化学镀铜活化液及其用于化学镀铜的方法与流程

本发明涉及化学镀铜，特别是涉及一种化学镀铜活化液。

背景技术：

1、碳点是一种粒径小于10nm，大部分由碳元素组成的量子点，也叫碳量子点。在我们的研究中，发现一种乙二醇电化学碳化法合成的碳点的还原性极强，可以用来还原合成贵金属盐制备au、ag、pd等纳米粒子。因此，这也为碳点制备贵金属催化剂用于化学镀铜领域提供了机会。

2、化学镀铜主要用于非导体材料的金属化处理，除应用于塑料制品外，还大量应用与电子工业的印制电路板。因此，化学镀铜技术在国民经济的各个领域占有重要地位。目前，化学镀技术已在电子、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。以贵金属纳米颗粒为催化剂的化学镀铜技术已经广泛应用在非金属电镀的底层制备、印制电路板的孔金属化、电子仪器的电屏蔽层等各个方面。化学镀铜包括一系列的工序，最关键的是激活步骤。在活化步骤中，胶体活化剂借助调节剂吸附到绝缘衬底上，然后催化随后的化学沉积。目前最成熟的工艺的是采用sn/pd胶体作为活化液，它是由一层sn(ii)离子络合物作为保护层，与氯离子通过静电作用达到稳定的效果。

3、然而sn(ii)容易被溶解在溶液中的氧气氧化，因此，基于颗粒之间的库仑排斥系统的静电稳定性消失会造成聚集和沉降。此外，sn/pd胶体活化剂还需要额外的加速步骤去除pd核外的sn(ii)离子。且钯金属是一种贵金属，其含量的高低对工艺的成本起着决定性的作用。因此，开发新型的镀铜活化液无论是对塑料制品还是在电子工业的印制电路板等行业的发展都具有重要意义。

4、

技术实现思路

1、基于此，有必要针对目前的sn/pd胶体活化液在化学镀铜中应用成本高、活化流程冗杂且形成的sn(ii)离子络合物保护层中sn(ii)离子易氧化沉降而影响镀层质量的技术问题，提供一种化学镀铜活化液。

2、一种化学镀铜活化液，该化学镀铜活化液包括如下组分：0.5~5份的氯化钯、0.2~1.2份的辅助金属盐、100~1000份的还原剂、100~500份的胶体保护剂、50~500份的抗氧化剂、100~1000份的ph调节剂以及8000~12000份的蒸馏水。

3、在45℃水浴条件下，向带有搅拌器的容器中加入定量的胶体保护剂溶液，然后依次加入定量的纳米材料和还原剂水溶液，充分搅拌后，边搅拌边滴加定量的氯化钯溶液，滴加时间为5~10min，搅拌速度为1000r/s，滴加完成后以蒸馏水定容至90ml。

4、将完成定容后的溶液转移至超声设备中，在300~500khz条件下超声波作用5~10min后，转移至60℃水浴中熟化1h。

5、将熟化后的溶液转移至40℃水浴中，添加定量的抗氧化剂，并搅拌10~30min，搅拌速度为1000r/s，得到化学镀铜活化液。

6、纳米材料通过如下步骤制备：

7、a、往5～8ml的8mg/ml还原性碳点溶液中加入一定量的ph调节剂；

8、b、将步骤a中的溶液转移至30～40℃水浴条件下，加入一定量的辅助金属盐，搅拌1～3h，得到纳米材料，其中，搅拌速度为500r/s。

9、在其中一个实施例中，上述的步骤a中的还原性碳点溶液通过如下步骤制备：

10、a1、以80ml乙二醇与20ml纯水混合作为电解液，并添加0.8g氢氧化钠，以铂片分别作为正极和负极，在恒电位模式、一定搅拌速度下进行电化学碳化0.5～3h，得到反应溶液，并冷却至室温，其中，电解电位设置为30v；

11、a2、收集步骤a1中的反应溶液，将其用截留分子量为3000的透析袋透析48h后，在8000～12000r/min的转速下离心10～30min，取上清液并过滤，将溶液调至中性，得到还原性碳点溶液。

12、在其中一个实施例中，上述的化学镀铜活化液的组分可优选为：0.5~5份的氯化钯、0.4~0.8份的辅助金属盐、100~500份的还原剂、100~300份的胶体保护剂、50~150份的抗氧化剂、200~800份的ph调节剂以及8000~12000份的蒸馏水。

13、在其中一个实施例中，上述的辅助金属盐为硫酸铜、硝酸铂、硝酸银、氯金酸以及氯化铁中的一种或几种的混合物。

14、在其中一个实施例中，上述的还原剂为还原性纳米材料、抗坏血酸、柠檬酸钠以及硼氢化钠中的一种或几种的混合物。

15、在其中一个实施例中，上述的ph调节剂为氢氧化钠以及盐酸中的一种或两种的混合物。

16、在其中一个实施例中，上述的抗氧剂为抗坏血酸以及单宁酸中的一种或两种的混合物。

17、本发明还揭示了一种化学镀铜方法，该化学镀铜方法采用上述化学镀铜活化液，其包括如下步骤：

18、s1、将商用印制电路板去除表面铜膜，并用蒸馏水洗净；

19、s2、将洗净的印制电路板浸泡于商用碱性清洗剂中，在55-65℃温度条件下浸泡7min后，取出印制电路板并用蒸馏水洗净；

20、s3、将完成碱洗后的印制电路板浸泡于预浸液中，在25-35℃温度条件下浸泡1min；

21、s4、将完成预浸后的印制电路板浸泡于化学镀铜活化液中，在20-40℃温度条件下浸泡10min后，去除印制电路板并用蒸馏水洗净；

22、s5、将完成活化后的印制电路板浸泡于商用镀铜液中，在25-35℃温度条件下浸泡20min，完成印制电路板的化学镀铜。

23、在其中一个实施例中，上述的步骤s2中的预浸液为还原性碳点溶液。

24、综上所述，本发明的化学镀铜活化液通过还原性碳点来溶液还原除钯以外另一种其他金属离子制备金属纳米材料，用其来代替部分钯，从而达到降低钯含量的目的；在碳点和胶体保护剂的作用下，以制备的另一金属纳米粒子为模板，在其表面还原制备钯核，形成了小于10纳米的合金颗粒，该颗粒表面富钯，分散性良好，且被碳点保护。经过非导电性基板前处理、活化液处理、化学镀铜步骤后，基板的铜膜覆盖良好，在显微镜观察下无透光小孔的出现，在扫描电子显微镜的观察发现，使用本发明的化学镀铜活化液与使用商用sn/pd胶体活化液工艺的孔壁处的铜膜形貌几乎无差别。与现有sn/pd胶体活化液技术相比，本发明的创新性和优势在于，本发明首次将碳点应用于化学镀铜技术领域，证明了其作为还原剂和稳定剂的潜力；本发明中的新型活化液钯含量低，稳定性良好，工艺简单，有效控制了成本，为解决化学镀铜生产中面临的问题提供了一种新思路，有一定的实际应用价值。

25、

技术特征：

1.一种化学镀铜活化液，其特征在于，包括下组分：0.5~5份的氯化钯、0.2~1.2份的辅助金属盐、100~1000份的还原剂、100~500份的胶体保护剂、50~500份的抗氧化剂、100~1000份的ph调节剂以及8000~12000份的蒸馏水；

2.根据权利要求1所述的化学镀铜活化液，其特征在于，所述步骤a中的所述还原性碳点溶液通过如下步骤制备：

3.根据权利要求1所述的化学镀铜活化液，其特征在于，所述化学镀铜活化液的组分可优选为：0.5~5份的氯化钯、0.4~0.8份的辅助金属盐、100~500份的还原剂、100~300份的胶体保护剂、50~150份的抗氧化剂、200~800份的ph调节剂以及8000~12000份的蒸馏水。

4.根据权利要求1所述的化学镀铜活化液，其特征在于，所述辅助金属盐为硫酸铜、硝酸铂、硝酸银、氯金酸以及氯化铁中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的化学镀铜活化液，其特征在于，所述还原剂为还原性纳米材料、抗坏血酸、柠檬酸钠以及硼氢化钠中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的化学镀铜活化液，其特征在于，所述ph调节剂为氢氧化钠以及盐酸中的一种或两种的混合物。

7.根据权利要求1所述的化学镀铜活化液，其特征在于，所述抗氧剂为抗坏血酸以及单宁酸中的一种或两种的混合物。

8.一种化学镀铜方法，该化学镀铜方法采用权利要求1~7所述的化学镀铜活化液，其包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的化学镀铜活化液，其特征在于，步骤s2中的预浸液为还原性碳点溶液。

技术总结
本发明公开了一种化学镀铜活化液，该化学镀铜活化液包括：如下组分：0.5~5份的氯化钯、0.2~1.2份的辅助金属盐、100~1000份的还原剂、100~500份的胶体保护剂、50~500份的抗氧化剂、100~1000份的pH调节剂以及8000~12000份的蒸馏水。在45℃水浴中，胶体保护剂溶液中加入定量的纳米材料和还原剂水溶液，边搅拌边滴加氯化钯溶液，滴加时间为5~10min，搅拌速度为1000r/s，滴加完成后以蒸馏水定容至90mL；完成定容后的溶液在300~500KHz条件下超声波作用5~10min后，转移至60℃水浴中熟化1h；将熟化后的溶液转移至40℃水浴中，添加定量的抗氧化剂，并搅拌10~30min，搅拌速度为1000r/s，得到化学镀铜活化液。本发明通过还原性碳点来还原除钯以外另一种其他金属离子制备金属纳米材料，用其来代替部分钯，从而达到降低钯含量的目的。

技术研发人员：曾文生,刘美玲,罗珞,黄业
受保护的技术使用者：惠州金晟新电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13