【摘要】：印制電路板(PCB)是組裝電子零件的基板,它的主要功能是使各種電子零件形成預(yù)定電路的連接,起中繼傳輸?shù)淖饔?有“電子產(chǎn)品之母”之稱。目前PCB的生產(chǎn)工藝有減成法和加成法。減成法工藝成熟,但存在工序復雜、耗材多、環(huán)境污染重等問題；近年來,具有制程簡單、效率高、成本低、環(huán)保等優(yōu)點的加成法工藝成為研究熱點。因此,本文研究了一種環(huán)保、高效、節(jié)能的UV固化活化漿料的制備及其快速化學鍍銅的應(yīng)用工藝。本文首先針對目前市場上化學鍍銅工藝鍍速低的缺陷,提出了一種以THPED和EDTA-2Na為復合配位劑的快速化學鍍銅工藝。采用掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射儀(XRD)及電化學工作站等分析測試技術(shù),系統(tǒng)地研究了主鹽、配位劑、添加劑及操作條件等對該體系沉積速率、鍍液穩(wěn)定性及鍍層質(zhì)量的影響。通過對THPED-EDTA-2Na快速化學鍍銅體系的研究,篩選出了該體系的適宜添加劑,并通過正交試驗確定了最佳復合添加劑配方,最終得到該體系的最佳工藝條件為：CuSO4·5H2O 12 g/L, EDTA·2Na 5.8g/L, THPED 10 g/L,甲醛14 mL/L,2,2'-聯(lián)吡啶10mg/L,2-MBT 7mg/L,有機物M20mg/L, K4Fe(CN)6·3H2O 10mg/L,吐溫-8015mg/L,pH值12.5～13.0,溫度50～60℃。最佳工藝條件下施鍍20min,鍍速達16.8um/h,鍍液穩(wěn)定,化學鍍銅層平整、光亮、細致,沉積層為立方晶系銅,PCB孔覆背光級數(shù)達到9級。通過對該體系的電化學研究發(fā)現(xiàn),甲醛在電位為-0.48V左右發(fā)生伴隨前置化學反應(yīng)的不可逆氧化反應(yīng),Cu(Ⅱ)在電位為-1.18V左右發(fā)生Cu2+的陰極還原反應(yīng)也是伴隨有前置化學反應(yīng)的不可逆電化學反應(yīng)。甲醛的陽極氧化峰電流密度隨甲醛濃度的增大而增大,隨THPED、EDTA·2Na、2,2'-聯(lián)吡啶、有機物M、K4Fe(CN)6和吐溫-80濃度的增大而減小,表明配位劑和添加劑均會抑制甲醛的陽極氧化。Cu(Ⅱ)的陰極還原峰電流密度隨硫酸銅濃度的增大而增大；隨THPED濃度的增大先減小后增大；隨EDTA-2Na和有機物M濃度的增大先增大后減小；隨2,2’-聯(lián)吡啶濃度的增大而減小,之后趨于穩(wěn)定；K4Fe(CN)6和吐溫-80對陰極還原峰電流密度影響不明顯。加入有機物M后,陰極還原峰電位正移。表明硫酸銅、EDTA·2Na和有機物M加速了陰極反應(yīng)速度,從而增加了化學鍍銅過程的總體速率,而其他組分抑制了陰極Cu2+的還原。本文還制備了一種UV固化活化漿料,通過紅外光譜(FT-IR)、SEM、EDS和電化學開路電位-時間(OCP-t)等技術(shù),分析了活化漿料及鍍銅層的表面形貌、表面元素分布及催化活性、化學鍍銅過程等,并研究了光引發(fā)劑、預(yù)聚物樹脂、稀釋劑單體、AgNO3含量及導電炭黑含量等對活化漿料及化學鍍銅層性能的影響,確定了最佳活化漿料配方：聚酯丙烯酸酯(PEA)和聚氨酯丙烯酸酯(PUA)為預(yù)聚物(PEA:PUA=4:6), ITX+EDB和907為復合光引發(fā)劑(ITX+EDB:907=1:1), TPGDA和TMPTA為復合稀釋劑單體(TPGDA:TMPTA=1:1), AgNO3含量為7%，導電炭黑含量為7%-12%。將活化漿料涂布在PI薄膜上,UV固化后化學鍍銅10min,所得鍍銅層顆粒細小、致密,與基材的結(jié)合力達100%,方阻為0.046Ω/□。
【圖文】：

（ａ）無添加劑；（ｂ）２０ｍｇ／Ｌ邋亞鐵氰化鐘；（ｃ）３ｍｇ／Ｌ邋２－１ＶＩＢＴ；逡逑（ｄ）２０ｍｇ／Ｌ邋有機物邋Ｍ；邋（ｅ）２０ｍｇ／Ｌ邋吐溫－８０；邋（ｆ）４ｍｇ／Ｌ邋硫脲逡逑Ｆｉｇ．邋２－１０邋ＳＥＭ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋ｃｏｐｐｅｒ邋ｄｅｐｏｓｉｔ：逡逑（ａ）ｎｏ邋ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；邋（ｂ）邋２０ｍｇ／Ｌ邋Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６；（ｃ）３ｉｎｇ／Ｌ邋２－ＭＢＴ；逡逑（ｄ）邋２０ｍｇ／Ｌ邋Ｏｒｇａｎｉｃ邋ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ邋Ｍ；（ｅ）邋２０ｍｇ／Ｌ邋Ｔｗｅｅｎ－８０；（ｆ）４ｍｇ／Ｌ邋Ｔｕ逡逑（３）復合添加劑對化學鍍銅的影響逡逑由于硫脲的鎮(zhèn)層質(zhì)量較差；亞鐵氰化鉀和吐溫－８０對沉積速率和鎮(zhèn)液穩(wěn)定性響不大；２－ＭＢＴ穩(wěn)定鍍液的能力有限；而有機物Ｍ能在提高沉積速率的同時增逡逑液穩(wěn)定性，且鍍層光亮細致，兼有加速劑、穩(wěn)定劑和光亮劑的功能。因此以有機同２－ＭＢＴ、吐溫－８０和亞鐵氰化鉀復配，設(shè)計正交試驗，考察了復合添加劑對沉逡逑率及鍍液穩(wěn)定性的影響，以期進一步改善鍍液性能。正交試驗因素水平表如表２－６，逡逑結(jié)果如表２－７，方差分析結(jié)果如表２－８所示。穩(wěn)定性測試按２．２．３．２的操作進行，逡逑

Ｆｉｇ．３－１５邋Ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ＴＨＰＥＤ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｎ邋ｃａｔｈｏｄｉｃ邋ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ逡逑３．５．３添加ＥＤＴＡ．２Ｎａ對Ｃｕ（丨丨）的陰極極化曲線的影響逡逑ＥＤＴＡ．２Ｎａ對Ｃｉｉ（ＩＩ）陰極極化曲線的影響如圖３－１６所示。由圖可知，ＥＤＴＡ．２Ｎａ逡逑對峰１基本無影響，對峰２電流密度的影響很明顯，隨ＥＤＴＡ．２Ｎａ濃度的增大，峰電逡逑流密度先增大后減小。ＥＤＴＡ‘２Ｎａ濃度為２．３ｇ／Ｌ時，峰電流為３．８０８邋ｍＡ＿ｃｍ＿２；邋ＥＤＴＡ‘２Ｎａ逡逑濃度為５．８ｇ／Ｌ時，峰電流密度增至４．３８６邋ｍＡ．ｃｍ＿２；繼續(xù)增大ＥＤＴＡ‘２Ｎａ濃度，峰電逡逑流密度降低。這與工藝研宄結(jié)果吻合，當ＥＤＴＡ＿２Ｎａ濃度較小時，僅能起到消耗ＴＨＰＥＤ逡逑配位能力的作用，，此時溶液中主要以Ｃｕ－ＴＨＰＥＤ配合物為主；ｎ）ＴＡ＿２Ｎａ過量后，配逡逑位體含量過高，沉積速率減慢。逡逑４７逡逑
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN41;TB306

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本文編號：2580148