一種整平劑、制備方法及應用與流程
1.本發明屬于pcb電鍍銅領域，特別涉及整平劑、制備方法及包含其的電鍍液以及應用。
背景技術：
2.目前，隨著電子設備的功能增加和攜帶方便性的不斷進步，電子設備中所使用的電路基板趨向小型化。通常而言，電路基板一般包括印制線路板和半導體晶片。高密度互連技術(hdi)應運而生，這項技術可以進一步提高封裝和布線密度，減小pcb厚度，增加pcb層數。目前hdi-pcb主要通過盲孔的電鍍銅金屬化來實現多層線路板相互間的連通，而盲孔電鍍銅填充技術是目前金屬化的重要手段之一，盲孔電鍍銅填充技術有利于改善電氣性能，有助于高頻設計。另外電鍍銅填充技術有助于散熱，有著非常高的可靠性、導電性以及延展性。因此，盲孔電鍍銅填充技術已經成為目前手機終端用多層pcb普遍采用的制造工藝。
3.另外，此類基板通過通孔來實現上述目的，但通常這種多層板具有高的厚徑比即板厚度與通孔直徑的比值，例如，厚徑比達到10:1， 甚至20:1。此類結構增加了基板上鍍銅的難度，降低孔內鍍銅均勻性即深鍍能力(throwing power，tp值)。深鍍能力定義為通孔中心的銅沉積厚度與其表面厚度的比率。
4.現有行業國外代表品牌如某思xx2000系列，0.2mm孔徑，6:1以上的厚徑比，tp值在60%左右且無盲孔打底能力，不利于提高生產效率，同時造成銅、電、水等資源浪費。
技術實現要素：
5.本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種通過市場原料經過針對性設計要求的合成反應形成的添加劑，具有獨創性、專用性，針對pcb電鍍銅設計，配合光亮劑、潤濕劑協同使用，在底銅高酸體系的電鍍銅液中，擁有通孔高tp值兼顧盲孔半填打底，高操作寬容性、高機械性能、鍍銅晶格細膩等良好變現。
6.為了達到上述目的，本發明第一方面提供了一種整平劑的制備方法，采用如下原料制備：a含氮雜環類化合物、b縮水甘油醚類化合物、c鹵代丙烷或環氧鹵代丙烷；具體步驟包括：（1）稱料，原料a:b:c摩爾比2:1:2的比例先行稱料；（2）將原料a與純水在20℃-80℃溫度之間混合之后，加入原料b，在80℃-100℃下反應，然后滴加原料c之后繼續反應得到整平劑。
7.作為優選方案之一，原料a與純水在60℃-80℃溫度之間混合反應。
8.作為優選方案之一，加入原料b，在85℃-100℃繼續反應。
9.作為優選方案之一，滴加原料c之后進行保溫反應，保溫溫度80-110℃，優選100℃。
10.作為優選方案之一，保溫反應的時間為2~24h，優選4~24h，更優選4~12h。
11.作為優選方案之一，所述的含氮雜環類化合物選自咪唑、三唑、四唑、吡咯、吡啶、
嘧啶及其衍生物，所述衍生物為在咪唑、三唑、四唑、吡咯、吡啶、嘧啶中的任意可取代位置上連接有烷基、環烷基、芳基或氨基。
12.作為優選方案之一，所述的縮水甘油醚類化合物選自1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1-丙炔基甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、四乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基乙烷三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚或丙三醇三縮水甘油醚中的一種或多種。
13.作為優選方案之一，步驟（2）中在滴加原料c之前添加酸反應。
14.作為優選方案之一，所述步驟（2）添加的酸為硫酸、鹽酸或磷酸中的一種或多種。
15.本發明第二方面提供了一種整平劑，由本發明第一方面提供的方法制備而成。
16.本發明第三方面提供了一種電鍍銅工作液，其特征在于，包括如下濃度的組分：硫酸銅50～70g/l，硫酸200～250g/l，氯離子50～70ppm，光亮劑0.1~10ppm，潤濕劑500~2000ppm，整平劑500~2000ppm。
17.作為優選方案之一，所述整平劑由本發明第一方面提供的方法制備而成。
18.作為優選方案之一，所述整平劑選自本發明第二方面提供的整平劑。
19.作為優選方案之一，所述的光亮劑選自聚二硫二丙烷磺酸納鹽、醇硫基丙烷磺酸鈉鹽、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸鈉鹽、異硫脲丙磺酸內鹽、n,n-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸鈉或3-(苯并噻唑-2-巰基)丙烷磺酸鈉鹽中的一種或多種。
20.作為優選方案之一，所述的濕潤劑選自乙撐硫脲、聚乙二醇、聚醚多元醇或聚丙二醇中的一種或多種。
21.作為優選方案之一，所述光亮劑濃度選自0.5~5ppm。
22.作為優選方案之一，所述潤濕劑選自聚乙二醇。
23.作為優選方案之一，所述聚乙二醇系列分子量在1000-20000之間。
24.作為優選方案之一，所述濕潤劑的濃度為1000~2000ppm。
25.作為優選方案之一，所述整平劑濃度為500~1000ppm，進一步優選為500ppm。
26.本發明第四方面提供了一種整平劑在盲孔電鍍中的應用作為優選方案之一，所述整平劑由本發明第一方面提供的方法制備而成。
27.作為優選方案之一，所述整平劑選自本發明第二方面提供的整平劑。
28.本發明相對于現有技術的主要貢獻有以下幾點：（1）本發明采用新的制備工藝制備得到了一種全新的整平劑，該制備工藝以及由此得到的整平劑未見報道。
29.（2）經測試表明，將本發明所述的整平劑與硫酸銅、硫酸、氯離子、光亮劑、潤濕劑等成混合制備得到的電鍍液，具有通孔高tp值兼顧盲孔半填打底，高操作寬容性、高機械性能等優勢。
附圖說明
30.圖1：通孔tp值測量方法。
31.圖2：盲孔tp值測量方法。
具體實施方式
32.為使本公開實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，對本公開實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本公開的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本公開的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本公開保護的范圍。
33.實施例1（1）整平劑的合成于三口燒瓶中，加入純水40g和咪唑13.6g（0.2mol），攪拌，加熱到80度。加入1,4-丁二醇二縮水甘油醚21g（0.1mol），完成后繼續升溫到100度，逐漸滴加加入環氧氯丙烷18.5g（0.2mol）,速度為每秒一滴，冷凝回流反應12hr。產品稀釋10倍用作整平劑濃縮液。
34.（2）電鍍液按照如下濃度配置：硫酸銅：50/l硫酸：250g/l氯離子：50ppm光亮劑（聚二硫二丙烷磺酸鈉）：5ppm潤濕劑（聚乙二醇8000）：1000ppm步驟（1）合成的整平劑500ppm（3）測試使用化學鍍銅厚度為0.5um的pcb板材，板材尺寸5cm
×
12cm，孔徑0.2mm，板厚1.5mm，厚徑比7.5:1，在電鍍銅液（2）中施加2asd電路密度，施鍍60min，兩點tp值通孔達到74%，盲孔達到102%。
35.盲孔tp值實施例2（1）整平劑的合成于三口燒瓶中，加入純水40g和咪唑13.6g（0.2mol），攪拌，加熱到80度。加入1,4-丁二醇二縮水甘油醚21g（0.1mol），加入85%磷酸 20ml完成后繼續升溫到100度，逐漸滴加加入環氧氯丙烷18.5g(0.2mol),速度為每秒一滴，冷凝回流反應8hr。產品稀釋10倍用作整
平劑濃縮液。
36.（2）電鍍液按照如下濃度配置：硫酸銅：70/l硫酸：250g/l氯離子：70ppm光亮劑（聚二硫二丙烷磺酸鈉）：1ppm潤濕劑（聚乙二醇8000）：1000ppm步驟（1）合成的整平劑500ppm（3）測試使用化學鍍銅厚度為0.5um的pcb板材，板材尺寸5cm
×
12cm，孔徑0.2mm，板厚1.5mm，厚徑比7.5:1，在電鍍銅液（2）中施加2asd電路密度，施鍍80min，兩點tp值通孔達到81.4%，盲孔達到118%。
37.盲孔tp值實施例3（1）整平劑的合成于三口燒瓶中，加入純水40g和1-（3-氨基丙基）咪唑24.9g(0.2mol)，攪拌，加熱到60度。加入1,4-丁二醇二縮水甘油醚21g（0.1mol），完成后繼續升溫到100度，逐漸滴加加入環氧氯丙烷18.5g（0.2mol）,速度為每秒一滴，冷凝回流反應12hr。產品稀釋10倍用作整平劑濃縮液。
38.（2）電鍍液按照如下濃度配置：硫酸銅：50/l硫酸：200g/l氯離子：50ppm光亮劑（聚二硫二丙烷磺酸鈉）：0.5ppm潤濕劑（聚乙二醇8000）：1000ppm步驟（1）合成的整平劑500ppm（3）測試
使用化學鍍銅厚度為0.5um的pcb板材，板材尺寸5cm
×
12cm，孔徑0.2mm，板厚1.5mm，厚徑比7.5:1，在電鍍銅液（2）中施加2asd電路密度，施鍍80min，兩點tp值通孔達到78.62%，盲孔達到104%盲孔tp值實施例4（1）整平劑的合成于三口燒瓶中，加入純水40g和1-（3-氨基丙基）咪唑24.9g（0.2mol），攪拌，加熱到60度。加入1,4-丁二醇二縮水甘油醚21g（0.1mol），加入50%硫酸20ml完成后繼續升溫到100度，逐漸滴加加入氯丙烷15.7g(0.2mol),速度為每秒一滴，冷凝回流反應4hr。產品稀釋10倍用作整平劑濃縮液。
39.（2）電鍍液按照如下濃度配置：硫酸銅：50/l硫酸：250g/l氯離子：50ppm光亮劑（聚二硫二丙烷磺酸鈉）：1ppm潤濕劑（聚乙二醇8000）：1000ppm步驟（1）合成的整平劑500ppm（3）測試使用化學鍍銅厚度為0.5um的pcb板材，板材尺寸5cm
×
12cm，孔徑0.2mm，板厚1.5mm，厚徑比7.5:1，在電鍍銅液（2）中施加2asd電路密度，施鍍80min，兩點tp值通孔達到74.4%，盲孔達到107%盲孔tp值
實施例5（1）整平劑的合成于三口燒瓶中，加入純水40g和4-氨基咪唑16.6g(0.2mol)，攪拌，加熱到70度。加入1,4-丁二醇二縮水甘油醚21g（0.1mol），加入85%磷酸 20ml完成后繼續升溫到100度，逐漸滴加加入環氧氯丙烷18.5g（0.2mol），速度為每秒一滴，冷凝回流反應4hr。產品稀釋10倍用作整平劑濃縮液。
40.（2）電鍍液按照如下濃度配置：硫酸銅：50/l硫酸：250g/l氯離子：50ppm光亮劑（聚二硫二丙烷磺酸鈉）：5ppm潤濕劑（聚乙二醇8000）：1000ppm步驟（1）合成的整平劑500ppm（3）測試使用化學鍍銅厚度為0.5um的pcb板材，板材尺寸5cm
×
12cm，孔徑0.2mm，板厚1.5mm，厚徑比7.5:1，在電鍍銅液（2）中施加2asd電路密度，施鍍80min，兩點tp值通孔達到81.4%，盲孔達到118%。
41.盲孔tp值對比例1參照實施例1，將咪唑的質量換成6.8g（0.1mol），其它條件均不變，經測試實驗，兩點tp值通孔為60.5%，盲孔為88%。
42.對比例2參照實施例1，將環氧氯丙烷的質量換成9.25g（0.1mol），其它條件均不變，經測試實驗，兩點tp值通孔為63%，盲孔為75%。
43.對比例3參照實施例1，將環氧氯丙烷換成氯化芐，其它條件均不變，經測試實驗，兩點tp值通孔為61.7%，盲孔為84%。
44.對比例4參照實施例1，將環氧氯丙烷換成氯代叔丁烷，其它條件均不變，經測試實驗，兩點tp值通孔為67.7%，盲孔為90%。
45.最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。
技術特征：
1.一種整平劑的制備方法，采用如下原料制備：a含氮雜環類化合物、b縮水甘油醚類化合物、c鹵代丙烷或環氧鹵代丙烷；具體步驟包括：（1）稱料，原料a:b:c摩爾比2:1:2的比例先行稱料；（2）將原料a與純水在20℃-80℃溫度之間混合之后，加入原料b，在80℃-100℃下反應，然后滴加原料c之后繼續反應得到整平劑。2.根據權利要求1所述的一種整平劑的制備方法，所述的含氮雜環類化合物選自咪唑、三唑、四唑、吡咯、吡啶、嘧啶及其衍生物，所述衍生物為在咪唑、三唑、四唑、吡咯、吡啶、嘧啶中的任意可取代位置上連接有烷基、環烷基、芳基或氨基。3.根據權利要求1或2所述的一種整平劑的制備方法，所述的縮水甘油醚類化合物選自1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1-丙炔基甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、四乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基乙烷三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚或丙三醇三縮水甘油醚中的一種或多種。4.根據權利要求1或2所述的一種整平劑的制備方法，該方法進一步包括步驟（2）中在滴加原料c之前添加酸反應。5.根據權利要求4所述的一種整平劑的制備方法，所述酸為硫酸、鹽酸或磷酸中的一種或多種。6.一種整平劑，由權利要求1-5任一項所述的一種整平劑的制備方法制備得到。7.一種電鍍銅工作液，其特征在于，包括如下濃度的組分：硫酸銅50～70g/l，硫酸200～250g/l，氯離子50～70ppm，光亮劑0.1~10ppm，潤濕劑500~2000ppm，整平劑500~2000ppm；所述整平劑由權利要求1-5任一項所述的方法制得或選自權利要求6所述的整平劑。8.根據權利要求7所述的一種電鍍銅工作液，所述的光亮劑選自聚二硫二丙烷磺酸納鹽、醇硫基丙烷磺酸鈉鹽、噻唑啉基二硫代丙烷磺酸鈉鹽、異硫脲丙磺酸內鹽、n,n-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸鈉或3-(苯并噻唑-2-巰基)丙烷磺酸鈉鹽中的一種或多種。9.根據權利要求7所述的一種電鍍銅工作液，所述的濕潤劑選自乙撐硫脲、聚乙二醇、聚醚多元醇或聚丙二醇中的一種或多種。10.一種整平劑在盲孔電鍍中的應用，所述整平劑由權利要求1-5任一項所述的方法制得或選自權利要求6所述的整平劑。
技術總結
本發明第一方面提供了一種整平劑的制備方法，采用如下原料制備：A含氮雜環類化合物、B縮水甘油醚類化合物、C鹵代丙烷或環氧鹵代丙烷；具體步驟包括：（1）稱料，原料A:B:C摩爾比2:1:2的比例先行稱料；（2）將原料A與純水在20℃-80℃溫度之間混合之后，加入原料B，在80℃-100℃下反應，然后滴加原料C之后繼續反應得到整平劑。經測試表明，將本發明所述的整平劑與硫酸銅、硫酸、氯離子、光亮劑、潤濕劑等成混合制備得到的電鍍液，具有通孔高TP值兼顧盲孔半填打底，高操作寬容性、高機械性能等優勢。高機械性能等優勢。高機械性能等優勢。
