CN106191952A - 一种黑孔化液及其制备和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑孔化液及其制备和应用方法，该黑孔化液包括0.1％‑1％的银纳米线、0.1％‑5％的表面活性剂、1％‑3％的分散剂、1％‑5％的PH调节剂、1％‑5％的树脂、1％‑2％的羟甲基纤维素、1％‑3％的流平剂、78％‑90％的载体溶剂。由于一般黑孔化液中的炭黑、石墨乃至于碳纳米管都是需要经过改性或特殊处理的，工艺复杂，而本发明则是简单地配成水性胶，制备简单。其次在印制电路板领域应用时银纳米线的导电性比较好，少量的应用(0.1‑1％)都能保持很好的导电性，有利于提升速度和节约成本。另外也不会产生重金属污染，环保性能良好，具有较好的市场应用前景。

Description

一种黑孔化液及其制备和应用方法

技术领域

本发明涉及印刷线路板技术领域，具体地是涉及一种黑孔化液及其制备和应用方法。

背景技术

印刷线路板孔金属化技术是印刷板制造技术的关键之一，长期以来，人们一直通过化学镀铜的方法来实现，但该法的工艺流程繁琐，镀层机械性能差，而且在使用过程中容易造成环境污染，因此，黑孔化直接电镀技术应运而生。

黑孔化方法是通过物理作用(静电吸附)，将导电碳粉附着在孔壁上形成一层导电膜，然后直接电镀，代替化学镀铜工艺。但是一般黑孔化液中的导电碳材料是经过改性及特殊处理的炭黑和石墨，制备时工艺复杂，并且流程长。并且黑孔液中炭黑及石墨一般需要较高的固含量(如10％)，且表面电阻较高，整体导电性比较差，能耗比较高，耗时比较长。

因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。

发明内容

本发明旨在提供一种黑孔化液及其制备和应用方法，其溶液配置方便，导电性能好并且不会产生重金属，环保性能良好。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种黑孔化液，包括如下重量百分比的组分：

优选地，所述载体溶剂为异丙醇溶液、水溶液、乙醇溶液中的一种或者多种。

优选地，所述银纳米线的长度为10-40μm，直径为20-80nm。

优选地，所述树脂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇***乙酸酯、TDI改性醇酸树脂、含氯醋树脂和丙烯酸树脂的一种或多种。

优选地，所述PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸氢二钾中的一种或者多种。

优选地，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或者多种。

优选地，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

一种如上述所述的黑孔化液的制备方法，包括如下步骤：

S1：按照比例将银纳米线、表面活性剂、分散剂、PH调节剂、树脂、气相二氧化硅、羟甲基纤维素、流平剂加入载体溶剂中，混合均匀；

S2：加热到50℃以上，搅拌均匀得到该黑孔化液。

一种黑孔化液的应用方法，包括如下步骤：

ST1：将印刷电路板进行清洗；

ST2：对印刷电路板进行黑孔化处理；

其中所述黑孔化处理过程中使用的黑孔化液为按照上述所述的配方或制备方法制备而成。

优选地，所述步骤ST2中通过浸渍式或水平式对印刷电路板进行黑孔化处理。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

由于一般黑孔化液中的炭黑、石墨乃至于碳纳米管都是需要经过改性或特殊处理的，而本发明所述的黑孔化液及其制备和应用方法，则是简单地配成水性胶，配置比较方便。其次银纳米线的导电性比较好，少量的应用(0.1-1％)都能保持很好的导电性，有利于后续的电镀铜的速度及节约成本。另外也不会产生重金属污染，环保性能良好，具有较好的市场应用前景。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。围。

一种黑孔化液，包括如下重量百分比的组分：

优选地，参见表1，包括如下实施例：

表1

优选地，所述载体溶剂为异丙醇溶液、水溶液、乙醇溶液中的一种或者多种。

优选地，所述银纳米线的长度为10-40μm，直径为20-80nm。最为优选地，所述银纳米线的长度为30μm，直径为50nm。

优选地，所述树脂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇***乙酸酯、TDI改性醇酸树脂、含氯醋树脂和丙烯酸树脂的一种或多种。

优选地，所述PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸氢二钾中的一种或者多种。

优选地，所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或者多种。

优选地，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

本发明中所述流平剂优选包括如下组分：

丙烯酸丁酯5-10份，

聚醚改性聚硅氧烷3-9份，

焦磷酸四钠2-7份，

氯化钠3-7份，

竹粉4-9份，

固化聚酯树脂2-7份，

环氧树脂3-9份。

该流平剂具有较好的流平性和装饰性能，加速并平衡溶剂的挥发，同时可减少生产过程中对灰尘的吸附，提高溶剂的释放能力，增进流平及手感。

在一优选实施例中，所述树脂优选为TDI改性醇酸树脂，其在干燥性能和硬度方面较普通树脂有明显提高，表干时间从5-6h缩短到30min，实干时间从15-18h缩短到4h，大大提高了效率。

在一优选实施例中，所述树脂优选为氯醋树脂和丙烯酸树脂，由于二者的分子为直链状，固化时体积收缩率较大，银纳米线的间距变小，方阻较低。

在一优选实施例中，所述树脂优选为聚氨酯和环氧树脂，二者中含有较多形成氢键的极性基团，表面静电引力和分子间作用力更大，树脂粘接性最好，所制备的黑孔化液的附着性好。

一种如上述所述的黑孔化液的制备方法，包括如下步骤：

S1：按照比例将银纳米线、表面活性剂、分散剂、PH调节剂、树脂、气相二氧化硅、羟甲基纤维素、流平剂加入载体溶剂中，混合均匀；

S2：加热到50℃以上，搅拌均匀得到该黑孔化液。

一种黑孔化液的应用方法，包括如下步骤：

ST1：将印刷电路板进行清洗；

ST2：对印刷电路板进行黑孔化处理；

其中所述黑孔化处理过程中使用的黑孔化液为按照上述所述的配方或制备方法制备而成。

当然，该印刷电路板还需进行后续处理，如再清洗、干燥、镀铜等操作，由于其均为现有技术中的常规技术手段，故此处不再赘述。

优选地，所述步骤ST2中通过浸渍式或水平式对印刷电路板进行黑孔化处理。由于浸渍式和水平式本领域技人员知晓，故此处不再赘述。

由于银纳米线易分散在异丙醇、水溶液中，乙醇溶液也可适当的分散，因此优选处理液为水溶液。考虑到银纳米线的低含量，故处理液中树脂或者聚合物的含量应该低一些，为1-5％之间，避免过多包埋银纳米线而导致后期固化后不导电。(1％左右的羟甲基纤维素，有增稠作用，固化后提供与印刷线路板的粘接力)。

本发明的实验效果可以通过下面对比实验证明：

样品1a，实施例1所述的黑孔化液。

样品1b，实施例2所述的黑孔化液。

样品1c，实施例3所述的黑孔化液。

样品2，一种黑孔化液，包含导电碳材料0.5-5％、表面活性剂0.1-2％、气相二氧化硅0.1-0.5％、分散剂0.1-5％、pH调节剂1-5％、余量为水。其中，所述导电碳材料是经过氧化改性的导电炭黑和石墨的混合物。

样品3，一种用于印制电路板的黑孔液，包括导电基质、表面活性剂、水溶性高分子及其对应的不良溶剂、碱性物质、分散介质、有机溶剂、消泡剂、无机粘合剂。其中所述导电基质为2-5份；所述表面活性剂为0.8-1.2份；所述水溶性高分子及其对应的不良溶剂分别为1-2份及15-25份；所述碱性物质为2-4份；所述分散介质为50-70份，8-12份的有机溶剂，0.4-1.0份的消泡剂，0.5-1.5份的无机粘合剂。

样品4，一种黑孔化液，包含碳纳米管、表面活性剂、碱性物质和适量的液体溶剂。其中，碳纳米管经过功能化处理后，在分散剂的作用下稳定地分散于该黑孔化溶液中。

将样品1-4分别用于印刷电路板，实验结果参见表2。

表2

	沉降时间	残留度	是否含消泡剂	气泡有无	表面电阻
						样品1a	90天	80％	否	无	100欧姆/厘米
样品1b	100天	84％	否	无	88欧姆/厘米
						样品1c	120天	86％	否	无	90欧姆/厘米
样品2	一个月	62％	是	无	150欧姆/厘米
						样品3	20天	62％	否	有	150欧姆/厘米
样品4	45天	67％	否	有	200欧姆/厘米

通过上述对比试验，我们可以发现本发明所述的黑孔化液的沉降时间明显高于其他样品，稳定性更强。另外表面电阻较低，电能损耗较小，导电性能良好。更为重要的是无需消泡剂，依然不会在表面产生气泡，在提升产品外观质量的同时节约生产成本。

而且本发明的黑孔化液配置比较方便，一般黑孔化液中的炭黑、石墨、碳纳米管都是需要经过改性及特殊处理的，而本发明则是简单地配成水性胶，其次银纳米线的导电性比较好，少量的应用(0.1-1％)都能保持很好的导电性，有利于后续的电镀铜的速度及节约成本。而包含炭黑、石墨、碳纳米管的黑孔液一般需要较高的固含量(如10％)，并且其表面电阻较高，整体的导电性比较差，能耗比较高，耗时比较长。另外本发明也不会产生重金属污染，环保性能良好，具有较好的市场应用前景。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种黑孔化液，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

银纳米线 0.1％-1％；

表面活性剂 0.1％-5％；

分散剂 1％-3％；

PH调节剂 1％-5％；

树脂 1％-5％；

羟甲基纤维素 1％-2％；

流平剂 1％-3％；

载体溶剂 78％-90％。

2.如权利要求1所述的黑孔化液，其特征在于：所述载体溶剂为异丙醇溶液、水溶液、乙醇溶液中的一种或者多种。

3.如权利要求1或2所述的黑孔化液，其特征在于：所述银纳米线的长度为10-40μm，直径为20-80nm。

4.如权利要求1-3任一所述的黑孔化液，其特征在于：所述树脂为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇***乙酸酯、TDI改性醇酸树脂、含氯醋树脂和丙烯酸树脂的一种或多种。

5.如权利要求1-4任一所述的黑孔化液，其特征在于：所述PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸氢二钾中的一种或者多种。

6.如权利要求1-5任一所述的黑孔化液，其特征在于：所述分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或者多种。

7.如权利要求1-6任一所述的黑孔化液，其特征在于：所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

8.如权利要求1-7任一所述的黑孔化液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按照比例将银纳米线、表面活性剂、分散剂、PH调节剂、树脂、气相二氧化硅、羟甲基纤维素、流平剂加入载体溶剂中，混合均匀；

S2：加热到50℃以上，搅拌均匀得到该黑孔化液。

9.一种黑孔化液的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

ST1：将印刷电路板进行清洗；

ST2：对印刷电路板进行黑孔化处理；

其中所述黑孔化处理过程中使用的黑孔化液为按照权利要求1-7任一所述的配方或权利要求8所述的制备方法制备而成。

10.如权利要求9所述的黑孔化液的应用方法，其特征在于：所述步骤ST2中通过浸渍式或水平式对印刷电路板进行黑孔化处理。