全光亮新型酸铜光亮剂中间体的研究与探讨
2020-12-14 13:14
全光亮酸性镀铜因镀层有良好韧性，镀液具有良好的光亮整平性及较快的沉积速度因而在塑料电镀金属铜-镍-铬装饰性电镀及印刷板孔金属化电镀以及电铸中占有重要的位置。要达到良好的效果充分发挥其长处关键在于光亮剂。对于光亮剂的研究，世界各国广泛地开展这方面的工作，花了很大的力量研究硫脲衍生物，并开始研究其它染料以及含羟基的杂环化合物和聚醚化合物等光亮剂和整平剂。近二十年国内很多单位也进行了酸性镀铜光亮剂的研究并取得了明显的效果。
酸性镀铜要获得细结晶、高光泽、高整平的镜面效果须加入光亮剂、整平剂和表面活性剂等三类添加剂。
光亮剂，起到晶粒细化效果，与增强高电流密度区光亮度与整平剂配合发挥作用。主要成分为含硫磺酸盐基团等类型有机化学品。高档次的光亮剂中间体有醇硫基丙烷磺酸钠(HP)，二甲基甲酰胺基磺酸钠(TPS)，噻咪啉基二硫代丙烷磺酸(SH110)。HP是作用于酸性镀铜液中取代传统SPS(聚二硫二丙烷磺酸钠)的晶粒细化剂，与SPS相比具有镀层颜色清晰白亮，用量范围宽多加不发雾，低位效果好等优点。TPS性能与SPS相仿，其高区走位性能优良，光亮剂组分性能较易控制，是取代SPS的新一代高性能酸铜中间体；SH110作用与SP基本相同，其不同之处它是晶粒细化剂与整平剂结合的产物该工艺特别适用于线路板电镀及电铸铜。
整平剂，多为杂环化合物和染料。主要作用对低区的光亮度和整平性有很好的作用。高档次的整平剂中间体有四氢噻唑硫酮(H1)聚乙烯亚胺烷基化合物(GISS)，脂肪胺乙氧基磺化物(AESS)，巯基咪唑丙磺酸钠(MESS)，偶氮嗪染料(MDD)，H1具有极强的整平性是取代N(乙撑硫脲)的优良整平剂，GISS是聚乙烯亚胺在特定的条件下缩合而成的高性能走位剂，低电流密度区走位性能优良。AESS是一种强力的酸铜走位剂，镀液中加入AESS能明显改善低电流密度区光亮度整平性，同时还具备一定的润湿效果。MESS是优良的中低位光亮剂能取代M(2-巯基苯骈咪唑)与M相比具有很强的水溶性和整平性适当增加槽液不会浑浊及镀层不会产生麻沙。MDD染料为强整平低位走位剂，能使镀层特别饱满光亮。
在酸性镀铜电解液中，若单独加入光亮剂，对镀层的光亮效果是不显著的，还必须加入表面活性剂才能获得光亮和具有一定整平性的镀层。在酸性光亮镀铜液中采用的表面活性剂。以非离子表面活性剂具有更好的效果和稳定性的晶粒细化作用。有时还可加入少量阴离子表面活性剂作分散剂，对改善镀层质量亦有一定效果。常用的非离子表面活性剂聚乙二醇(P)分子量有6000，8000，10000；润湿剂必须和光亮剂、整平剂组合使用方可获得全光亮镀层，低泡润湿剂能提高镀液的均镀能力，使高低电流密度区沉积的镀层均匀一致。
聚乙烯亚胺烷基盐(PN)是聚乙烯亚胺季胺化的衍生物，是一种高分子阳离子的聚合物，作用于酸性镀铜液中，既是整平剂又是低区光亮剂在整个酸性镀铜添加剂中起到配位和谐的综合作用，俗称麻将中的“白搭”。PN需与SPS、HP、TPS配合使用且高位剂应适当增加方可使镀层结晶更细致平滑不会使高电位区烧焦，增强高电流密度区的亮度使镀层色泽转淡红为艳红。PN与H1、GISS、AESS配合使用有极强的阴极极化作用，是一种强力的低走位剂，能明显增强低电流密度区的光亮度，同时还具有较好的整平能力是极佳的深镀剂，使整平性达到最佳状态。PN配以聚乙二醇可不必再加AEO，深镀能力超过AEO且镀后不需要除膜处理再配以润湿剂使均镀能力会进一步改善，使低电流密度区与高电流密度区的分界面获得细致平滑光亮的均匀镀层。
PN是酸性光亮镀铜光亮剂中最优良的高温载体。适合复杂工件电镀，在 15-45℃范围内均能使用，而不会抑制光亮剂、整平剂因镀液温度高而发挥最大效果。
根据对TPS、PN、AESS、GISS、MESS等中间体的实际运用，只要精确使用适当可将述中间体的作用充分发挥出来，即具有快速光亮、填平度，在低电流密度区获得较高的填平度和光亮度，电流密度广泛，工作温度宽，对镍层结合力强，无需去膜。镀液稳定性极高，电镀表层清晰闪亮，消除起雾问题，大大减少针孔与麻沙。
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