一种化学镀镍液及一种化学镀镍的方法和一种线路板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化学镀镍液和一种化学镀镍的方法，本发明还涉及一种线路板及 其制造方法。
【背景技术】
[0002] 化学镀镍，又称为无电解镀镍或自催化镀镍，是通过溶液中适当的还原剂使镍离 子在金属表面靠自催化的还原作用而进行的镍沉积过程。在线路板中，通过在线路板的铜 线路层与金层之间形成镍层，可以避免铜金之间的相互扩散引起的线路板可焊性差和使用 寿命短的缺陷，同时，形成的镍层也提高了金属层的机械强度。
[0003] 纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等特点， 在化学镀液中加入纳米粒子，搅拌状态下使其与沉积金属一起成为纳米复合化学镀层，基 于纳米粒子的特殊性质，制得的纳米复合化学镀层因之而具有包括耐蚀性、耐磨性、抗高温 氧化性和电催化性等优异的性能。目前国内对纳米复合化学镀镍工艺的研究，主要是在 Ni-P镀液中添加无机纳米粒子，如Si、Si02、SiC、Al203等，用来提高镀层的耐蚀性、耐磨性、 抗高温氧化性和电催化性等。但在Ni-P/纳米粒子化学镀液中纳米粒子容易团聚，镀液难 以保持稳定性。且含有这些纳米粒子的Ni-P镀液在线路板上形成的镍层较厚，而镍的电阻 远大于基板上铜线路层的电阻，因此势必影响线路板的导电性能。另外，大多数线路板的基 板为金属基板，也导致线路板的散热能力降低，而陶瓷基板虽然具有较高的散热能力，但是 陶瓷基板上的铜线路层与镍层之间的结合力一般较低，从而限制了线路板在高功率LED、汽 车大灯及高功率组件上的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中的线路板导电性能和散热性能不佳的技术问 题，从而提供一种化学镀镍液及一种化学镀镍的方法和一种线路板的制造方法以及线路 板。
[0005] 本发明的发明人在研究过程中意外发现：如果在化学镀镍液中添加一定含量的银 纳米粒子，采用该化学镀镍液在陶瓷基板的线路层的表面形成镍层，最终形成的线路板具 有良好的导电性能和散热性能。在此基础上完成了本发明。
[0006] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种化学镀镍液，该化学镀镍液含有次 磷酸盐、镍盐、银纳米粒子、阴离子型表面活性齐?、络合齐?、缓冲剂和稳定剂，所述化学镀镍 液的PH值为4-5,其中，所述银纳米粒子的含量为I X KT6-I X KT4摩尔/升，所述阴离子型 表面活性剂的含量为30-70毫克/升；优选地，所述银纳米粒子的含量为0. 5 X 10-5-5 X KT5 摩尔/升，所述阴离子型表面活性剂的含量为40-50毫克/升。
[0007] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种化学镀镍的方法，该方法包括用本 发明提供的化学镀镍液对基板进行化学镀镍以形成镍层。
[0008] 根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种线路板的制造方法，所述方法包括 用化学镀镍液对附着在基板的至少一个表面的铜线路层进行化学镀镍以形成镍层，并任选 在形成的镍层表面先后镀覆钯层和金层，其中，所述化学镀镍液为上述化学镀镍液。
[0009] 根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种线路板，所述线路板包括陶瓷基板、 附着在所述陶瓷基板的至少一个表面上的铜线路层和附着在所述铜线路层表面上的镍层， 所述镍层中分散有银纳米粒子，所述陶瓷基板优选为氮化铝陶瓷基板。
[0010] 采用本发明提供的化学镀镍液在基板上进行化学镀，在同等条件下能够获得更高 的镀覆速度，并且形成的镀层对基板具有较高的附着力。
[0011] 采用本发明提供的方法制造的线路板的导电能力强，而且具有较高的散热能力， 因此可以应用于高功率LED、汽车大灯及高功率组件上。
[0012] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0013] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种化学镀镍液，所述化学镀镍液含有 次磷酸盐、镍盐、银纳米粒子、阴离子型表面活性剂、络合剂、缓冲剂和稳定剂，所述化学镀 镍液的PH值为4-5,其中，所述银纳米粒子的含量为I X KT6-I X KT4摩尔/升，所述阴离子 型表面活性剂的含量为30-70毫克/升。
[0014] 根据本发明，所述化学镀镍液中银纳米粒子的含量可以根据预期的镍层厚度以及 预期的电阻率进行选择。本发明中，所述银纳米粒子的含量为IX 10_6-1 X 1〇_4摩尔/升。 在所述银纳米粒子的含量处于上述范围之内时，不仅能够使得形成的镍层具有较低的电阻 率，从而使得最终形成的线路板具有较高的导电性能；而且形成的镍层还具有较高的耐磨 损性能。优选地，所述银纳米粒子的含量为0. 5X 10-5-5X KT5摩尔/升。
[0015] 所述银纳米粒子的颗粒大小以能够形成致密的镍层为准。优选地，所述银纳米粒 子的体积平均粒径D 5tl为10-50nm，这样能够形成致密的镍层。更优选地，所述银纳米粒子 的体积平均粒径D5tl为15-30nm。在所述银纳米粒子的体积平均粒径D 5tl为15-30nm时，所 述银纳米粒子具有较大的比表面积，一方面更容易分散在所述化学镀镍液中，另一方面在 使得所述化学镀镍液形成一定厚度的镍层时可以含有较高含量的银纳米粒子，从而降低所 述镍层的电阻率。所述银纳米粒子的体积平均粒径D 5tl可以根据马尔文激光粒度分析仪测 定。
[0016] 所述银纳米粒子可以根据本领域常规的方法获得。例如，可以根据CN1803350A的 方法制备出平均粒径不同的银纳米粒子。另外，所述银纳米粒子可以通过商购得到，例如， 购自北京德科岛金科技有限公司，牌号为DKlOl或DK101-1的产品。
[0017] 根据本发明，所述阴离子型表面活性剂能够促进化学镀镍液中气体的逸出，并降 低所述化学镀镍液形成的镀层的孔隙率。所述化学镀镍液中表面活性剂的用量以能够实现 上述功能为准。本发明中，所述阴离子型表面活性剂的含量为30-70毫克/升，这样能够形 成更为致密的镍层。优选地，所述阴离子型表面活性剂的含量为40-50毫克/升。
[0018] 本发明的发明人在研究过程中发现，该化学镀镍液中，当所述银纳米粒子的含量 为0. 5 X 10-5-5 X KT5摩尔/升，所述阴离子型表面活性剂的含量为40-50毫克/升时，形成 的镍层中银纳米粒子分散更为均匀，避免由于银纳米粒子集中在线路板中的某一位置而导 线路板破坏的问题。
[0019] 所述阴离子型表面活性剂可以为常见的阴离子型表面活性剂。优选地，所述阴离 子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠和脂肪酸甲酯 乙氧基化物磺酸盐（FMES)中的一种或两种以上。
[0020] 所述磺基琥珀酸单酯二钠的结构如式（1)所示：
[0021]
[0022] 其中，R可以为C12-C18的饱和或不饱和的烃基，所述烃基可以为直链或支链的烃 基；η可以为0-10中任意的整数。
[0023] 所述磺基琥珀酸单酯二钠可以通过商购获得，例如，购自上海金山经纬化工有限 公司的牌号为mes的产品。
[0024] 所述脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐可以通过商购获得，例如，购自喜赫石化。
[0025] 在本发明的一种优选实施方式中，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠和 和十-烷基硫酸纳，且十-烷基横酸纳和十-烷基硫酸纳的质量比为1 : 1_3,这样能够使 得最终形成的线路板具有更好的导电性能。
[0026] 根据本发明，在所述化学镀镍液中，所述次磷酸盐和所述镍盐的含量可以为本领 域的常规含量。例如，所述次磷酸盐的含量可以为15-50克/升，所述镍盐的含量可以为 12-45克/升。优选情况下，所述次磷酸盐的含量为20-45克/升，所述镍盐的含量为20-35 克/升，这样可以使