专利名称：化学喷镀镍专用浓缩液的配制及其使用方法
技术领域：
本发明是化学喷镀镍专用浓缩液的配制及其使用方法，属化学喷镀技术。
电子工业中，各种微电子精密模具的制作，如从光刻胶激光图像、信息储存条纹、微电子线路等原始模板的复制被用于大批量生产模具前，原始非金属模板表面需要进行金属化处理。金属化的非金属材料原始模具经电铸得到金属祖母板，进而不断再生产金属母板乃至工作板，用工作板可以大批量生产微电子产品，非金属材料模具的金属化是微电子产品生产线上的关键技术之一。一方面，金属化方法操作条件如果不适当，会损坏昂贵的非金属模板，造成重大的经济损失，非金属模板是经过复杂的工艺制得的，如光刻胶模板要经精细制图、复杂的光学系统摄影、冲洗等多道工序，成本很高；另一方面，金属化的复制效果(保真度)很大程度上决定着产品的质量，非金属板上微加工出来的图极其细微，要求金属化时金属能够浸入到细微深处，否则复制出来的金属模板将严重失真；非金属材料表面的金属化方法有多种，可归类为干法和湿法。干法是指高真空下完成的方法，如真空镀；湿法即是在溶液中进行化学镀的方法，湿法金属化方法中以化学浸镀(镀件浸在镀液中施镀)银方法最为成熟。但是化学浸镀银有许多缺点，主要问题是镀液用量大，尤其是镀件较大的时候，其次是由于银盐的氧化性极强，镀液很不稳定；为解决化学浸镀银存在的问题，出现了化学喷镀银方法，但化学喷镀银方法有污染环境和易破坏被镀件的危险；镀液以气雾方式喷出易污染环境，气雾高压喷往镀件，易损伤脆弱的镀件。化学镀银(无论是化学浸镀还是化学喷镀)得到的金属化均为晶体组织，晶体组织的金属化层难于浸入到细微条纹的深处，因而保真度低；化学浸镀镍通常只得到无定型的金属化层，化学浸镀镍的主要问题是镀液用量大，中高温化学浸镀镍的操作温度较高，通常在70℃以上，对温度敏感的镀件极不利，低温化学浸镀镍则要求使用强碱性溶液，对碱敏感的镀件如光刻胶极不利。
本发明的目的就是为了克服和解决现有电子工业中各种微电子精密模具制作时非金属模板表面金属化方法存在成本高、污染环境、保真度差、易损坏被镀件等的缺点和问题，研究发明一种用于微电子精密模具制作时非金属模板表面金属化的化学喷镀镍专用浓缩液的配制及其使用方法，浓缩液具有长期稳定、容易稀释、镀液不损伤镀件、镀液用后易处理、不污染环境，镀层具有高保真度。
本发明是通过下述技术方案来实现的本发明方法包括用于精密模具制作时，原始模板非金属材料表面金属化的化学喷镀镍专用浓缩液的配制方法及其使用方法；化学喷镀镍专用浓缩液包括预处理-1、预处理-2、金属化A、金属化B、金属化C和金属化清洗剂六种，其中预处理-1各组成物的混合配方比为氯化亚锡SnCl215～25％，氯化氢HCl 15～25％，十六烷基磺酸钠C16H33SO3Na0.1～0.3％，水H2O 49.7～69.9％，稀释后起敏化作用；预处理-2各组成物的混合配方比为氯化钯PdCl20.05～0.15％，氯化氢HCl 15～25％，十六烷基磺酸钠C16H33SO3Na 0.1～0.3％，水H2O 74.55～84.85％，稀释后起活化作用；金属化A各组成物的混合配方比为硫酸镍NiSO415～25％，乙二胺C2H4(NH2)25～15％，十六烷基磺酸钠C16H33SO3Na 5～15％，水H2O 45～75％，稀释后起提供金属化所需的镍的作用；金属化B各组成物的混合配方比为硼酸H3BO320～40％，水H2O 60～80％，稀释后起缓冲作用；金属化C各组成物的混合配方比为硼氢化钠NaBH47～9％，氢氧化钠NaOH 15～25％，水H2O 66～77％，稀释后起还原剂作用各组成物的混合配方比为；金属化清洗剂各组成物的混合配方比为；硝酸HNO30.5～1.5％，水H2O 88.5～99.5％，稀释后起褪除不良镀层的作用。
本发明的化学喷镀镍专用浓缩液的使用方法如下①预处理-1和预处理-2用无离子水按1∶10的比例稀释，分盛于二个塑料喷瓶中；②金属化A和金属化B用无离子水按1∶5的比例稀释，混合后置于化学喷镀镍压力罐内的金属化A/B混合液储瓶中；③金属化C用无离子水按1∶100的比例稀释，置于化学喷镀镍压力罐内的金属化C液储瓶中；④金属化清洗剂用无离子水按1∶10的比例稀释，置于化学喷镀镍压力罐内的金属化清洗液储瓶中；⑤首先封好压力罐，关闭调节阀，接通空气压缩机，调节压力小于2个大气压(2atm)，用稀释的预处理-1和预处理-2溶液对被镀件进行预处理；⑥打开调节阀，接通A/B和C通道(此时清洗液通道关闭)，A/B混合液和C液的稀释镀液由空气压缩机提供的低压压出，调节二种镀液的流量相同，流量为30毫升/分钟，经调节阀混合后，从喷嘴喷出扇形液面，对被镀件施镀，施镀完毕关闭调节阀，施镀件清洗后供电铸使用；⑦若发现化学喷镀层有问题，打开调节阀，接通清洗通道(此时A/B和C通道关闭)，清洗液从喷嘴中同样以扇形液面喷出，喷往不良镀层，不良镀层因此得以退除，镀件经清洗后重新按上述方法进行喷镀。
本发明与现有技术相比具有如下的优点和有益效果(1)本发明的喷镀镍的镀液以浓缩液形式分存，因而稳定、能够长期储存，但又容易稀释；(2)本发明施镀时只要按比例分别稀释各种浓缩液，操作非常简便；镀液到达被镀件前，各组分已彻底混匀，镀液到达被镀件时呈中性，因而对镀件不会造成损伤；(3)镀液各组分无毒，而且镀液用量少，用后易于收集和处理，因而无环境污染问题；(4)金属化镀层为非晶体组织结构，因而具有高的保真度等优点；(5)本发明能完全克服和解决了现有电子工业中各种微电子精密模具制作时非金属模板表面金属化技术中存在成本高、工艺复杂、污染环境、保真度差、易损坏被镀件等的缺点和问题。
本发明的实施方式较为容易，只要按上面说明书所述的化学喷镀镍专用浓缩液的各种配方比进行混合配制，并按上面说明书所述的使用方法步骤逐步操作进行施镀，便能较好地实施本发明。发明人经过多年的研究、试验，有很多成功的实施例。下面仅举了3个实施例列表表示于表1表1
权利要求
1.一种化学喷镀镍专用浓缩液的配制方法，其特征在于化学喷镀镍专用浓缩液包括预处理-1、预处理-2、金属化A、金属化B、金属化C和金属化清洗剂六种，其中预处理-1各组成物的混合配方比为氯化亚锡SnCl215～25％，氯化氢HCl 15～25％，十六烷基磺酸钠C16H33SO3Na 0.1～0.3％，水H2O 49.7～69.9％；预处理-2各组成物的混合配方比为氯化钯PdCl20.05～0.15％，氯化氢HCl 15～25％，十六烷基磺酸钠Cl6H33SO3Na 0.1～0.3％，水H2O 74.55～84.85％；金属化A各组成物的混合配方比为硫酸镍NiSO415～25％，乙二胺C2H4(NH2)25～15％，十六烷基磺酸钠C16H33SO3Na 5～15％，水H2O 45～75％；金属化B各组成物的混合配方比为硼酸H3BO320～40％，水H2O 60～80％；金属化C各组成物的混合配方比为硼氢化钠NaBH47～9％，氢氧化钠NaOH 15～25％，水H2O 66～77％；金属化清洗剂各组成物的混合配方比为；硝酸HNO30.5～1.5％，水H2O 98.5～99.5％。
2.一种按权利要求1配制的化学喷镀镍专用浓缩液的使用方法，它是①预处理-1和预处理-2用无离子水按1∶10的比例稀释，分盛于二个塑料喷瓶中；②金属化A和金属化B用无离子水按1∶5的比例稀释，混合后置于化学喷镀镍压力罐内的金属化A/B混合液储瓶中；③金属化C用无离子水按1∶100的比例稀释，置于化学喷镀镍压力罐内的金属化C液储瓶中；④金属化清洗剂用无离子水按1∶10的比例稀释，置于化学喷镀镍压力罐内的金属化清洗液储瓶中；⑤首先封好压力罐，关闭调节阀，接通空气压缩机，调节压力小于2个大气压，用稀释的预处理-1和预处理-2溶液对被镀件进行预处理；⑥打开调节阀，接通A/B和C通道，A/B混合液和C液的稀释镀液由空气压缩机提供的低压压出，调节二种镀液的流量相同，流量为30毫升/分钟，经调节阀混合后，从喷嘴喷出扇形液面，对被镀件施镀，施镀完毕关闭调节阀，施镀件清洗后供电铸使用；⑦发现化学喷镀层有问题，打开调节阀接通清洗通道，清洗液从喷嘴中同样以扇形液面喷出，喷往不良镀层，不良镀层因此得以退除，镀件经清洗后重新按上述方法进行喷镀。
全文摘要
本发明是化学喷镀镍专用浓缩液的配制及使用方法,浓缩液包括预处理－1、预处理－2、金属化A、金属化B、金属化C、金属化清洗剂六种,并按各种不同的组成成分配方比进行混合配制而成;其使用方法为:把各种浓缩液分别用无离子水分别按不同比例进行稀释,把稀释后的喷镀液分别装入喷镀镍压力罐各镀液瓶,封闭压力罐、关闭调节阀、接通压缩机、调节流量,从喷嘴喷到被镀件。若喷镀有问题,用清洗剂喷往不良镀层而除去,重新喷镀镍。本发明浓缩液长期稳定、易稀释、镀液对镀件不损伤,镀液用后易处理,不污染环境,镀层具有高保真度。
文档编号C23C18/32GK1334358SQ0112771
公开日2002年2月6日 申请日期2001年8月9日 优先权日2001年8月9日
发明者李伟善 申请人:华南师范大学