一種化學鍍銅液和一種化學鍍銅方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種化學鍍銅液，本發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。化學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 對化學鍍銅現象的本質的認識。目前，大多數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 象。并且，銅層越厚，越容易產生溢鍍。化學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，現有的化學鍍銅技術很難達到控制溢鍍的要求。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的在于克服現有的化學鍍銅過程中容易產生溢鍍現象的技術問題，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 溢鍍現象。
[0011] 本發明的發明人在研究過程中發現，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象。在此基礎上完成了本發明。
[0012] 本發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 節劑、可選的穩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明提供的化學鍍銅液。
[0014] 采用本發明提供的化學鍍銅液進行化學鍍銅，能有效地緩解溢鍍現象，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] 根據本發明的化學鍍銅液，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 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。更優選地， R1-SH為十二烷基硫醇。
[0016] 根據本發明的化學鍍銅液，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，該化學鍍銅液中，2-巰基苯并噻唑的含量 優選為 〇· 001-0. 〇5g/L，更優選為 0· 002-0. 01g/L J1-SH 的含量優選為 0· 001-0. 02g/L，更 優選為 〇· 002-0. 01g/L，進一步優選為 0· 002-0. 005g/L。
[0017] 從進一步降低溢鍍程度的角度出發，2-巰基苯并噻唑與R1-SH的重量比為1 : 0. 1-1，優選為 1 :〇. 3-0. 8,更優選為 1 :0. 4-0. 5。
[0018] 根據本發明的化學鍍銅液，還含有銅鹽、還原劑、絡合劑、pH值調節劑、可選的穩定 劑和可選的表面活性劑。本發明中，"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。本發明對于所 述銅鹽的含量沒有特別限定，可以為常規選擇。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 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。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，優選為35-60g/L。
[0023] 優選地，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，優選 為乙二胺四乙酸二鈉）和三乙醇胺。即，所述化學鍍銅液優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值調節劑可以為常見的用于調節化學鍍銅液的pH值的酸堿性物質。具體 地，所述PH值調節劑為碳酸鈉、氫氧化鈉和硼酸中的一種或兩種以上。所述pH值調節劑在 化學鍍銅液中的含量以能將鍍液的PH值調節為滿足要求為準。一般地，所述化學鍍銅液中 pH值調節劑的含量使得鍍液的pH值為11-13,優選為12-13,更優選為12. 5-13。
[0025] 根據本發明的化學鍍銅液，根據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性物質時，還能起到減 緩還原劑揮發的作用。所述表面活性劑可以為常規選擇。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，優選為十二烷基硫酸鈉）、正辛基硫酸鹽（如堿金屬 鹽、堿土金屬