CN108034973A

CN108034973A - 一种印刷电路板的直接电镀孔金属化溶液和制备方法

Info

Publication number: CN108034973A
Application number: CN201711277707.7A
Authority: CN
Inventors: 潘国华; 王颖; 李�荣
Original assignee: Bei Jia Electron Material Co Ltd Of Shenzhen
Current assignee: Bei Jia Electron Material Co Ltd Of Shenzhen
Priority date: 2017-12-06
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2018-05-15
Anticipated expiration: 2037-12-06
Also published as: CN108034973B

Abstract

本发明实施例提供一种印刷电路板的直接电镀孔金属化溶液和制备方法，涉及印刷电路板技术领域。包括如下质量分数的组分：碳黑1～5％、第一添加剂0.1‑1.5％、第二添加剂0.2‑0.8％、第三添加剂0.1‑0.3％、碱性缓冲盐0.5‑3.5％、抗菌剂0.01‑0.5％和水90‑99％，第一添加剂的结构简式为R(OR’)nX，其中R为烷基或芳基，R'为烷基，n为5‑80，X为硫酸根或磷酸根，第二添加剂的结构简式为R(OR’)n，其中R为芳基，R'为烷基；n为30‑80，第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。该印刷电路板的孔金属化溶液可以提升印刷电路板的孔金属化溶液的性能，增加其使用寿命。

Description

一种印刷电路板的直接电镀孔金属化溶液和制备方法

技术领域

本发明属于印刷电路板技术领域，尤其涉及一种印刷电路板的直接电镀孔金属化溶液和制备方法。

背景技术

在对印刷电路板进行电镀之前，通常使用专用的电路板印刷孔金属化溶液。传统孔金属化化学镀铜为化学反应过程，溶液中含有甲醛对环境有害，并且有致癌风险。络合剂不易进行生物降解，废水处理困难。同时化学镀铜液稳定性差，易分解，工艺流程繁多，操作维护困难。电路板印刷直接电镀孔金属化溶液是在吸附过程中呈物理性，不发生化学反应，也不存在化学反应而消耗其它成分的现象。这种溶液的使用和维护简单又可靠。

现有的印刷电路板的直接电镀孔金属化溶液通常包括高纯、高碳粉末、表面活性剂、水溶性高分子化合物。但是，现有印刷电路板的孔金属化溶液的碳黑很难分散，容易团聚，放置一段时间后，就会失效。

发明内容

本发明提供一种印刷电路板的孔金属化溶液和制备方法，旨在解决现有印刷电路板的孔金属化溶液存在中的碳黑很难分散、容易团聚造成的印刷电路板的孔金属化溶液易失效的问题。

本发明第一方面提供的一种印刷电路板的孔金属化溶液，所述孔金属化溶液包括如下质量分数的组分：

碳黑1～5％、第一添加剂0.1-1.5％、第二添加剂0.2-0.8％、第三添加剂0.1-0.3％、碱性缓冲盐0.5-3.5％、抗菌剂0.01-0.5％和水90-99％；

其中，第一添加剂为的结构简式为R(OR’)nX，其中R为烷基或芳基；R'为烷基，n为5-80，X为硫酸根或磷酸根；

第二添加剂为的结构简式为R(OR’)n，其中R为芳基，R'为烷基；n为30-80；

第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。本发明第二方面提供一种印刷电路板的孔金属化溶液的制备方法，该方法包括：

按照质量分数分别称取以下组分：碳黑1～5％、第一添加剂0.1-1.5％、第二添加剂0.2-0.8％、第三添加剂0.1-0.3％、碱性缓冲盐0.5-3.5％、抗菌剂0.01-0.5％和水90-99％；

将碳黑和第二添加剂加入到水中配置成悬浊液；

在悬浊液中加入第一添加剂和碱性缓冲盐研磨0.5～4小时，且在研磨过程中分多次加入第三添加剂，形成分散液，碱性缓冲盐的加入量为第一添加剂质量的50～70％；

在分散液中加入碱性缓冲盐和抗菌剂，得到印刷电路板的孔金属化溶液；

其中，碳黑的质量分数为1～5％、第一添加剂的质量分数为0.1-1.5％、第二添加剂的质量分数为0.2-0.8％，第三添加剂的质量分数为0.1-0.3％、碱性缓冲盐的质量分数为0.5-3.5％、抗菌剂的质量分数为0.01-0.5％以及水的质量分数为90-99％；

第一添加剂为的结构简式为R(OR’)nX，其中R为烷基或芳基；R'为烷基，n为5-80，X为硫酸根或磷酸根；

第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。

本发明提供的一种印刷电路板的孔金属化溶液和制备方法，在印刷电路板的孔金属化溶液中采用的第一添加剂为阴离子表面活性剂，属于多聚醚盐，在水中电离形成阴离子，可以很好的溶于水中，吸附碳黑内部功能基团和碳黑内部平面大π键，使碳黑粉体分散于水中。此外，第一添加剂属于长链高分子聚合物，可以增强碳黑颗粒空间位阻，保护碳黑粒子不致絮凝。第二添加剂为多苯聚醚和碳黑都含有多芳环，通过形成相对更强的大π键相互吸引，与第一添加剂协同稳定分散碳黑作用，再通过第三添加剂间的氢键作用和偶极-偶极作用，可以增强第一、二添加剂和溶剂间的作用力，使添加剂更好的融入到溶剂水中，构成一个高度稳定的分散体系。该体系均匀，悬浮性能增加，不沉淀，整个体系物化性质一样。因而能大幅度提高印刷电路板的孔金属化溶液的寿命。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明实施例3提供的印刷电路板的孔金属化溶液烘干后的扫描电镜图。

图2为本发明实施例3制备得到的印刷电路板的孔金属化溶液粒径测试图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种印刷电路板的孔金属化溶液，包括如下质量分数的组分：

其中，第一添加剂的结构简式为R(OR’)nX，其中R为烷基或芳基；R'为烷基；n为5-80；X为硫酸根或磷酸根；

第二添加剂为的结构简式为R(OR’)n，其中R为芳基；R'为烷基；n大小为30-80。

第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。

本发明提供的印刷电路板的孔金属化溶液，在印刷电路板的孔金属化溶液中；

具体地，第一添加剂为多聚醚盐为阴离子表面活性剂，可为十二烷基聚氧乙烯醚硫酸盐、十八烷基聚氧丙烯醚磷酸盐和辛基聚氧乙烯醚磷酸盐中的至少一种。例如，十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钾、十八烷基聚氧丙烯醚磷酸钠、辛基聚氧乙烯醚磷酸钾。采用第一添加剂为阴离子表面活性剂，它水中电离形成阴离子，很好的溶于水中，吸附碳黑内部功能基团和碳黑内部平面大π键，使碳黑粉体分散于水中；另一方面，多聚醚盐属于长链高分子聚合物，增强碳黑颗粒空间位阻，保护碳黑粒子不致絮凝。

优选地，第一添加为辛基聚氧乙烯醚磷酸钾。

具体地，第二添加剂属于多苯聚醚为非离子表面活性剂，可以为苯丁基聚氧乙烯醚、萘乙基聚氧丙烯醚和苯乙基聚氧丙烯醚中的至少一种。第二添加剂多苯聚醚和碳黑都含有多芳环，通过形成相对更强的大π键相互吸引，与第一添加剂协同稳定分散碳黑作用。

优选地，第二添加剂为苯丁基聚氧乙烯醚。

在实际应用中，通过第三添加剂通过助溶剂间的氢键作用和偶极-偶极作用，可以增强第一、二添加剂和溶剂间的作用力，使添加剂更好的融入到溶剂水中，构成一个高度稳定的分散体系。该体系均匀，悬浮性能增加，不沉淀，整个体系物化性质一样。因而能大幅度提高印刷电路板的孔金属化溶液的寿命。

具体地，碱性缓冲盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸钾-碳酸氢钾，磷酸氢二钾-磷酸二氢钾、硼砂－氯化钙、硼砂－碳酸钠、氨水-氯化铵中的一种。优选地，碱性缓冲盐为碳酸钾-碳酸氢钾，加入碱性缓冲盐后可以将溶液的pH值调整为9.5～12.5，优选为11，使碳黑粒子表面呈电荷负性，以使碳黑粒子吸附在孔壁上。

具体地，抗菌剂为咪唑、异噻唑酮和十二烷基二甲基苄基溴化铵中的至少一种。抗菌剂可以避免水中微生物的生长和繁殖，减少微生物对溶液的污染。

本发明还提供一种印刷电路板的孔金属化溶液的制备方法，

将碳黑和第二添加剂加入到水中配置成悬浊液；

在悬浊液中加入第一添加剂和碱性缓冲液盐研磨0.5～4小时，且在研磨过程中分多次加入第三添加剂，形成分散液；

碱性缓冲盐的加入量为第一添加剂质量的50～70％。优选地，碱性缓冲盐为碳酸钾或碳酸钠，加入量为第一添加剂质量的60％。

在分散液中加入余下的碱性缓冲盐和抗菌剂，得到印刷电路板的孔金属化溶液；

第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。需要说明的是，该方法中所使用的水是符合中国实验室用水国家三级水标准，主要是为了防止水中含有过量Ca离子、Mg离子形成水垢，加速碳黑的团聚，进而影响印刷电路板的孔金属化溶液的稳定性能。

优选地，步骤一中的研磨时间为1～3小时，加入助溶剂的次数为2～5次。

对比例1

将20g碳黑、20g第二添加剂苯丁基聚氧乙烯醚加入到938g水中配置成悬浊液；在悬浊液中加入10g碳酸钾粉末研磨3小时，且每隔1小时加入1.5g聚丙二醇，形成均匀分散液；

在分散液中加入6g碳酸钾-碳酸氢钾(可配成溶液)和3g咪唑，搅拌均匀形成印刷电路板的孔金属化溶液。

对比例2

将20g碳黑、20g萘乙基聚氧丙烯醚加入到938g水中配置成悬浊液；在悬浊液中加入10g氢碳酸钠粉末研磨3小时，且每隔1小时加入1.5g聚丙二醇，形成均匀分散液；

实施例1

将20g碳黑、10g苯乙基聚氧丙烯醚加入到938g水中配置成悬浊液；在悬浊液中加入10g辛基聚氧乙烯醚磷酸钠和6g氢氧化钾粉末研磨3小时，且每隔1小时加入1.5g聚丙二醇，形成均匀分散液；

在分散液中加入6g磷酸氢二钾-磷酸二氢钾(可配成溶液)和3g咪唑，搅拌均匀形成印刷电路板的孔金属化溶液。

实施例2

将20g碳黑、20g萘乙基聚氧丙烯醚加入到938g水中配置成悬浊液；在悬浊液中加入10g十八烷基聚氧丙烯醚磷酸钾和2g氢氧化钠粉末研磨3小时，且每隔1小时加入1.5g聚丙二醇，形成均匀分散液；

实施例3

将20g碳黑、18g苯丁基聚氧乙烯醚加入到1000g水中配置成悬浊液；在悬浊液中加入10g十二烷基聚氧乙烯硫酸钾和5g碳酸钠粉末研磨3小时，且每隔1小时加入1.5g聚丙二醇，形成均匀分散液；

在分散液中加入6g碳酸钠(可配成溶液)和3g咪唑，搅拌均匀形成印刷电路板的孔金属化溶液。对对比例1～2、实施例1～3制备的印刷电路板的孔金属化溶液放置300天，没有出现团聚现象，性能稳定。放置600天,对比例1、2底部出现沉淀，实施例1～3依旧未出现团聚现象，表明同时添加第一、二添加剂制备的印刷电路板的孔金属化溶液效果优于单独添加一种添加剂。另外，对实施例3制备的印刷电路板的孔金属化溶液做粒径测试和干燥后进行扫描电镜测试，如图所示，图1为本发明实施例3制备得到的印刷电路板的孔金属化溶液测试的电镜图，图2为本发明实施例3制备得到的印刷电路板的孔金属化溶液粒径测试图。由图中看出，印刷电路板的孔金属化溶液中物质分散性比较均匀。此外，碳黑的平均粒径小于100nm，远低于市面成熟产品。说明该方法不仅可以提高印刷电路板的孔金属化溶液的分散性，还可以减小碳黑的粒径，进而拥有更好的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种印刷电路板的孔金属化溶液，其特征在于，所述孔金属化溶液包括如下质量分数的组分：

其中，第一添加剂的结构简式为R(OR’)nX，其中R为烷基或芳基；R'为烷基，n为5-80，X为硫酸根或磷酸根；

第二添加剂的结构简式为R(OR’)n，其中R为芳基，R'为烷基；n为30-80；

第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的孔金属化溶液，其特征在于，所述第一添加剂为十二烷基聚氧乙烯硫酸盐、十八烷基聚氧丙烯磷酸盐和辛基聚氧乙烯醚磷酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的孔金属化溶液，其特征在于，所述第二添加剂为苯丁基聚氧乙烯醚、萘乙基聚氧丙烯醚和苯乙基聚氧丙烯醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的孔金属化溶液，其特征在于，碱性缓冲盐为碳酸钾、碳酸钠、碳酸钾-碳酸氢钾、磷酸氢二钾-磷酸二氢钾、硼砂－氯化钙、硼砂－碳酸钠和氨水-氯化铵中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的孔金属化溶液，其特征在于，抗菌剂为咪唑、异噻唑酮和十二烷基二甲基苄基溴化铵抗菌剂中的至少一种。

6.一种印刷电路板的孔金属化溶液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将碳黑和第二添加剂加入到水中配置成悬浊液；

其中，第一添加剂为的结构简式为R(OR’)nX，其中R为烷基或芳基，R'为烷基，n为5-80，X为硫酸根或磷酸根；

第三添加剂为聚丙二醇、甘油和聚乙二醇中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的孔金属化溶液，其特征在于，所述第一添加剂为十二烷基聚氧乙烯硫酸盐、十八烷基聚氧丙烯磷酸盐和辛基聚氧乙烯醚磷酸盐中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的孔金属化溶液，其特征在于，所述第二添加剂为苯丁基聚氧乙烯醚、萘乙基聚氧丙烯醚和苯乙基聚氧丙烯醚中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的孔金属化溶液，其特征在于，碱性缓冲盐为碳酸钾-碳酸氢钾、磷酸氢二钾-磷酸二氢钾、硼砂－氯化钙、硼砂－碳酸钠和氨水-氯化铵中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的孔金属化溶液，其特征在于，抗菌剂为咪唑、异噻唑酮和十二烷基二甲基苄基溴化铵抗菌剂中的至少一种。