化学镀铜在新一代多层印刷电路,集成板、微电子产业中的应用发展稳步。以次磷酸钠等工艺为主的化学镀铜在国内运用已经比较成熟。为减少电磁干扰,一些电子元件内外都需要电磁干扰屏蔽罩。化学镀铜是非常有效的电磁扰屏蔽方法。化学镀铜还可用于雷达反射器、同轴电缆射频屏蔽、天线罩、底板屏蔽制造中。
电子仪器的更高时钟速率要求更有效的电磁干扰屏蔽方法,化学镀铜将是很好的选择。为了对电磁波封闭达到优异的效果,国外采用对便携式电子仪器、半导体设备等的外壳施以次磷酸盐为还原剂化学镀1~2μm厚的铜层,以便在外壳上形成针状结晶或多孔状镀铜层,再将其化学镀镍,*做丙烯氨基甲酸乙酯涂装。这样处理以后,化学镀层与涂层的结合强度达200MPa,经过化学镀铜加有机涂层与基体的结合力虽然只有100MPa,但是结合强度显著提高,耐久性大幅度增强,而且对电磁波的封闭效果也有明显增强。这样可以达到外观美、耐久性好、强度高的目的。
在大规模集成电路(VLSI)和超大规模集成电路(ULSI)生产过程中,需要在半导体晶片基体上形成多层的极薄金属层,然后再刻蚀成尺寸极小的金属线,这需要使用化学镀铜工艺。
化学镀铜作为装饰性塑料镀也得到了迅速的发展。由于化学镀铜较 Ni、Cr对环境的污染更小,因此,化学镀铜作为厚的、装饰性电镀膜的基底在塑料镀方面应用越来越广泛。铜成为更高性能要求的主 要材料,在汽车工业和航空工业都得到了应用。一般认为优良的化学镀铜工艺应具有以下特点:
①镀液对环境污染小;
②发生的副反应很少;
③当温度降至室温时,化学镀应能停止;
④副产品积累少,镀液寿命长;
⑤镀液中Cu²+含量较低,因此带出损失少;
⑥废水处理简单;
⑦对于大多数基体有很好的结合力;
⑧适用于对碱敏感的基体;
⑨很好的稳定性和较长的保存期。
化学镀铜液的基本成分为:铜盐、络合剂、还原剂和添加剂。常用铜盐为硫酸铜CuSO4、氯化铜CuCl2和氧化铜CuO,常用的络合剂有酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸四钠,还有柠檬酸、三乙醇胺等。酒石酸是现仍被广泛使用的络合剂,特别适合于室温和低沉积速率时使用,也较易进行污水处理,但不适于高沉积速率体系。EDTA盐也是化学镀铜溶液广泛使用的络合剂, 沉积速率快,但EDTA 价格昂贵。三乙醇胺作络合剂,可获得较快的沉积速率,但镀层外观粗糙呈灰色,其污水处理也非常困难。柠檬酸盐作络合剂的沉积速率小于三乙醇胺,大于酒石酸盐类络合剂的沉积速率,但其溶液极易使表面钝化,并随pH值增高,钝化加快,从化而降低沉铜速率。目前化学镀铜液所使用的络合剂,正向混合络合剂学方向发展,如用酒石酸盐代替部分价昂的 EDTA可降低成本,提高实经济效益。可以作为化学镀铜液的还原剂很多,有甲醛、二甲基胺硼烷、次磷酸钠、肼、硼烷、糖等。目前,普遍采用的还原剂是还原能力强、价格便宜的次磷酸钠,这种体系的使用工艺参数范围广,镀液寿命长,能自行限制镀层,没有有害的甲醛蒸气,以次磷酸钠为还原剂的化学镀铜层厚度一般小于1μm,沉积的铜对反应不起催化作用,因此对多层板的孔金属化及印制板的加成法化学镀铜,使用次磷酸钠作还原剂还需要加入能促进自动催化的金属离子。