一种大环电镀整平剂的合成方法及其应用和一种镀铜液与流程

本发明涉及电镀整平剂，尤其涉及ipc c25d3领域，更具体的，涉及一种大环电镀整平剂的合成方法及其应用和一种镀铜液。

背景技术：

1、电镀技术在线路板制造过程中也具有很重要的作用。在线路板生产过程中，线路板的层与层之间通过通孔，埋孔或者盲孔相互连接，形成线路板与器件之间以及线路板内部层与层之间的电流通路。这些电路通常是通过化学镀铜，之后电镀铜来实现的。电镀需要用到电镀液，电镀液一般包括主盐、导电盐和添加剂，主盐可以提供电沉积金属的离子，导电盐可以增加电镀液的导电能力；添加剂一般包括整平剂、光亮剂和抑制剂，其中整平剂的作用是改善金属表面的微观平整性。

2、cn 107604393 b公开了一种无氰碱铜电镀组合物及其制备方法。一种无氰碱铜电镀组合物，1l所述的无氰碱铜电镀组合物的制备原料包括：二价铜离子：15～17g；柠檬酸：185～195g；酒石酸钾钠：50～60g；硝酸钾：5～6.5g；1,2-环己二胺四乙酸：0.5～1g；润湿剂：0.2～0.3g；光亮剂：1.2～1.6g；整平剂：0.1～0.15g；去离子水加至1l。其所使用的整平剂为季铵化的(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮)-丙炔为小分子化合物，平整效果一般，同时仍需要添加光亮剂来达到光亮效果。

技术实现思路

1、本发明第一方面提供了一种大环电镀整平剂的合成方法，包括以下步骤：

2、s1，将环糊精溶于第一溶剂中，冰浴中搅拌，加入氢化钠，冰浴中搅拌，得到悬浊液；

3、s2，将环氧化合物加入到悬浊液中进行反应，得到混合物；

4、s3，将混合物过滤，取上清液加入第二溶剂，结晶，即得中间产物；

5、s4，将中间产物溶于第三溶剂中，加入含氮类化合物，反应结束后，经减压蒸馏，过透析袋，即得。

6、优选的，所述第一溶剂包括二甲基亚砜、n，n'-二甲基甲酰胺中的一种。

7、所述第二溶剂包括乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、石油醚中的一种。

8、优选的，所述第二溶剂包括二氯甲烷。

9、所述第三溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、四氢呋喃，乙酸乙酯中的一种。

10、优选的，所述第三溶剂包括甲醇。

11、优选的，所述1mol环糊精需要加入第三溶剂400-800ml。

12、进一步优选的，所述1mol环糊精需要加入第三溶剂500ml。

13、目前大多使用的进口整平剂多数为直连与支链状的分子，而我们这边偶然发现圆形状的大环化合物具有很好的光亮及整平的效果，这无疑是电镀药水国产替代的候选者，可能是该平整剂电镀过程中由于其大环状结构，更易吸附在阴极表面而形成紧密的吸附层，或选择地吸附在阴极高电流密度区，或在该处还原，以阻止金属络离子的放电过程或金属吸附原子的表面扩散，使阴极反应的过电位升高，电极反应速率减慢，从而得晶粒细小而平滑的镀层，从而达到优异的光亮性。同时特定的大环结构可以获得附着能力好的镀层，降低通孔内外的镀层厚度差距，进一步提高整平性。

14、所述环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种。

15、优选的，所述环糊精包括α-环糊精。

16、优选的，所述环糊精、氢化钠和环氧化合物的摩尔比为1：(35-50)：(50-70)。

17、本技术人研究发现，所述环糊精、氢化钠和环氧化合物的摩尔比为1：(35-50)：(50-70)，可有效提高中间产物的反应效率，环氧化合物添加量过低，使得环内羟基取代率较低，但随着环氧化合物添加量提高，反应速率以及转化率得到提升，但过多的环氧化合物，一定程度增加了后处理的难度，进一步研究发现，第一溶剂选择二甲基亚砜，所述第二溶剂选择二氯甲烷，可有效提高后处理效率，收率提高至80％，可能是二氯甲烷提降低了粘性混合物在油性二甲基亚砜溶解性能。

18、优选的，所述中间产物和含氮类化合物的摩尔比为1：(40-60)。

19、进一步研究发现，所述中间产物和含氮类化合物的摩尔比为1：(40-60)，可同时提高产物的收率以及纯度，从而提高整平性能，可能是提高了环氧基团与氨基的开环反应效率，引入更多的含氮基团，且与环糊精中的含氧杂环环活性位点共同作用，使其电镀过程中与铜的表面形成供体和受体关系，并与铜表面有着较强的成键能力和结合能力，从而平贴在铜表面上形成一层紧密的吸附膜以减少铜离子和阴极表面接触面积达到阻碍铜离子在阴极表面的沉积的作用，进而提高整平性。

20、所述含氮类化合物包括链状和环状化合物中的一种。

21、优选的，所述含氮类化合物包括丁胺、己胺、二乙胺、二丁胺、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吡咯、吡唑、咪唑、环己胺、苯胺、哌啶、吗啉、二环己胺、n-甲基环己胺、n-甲基哌嗪中的一种。

22、优选的，所述s2中反应的温度为45-65℃，反应的时间为18-24h。

23、所述环氧化合物包括环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧环戊烷、环氧己烷、环氧环己烷中的一种。

24、优选的，所述环氧化合物包括环氧氯丙烷、环氧溴丙烷中的一种。

25、优选的，所述s4中反应的温度为75-85℃，反应的时间为24-36h。

26、本发明第二方面提供了一种大环电镀整平剂的应用，应用于镀铜液的制备。

27、本发明第三方面提供了一种镀铜液，包括以下浓度组分：cuso4·5h2o：150～250g/l、硫酸：40～120g/l、氯离子：20～80ppm、加速剂：0.2～100pmm、抑制剂：0.01～5g/l、整平剂：0.05～1g/l，水补足余量。

28、所述氯离子可以使用氯化钠或者氯化氢中的一种。

29、所述加速剂包括聚二硫二丙烷磺酸钠(sps)和3-巯基-1-丙烷磺酸盐(mps)中的一种。

30、所述抑制剂包括聚乙二醇(peg)、聚丙二醇(ppg)、peg和ppg的三嵌段共聚物中的一种。

31、优选的，所述抑制剂分子量为6000～20000。

32、进一步优选的，所述抑制剂包括peg，分子量10000。

33、优选的，所述整平剂的浓度为4-50mg/l。

34、本技术人研究发现，所述整平剂的浓度为4-50mg/l，可在较低的添加量基础上，可进一步提升光亮度，且降低光亮剂的添加量，适用于pcb板的电镀，在pcb电镀领域中，电镀的好坏直接影响电镀铜层的质量和相关机械性能，随着pcb的线路层的线宽、间距要求越来越小，线路的精密度要求也越来越高，对平整性以及光亮度都的要求也越来越高，在整平剂较低的浓度下，被电镀基材上边缘和凸起的电势也更低，因而本技术中的整平剂的存在也会使电镀板面厚度变得更均匀，达到整平提高光亮度的目的。

35、进一步优选的，所述整平剂的浓度为10-25mg/l。

36、有益效果：

37、1.本技术通过环糊精制备得到的大环整平剂兼具优异的光亮性及整平性。

38、2.所述环糊精、氢化钠和环氧化合物的摩尔比为1：(35-50)：(50-70)，可有效提高中间产物的反应效率。

39、3.第一溶剂选择二甲基亚砜，所述第二溶剂选择二氯甲烷，可有效提高后处理效率，收率提高至80％。

40、4.所述中间产物和含氮类化合物的摩尔比为1：(40-60)，可同时提高产物的收率以及纯度，从而提高整平性能。

41、5.所述整平剂的浓度为4-50mg/l，可在较低的添加量基础上，可进一步提升光亮度，且降低光亮剂的添加量，适用于pcb板的电镀。