[發明專利]一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法

有效

• 申請號: 201910576948.4
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110351956B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 周秋曼;宋文杰;劉根;潘湛昌;胡光輝;魏志鋼
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H05K3/18
• 分類號: H05K3/18;H05K1/09;C25D5/54;C25D3/38
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

S1.將含有特定官能團的氧化石墨烯在700～950℃，氮氣或氬氣的氛圍下，熱脹處理0.5～1h，將經過熱脹處理的氧化石墨烯在超聲攪拌下分散在含聚乙烯亞胺的水溶液中，持續超聲攪拌12～24h后經過離心分離水洗得聚乙烯亞胺-氧化石墨烯，標記為PEI-GO；然后將PEI-GO、聚合物單體、溶劑混合均勻，在250～300℃下進行反應，經過離心分離，得氧化石墨烯-聚合物復合體；所述特定官能團為羧基、羥基、羰基、氨基、過氧化氫基、過氧基、硫醇基、異氰酸酯基官能團；

S2.將氧化石墨烯-聚合物復合體分散在乙醇溶液中，再加入質子傳導聚合物，得氧化石墨烯-聚合物復合體成膜原液；

S3.成膜前處理：對線路板進行磨板、去鉆污、除油處理后，采用高壓噴流水對線路板面進行沖洗，同時對線路板進行振動，并使線路板孔內充滿水分，去除線路板板面水分；

S4.在成膜工序時，將氧化石墨烯-聚合物復合體成膜原液在特定助劑中稀釋成工作液，對線路板進行振動，使線路板板面及孔內形成均勻的氧化石墨烯-聚合物復合體漿膜；然后進行烘干形成導電膜；再用硫酸酸洗去除所述導電膜表面的浮粉；最后進行二次烘干、收板，制得覆有導電膜的線路板；

S5.將覆有導電膜的線路板放入硫酸溶液中進行活化處理，將活化處理后的覆有導電膜的線路板放入電鍍液中，設定電鍍參數，在振動、搖擺和打氣操作下，進行電鍍，完成基于石墨烯成膜直接電鍍線路板。

2.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S1中所述氧化石墨烯的片徑為0.05～20μm，厚度為0.34～30nm，比表面積為40～1500m²/g；所述PEI-GO為聚合物單體的0.05～5wt％，所述PEI-GO和聚合物單體的總質量為溶劑的1～10wt％。

3.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S1中所述含有特定官能團的氧化石墨烯是在酸性條件下，利用氧化法在石墨烯基面和邊緣上生成官能團得到；所述氧化法中采用的氧化劑為H₂SO₄、K₂S₂O₈、KMnO₄、NaNO₃或PO₅。

4.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S1中所述含有特定官能團的氧化石墨烯是在酸性條件下，由石墨粉通過首次剝離，獲得石墨烯納米片，對其進行熱處理，然后將官能團接枝到被剝離的石墨烯納米片上；再通過照射微波或超聲波再次進行剝離，石墨烯或者被剝離的石墨的邊緣的碳原子可通過共價鍵連接特定官能團，可獲得邊緣部分連接有官能團的氧化石墨烯。

5.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S2中所述聚合物單體為聚酯樹脂、氟樹脂、聚氯乙烯樹脂、環氧樹脂或丙烯酸樹脂中的一種以上；所述溶劑為乙醇、甲醇、1-丙醇、丙酮、乙二醇、DMSO、DMF、NMP、THF。

6.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S3中所述質子傳導聚合物為磺化的聚合物或全氟化的Nafion。

7.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S4中所述特定助劑為有機溶劑和表面活性劑的復配物，所述有機溶劑為乙醇、甲醇、1-丙醇、丙酮、乙二醇、DMSO、DMF、NMP、THF的一種以上，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇的一種以上；所述表面活性劑為有機溶劑的0.01～5vol％。

8.根據權利要求1所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，步驟S5中所述電鍍液包括50～230g/L硫酸、45～220g/L硫酸銅、50-65mg/L氯離子和電鍍添加劑；所述導電膜的厚度為0.01～2μm。

9.根據權利要求8所述的基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，其特征在于，所述電鍍添加劑包括加速劑聚二硫二丙烷磺酸鈉、抑制劑聚乙二醇和含N、S雜原子小分子或聚合物的整平劑；所述聚乙二醇為PEG-8000或PEG-10000。