CN105177661A - 高浓度的pcb板用碳孔液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓度的PCB板用碳孔液及其制备方法，其中，该高浓度的PCB板用碳孔液，以最终完成的所述高浓度的PCB板用碳孔液重量百分比计算，导电炭黑5-9％；表面活性剂4-8％；有机分散剂4-8％；润湿剂1-5％，pH调节剂，水余量；所述pH调节剂所使用的量为将所述高浓度的PCB板用碳孔液的pH值调整至9.5-10.5为准。其导电性能极强、稳定性好、有效浓度高，避免在使用过程中的沉降问题；而且减少更换槽液的频率，无毒、无污染，对环境友好。

Description

高浓度的PCB板用碳孔液及其制备方法

技术领域

本发明属于电镀行业的孔金属化领域，具体涉及一种高浓度的PCB板用碳孔液及其制备方法。

背景技术

传统的PCB板孔金属化主要通过化学镀铜来完成，其工艺流程繁琐，过程中用到锡钯胶体，使镀铜过程价格昂贵，且该工艺过程会造成环境污染，因此，碳孔电镀技术应运而生。

碳孔化直接电镀技术是取代化学镀铜的一种新工艺。它使用导电能力较强的碳粉或石墨作为导电材料。其特点是简化了孔金属化的工艺、节省工时、减少材料的消耗、并有效的控制了废水的排放量、降低了PCB板的生产成本。

然而，随着人们对产品的要去越来越高，其组成及性能方面的要求也越来越高。特别是小孔化以及板厚度的增加，导致对碳孔液的要求越来越高。低浓度碳孔液的配制，会在运输以及使用过程中造成麻烦，特别是在使用一段时间后就得更换槽液，更换出的槽液处理还会造成资源的浪费以及环境污染。

因此，提供一种高导电性、高浓度的PCB板用碳孔液及其制备方法变得非常重要。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的不足，提供一种高导电性、高浓度的PCB板用碳孔液及其制备方法，利用该方法制备得到的高浓度的PCB板用碳孔溶液进行金属化，导电性能更好，在碳孔液消耗补给时更加方便，不用频繁的更换槽液，不仅安全环保、而且简化了生产工艺，降低PCB板的生产成本。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种高浓度的PCB板用碳孔液，以最终完成的所述高浓度的PCB板用碳孔液重量百分比计算，导电炭黑5-9％；表面活性剂4-8％；有机分散剂4-8％；润湿剂1-5％，pH调节剂，水余量；所述pH调节剂所使用的量为将所述高浓度的PCB板用碳孔液的pH值调整至9.5-10.5为准。

其中，本发明采用的导电炭黑，其原生粒径小，为10-50nm，具有更好的分散性及其更高的导电性能。原生粒径为10-50nm的导电炭黑会以团聚的方式存在，团聚后的颗粒会是微米级的，在有机分散剂和润湿剂的协同作用下再加上物理机械的作用使导电炭黑的颗粒粒径达到100-200纳米均匀分散在溶液中而不沉淀。优选为：F900A超导电炭黑、CabotXC-72导电炭黑中的一种。F900A超导电炭黑中的F900A为超导电炭黑的型号。CabotXC-72导电炭黑指的是，美国卡博特公司所生产及销售的型号种类为XC-72的炭黑材料。

进一步，所述表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯及其盐的一种或多种。表面活性剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯钾。

进一步，所述有机分散剂为丙烯酸酯类、丙烯酰胺类的一种或几种。有机分散剂优选为，丙烯酸酯和/或聚丙烯酰胺钾盐。

进一步，润湿剂优选为JFC、PEG600、PEG1000、快T、聚醚中的一种或多种。

其中，JFC的化学名称为仲辛酸聚氧乙烯酸或脂肪醇聚氧乙烯醚，其化学特性为：5％水溶液加热至50℃以上时即呈浑浊状，降低温度仍可澄清。浊点40～50℃。低温时有凝冻现象。稳定性好，耐强酸、碱、次氯酸盐、硬水及重金属盐。属非离子型表面活性剂。对各种纤维无亲和力。快T的化学名称为顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，为淡黄色至棕黄色粘稠状液体。聚醚又称聚乙二醇醚，它是以环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等为原料，在催化剂作用下开环均聚或共聚制得的线型聚合物。PEG600与PEG1000，PEG指聚乙二醇，600与1000指该聚乙二醇的平均分子量。

进一步，所述pH调节剂为硼酸-氢氧化钠，或，硼酸-硼砂体系中的一种。

本发明的高浓度的PCB板用碳孔液制备方法，其步骤依次如下：

1)制备物料A和物料B，

物料A的制备：将所述份量的导电炭黑分散于所述份量的润湿剂溶液中，浸泡12小时，得所述物料A；

物料B的制备：向所述份量的表面活性剂溶液中加入pH调节剂，调节pH值至9.5-10.5后，加入所述份量的有机分散剂，搅拌成透明溶液，得所述物料B；

2)向所述物料B加入所述物料A，高速搅拌均匀后，并继续搅拌2小时，既得成品。

其中，所述步骤2)中的高速搅拌为1200转/分钟地进行搅拌。

与现有技术相比，具有如下积极效果：本发明制备了一种高浓度的PCB板用碳孔化液，其导电性能极强、稳定性好、有效浓度高，避免在使用过程中的沉降问题；而且减少更换槽液的频率，无毒、无污染，对环境友好。该配方通过湿润剂和有机分散剂的联合作用使不溶于水的导电炭黑均匀形成一层悬浮液，同时通过物理机械的研磨作用使悬浮液里的导电炭黑粒径达到100-200纳米之间，所以不会沉降，稳定性好。在生产印刷电路板时通过前处理的电荷调整导电炭黑会均匀吸附在孔壁上，完成此工序后测试电阻自有10-50欧姆之间，所以导电性能好。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明的高浓度的PCB板用碳孔液作用前的DTV图片。

图2是本发明的高浓度的PCB板用碳孔液作用后的DTV图片。

图3是实施例一的哈氏槽检测电镀效率(1A电流)的高电流区的DTV图片。

图4是实施例一的哈氏槽检测电镀效率(1A电流)的低电流区的DTV图片。

图5是实施例二的哈氏槽检测电镀效率(1A电流)的高电流区的DTV图片。

图6是实施例二的哈氏槽检测电镀效率(1A电流)的低电流区的DTV图片。

具体实施方式

本实施例一的高浓度PCB板用碳孔液，以最终完成的高浓度PCB板用碳孔液重量百分比计算，其配比为：

导电炭黑：CabotXC-72为5％；

表面活性剂：烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯钾为4％；

有机分散剂：丙烯酸酯为6％；

润湿剂：PEG600为1.6％；

pH调节剂：硼酸-氢氧化钠；

水余量。

制备实施例一的高浓度的PCB板用碳孔液制备方法的步骤如下：

1)制备物料A和物料B，

物料A的制备：将所述份量的导电炭黑分散于所述份量的润湿剂溶液中，浸泡12小时，得所述物料A；

物料B的制备：向所述份量的表面活性剂溶液中加入pH调节剂，调节pH值至9.5-10.5后，加入所述份量的有机分散剂，搅拌成透明溶液，得所述物料B；

2)向所述物料B加入所述物料A，高速搅拌均匀后，并继续搅拌2小时，既得成品。

稀释5倍后对实施例一的高浓度的PCB板用碳孔液的性能进行评估：该碳孔液可以稳定一个月不沉降，哈氏槽检测电镀效率(1A电流)为高电流区8孔，低电流区7孔，该DTV片在1A电流10分钟的条件下已全部上铜，如图3和图4所示。

实施例二

本实施例二的高浓度的PCB板用碳孔液，以最终完成的高浓度PCB板用碳孔液重量百分比计算，其配比为：

导电炭黑：F900A超导电炭黑为9％；

表面活性剂：烷基聚氧乙烯醚磷酸酯为8％；

有机分散剂：聚丙烯酰胺钾为4％；

润湿剂：聚醚为2％；

pH调节剂：硼酸-硼砂；

水余量。

制备实施例二的高浓度的PCB板用碳孔液制备方法的步骤如下：

1)制备物料A和物料B，

物料A的制备：将所述份量的导电炭黑分散于所述份量的润湿剂溶液中，浸泡12小时，得所述物料A；

物料B的制备：向所述份量的表面活性剂溶液中加入pH调节剂，调节pH值至9.5-10.5后，加入所述份量的有机分散剂，搅拌成透明溶液，得所述物料B；

2)向所述物料B加入所述物料A，高速搅拌均匀后，并继续搅拌2小时，既得成品。

稀释5倍后对实施例二的高浓度PCB板用碳孔液的性能进行评估：该碳孔液可以稳定一个月不沉降，哈氏槽检测电镀效率(1A电流)为高电流区8孔，低电流区7孔，该DTV片在1A电流10分钟的条件下已全部上铜，如图5和图6所示。

需要说明的是，本实施例二的pH调节剂所使用的量，只要足以将本实施例二的高浓度PCB板用碳孔液的pH值调整至9.5-10.5即可。

实施例三

本实施例三的高浓度的PCB板用碳孔液，以最终完成的高浓度PCB板用碳孔液重量百分比计算，其配比为：

导电炭黑：F900A超导电炭黑为7％；

表面活性剂：烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯钠为6％；

有机分散剂：聚丙烯酰胺钾为8％；

润湿剂：JFC为5％；

pH调节剂：硼酸-硼砂；

水余量。

制备实施例三的高浓度的PCB板用碳孔液制备方法的步骤如下：

1)制备物料A和物料B，

物料A的制备：将所述份量的导电炭黑分散于所述份量的润湿剂溶液中，浸泡12小时，得所述物料A；

物料B的制备：向所述份量的表面活性剂溶液中加入pH调节剂，调节pH值至9.5-10.5后，加入所述份量的有机分散剂，搅拌成透明溶液，得所述物料B；

2)向所述物料B加入所述物料A，高速搅拌均匀后，并继续搅拌2小时，既得成品。

稀释5倍后对实施例三的高浓度PCB板用碳孔液的性能进行评估：该碳孔液可以稳定一个月不沉降，哈氏槽检测电镀效率(1A电流)为高电流区8孔，低电流区7孔。

需要说明的是，本实施例三的pH调节剂所使用的量，只要足以将本实施例三的高浓度PCB板用碳孔液的pH值调整至9.5-10.5即可。

与现有技术相比，具有如下积极效果：本发明制备了一种高浓度的PCB板用碳孔化液，其导电性能极强、稳定性好、有效浓度高，避免在使用过程中的沉降问题；而且减少更换槽液的频率，无毒、无污染，对环境友好。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (8)

1.一种高浓度的PCB板用碳孔液，其特征在于：以最终完成的所述高浓度的PCB板用碳孔液重量百分比计算，导电炭黑5-9％；表面活性剂4-8％；有机分散剂4-8％；润湿剂1-5％，pH调节剂，水余量；所述pH调节剂所使用的量为将所述高浓度的PCB板用碳孔液的pH值调整至9.5-10.5为准。

2.如权利要求1所述高浓度的PCB板用碳孔液，其特征在于：所述导电炭黑的原生粒径为10-50nm。

3.如权利要求1所述高浓PCB板用碳孔液，其特征在于：所述表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚磷酸酯及其盐的一种或多种。

4.如权利要求1所述高浓度的PCB板用碳孔液，其特征在于：所述有机分散剂为高分子分散剂。

5.如权利要求4所述高浓度的PCB板用碳孔液，其特征在于：所述有机分散剂为丙烯酸酯类、丙烯酰胺类的一种或几种。

6.如权利要求1所述高浓度的PCB板用碳孔液，其特征在于：所述pH调节剂为硼酸-氢氧化钠，或，硼酸-硼砂体系中的一种。

7.如权利要求1所述高浓度的PCB板用碳孔液，其特征在于：所述润湿剂为JFC、快T、聚醚中的一种。

8.权利要求1至7任一项所述高浓度的PCB板用碳孔液的制备方法，其步骤依次如下：

1)物料A的制备，将所述份量的导电炭黑分散于所述份量的润湿剂溶液中，浸泡12小时，得所述物料A；

物料B的制备，向所述份量的表面活性剂溶液中加入pH调节剂，调节pH值至9.5-10.5后，加入所述份量的有机分散剂，搅拌成透明溶液，得所述物料B；

2)所述物料B与物料A混合，搅拌均匀，既得成品。