[发明专利]一种监测铜箔镀液中糖精钠浓度的方法

说明书

本发明公开了一种监测铜箔镀液添加剂糖精钠浓度的方法，包括步骤：1）制定糖精钠标定浓度及吸光度标准曲线；2）固相萃取镀液里的糖精钠，并测试洗脱液的吸光度；3）配置已知浓度的糖精钠参比液，对参比液固相萃取并测试吸光度，获得糖精钠固相萃取洗脱比。4）根据标准曲线、镀液洗脱液的吸光度及洗脱比，得到镀液的糖精钠浓度。本发明将糖精钠从镀液分离出来，实现吸光度测试并获取其糖精钠浓度，克服了镀液中高浓度的铜离子、酸含量以及其他添加剂对分光光度测试的严重干扰使得无法实现直接测试的技术困难。且通过萃取柱和洗脱剂的选择，获得有效的洗脱效果，从而实现糖精钠分离及糖精钠添加剂浓度的监测和调控，提高铜箔质量可控性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种添加剂测试方法，特别是涉及电解铜箔制备过程中镀液里糖精钠添加剂的浓度监测方法。

技术背景

电解铜箔是覆铜板及印制电路板、锂离子电池制造的重要的材料。在当今电子信息产业高速发展中，电解铜箔被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”。2002年起，我国印制电路板的生产值已经越入世界第三位，作为印制电路板的基板材料—覆铜板也成为世界上第三大生产国。

铜箔的电解生产过程中，镀液中除常见铜（二价铜离子）、酸（硫酸）、氯（氯离子），这三类在不同厂商中除含量不同外区别并不太大，不同性能铜箔的核心差异在于其余添加剂种类和含量的不同。添加剂是调控铜箔表面性状、优化物理性能的关键。

酸性电镀铜液的有机添加剂大致可分为三类：促进剂、抑制剂、整平剂。其中促进剂（又称光亮剂），在氯离子协同下会产生一种“去极化”的作用，会加速镀铜时晶粒形核，故又称加速剂，使之能得到晶粒细小、镀层光亮的铜箔。抑制剂在反应中会呈现“增极化”的作用，抑制铜的沉积，抑制晶粒长大。其还协助促进剂向镀面各处分布，故又称转运剂。抑制剂多为聚醚类化合物。整平剂带有很强的正电性，容易被吸附在镀件表面电流密度较高处，与铜离子竞争沉积位置，抑制铜晶体在伸出镀液部分晶体的进一步长大，从而起到整平的作用。能降低铜箔表面峰谷差，降低粗糙度，提高光泽度。整平剂通常为含氮杂环类化合物/聚合物如巯基杂环化合物、硫脲衍生物及染料。

当前的铜箔生产通常含有数种添加剂，这需要各类添加剂组合协同，搭配恰当，才能镀出镜面光亮、整平性能和强度高韧性好的电解铜箔，得到理想的产品。在使用过程中监测它们的含量，使三者浓度和比例始终在规定的范围之内，添加剂维持相对稳定的浓度，电解液就很稳定，电镀出来的产品才会有稳定的良率和好的品质。

在现有电解铜箔的生产体系下，添加剂的加入量，多采用流量控制其加入量，生产体系中的硫酸铜镀液是循环使用的，故而不能通过简单的加入质量比体积的办法计算加入浓度。同时添加剂在电镀过程中有消耗，活性炭过滤体系也会吸附部分添加剂及添加剂反应产物。在稳定生产的电镀体系中，电镀和过滤体系消耗不完其中的添加剂。添加剂是凭经验加入的消耗量，而非作用量。对于镀液中确切的添加剂浓度是未知的。所以才有测试添加剂浓度的需要。

在镀液中仅含有一种添加剂时，其含量相对容易测试。在实际的电解铜箔生产过程中（尤其是高性能铜箔），多种添加剂混合使用。在添加剂之间的相互作用的情况下，采用循环伏安法测定电量的方法测试其中某一种添加剂的含量变得极度困难。

专利（CN1564941A）公开了一种用于分析酸性铜电镀液中三种有机添加剂的改进方法。一种用来在半导体芯片上形成超精细电路特征的酸性铜电镀液,其含有抑制添加剂、抗抑制添加剂和平衡添加剂，循环伏安脱模法可用来测量抑制添加剂和抗抑制添加剂的浓度，通过测定铜的电沉积速率来确定平衡添加剂的浓度的方法。其他两种添加剂包含在其各自浓度已经确定的测量溶液中,确定此浓度的条件为:一种对于平衡剂分析能够在最低限度的干扰、高的灵敏度和好的重现性之间提供最佳组合的浓度。