[發明專利]一種絕緣基材表面電鍍金屬的方法

在審

• 申請號: 202011600639.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112746298A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 賴志強;梁先文;趙濤;劉丹;孫蓉
• 申請（專利權）人: 深圳先進電子材料國際創新研究院
• 主分類號: C25D5/54
• 分類號: C25D5/54;C25D5/00;C09D175/04;C09D7/61;C08J7/04;C08J7/044;C08L67/02;C08L79/08;C08L63/00;C08L27/18
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明屬于電鍍技術領域，公開了一種絕緣基材表面電鍍金屬的方法。包括如下步驟：S1：將樹脂、溶劑、固體填料、固化劑混合配制成涂料；S2：將樹脂涂料涂覆于絕緣基材表面，絕緣基材固化后形成帶有細微縫隙的涂層；S3：將導電物質涂覆于S2中的樹脂涂層上，導電物質可滲入樹脂涂層的縫隙結構中，烘干后形成導電膜；S4：將S3中的含有導電膜的絕緣基材置于電鍍液中進行直接電鍍。本發明使用樹脂作為絕緣基材和導電物質形成的導電層的中間層，并且通過在樹脂涂層微小縫隙中生長并填滿金屬可以得到在基材上附著力極佳的電鍍金屬層，因此可擴展所使用的絕緣基材種類，實現廣泛應用。

技術領域

本發明屬于電鍍技術領域，具體涉及一種絕緣基材表面電鍍金屬的方法。

背景技術

隨著電子信息技術的快速發展，尤其是集成電路的工業化發展已成為衡量一個國家工業能力的重要參考，而在電子產品的制造過程中，需要使用到大量的絕緣材料，例如用作芯片的硅材料，印制電路板的環氧樹脂增強玻璃纖維布和聚酰亞胺材料，這些絕緣基材大多起承載導電圖形的作用，因此需要對這些絕緣基材進行金屬化處理使其具有優秀的電氣性能。目前使絕緣基材金屬化的方法主要有兩種，一種是采用壓合的方式，即通過粘接劑將絕緣基材和金屬在高溫下壓合，由于受到粘接強度和樣品尺寸的限制，該方法的使用受到了很大的局限性；第二種方法是采用電沉積，即電鍍，相比于直接壓合，電鍍具有受尺寸影響小，附著力佳及厚度可控等優勢而得到廣泛應用。但是，在電鍍之前，需對絕緣基材表面進行處理使其具有一定的導電性。

化學鍍是最為傳統的方法，雖然此種工藝較為成熟，但存在著許多難以克服的缺點，比如使用的還原劑通常為有毒的甲醛，對生產人員的生命健康造成威脅，另外鍍液工藝復雜，鍍液不穩定，增加了管控難度和成本，還有鍍液中存在大量的絡合劑，這些絡合劑對環境污染較為嚴重，因此也增加了處理難度和處理成本，基于以上，研究人員進行了大量的取代化學鍍的工藝研究。物理/化學氣相沉積可以有效地避免化學鍍所帶來的環境問題，并且可以沉積上致密的金屬層，是很有潛力取代化學鍍的工藝，但是其高昂的設備造價及巨大的能耗問題讓許多企業望而卻步，另外沉積過程的非選擇性也會對靶材造成較大的浪費。例如中國專利《一種半干法處理塑膠直接電鍍真空鍍膜系統》(公開號CN109402597A)中描述該鍍膜設備所使用的輝光電源電壓高達2500V，使用的濺射電源功率高達60kW，且不說設備成本，如此之大的能耗也會帶來較大的附加成本。導電膜工藝是目前研究較多的用以取代化學鍍的直接電鍍工藝，通過表面處理將導電物質附著于絕緣基材上并形成一層均勻的薄膜，常見的用于形成導電膜的物質有碳黑、石墨烯以及有機導電高分子聚合物，碳黑與石墨烯由于是非極性物質，具有很強的憎水性，同時由于粒徑較小也易于團聚，因此要保證能均勻地分散在水中，則需要加入大量的分散劑，但這樣勢必會降低導電性以及鍍液的穩定性。中國專利《一種基于石墨烯成膜直接電鍍線路板的方法》(公開號CN110351956A)和《一種直接電鍍導電液及其制備方法》(公開號CN103103950A)中都描述了需要對溶液進行超聲處理并且需要加入一定量的分散劑，這些處理不僅增加了工序同時存在電鍍效率低的缺陷。有機導電聚合物作為導電膜的一般工藝是首先采用無機氧化物對絕緣基材進行處理，使之帶上電荷，通過電荷吸附導電高分子使其成膜，此工藝一般都要求絕緣基材的一端有金屬層(銅箔)，并且電鍍的過程中必須要保證銅箔與鍍液接觸，使金屬由銅箔處開始生長，如若不然，無論施加多大的電壓都無法沉積金屬，另外，由于有機導電聚合物的電阻都較大，會使金屬的上鍍速率較慢，極大地限制生產效率。例如中國專利《絕緣基材表面電鍍金屬的方法》(公開號CN108977862A)和《一種在絕緣基材上直接電鍍的方法》(公開號CN107723764A)都采用了金屬離子活化有機導電聚合物膜實現在絕緣基材上直接電鍍的方法，其主要是缺陷是工序較為繁瑣，需要調整、中和和活化等步驟，上銅速率較低并且都需要使用銅箔進行誘導沉積。

另外，隨著5G技術的實際應用，由于高頻電磁波所攜帶的信號損失而帶來的信號完整性問題也愈發嚴重，因此要求所使用低介電常數的絕緣基材，例如聚四氟乙烯(PTFE)，陶瓷基板等，但是這些材料具有極低的表面能，在其表面形成穩定、附著力佳和導電性好的導電層仍然是具有挑戰性的難題。

發明內容