一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液及其制备方法，涉及化学镀铜技术领域。本发明专利技术在制备薄膜表面沉铜用高稳定镀液时，先将丙烯酸甲酯和二乙烯三胺反应制得预聚体，将1

A highly stable plating solution for copper deposition on film surface and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学镀铜
，具体为一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液及其制备方法。

技术介绍

[0002]化学镀也称为无电镀，是指无外加电流条件下，在具有催化活性的基材表面，利用溶液中的还原剂将金属离子还原，在基材表面形成金属层的一种表面处理技术。常用的化学镀金属层有：镍、钴、铜、金、银、铂、钯。与其它非金属材料表面金属化技术手段相比，化学镀铜技术具有成本低、工艺操作简单、镀层性能优良等特点。
[0003]随着微电子技术的快速发展，在电子封装中也广泛采用化学镀铜技术，尤其是在陶瓷电子器件工艺中，有时为了获得一些特殊功能，需要使用化学镀技术将陶瓷表面金属化，通过焊接解决陶瓷与其它电子器件的连接问题。受成本、重量的限制，通常采用塑料作为电子元器件的外壳，而塑料对电磁干扰的屏蔽能力很差，化学镀技术可以很好地解决这一问题，因此，很多电子仪器和半导体设备均在外壳使用化学镀技术沉积一层铜层。化学镀铜具有自催化的特点，在热力学上是不稳定体系，同时塑料薄膜和铜层因为材料力学性能的不同，塑料薄膜受力形变时易与铜层发生起皮形变，因此提高化学镀铜液的稳定性和使用时形成的铜沉积层和塑料薄膜的界面结合性能对化学镀铜技术至关重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液，由无水硫酸铜、甲醛、改性超支化络合剂、二甲苯、纯水、2,2'
‑
联吡啶和2
‑
巯基苯并噻唑混合，并用氢氧化钠调节pH制得，其特征在于，所述改性超支化络合剂是由超支化络合剂和单端含氢硅油反应制得，所述超支化络合剂是由丙烯酸甲酯和二乙烯三胺反应制得预聚体，将1
‑
氨基
‑5‑
己烯和预聚体进行初步聚合，再加入预聚体进行支化聚合制得；所述单端含氢硅油是由甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷反应制得。
[0007]作为优化，一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液的制备方法包括以下制备步骤：
[0008](1)将1
‑
氨基
‑5‑
己烯和预聚体按质量比1：2～1：3混合均匀，在50～60℃，800～1000r/min搅拌40～50min，再加入1
‑
氨基
‑5‑
己烯质量6～8倍的预聚体，保持温度不变继续搅拌反应40～50min，在40～50℃，1～2kPa静置3～5h，再将温度升至100～140℃，继续反应2～3h，制得超支化络合剂；
[0009](2)在氮气氛围中，将单端含氢硅油和超支化络合剂按质量比1：2～1：3混合均匀，再加入单端含氢硅油质量0.003～0.005倍的催化剂，在70～80℃，500～800r/min搅拌10～15min，再升温至100～110℃继续搅拌8～12h，在40～50℃，1～2kPa静置8～10h，制得改性
超支化络合剂；
[0010](3)将无水硫酸铜、甲醛、改性超支化络合剂、二甲苯和纯水按质量比8：10：35：15：1000～10：15：40：18：1000混合均匀，再加入无水硫酸铜质量0.001～0.002倍的2,2'
‑
联吡啶，无水硫酸铜质量0.0001～0.0002倍的2
‑
巯基苯并噻唑，最后调节pH，制得薄膜表面沉铜用高稳定镀液。
[0011]作为优化，步骤(1)所述预聚体的制备方法为：将丙烯酸甲酯、二乙烯三胺、离子液体[DABCO
‑
PDO][BF4]和甲醇按质量比1：1：1：1～2：3：1：2混合均匀，在0～5℃，800～1000r/min搅拌反应6～8h，在30～40℃，1～2kPa静置8～10h，再加入丙烯酸甲酯质量2～3倍的纯水和丙烯酸甲酯质量2～3倍的乙酸乙酯，以800～1000r/min搅拌8～10min，静置15～20min，通过分液漏斗取上层液体，在30～40℃，1～2kPa静置8～10h，制备而成。
[0012]作为优化，步骤(2)所述单端含氢硅油的制备方法为：将五甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷按质量比1：1.2～1：1.5混合均匀，再加入五甲基二硅氧烷质量0.1～0.2倍的质量分数90～98％倍的浓硫酸，在80～90℃，800～1000r/min搅拌反应2～3h，冷却至室温后加入氢氧化钙将pH调节值6～7，过滤，再加入五甲基二硅氧烷质量0.2～0.4倍的无水硫酸镁，以500～700r/min搅拌15～20min，再次过滤，在40～50℃，1～2kPa静置8～10h，制备而成。
[0013]作为优化，步骤(2)所述催化剂为氯铂酸。
[0014]作为优化，步骤(3)所述二甲苯为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯中的一种或几种混合。
[0015]作为优化，步骤(3)所述调节pH的方法为：加入氢氧化钠将pH调节至12.5～13，并在30～40℃，30～40kHz超声15～20min。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0017]本专利技术在制备薄膜表面沉铜用高稳定镀液时，是将超支化络合剂和单端含氢硅油反应制得改性超支化络合剂，将无水硫酸铜、甲醛、改性超支化络合剂、二甲苯、纯水、2,2'
‑
联吡啶和2
‑
巯基苯并噻唑混合，并用氢氧化钠调节pH制得薄膜表面沉铜用高稳定镀液。
[0018]首先，将丙烯酸甲酯和二乙烯三胺反应制得预聚体，将1
‑
氨基
‑5‑
己烯和预聚体进行初步聚合，再加入预聚体进行支化聚合制得超支化络合剂，超支化络合剂各分子量含有大量的胺基和亚胺基，对铜离子有良好的络合效果，超支化结构分子尺寸小，分子链本身即分子之间无缠绕，具有良好的络合空间，外围分子链具有一定的缓冲防护作用，使甲醛不易进入并将铜离子还原成铜，从而提高了薄膜表面沉铜用高稳定镀液的稳定性。
[0019]其次，将甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷反应制得单端含氢硅油，和超支化络合剂结合，可以得到一端长链硅油，一端超支化络合剂的结构改性超支化络合剂，长链硅油端疏水，超支化络合剂端亲水，可以很好的对二甲苯起到乳化的作用，使二甲苯可以在水中均匀分散，在对塑料薄膜进行沉积铜时，使二甲苯更易渗入塑料薄膜表面堆砌的分子链段之间，使表面轻微溶胀，长链硅油端疏水的作用下探入轻微溶胀的分子链段之间，超支化络合剂端亲水络合的铜离子沉积在塑料薄膜表面轻微溶胀的分子链段之间，增加了铜沉积界面和塑料薄膜表面的界面齿合力，从而提高了薄膜表面沉铜用高稳定镀液的结合性，同时改性超支化络合剂自身表面张力比较低，端亲水与水相相连，疏水端容易在液膜表面持续铺展、深入，泡沫局部液膜继续变薄，超过一定范围后，液膜被破坏，导致泡沫破裂，从而使
塑料薄膜进行化学镀铜时表面滞留的气泡和铜沉积时产生的氢气及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液，由无水硫酸铜、甲醛、改性超支化络合剂、二甲苯、纯水、2,2'
‑
联吡啶和2
‑
巯基苯并噻唑混合，并用氢氧化钠调节pH制得，其特征在于，所述改性超支化络合剂是由超支化络合剂和单端含氢硅油反应制得，所述超支化络合剂是由丙烯酸甲酯和二乙烯三胺反应制得预聚体，将1
‑
氨基
‑5‑
己烯和预聚体进行初步聚合，再加入预聚体进行支化聚合制得；所述单端含氢硅油是由甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷反应制得。2.一种薄膜表面沉铜用高稳定镀液的制备方法，其特征在于，所述薄膜表面沉铜用高稳定镀液的制备方法包括以下制备步骤：(1)将1
‑
氨基
‑5‑
己烯和预聚体按质量比1：2～1：3混合均匀，在50～60℃，800～1000r/min搅拌40～50min，再加入1
‑
氨基
‑5‑
己烯质量6～8倍的预聚体，保持温度不变继续搅拌反应40～50min，在40～50℃，1～2kPa静置3～5h，再将温度升至100～140℃，继续反应2～3h，制得超支化络合剂；(2)在氮气氛围中，将单端含氢硅油和超支化络合剂按质量比1：2～1：3混合均匀，再加入单端含氢硅油质量0.003～0.005倍的催化剂，在70～80℃，500～800r/min搅拌10～15min，再升温至100～110℃继续搅拌8～12h，在40～50℃，1～2kPa静置8～10h，制得改性超支化络合剂；(3)将无水硫酸铜、甲醛、改性超支化络合剂、二甲苯和纯水按质量比8：10：35：15：1000～10：15：40：18：1000混合均匀，再加入无水硫酸铜质量0.001～0.002倍的2,2'
‑
联吡啶，无水硫酸铜质量0.0001～0.0002倍的2
‑
巯基苯并噻唑，最后调节pH，制得薄膜表面沉铜用高稳定镀液。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚玉，
申请(专利权)人：江苏矽智半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：