一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法、溶液配方和镀铜方法

专利2025-04-29  64


本发明涉及镀铜,具体涉及一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法、溶液配方和镀铜方法。


背景技术:

1、在现代电子制造业中,激光诱导沉铜技术因其高精度和高分辨率的优势,成为印刷电路板(pcb)、半导体封装和微电子器件制造中的重要工艺。该技术通过激光在基材表面产生局部高温,从而诱发铜离子的还原反应,使铜金属沉积在基材表面。相比传统的电镀和化学镀铜工艺,激光诱导沉铜技术无需外加电流,操作灵活且精度高,能够在复杂结构和微小图案的制作中展现巨大潜力。

2、然而,尽管激光诱导沉铜技术具有诸多优势,当前的溶液配方在实际应用中仍存在诸多问题:在配制铜离子溶液时采用甲醛作为还原剂,该反应过程中会存在两个基本化学反应,即,铜离子得到电子变为铜单质,甲醛与氢氧根离子反应生产氢气和水及羧酸离子及给出电子;除了铜离子在催化表面进行有效的氧化还原反应以及除了被甲醛还原成金属铜之外,还存在许多副反应,该非副反应会将氧化亚铜的微粒被还原出来,产生的氧化亚铜、铜及极细微的粉末悬浮在镀液中,难以通过过滤方法清除,容易引起镀液分解。

3、若氧化亚铜与铜共沉积,最终待镀件表面放入铜沉积层疏松粗糙、进而使铜沉积层,即镀铜层与待镀件基体结合力差。并且溶液中的一些化学成分还具有较强的腐蚀性或毒性,对操作人员的健康和环境安全构成潜在威胁,废液处理复杂且成本高,增加了工艺的环境负担和生产成本。


技术实现思路

1、本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,该制备方法得到的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方具有环保、沉积过程稳定、均匀的优点,得到的镀铜具有使用寿命长和质量高的优点。

2、本发明的目的之二在于提供一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方。

3、本发明的目的之三在于提供一种激光诱导液相沉积的镀铜方法。

4、为实现上述目的之一,本发明提供以下技术方案:

5、提供一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,

6、采用以下配方量的原料组分:铜盐、螯合剂、还原剂、稳定剂、含羟基高分子化合物、碱性试剂、纳米铜粉;

7、所述制备方法包括以下步骤:

8、s1、采用去离子水分别将铜盐和螯合剂各自溶解,得到铜盐溶液和螯合剂溶液,将铜盐溶液和螯合剂溶液混合,得到呈透明蓝色的第一混合溶液;

9、s2、向所述第一混合溶液依次加入还原剂、稳定剂,混合均匀,得到第二混合溶液;

10、s3、向所述第二混合溶液加入碱性试剂,将所述第二混合溶液的ph调整至碱性,得到作为铜离子溶液体系的第三混合溶液;

11、s4、向所述第三混合溶液加入含羟基高分子化合物,混合均匀后加入纳米铜粉,再次混合均匀,得到激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方。

12、在一些实施方式中,铜盐、螯合剂、还原剂、稳定剂、含羟基高分子化合物、纳米铜粉的重量之比为1.2~1.5:1.5~2:1.5~2.2:0.3~0.9:0.3~0.8,

13、所述含羟基高分子化合物为聚乙二醇,所述含羟基高分子化合物的用量为15g/l~30g/l,s3中,ph为11~13。

14、在一些实施方式中,所述铜盐为五水硫酸铜、氯酸铜、硝酸铜中的一种或两种及两种以上的组合。

15、在一些实施方式中,所述螯合剂为乙二胺四乙酸粉末,溶解所述乙二胺四乙酸粉末时,通过搅拌过程中加入氢氧化钠使得乙二胺四乙酸粉末溶解为透明溶液。

16、在一些实施方式中,所述还原剂为谷氨酸钠、葡萄糖、小苏打一种或两种及两种以上的组合。

17、在一些实施方式中,所述稳定剂为2-2联吡啶。

18、在一些实施方式中,所述含羟基高分子化合物为一种或两种及两种以上的组合。

19、在一些实施方式中,所述碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

20、本发明一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法的有益效果:

21、本发明的激光诱导液相沉积镀铜的溶液的制备方法,其加入含羟基的高分子化合物,使得溶液配方能在成型镀铜表面形成保护膜,有效抑制镀铜发生氧化反应,延缓铜的氧化过程,提高镀铜层的质量、稳定性和使用寿命。并且,还混入纳米铜粉,可以促进整个溶液配方的均匀沉积,有助于形成致密均匀的铜镀层,减少孔洞和裂纹的产生,确保了板面的一致性,提高镀层的质量。本发明使用的螯合剂代替传统的氨水,相比更加环保,对操作人员和环境的影响较小,并且在溶液中更加稳定,不易受到外界条件的影响而失效,有助于保持溶液的稳定性和一致性。本发明的溶液配方可以为激光诱导沉铜技术带来新的突破,推动该技术在电子制造领域的进一步发展和应用。

22、为实现上述目的之二,本发明提供以下技术方案:

23、提供激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方,通过上述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法制得。

24、为实现上述目的之三,本发明提供以下技术方案:

25、提供激光诱导液相沉积的镀铜方法,将上述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方铺于基材表面,控制激光移动路线按预设镀铜路线走向作用于所述基材表面上的溶液配方,得到镀铜线路。



技术特征:

1.一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,

2.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,铜盐、螯合剂、还原剂、稳定剂、含羟基高分子化合物、纳米铜粉的重量之比为1.2~1.5:1.5~2:1.5~2.2:0.3~0.9:0.3~0.8,

3.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,所述铜盐为五水硫酸铜、氯酸铜、硝酸铜中的一种或两种及两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,所述螯合剂为乙二胺四乙酸粉末,溶解所述乙二胺四乙酸粉末时,通过搅拌过程中加入氢氧化钠使得乙二胺四乙酸粉末溶解为透明溶液。

5.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,所述还原剂为谷氨酸钠、葡萄糖、小苏打一种或两种及两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,所述稳定剂为2-2联吡啶。

7.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,所述含羟基高分子化合物为一种或两种及两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法,其特征在于,所述碱性试剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

9.一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方,其特征在于,通过权利要求1~8任一项所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法制得。

10.一种激光诱导液相沉积的镀铜方法,其特征在于,将权利要求1~8任一项所述的激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方铺于基材表面,控制激光移动路线按预设镀铜路线走向作用于所述基材表面上的溶液配方,得到镀铜线路。


技术总结
本发明涉及镀铜技术领域,具体涉及一种激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方的制备方法、溶液配方和镀铜方法。该制备方法包括S1、采用去离子水分别将铜盐和螯合剂各自溶解,得到铜盐溶液和螯合剂溶液,将铜盐溶液和螯合剂溶液混合,得到呈透明蓝色的第一混合溶液;S2、向第一混合溶液依次加入还原剂、稳定剂,混合均匀,得到第二混合溶液;S3、向第二混合溶液加入碱性试剂,将第二混合溶液的pH调整至碱性,得到作为铜离子溶液体系的第三混合溶液;S4、向第三混合溶液加入含羟基高分子化合物,混合均匀后加入纳米铜粉,再次混合均匀,得到激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方,该激光诱导液相沉积镀铜的溶液配方具有环保、沉积过程稳定、均匀的优点。

技术研发人员:王成勇,占崔崔,陈守峰,郑李娟
受保护的技术使用者:广东工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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