全光亮新型酸銅光亮劑中間體的研究與探討
2020-12-14 13:14
全光亮酸性鍍銅因鍍層有良好韌性，鍍液具有良好的光亮整平性及較快的沉積速度因而在塑料電鍍金屬銅-鎳-鉻裝飾性電鍍及印刷板孔金屬化電鍍以及電鑄中占有重要的位置。要達到良好的效果充分發揮其長處關鍵在于光亮劑。對于光亮劑的研究，世界各國廣泛地開展這方面的工作，花了很大的力量研究硫脲衍生物，并開始研究其它染料以及含羥基的雜環化合物和聚醚化合物等光亮劑和整平劑。近二十年國內很多單位也進行了酸性鍍銅光亮劑的研究并取得了明顯的效果。
酸性鍍銅要獲得細結晶、高光澤、高整平的鏡面效果須加入光亮劑、整平劑和表面活性劑等三類添加劑。
光亮劑，起到晶粒細化效果，與增強高電流密度區光亮度與整平劑配合發揮作用。主要成分為含硫磺酸鹽基團等類型有機化學品。高檔次的光亮劑中間體有醇硫基丙烷磺酸鈉(HP)，二甲基甲酰胺基磺酸鈉(TPS)，噻咪啉基二硫代丙烷磺酸(SH110)。HP是作用于酸性鍍銅液中取代傳統SPS(聚二硫二丙烷磺酸鈉)的晶粒細化劑，與SPS相比具有鍍層顏色清晰白亮，用量范圍寬多加不發霧，低位效果好等優點。TPS性能與SPS相仿，其高區走位性能優良，光亮劑組分性能較易控制，是取代SPS的新一代高性能酸銅中間體；SH110作用與SP基本相同，其不同之處它是晶粒細化劑與整平劑結合的產物該工藝特別適用于線路板電鍍及電鑄銅。
整平劑，多為雜環化合物和染料。主要作用對低區的光亮度和整平性有很好的作用。高檔次的整平劑中間體有四氫噻唑硫酮(H1)聚乙烯亞胺烷基化合物(GISS)，脂肪胺乙氧基磺化物(AESS)，巰基咪唑丙磺酸鈉(MESS)，偶氮嗪染料(MDD)，H1具有極強的整平性是取代N(乙撐硫脲)的優良整平劑，GISS是聚乙烯亞胺在特定的條件下縮合而成的高性能走位劑，低電流密度區走位性能優良。AESS是一種強力的酸銅走位劑，鍍液中加入AESS能明顯改善低電流密度區光亮度整平性，同時還具備一定的潤濕效果。MESS是優良的中低位光亮劑能取代M(2-巰基苯駢咪唑)與M相比具有很強的水溶性和整平性適當增加槽液不會渾濁及鍍層不會產生麻沙。MDD染料為強整平低位走位劑，能使鍍層特別飽滿光亮。
在酸性鍍銅電解液中，若單獨加入光亮劑，對鍍層的光亮效果是不顯著的，還必須加入表面活性劑才能獲得光亮和具有一定整平性的鍍層。在酸性光亮鍍銅液中采用的表面活性劑。以非離子表面活性劑具有更好的效果和穩定性的晶粒細化作用。有時還可加入少量陰離子表面活性劑作分散劑，對改善鍍層質量亦有一定效果。常用的非離子表面活性劑聚乙二醇(P)分子量有6000，8000，10000；潤濕劑必須和光亮劑、整平劑組合使用方可獲得全光亮鍍層，低泡潤濕劑能提高鍍液的均鍍能力，使高低電流密度區沉積的鍍層均勻一致。
聚乙烯亞胺烷基鹽(PN)是聚乙烯亞胺季胺化的衍生物，是一種高分子陽離子的聚合物，作用于酸性鍍銅液中，既是整平劑又是低區光亮劑在整個酸性鍍銅添加劑中起到配位和諧的綜合作用，俗稱麻將中的“白搭”。PN需與SPS、HP、TPS配合使用且高位劑應適當增加方可使鍍層結晶更細致平滑不會使高電位區燒焦，增強高電流密度區的亮度使鍍層色澤轉淡紅為艷紅。PN與H1、GISS、AESS配合使用有極強的陰極極化作用，是一種強力的低走位劑，能明顯增強低電流密度區的光亮度，同時還具有較好的整平能力是極佳的深鍍劑，使整平性達到最佳狀態。PN配以聚乙二醇可不必再加AEO，深鍍能力超過AEO且鍍后不需要除膜處理再配以潤濕劑使均鍍能力會進一步改善，使低電流密度區與高電流密度區的分界面獲得細致平滑光亮的均勻鍍層。
PN是酸性光亮鍍銅光亮劑中最優良的高溫載體。適合復雜工件電鍍，在 15-45℃范圍內均能使用，而不會抑制光亮劑、整平劑因鍍液溫度高而發揮最大效果。
根據對TPS、PN、AESS、GISS、MESS等中間體的實際運用，只要精確使用適當可將述中間體的作用充分發揮出來，即具有快速光亮、填平度，在低電流密度區獲得較高的填平度和光亮度，電流密度廣泛，工作溫度寬，對鎳層結合力強，無需去膜。鍍液穩定性極高，電鍍表層清晰閃亮，消除起霧問題，大大減少針孔與麻沙。
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