综述了无染料酸性镀铜添加剂MN系列的发展状况及几类无染料添加剂的优点和不足,比较了无染料系列添加剂与有机染料系列的性能差异,对目前最好的无染料添加剂系列EPI进行了简要的介绍,并展望了未来添加剂的发展方向。

[关键词]：酸性镀铜;添加剂;无染料;综述

[中图分类号]TQ153.1　[文献标识码]A　[文章编号]1001-1560(2006)06-0038-03

0　概　述

酸性镀铜添加剂可分为两大体系:有机染料系和无染料系。有机染料中具有代表性的有大和210、510系列,安美特210、510系列等。无染料中具有代表性的有我国自行合成的“M、N、SP、P”组合,SH110型以及近来美国通用公司推出的EPI系列。现在国内市场上应用比较广泛的是MN系列,而在沿海一带的厂家由于镀层质量的要求,一般都采用进口的染料系添加剂。近年来,美国高档产品也开始采用无染料系添加剂,如EPI系列添加剂已经用于福特汽车的轮毂生产。

几十年来,我国在MN体系方面做了不少研究,研制了一些新的组合配方,但传统的MN等国内的无染料系由于光亮范围不宽、深镀能力不够,达不到高档产品的要求,只能用于低档产品。高档产品的电镀一般都用染料添加剂,其中效果较好的安美特510系列在光亮、整平以及润湿方面都优于传统的无染料系,但其存在两个明显的缺点:一是不适宜于高温操作,镀液在高温时不稳定,组分易分解;二是镀层内应力明显增大。美国近年来开发的EPI酸铜系列较好地克服了无染料及有机染料的缺点,能得到光亮、延展性好、内应力低的镀层,深镀能力强,适用于复杂的工件电镀。

1.无染料的中间体

传统MN型无染料系列为M(2 巯基苯骈咪唑)、N(乙撑硫脲)、SP(聚二硫二丙烷磺酸钠)、P(聚乙二醇,分子量4000～6000)的组合,但是其出光慢、整平性差、低电流密度区光亮整平不足。通过对此配方进行改进,在MN型无染料系列中引进了一种或多种有机物(一般都含有N、S、O等杂原子和不饱和键、共轭键)。这些化合物在一定程度上增大了阴极极化,改善了低电流密度区的光亮度和整平性,拓宽了使用温度,但仍不能实现质的飞跃,与染料系的效果仍有较大差距。

1.1　含硫有机化合物

早期无染料酸性镀铜中,2 巯基苯骈咪唑与乙烯硫脲配合使用(即MN)整平及光亮作用较好。黄令等用循环伏安和计时安培法研究表明,2 巯基苯骈咪唑对铜的电沉积起阻化作用。

在PCB酸性电镀铜中,光亮剂多是“硫代丙烷磺酸盐”或“二硫代丙烷磺酸盐”,即丙烷磺酸盐的衍生物。具有代表性的SPS、巯基丙烷磺酸(MPS)[3,4]等具有良好的光亮和整平作用。Mont gomeryER等[5]用含N、S的磺酸盐作为光亮剂获得了良好的光亮性效果。