[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

本發明屬于線路板制作技術領域，公開了一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法。該方法包括：1.對前處理的線路板面沖洗，并對線路板進行振動，使線路板孔內充滿水分；然后去除線路板板面水分，同時保留線路板孔內水分充滿狀態；2.在成膜工序，對線路板進行振動，使線路板板面及孔內形成的氧化石墨烯?聚合物復合體漿膜，經烘干，酸洗，二次烘干、收板；3.將覆有導電膜的線路板放入酸性溶液中活化；4.配制電鍍液，設定電鍍參數，進行電鍍，完成電鍍。本發明基于石墨烯成膜工藝在線路板上形成導電層以取代化學沉銅。線路板基于石墨烯直接電鍍工藝流程短，操作條件溫和，不含甲醛、EDTA等絡合物，污染小，容易控制，廢水處理簡單。

技術領域

本發明屬于線路板制作技術領域，更具體地，涉及一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法。

背景技術

印制電路(PCB)行業中傳統的線路板電鍍工藝采用先做沉銅，再做電鍍，此種工藝很成熟，但具有其自身無法克服的缺點：(1)使用了甲醛這一致癌物質，嚴重影響操作者的身體健康，污染環境；(2)化學沉銅大量的絡合劑，致使廢水處理困難，廢水處理成本也高；(3)渡液穩定性難以控制，從而造成浪費及生產成本的提高；(4)流程繁瑣，耗時較長，且用到大量藥水等物料，成本相對較高等。

PCB行業要成為資源節約型、環境友好型的行業。PCB企業必須加速對傳統PCB生產進行技術創新和產業革命，真正實現節能減排，甚至無污染生產。石墨烯具有良好的導電性能，石墨烯的引入能可以賦予材料導電性能。但是，由于石墨烯本身的結構特點，石墨烯片層既不親水、也不親油，片層之間由于π-π作用容易團聚，這也制約著它更加廣泛的應用。石墨烯經過改性處理，應用于直接電鍍的導電膜工藝，相對于傳統的垂直化學沉銅，導電膜電鍍有著多方面的優勢，應用直接電鍍工藝可有效縮短生產周期、提高生產效率、且生產中無有毒氣體排放，降低環境風險。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的不足和缺點，本發明的目的在于提供了一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法。

本發明的目的通過下述技術方案來實現：

一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法，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；

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。

優選地，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％。