[發明專利]一種直接電鍍導電液及其制備方法

無效

• 申請號: 201310005572.4
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103103590A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 薛擎天
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C25D5/54
• 分類號: C25D5/54
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明屬于電子工業技術領域，涉及一種可使印刷電路板（PCB）直接電鍍的導電液。本發明還進一步涉及一種可使非導體直接電鍍的導電液。

背景技術

隨著電子工業技術的迅速發展，PCB的需求量日益劇增。在印刷電路基板上，為了使電路相互連接，需要在基板上穿設通孔，并對孔內壁鍍上導電性金屬，即孔金屬化?？捉饘倩荘CB制造過程的關鍵工序之一，目前主要采用膠體鈀活化液作為催化劑對PCB進行化學鍍銅；采用石墨與炭黑一種或兩種粒子作為導電粒子進行直接電鍍銅。膠體鈀活化液分為酸基和鹽基兩種，酸基活性高及穩定性好，但由于酸性強，鍍銅過程中易產生“變色環”現象，而且鹽酸酸霧對環境造成嚴重污染，鹽基雖然克服了酸基的缺點，酸性變弱，但活性和穩定性較差，同時鈀的含量比較高，增加了工藝成本。石墨與炭黑一種或兩種粒子作為導電粒子進行直接電鍍，由于粒徑比較大，吸附力差，導電性弱，電鍍效率低。因此，尋找一種既環保又高效實用的直接電鍍導電液的制備方法顯得尤為迫切。

美國專利US.Pat.No3099608采用石墨粒子作為直接電鍍導電層存在所電鍍的金屬析出性低等缺點；US.Pat.No3163588揭示了在通孔內壁附著銀、銅、石墨等粒子并賦予導電性之后進行電鍍的方法，當剝離電鍍過剩部分時，由于通孔內壁的電鍍層產生針孔等缺陷，需要進行二次電鍍；US.Pat.No4619174、US.Pat.No4684560、US.Pat.No4724005介紹了在PCB孔壁上吸附炭黑懸浮液，干燥后獲得導電性炭黑層，然后進行直接電鍍，該工藝可以取消預活化、Pd/Sn膠體活化和化學鍍銅等工序；但為了改善炭黑的吸附性和導電性，US.Pat.No4622108采用堿性氫氧化物預整平溶液處理PCB孔壁，US.Pat.No5015339采用堿性高錳酸鉀溶液和中和劑/整平劑溶液處理PCB孔壁，改善炭黑懸浮液在PCB孔壁表面的吸附性；US.Pat.No4718993采用堿性硅酸鹽溶液處理PCB孔壁，US.Pat.No4964959在炭黑懸浮液中加入導電性聚合物，US.Pat.No5290442石墨懸浮液中加入銀粉，提高炭黑層的導電性；US.Pat.No5139642、RE37765在炭黑層上沉積導電性石墨層，增進了炭黑/石墨層的整體導電性；中國專利CN1109924A采用炭黑/石墨兩種或一種粒子的懸浮液作為直接電鍍導電液；CN1733980A采用平均粒徑為0.2um的石墨懸浮液作為直接電鍍導電液；US.Pat.No6037020在PCB浸入含有炭黑/石墨兩種或一種粒子的懸浮液前采用超聲波攪拌，US.Pat.No7128820采用比表面積大于150m²/g炭黑粒子,US.Pat.No7214304采用炭黑/石墨兩種或其中一種作為導電粒子，并通過多種分散方式，其目的都是為了改善導電層的吸附性和導電性。石墨烯的比表面積大于炭黑和石墨的比表面積，電阻率小于炭黑和石墨的電阻率，采用石墨烯作為直接電鍍導電液的導電粒子，導電層的吸附性和導電性將進一步改善。

石墨烯（Graphene）是由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，是一種由碳原子以SP²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。自2004年被英國曼徹斯特大學的科學家發現之后，石墨烯就其獨特的結構和優異的性能成為科學界和工業界關注的焦點。其中石墨烯具有高的電子遷移率(2×10⁵cm²(v﹒s)^-1）,比硅半導體的電子遷移率高100倍，比砷化鎵的電子遷移率高20倍，而電阻率只有約10^-6Ω﹒cm，比銅和銀更低，為目前世界上電阻率最小的材料；石墨的導電率為8-13×10^-6Ω﹒cm。石墨烯的比表面積能夠達到2630㎡/g,炭黑的比表面積為1500㎡/g，石墨的比表面積為1-20㎡/g。因此用石墨烯作為直接電鍍導電液的導電粒子效果更佳。

超聲波在穿過液體介質時，可產生強烈的空化和振動效應，空化作用所產生的高溫和在固體表面所產生的大量微小氣泡降低了微小晶粒的比表面自由能，抑制了晶粒聚集和長大；超聲波空化產生的強沖擊波和微射流對顆粒的剪切和破碎作用有效地減小了微小顆粒間的范德華力，從而有效阻止微小顆粒的團聚；超聲波在液體中又能形成流體的湍動，有利于微小顆粒的分散與懸浮液的穩定。

發明內容

為克服現有技術中存在的吸附力差、導電性弱和電鍍效率低的不足，本發明提出了一種直接電鍍導電液及其制備方法。