[发明专利]一种化学镀铜液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学镀铜领域，尤其涉及一种化学镀铜液及其制备方法。

背景技术

自20世纪40 年代Brenner和Ridlell 首先开发化学镀铜技术以来，经过半个世纪的努力，这种技术已在国民经济的各个领域得到了应用。化学镀铜在化学镀中占有十分重要的地位，目前已广泛应用于非金属电镀的底层、印制板的孔金属化和电子仪器的电磁屏蔽层等各个方面。

目前，大多数商品化学镀铜溶液采用甲醛作为还原剂，反应过程中存在两个基本化学反应，即： 

Cu²⁺ + 2e → Cu；

2HCHO + 4OH^- → H₂↑+ 2H₂O + 2HCOO^- + 2e。

总反应式可表示为：

Cu²⁺ + 2HCHO + 4OH^- → Cu + H₂↑+ 2H₂O + 2HCOO^- 。

在化学镀铜的过程中，除铜离子在催化表面进行被甲醛还原成金属铜之外，还存在许多副反应，例如包括：

康尼查罗(Cannizzaro)反应： 2HCHO + OH^- →CH₃OH + HCOO^-

非催化型反应： 2Cu²⁺ + HCHO + 5OH^- →Cu₂O↓+ 2HCOO^- + 3H₂O。

氧化亚铜也可能被进一步还原成微粒铜，即：

Cu₂O+ 2HCHO + 2OH^- →2Cu↓+ 2HCOO^- + H₂↓+ H₂O。

上述副反应不仅消耗镀液中的有效成分，而且产生的氧化亚铜易悬浮在镀液中难以除去，引起镀液分解，若与铜共沉积，得到的铜沉积层疏松粗糙、与基体结合力差。

化学镀铜溶液主要是由铜盐、还原剂、络合剂、稳定剂、pH值调节剂和其他添加剂组成。目前，化学镀铜液已经逐渐实现了连续高密度生产，但由于化学镀铜的厚度要求越来越高，因此需要长时间在镀铜液中反应，但反应时间过长镀层容易氧化，镀层质量则难以得到保证。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的长时间化学镀铜时镀层表面易氧化、导致镀层质量难以保证的技术问题。

本发明提供了一种化学镀铜液，所述化学镀铜液中含有氯化铜、香草醛、络合剂、稳定剂、还原剂和表面活性剂；所述氯化铜的含量为5-10g/L，所述香草醛的含量为1-5g/L。

本发明还提供了所述化学镀铜液的制备方法，包括先将氯化铜、香草醛、络合剂、稳定剂、还原剂和表面活性剂分别溶于水制备各自的水溶液，然后将氯化铜水溶液与络合剂水溶液先混合，再与其它水溶液混合，即得到所述化学镀铜液。

本发明提供的化学镀铜液，通过采用渗透性强的氯化铜提供二价铜离子，作为沉积铜来源，同时镀液中含有香草醛，会吸附于待镀工件表面且不影响化学镀铜反应的进行，其一方面可用作还原剂，促进化学镀铜的反应进行，另一方面其能与氯化铜形成配合物，并吸附于铜层表面，使得氧气无法与刚沉积的铜原子接触而有效避免镀层被氧化，从而保证镀层质量。    

具体实施方式

本发明提供了一种化学镀铜液，所述化学镀铜液中含有氯化铜、香草醛、络合剂、稳定剂、还原剂和表面活性剂；所述氯化铜的含量为5-10g/L，所述香草醛的含量为1-5g/L。

本发明提供的化学镀铜液，通过采用渗透性强的氯化铜提供二价铜离子，作为沉积铜来源，同时镀液中含有香草醛，会吸附于待镀工件表面且不影响化学镀铜反应的进行，其一方面可用作还原剂，促进化学镀铜的反应进行，另一方面其能与氯化铜形成配合物，并吸附于铜层表面，使得氧气无法与刚沉积的铜原子接触而有效避免镀层被氧化，从而保证镀层质量。