fā)明還涉及一種化學鍍銅方法。
【背景技術】
[0002] 自20世紀40年代Brenner和Ridlell首先開發(fā)出化學鍍銅技術以來，經過半個 世紀的努力，這種技術已在國民經濟的各個領域得到了應用?；瘜W鍍銅在化學鍍中占有十 分重要的地位，目前已廣泛應用于非金屬電鍍的底層、印制板的孔金屬化和電子儀器的電 磁屏蔽層等各個方面。
[0003] 自化學鍍銅技術誕生以來，科學工作者不斷地探索其異相表面催化沉積的動力學 過程；提出了各種化學沉積的機理、假說，試圖對化學鍍銅的實驗事實作出合理解釋，增加 對化學鍍銅現(xiàn)象的本質的認識。目前，大多數(shù)商品化的化學鍍銅溶液采用甲醛作為還原劑， 反應過程中存在兩個基本化學反應，即：
[0004] Cu2++2e - Cu
[0005] 2HCH0+40H - H2 丨 +2H20+2HC00+2e。
[0006] 化學鍍銅的總反應式可表示為：
[0007] Cu2++2HCH0+40H - Cu+H2 丨 +2H20+2HC00 〇
[0008] 該反應式只表示反應物與最終的反應產物的關系，實際反應過程要復雜得多，可 能分為二步或多步進行，可能有一價銅鹽作為反應的中間產物形成，目前還不了解反應的 確切過程。一般認為，化學鍍銅反應歷程是通過兩個連貫的反應而發(fā)生的，即電子在陽極部 分反應中釋放，在陰極部分反應中消耗。
[0009] 化學鍍銅是自催化反應，結晶生長較難控制，銅層邊緣容易橫向生長，產生溢鍍現(xiàn) 象。并且，銅層越厚，越容易產生溢鍍?；瘜W鍍銅常用于天線制作和電磁屏蔽，對于天線制 作來說，溢鍍不僅會導致天線頻率遷移，還可能使兩條本來分開的相鄰電路連接在一起，改 變電路的原有設計，改變天線頻率。溢鍍的銅層邊緣在后續(xù)處理過程中，需要除去，這樣不 僅會造成極大的浪費，而且使加工工序復雜化。目前，化學鍍銅功能件都要求鍍銅厚度達12 微米以上，現(xiàn)有的化學鍍銅技術很難達到控制溢鍍的要求。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的化學鍍銅過程中容易產生溢鍍現(xiàn)象的技術問題，提 供一種化學鍍銅液和一種化學鍍銅方法，采用該化學鍍銅液進行化學鍍銅，能有效地緩解 溢鍍現(xiàn)象。
[0011] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，在化學鍍銅液中引入2-巰基苯并噻唑和 C8-C14的烷基硫醇，能有效地緩解溢鍍現(xiàn)象。在此基礎上完成了本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明提供了一種化學鍍銅液，該化學鍍銅液含有銅鹽、還原劑、絡合劑、pH值調 節(jié)劑、可選的穩(wěn)定劑以及可選的表面活性劑，其中，所述化學鍍銅液含有2-巰基苯并噻唑 和R1-SH,其中，R1為C8-C14的烷基。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種化學鍍銅方法，該方法包括將待鍍件置于化學鍍銅液中進行 化學鍍，其中，所述化學鍍銅液為本發(fā)明提供的化學鍍銅液。
[0014] 采用本發(fā)明提供的化學鍍銅液進行化學鍍銅，能有效地緩解溢鍍現(xiàn)象，從而能夠 形成具有較高尺寸精度的銅鍍層。并且，采用本發(fā)明的化學鍍銅液進行化學鍍銅，仍然能夠 獲得較高的鍍覆速度，且形成的銅鍍層對基材具有較高的附著力。因此，本發(fā)明的化學鍍銅 液特別適合用于要求銅鍍層具有較高厚度（例如12 μ m以上）和較高尺寸精度的場合，例 如：電子產品的天線制作和電子儀器的電磁屏蔽。
【具體實施方式】
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的化學鍍銅液，該化學鍍銅液含有2-巰基苯并噻唑和R1-SH,其中，R 1為C8-C14的烷基，如八烷基、九烷基、十烷基、十一烷基、十二烷基、十三烷基和十四烷基。優(yōu) 選地，R1-SH為十_烷基硫醇、八烷基硫醇和十四烷基硫醇中的一種或兩種以上。更優(yōu)選地， R1-SH為十二烷基硫醇。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的化學鍍銅液，盡管只要含有2-巰基苯并噻唑和R1-SH即可抑制溢 鍍，但是從更為有效地降低溢鍍程度的角度出發(fā)，該化學鍍銅液中，2-巰基苯并噻唑的含量 優(yōu)選為 〇· 001-0. 〇5g/L，更優(yōu)選為 0· 002-0. 01g/L J1-SH 的含量優(yōu)選為 0· 001-0. 02g/L，更 優(yōu)選為 〇· 002-0. 01g/L，進一步優(yōu)選為 0· 002-0. 005g/L。
[0017] 從進一步降低溢鍍程度的角度出發(fā)，2-巰基苯并噻唑與R1-SH的重量比為1 : 0. 1-1，優(yōu)選為 1 :〇. 3-0. 8,更優(yōu)選為 1 :0. 4-0. 5。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的化學鍍銅液，還含有銅鹽、還原劑、絡合劑、pH值調節(jié)劑、可選的穩(wěn)定 劑和可選的表面活性劑。本發(fā)明中，"可選的"表示非必要，可以理解為含有或不含有。
[0019] 所述銅鹽用于為化學鍍銅過程提供二價銅離子，可以為化學鍍銅領域的常規(guī)選 擇。具體地，所述銅鹽可以為硫酸銅、氯化銅和硝酸銅中的一種或兩種以上。本發(fā)明對于所 述銅鹽的含量沒有特別限定，可以為常規(guī)選擇。一般地，所述化學鍍銅液中，所述銅鹽的含 量可以為8-20g/L，優(yōu)選為10-15g/L。
[0020] 所述還原劑用于將化學鍍銅液中的二價銅離子還原成為金屬銅，可以為常規(guī)選 擇。具體地，所述還原劑可以為甲醛、次亞磷酸鈉、氨基硼烷和水合肼中的一種或兩種以上。 優(yōu)選地，所述還原劑為甲醛。所述化學鍍銅液中還原劑的含量沒有特別限定，可以為常規(guī)選 擇。一般地，所述化學鍍銅液中，所述還原劑的含量可以為l_5g/L，優(yōu)選為2.5_4g/L。
[0021] 所述絡合劑用于與化學鍍銅液中的二價銅離子形成絡合物，避免銅離子在堿性環(huán) 境下形成氫氧化銅沉淀，也防止銅直接與還原劑反應，導致鍍液失效。此外，絡合劑還可以 對化學鍍的速度進行調節(jié)。所述絡合劑可以為化學鍍銅領域中常用的絡合劑。具體地，所 述絡合劑可以為三乙醇胺、檸檬酸、水溶性檸檬酸鹽（如堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽）、乙 二胺、酒石酸、水溶性酒石酸鹽（如堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽）、蘋果酸、水溶性蘋果酸 鹽（如堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽）、乙二胺四乙酸和水溶性乙二胺四乙酸鹽（如堿金屬 鹽、堿土金屬鹽或銨鹽）中的一種或兩種以上。
[0022] 所述絡合劑的用量可以為常規(guī)選擇。一般地，所述化學鍍銅液中，所述絡合劑的含 量可以為25-65g/L，優(yōu)選為35-60g/L。
[0023] 優(yōu)選地，所述絡合劑含有乙二胺四乙酸鹽（如堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽，優(yōu)選 為乙二胺四乙酸二鈉）和三乙醇胺。即，所述化學鍍銅液優(yōu)選含有乙二胺四乙酸鹽和三乙 醇胺，這樣能夠進一步降低溢鍍程度。更優(yōu)選地，所述化學鍍銅液中，乙二胺四乙酸鹽和三 乙醇胺的重量比為1 :〇. 1-2。更優(yōu)選地，所述化學鍍銅液中，乙二胺四乙酸鹽和三乙醇胺的 重量比為1 :〇. 4-1. 5。進一步優(yōu)選地，所述化學鍍銅液中，乙二胺四乙酸鹽和三乙醇胺的重 量比為 1 :0. 6-0. 8。
[0024] 所述pH值調節(jié)劑可以為常見的用于調節(jié)化學鍍銅液的pH值的酸堿性物質。具體 地，所述PH值調節(jié)劑為碳酸鈉、氫氧化鈉和硼酸中的一種或兩種以上。所述pH值調節(jié)劑在 化學鍍銅液中的含量以能將鍍液的PH值調節(jié)為滿足要求為準。一般地，所述化學鍍銅液中 pH值調節(jié)劑的含量使得鍍液的pH值為11-13,優(yōu)選為12-13,更優(yōu)選為12. 5-13。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的化學鍍銅液，根據(jù)需要還可以含有表面活性劑。所述表面活性劑能 進一步提高形成的鍍層的質量，并且在還原劑為例如甲醛的易揮發(fā)性物質時，還能起到減 緩還原劑揮發(fā)的作用。所述表面活性劑可以為常規(guī)選擇。具體地，所述表面活性劑為十二 烷基苯磺酸鹽（如堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽，優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉）、十二烷基硫 酸鹽（如堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽，優(yōu)選為十二烷基硫酸鈉）、正辛基硫酸鹽（如堿金屬 鹽、堿土金屬