CN104911568A - 一种选择性化学镀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种选择性化学镀的方法，属于化学镀技术领域，其制备方法为：(a)基体材料前处理；(b)基体表面选择性印制过渡层、干燥；(c)敏化和活化印有过渡层的基体；(d)化学镀制得镀件。本发明提供的选择性化学镀的方法工艺流程简单，成本低廉，同时具有良好的选择性，保证化学镀图案精度。
Description
技术领域
本发明属于化学镀领域，尤其涉及到一种选择性化学镀的方法。
背景技术
化学镀法是一个不需要提供电流的自催化过程，它通过氧化还原作用将金属沉积在基体表面，其制备的镀层具有良好的导电性能和导热性能，而且其成本较低，不需要复杂的专用设备，还能适用于复杂形状的材料。
目前随着电子技术和网络技术发展，在选择性屏蔽、微电子器件等一些领域要求高精度的选择性化学镀技术。因此开发一种适用于各种基材、工艺简单和环保的选择性化学镀方法受到广泛的关注。例如，专利200810141987.3公开了一种塑料组合物及其表面选择性金属化工艺。此方法使用激光刻蚀塑料表面，然后放入含有金属离子盐溶液浸泡，最后进行金属化学镀。专利200810142571.3公开了一种用于塑料基材的选择性化学镀方法，此方法先在基材上涂覆纳米金属浆料，然后激光刻蚀，最后进行化学涂覆。这两种发法均采用激光刻蚀制备图案，不仅成本高，操作难度大，而且对基材要求也比较高，都与本发明专利有明显技术上的差异。再如专利201080027204.4公开了金属在塑料基板上的选择性沉积方法，但是此专利与本发明专利具有明显技术上的差异。此方法包含将塑料制品磺化、活化该磺化的塑料制品以使其上接受镀覆。此方法只适用于塑料基材，另外涉及到磺化反应，不环保。再如专利201410125969.1公开了一种在高填充石头纸上选择性镀银的方法。此方法包含在高填充石头纸表面印刷图案和化学镀银，只适用于石头纸基材和化学镀银，和本发明具有本质的区别。
发明内容
本发明的目的在于克服现有选择性化学镀方法的不足，提供一种适用于各种基材、工艺简单和环保的选择性化学镀方法。
为解决上述技术问题，采用的技术方案是：
一种选择性化学镀的方法，在基体材料表面印制一定图案的过渡层，其中印有过渡层的部分能吸附催化剂，可进行化学镀覆，所述方法包含以下步骤：
(1)基体材料前处理：基体材料在质量分数为1％NaOH溶液中于50-60℃条件下浸泡1-5分钟以除油，再用去离子水将基材清洗干净后，最后在烘箱中于50-80℃条件下干燥1-10分钟备用；
(2)在基体表面印制一定图案的过渡层，厚度为1～500微米，在80℃的条件下干燥10分钟；
(3)将步骤(2)所得基体浸入pH为1～3的敏化液中进行敏化，在30-80℃下敏化1～90分钟；
(4)将步骤(3)所得基体浸入pH为1-4的活化液中进行活化，在30-80℃下活化1～60分钟；
(5)将步骤(4)所得基体在离子水中清洗、化学镀后60℃干燥10分钟，得到镀件。
其中，基体材料为陶瓷、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、塑料、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚萘二甲酸乙二醇酯等中的至少一种；过渡层为含有活性基团如羧基、氨基、异氰酸酯和羟甲基的聚合物乳胶，含有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，丙烯腈和/或苯乙烯的聚丙烯酸酯共聚物乳液，羧基改性丁苯胶乳，聚碳酸酯树脂，环氧树脂、酚醛树脂、水性聚氨酯等中的至少一种；敏化液为的氯化亚锡；活化液包含金属胶体催化剂，并且其中所述金属胶体催化剂为钯、铂、银和金等中的至少一种。
上述的过渡层印制方法为喷涂、滚涂、打印、丝网印刷、刮涂、浸镀、凹版印刷和旋涂等中的至少一种。
上述的步骤(5)中化学镀包括化学镀铜、化学镀镍和化学镀银等中的至少一种。
本发明中，只有选择性印制的过渡层能通过敏化和活化，吸附金属胶体催化剂，在化学镀液中才能进行化学涂覆，会因而化学镀精度很高。
本发明的有益效果为：1、本发明采用的制备方法可以降低选择性化学镀的成本；2、本发明采用的制备方法可以实现连续化生产；3、本发明采用的制备方法可以对不同衬底进行选择性化学镀；4、制备工艺简单，易于控制，能耗低，环保。
附图说明
图1为本发明的三层结构示意图。
图2为本发明聚乙烯薄膜表面选择性化学镀铜示意图
附图中：1、基体材料；2、过渡层；3、化学镀涂覆层。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整，均视为本发明的保护范围之内。
实施例1
将聚萘二甲酸乙二醇酯基材在质量分数为1％NaOH溶液中于55℃条件下浸泡2分钟以除油，再用去离子水将除油后的聚萘二甲酸乙二醇酯清洗干净，在烘箱中于60℃条件下干燥2分钟。采用打印工艺在基体表面打印一定图案的丙烯酸丁酯膜，厚度为30微米，在80℃条件下干燥10分钟；将印有丙烯酸丁酯膜的基体浸入pH为2的氯化亚锡溶液中进行敏化，30℃下敏化6分钟；接下来将敏化后基体浸入pH为2.5的氯化银溶液中进行活化，50℃下活化4分钟；取出用去离子水清洗烘干备用。
配制化学镀镍镀液，镀液组分为：NiSO4·7H2O(50克/升)、NaH2PO2·H2O(25克/升)、(NH4)2·SO4(11克/升)、C6H8O7(7克/升)。将活化后的基材浸入55℃的化学镀镍镀液中施镀5分钟。化学镀镍后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥10分钟，即得聚碳酸酯基材上化学镀镍件，其中只有印有丙烯酸膜的部分化学镀上镍。
实施例2：
将聚对苯二甲酸乙二醇酯基材在质量分数为1％NaOH溶液中于50℃条件下浸泡5分钟以除油，再用去离子水将除油后的聚对苯二甲酸乙二醇酯清洗干净，在烘箱中于50℃条件下干燥10分钟。采用平网印刷工艺在基体表面印制一定图案的甲基丙烯酸甲酯涂层，厚度为1微米，在80℃条件下干燥10分钟；将印有甲基丙烯酸甲酯膜的基体浸入pH为3的氯化亚锡溶液中进行敏化，30℃下敏化1分钟；接下来将敏化后基体浸入pH为4的氯化钯溶液中进行活化，80℃下活化1分钟；取出用去离子水清洗烘干备用。
配制化学镀银镀液，镀液组分为：AgNO3(29克/升)、NH3·H2O(4克/升)、和HCHO(55克/升)。将活化后的基材浸入45℃的化学镀银镀液中施镀10分钟。化学镀银后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥10分钟，即得聚对苯二甲酸乙二醇酯基材上选择性化学镀银样品，其中只有印有甲基丙烯酸甲酯涂层的部分化学镀上银。
实施例3：
将聚乙烯薄膜基材在质量分数为1％NaOH溶液中于60℃条件下浸泡1分钟以除油，再用去离子水将除油后的聚乙烯薄膜清洗干净，在烘箱中于80℃条件下干燥1分钟。采用刮涂工艺在基体表面印制一定图案的丙烯酸涂层，厚度为500微米，在80℃条件下干燥10分钟；将印有丙烯酸膜的基体浸入pH为1的氯化亚锡溶液中进行敏化，80℃下敏化90分钟；接下来将敏化后基体浸入pH为1的氯化钯溶液中进行活化，80℃下活化60分钟；取出用去离子水清洗烘干备用。
配制化学镀铜镀液，镀液组分为：NiSO4·7H2O(1克/升)、CuSO4·5H2O(24克/升)、NaH2PO2·H2O(55克/升)、Na3C6H5O7·2H2O(1.5克/升)、H3BO3(70克/升)。将活化后的基材浸入40℃的化学镀铜镀液中施镀5分钟。化学镀铜后，用去离子水清洗，在烘箱中60℃干燥10分钟，即得聚乙烯薄膜基材上化学镀铜样品，其中只有印有丙烯酸涂层的聚乙烯薄膜表面区域形成铜薄膜(如图2所示)。
Claims (6)
1.一种选择性化学镀的方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：
(1)将基体材料在质量分数为1％NaOH溶液中于50-60℃条件下浸泡1-5分钟以除油，再用去离子水将基材清洗干净后，最后在烘箱中于50-80℃条件下干燥1-10分钟备用；
(2)在清洗后的基体表面印制一定图案的过渡层，厚度为1～500微米，之后置于80℃的条件下干燥10分钟；
(3)将步骤(2)所得基体浸入pH为1～3的敏化液中进行敏化，敏化温度为30-80℃，敏化时间为1～90分钟；
(4)将步骤(3)所得基体浸入pH为1-4的活化液中进行活化，活化温度为30-80℃，活化时间为1～60分钟；
(5)将步骤(4)所得基体在去离子水中清洗、化学镀后60℃干燥10分钟，得到镀件。
2.根据权利要求1所述的一种选择性化学镀的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的基体材料为陶瓷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、尼龙、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种选择性化学镀的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的过渡层为含有活性基团如羧基、氨基、异氰酸酯和羟甲基的聚合物乳胶，含有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，丙烯腈和/或苯乙烯的聚丙烯酸酯共聚物乳液，羧基改性丁苯胶乳，聚碳酸酯树脂，环氧树脂、酚醛树脂、水性聚氨酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种选择性化学镀的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的过渡层印制方法为喷涂、滚涂、打印、丝网印刷、刮涂、浸镀、凹版印刷和旋涂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种选择性化学镀的方法，其特征在于：所述步骤(3)中敏化液为氯化亚锡溶液，活化液包含金属胶体催化剂，并且其中所述金属胶体催化剂为钯、铂、银和金中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种选择性化学镀的方法，其特征在于：所述步骤(5)中化学镀包括化学镀铜、化学镀镍和化学镀银中的至少一种。
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