化学镀镍液、化学镀镍方法以及利用该化学镀镍液制造的柔性镀镍层的制作方法_2

文档序号:9650262阅读:来源:国知局
含溶剂以及溶解在所述溶剂中的金属镍盐(nickel metal salt)、还原剂、络合剂以及氰类稳定剂。另外,化学镀镍液30还可以包含金属稳定剂。另 外,化学镀镍液30还可以包含pH调节剂。
[0046] 另外,化学镀镍液30还可以包含由有机化合物或无机化合物构成的辅助添加剂, 以控制施镀速度并且提高光亮特性。另外,化学镀镍液30还可以包含表面活性剂,所述表 面活性剂用于提高基质层和柔性镀镍层50之间的界面特性并且防止形成凹洞。
[0047] 施镀对象体40可以包括金属或聚合物物质。例如,施镀对象体40可以包括铜或 铁。施镀对象体40可以指形成在柔性电路基板上的金属配线,并且例如,所述金属配线可 以包括铜。
[0048] 化学镀镍液30可以具有大约3. 5至大约5. 5范围的pH值,可以在大约70°C至大 约95°C范围的温度下执行形成所述镀镍层的步骤。将所述pH值范围和温度范围设定为,使 发生在施镀对象体40的变形或腐蚀等化学影响最小化,并且使柔性镀镍层50更加容易地 形成在施镀对象体40的表面上。特别是,在所述pH值范围和温度范围内,能够防止化学镀 镍液30的自发分解,从而更加稳定地维持化学镀镍液30,能够更加容易地析出形成柔性镀 镍层50,防止化学镀镍层50中形成凹洞,能够防止或减少结晶粒子的形成。
[0049] 以下,将详细说明构成化学镀镍液30的构成要素。
[0050] 所述溶剂可以构成浸渍施镀对象体40的化学镀镍液30的大部分。所述溶剂可以 包括溶解所述金属镍盐、所述还原剂、所述络合剂、以及所述金属稳定剂、所述PH调节剂、 以及所述氰类稳定剂的物质。例如,所述溶剂可以是水。但是,这是例示性的,本发明的技 术思想并不限定于此。
[0051] 所述金属镍盐可以溶解到所述溶剂中。所述金属镍盐可向施镀对象体40提供施 镀用镍离子,所述施镀用镍离子可以在施镀对象体40上形成柔性镀镍层50。所述金属镍盐 可以包含金属,例如可以包含镍(Ni)。因此,所述施镀用镍离子可以包含镍(Ni)粒子,例 如,所述镍离子可以是二价离子。例如,所述金属镍盐可以包括镍盐水合物。例如,所述金 属镍盐可以包括氨基磺酸镍。另外,所述金属镍盐包括硫酸镍、氯化镍、硝酸镍、氧化镍以及 碳酸镍中的至少一种的情况也属于本发明的技术思想。
[0052] 相对于1升的化学镀镍液30,可以包含4g至7g的所述金属镍盐。例如,所述金属 镍盐为氨基磺酸镍的情况下,当所述氨基磺酸镍的浓度小于4g/升时,镀层形成速度会降 低。当所述氨基磺酸镍的浓度超过7g/升时,化学镀镍液30的稳定性降低,会发生化学镀 镍液30的自发分解。
[0053] 所述还原剂可以溶解到所述溶剂中。所述还原剂可以使所述施镀用镍离 子还原。例如,所述还原剂可以使所述镍离子还原。所述还原剂可以包括次磷酸盐 (hypophosphite)、硼氢化盐(boron hydride)、二甲胺硼烧(dimethylamine borane)、以及 联氨(hydrazine)中的至少一种。作为次磷酸盐,所述还原剂可以包括次磷酸钠、次磷酸 钾、以及次磷酸铵中的至少一种。由于包含这样的还原剂,化学镀镍液30可以包含大约7% 至大约9 %的磷(P)。
[0054] 相对于1升的化学镀镍液30,可以包含20g至50g的所述还原剂。例如,所述还原 剂为次磷酸钠的情况下,当所述次磷酸钠的浓度小于20g/升时,镀层形成速度会降低。当 所述次磷酸钠的浓度超过50g/升时,化学镀镍液30的稳定性降低,会发生化学镀镍液30 的自发分解。
[0055] 所述络合剂可以溶解到所述溶剂中。所述络合剂可以与所述施镀用镍离子一同形 成络合物。例如,所述络合剂可以与所述镍离子化学结合而形成镍络合物。根据所述络合 剂的种类以及量,化学镀镍液30的稳定性特性和柔性镀镍层50的特性大幅变化,因此根据 使用目的和用途选择所述络合剂的种类和量是非常重要的。所述络合剂能够调节镀层形成 速度,防止化学镀镍液30自发分解,并且调节施镀反应,以便在施镀对象体40的表面顺利 发生镍的还原反应。所述络合剂为有机酸或其盐,可以调节参与到还原反应的镍离子的总 量,并且防止所述镍离子与磷结合成磷酸镍而沉淀,从而能够执行使化学镀镍液30在施镀 作业中维持稳定性的功能。另外,所述络合剂减少氢离子通过还原反应迅速生成,从而能够 防止化学镀镍液30的pH值急剧变化。
[0056] 所述络合剂可以包括羧酸、α-羟基酸(AHAs)、以及氨基酸(amino acid)中的至 少一种。例如,所述络合剂可以包括具有羧基(C00H)的羧酸和其衍生物中的至少一种。所 述络合剂可以包括一部分羧基(C00H)被羟基(OH)置换的α-羟基酸(AHAs)和其衍生物 中的至少一种。所述络合剂可以包括同时具有羧基(C00H)和氨基(NH 2)的氨基酸和其衍 生物中的至少一种。
[0057] 所述羧酸使化学镀镍液30稳定化的同时能够提高镀层形成速度。当所述α -羟 基酸作为单一成分混合到化学镀镍液30时,不会对镀液的稳定性或镀层形成速度产生较 大影响,相反,当与两种以上的络合剂一同混合到化学镀镍液30中时,发挥使化学镀镍液 30稳定,并提高镀层形成速度的作用。
[0058] 例如,作为羧酸和其衍生物,所述络合剂可以包括乙酸(acetic acid)、己二酸 (adipic acid)、甲酸(formic acid)、丙酸(propionic acid)、丁酸(butyric acid)、戊酸 (valeric acid)、己酉爱(caproic acid)、庚酉爱(enanthic acid)、辛酉爱(caprylic acid)、壬 酉爱(pelargonic acid)、癸酉爱(capric acid)、十一酉爱(undecylic acid)、十二酉爱(lauric acid)、十三酉爱(tridecylic acid)、十四酉爱(myristic acid)、十五酉爱(pentadecanoic acid)、十六酉爱(palmitic acid)、十七酉爱(mar gar ic acid)、十八酉爱(stearic acid)、二十 酸(arachidic acid)、乙二酸(oxalic acid)、丙二酸(malonic acid)、酒石酸(tartaric acid)、丁二酉爱(succinic acid)、戊二酉爱(glutaric acid)、庚二酉爱(pimelic acid)、辛 二酉爱(suberic acid)、壬二酉爱(azelaic acid)、癸二酉爱(sebacic acid)、邻苯二甲酉爱 (ortho-phthalic acid)、间苯二甲酸(isophthalic acid)、对苯二甲酸(terephthalic acid)、顺丁稀二酸(taleic acid)、反丁稀二酸(fumaric acid)、戊稀二酸(glutaconic acid)、十二稀二酸(traumatic acid)、己二稀二酸(muconic acid)中的至少一种。
[0059] 另外,例如,作为α -羟基酸和其衍生物,所述络合剂可以包括乙醇酸(glycolic acid)、乳酸(lactic acid)、梓檬酸(citric acid)、以及扁桃酸(mandelic acid)中的至 少一种。
[0060] 另外,例如,作为氨基酸和其衍生物,所述络合剂可以包括甘氨酸(glycine)、丙 氨酸(alanine)、苯丙氨酸(phenylalanine)、丝氨酸(serine)、酪氨酸(tyrosine)、结页氨 酸(valine)、天冬氨酸(aspartic acid)、谷氨酸(glutamic acid)、苏氨酸(threonine)、 蛋氨酸(methionine)、精氨酸(arginie)、亮氨酸(leucine)、异亮氨酸(isoleucine)、赖 氨酸(lysine)、脯氨酸(proline)、色氨酸(tryptophan)、组氨酸(histidine)、胱氨酸 (cystine)、天冬氨酸盐(aspartate)以及谷氨酸盐中的至少一种。
[0061] 相对于1升的化学镀镍液30,可以包含15g至140g的所述络合剂。例如,相对于 1升的化学镀镍液30,可以包含40g至80g的所述络合剂。当所述络合剂的浓度小于40g/ 升时,化学镀镍液30的稳定性降低,会发生化学镀镍液30的自发分解。当所述络合剂的浓 度超过80g/升时,虽然化学镀镍液30的稳定性提高,但是镀层形成速度会降低。镀层形成 速度降低时,存在生产时间变长而降低经济性和产品特性的可能性,并且随着金属置换周 期的增加,分解的络合剂作为漂浮物存在于化学镀镍液30内,从而会减少化学镀镍液30的 寿命。根据使用目的和施镀对象体的特性,所述络合剂可以构成为混合多种物质的混合物, 例如可以混合两种至五种物质。
[0062] 例如,相对于1升的化学镀镍液30,所述络合剂可以包含5g至20g的所述羧酸或 其衍生物,可以包含5g至20g的所述α -羟基酸或其衍生物,可以包含5g至100g的所述 氨基酸或其衍生物。例如,相对于1升的化学镀镍液30,所述络合剂可以包含20g至50g的 所述氨基酸或其衍生物。
[0063] 例如,相对于1升的化学镀镍液30,所述络合剂合计包含5g至20g的作为所述羧 酸衍生物的己二酸和酒石酸,可以包含5g至20g的作为所述α -羟基酸的乳酸,并且可以 包含5g至100g的作为所述氨基酸的甘氨酸。
[0064] 另外,例如,相对于1升的化学镀镍液30,所述络合剂可以包含5g至20g的作为所 述羧酸衍生物的酒石酸,合计包含5g至20g的作为所述α -羟基酸的乳酸和柠檬酸,可以 包含5g至100g的作为所述氨基酸的甘氨酸。
[0065] 例如,相对于1升的化学镀镍液30,所述络合剂可以包含大约5g的柠檬酸、大约 5g的酒石酸、大约IOg的乳酸、以及大约40g的甘氨酸。另外,相对于1升的化学镀镍液30, 所述络合剂可以包含大约5g的酒石酸、大约5g的柠檬酸
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