磺酸基芳香化合物的新应用的制作方法

本发明涉及非金属基材表面化学镀铜领域，特别是涉及磺酸基芳香化合物的新应用。
背景技术：
：目前，印制电路板的生产工艺中通常包括非金属基材表面(尤其是孔壁)金属化的过程。化学镀铜是非金属表面金属化的一种常见方式，而化学镀铜的工艺中需要在非金属基材表面形成一层活性催化中心来催化铜离子在基材表面的沉积。钯金属因其良好的催化活性，并且能提高铜层与基材表面的结合力，而被一直作为化学镀铜的活性催化中心。现阶段，钯催化体系主要有胶体钯和离子钯。相对于胶体钯活化体系，离子钯体系具有更好的稳定性，但离子钯中的钯离子在非金属基材上的附着力稍差并且容易分布不均匀，导致后续的化学镀铜出现漏镀。如果为了保证钯离子能完全覆盖基材表面而需要加大活化液中钯离子的浓度，则会出现贵金属钯消耗量过大，成本过高的问题。为了解决上述钯离子不能完全覆盖以及附着力差的问题，技术人员在活化之前会先进行预浸，但现有的预浸液仍存在以下问题：调整基材表面电荷能力仍不足，导致后续活化步骤中仍存在钯离子在基材表面的吸附量低和吸附不均匀的问题，仍然会增加钯的消耗量，造成成本过高的问题。技术实现要素：基于此，本发明提供一种磺酸基芳香化合物或其盐在非金属基材表面化学镀铜中的应用，使用含有式(I)结构的磺酸基芳香化合物的预浸液处理非金属基材，再经过活化步骤后，钯离子能较为均匀地吸附在基材上，且吸附量大，即使在钯离子浓度较低的活化液中进行处理，也能保证钯吸附量。具体技术方案为：具有式(I)结构的磺酸基芳香化合物或其盐在非金属基材表面化学镀铜中的应用；其中，R1为取代或未取代的C8-C14烷基；R2选自氧基、C1-C4烷基、—R3OR4—；R3和R4分别独立地选自C1-C2烷基。在其中一个实施例中，所述R1为羟基或卤素取代的C8-C14烷基。在其中一个实施例中，所述R1为2-氯十二烷基、2-甲基十烷基、正十四烷基、3-乙基辛基、1-羟基辛基、正辛基；R2选自氧基、亚甲基、异丙基、1,4-亚丁基、—R3OR4—。在其中一个实施例中，所述非金属基材选自树脂、树脂和玻纤的混合物。本发明还提供一种预浸液。具体技术方案为：一种预浸液，其原料包括具有式(I)结构的化合物或其盐；其中，R1为取代或未取代的C8-C14烷基；R2选自氧基、C1-C4烷基、—R3OR4—；R3和R4分别独立地选自C1-C2烷基。在其中一个实施例中，所述R1为羟基或卤素取代的C8-C14烷基。在其中一个实施例中，所述R1为2-氯十二烷基、2-甲基十烷基、正十四烷基、3-乙基辛基、1-羟基辛基、正辛基；R2选自氧基、亚甲基、异丙基、1,4-亚丁基、—R3OR4—。在其中一个实施例中，所述预浸液包括溶剂和以下浓度的原料：所述具有式(I)结构的化合物或其盐20mg/L-150mg/L；分散剂40mg/L-275mg/L；pH调节剂适量。在其中一个实施例中，所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚马来酸酐、聚乙二醇、聚环氧乙烷和羟乙基纤维素中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述预浸液的pH值为1-4。在其中一个实施例中，所述pH调节剂选自硫酸、磷酸、甲酸、乙酸或其氢化盐的一种或多种。本发明还提供一种非金属基材表面化学镀铜的方法。具体技术方案为：一种非金属基材表面化学镀铜的方法，包括以下步骤：将非金属基材浸于上述预浸液中，进行预浸；将预浸后的非金属基材浸于活化液中，进行活化；将活化后的非金属基材浸于镀铜液中，进行化学镀铜，即得。本发明的原理和优点如下：目前，式(I)结构的磺酸基芳香化合物较多用于石油开采，本发明的发明人以其在本领域内长期的经验积累和大量创造性的实验研究发现，将上述结构的化合物用于非金属表面化学镀中，尤其是在非金属基材化学镀铜的预浸液中加入上述式(I)结构的磺酸基芳香化合物，使用上述预浸液处理非金属基材，再经过活化步骤后，钯离子能较为均匀地吸附在基材上，吸附量更大，即使在钯离子浓度较低的活化液中进行处理，也能保证钯吸附量。其可能的机理为：上述结构的磺酸基芳香化合物可能在基材表面形成双电层的有机覆盖膜，此时，芳香环结构朝向溶液侧，与碱性离子钯的络合物产生较强的结合作用，更高效地吸附后续活化步骤中的钯离子，在保证活化效果的前提下，降低活化液中的钯离子浓度，大大降低工艺成本。附图说明图1为实施例1的化学镀铜镀件背光效果图片；图2为对比例1的化学镀铜镀件背光效果图片。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明的磺酸基芳香化合物的新应用作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。以下具体实施方式中，如无特殊说明，均为常规方法；以下具体实施方式所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。本发明所述的“磺酸基芳香化合物”可通过Sigma-Aldrich公司(西格玛奥德里奇公司)购买得到，也可以参考现有公开的文献制备得到，例如“薛伟等,4-烷基二苯甲烷二磺酸盐的合成与表面性能,2014.”以及“李君,十六烷基二苯醚二磺酸钠的合成及其在三次采油中的应用研究,2010”等。本发明所述的“分散剂”作用是使预浸液充分浸润基材表面，尤其是孔壁表面，使得后续的活化步骤中，钯离子能更均匀地附着于基材上。分散剂一般是聚合物，可以是阴离子型、阳离子型或者非离子型高分子聚合物，例如PEG2000～6000等物质。本发明所述非金属基材“树脂”可以是环氧树脂，也可以是氨基树脂、聚酯树脂、酚类树脂、丙烯酸树脂、聚硅氧烷、聚酰胺、聚酰亚胺、邻苯二甲酸二烯丙酯、苯基硅烷、聚苯并咪唑、二苯醚、聚四氟乙烯、氰酸酯等常见树脂。本发明所述的“预浸液”可按照常规的方法制备得到，以下是其中一种方法：根据各成分的浓度，将总体积设定为2L，算出各成分的质量，然后称取各成分，并将其分别溶于一定量的水中，混合搅拌均匀后定容至2L，备用。现有化学镀金属的常用工艺主要包括以下步骤：膨胀、除胶、中和、除油、微蚀和预浸，预浸后再浸入活化液中进行活化，然后把基材表面的经活化后的金属离子进行还原，最后浸入化学镀金属液中沉积目标金属。在活化前的处理可以按照如下主要工序进行，每个工序之间可以有水洗的步骤：(1)膨胀：在70℃下，使用异戊烯醇50％、氢氧化钠10％、水40％进行基板膨胀，处理2分钟；(2)除胶：在75℃下，采用高锰酸钾在碱性条件下氧化去除孔内溶胀的树脂，处理3分钟；(3)中和：在室温下，采用草酸，中和还原残留的高锰酸钾等，处理40秒；(4)除油：在45℃下，采用氢氧化钠5％、碳酸钠6％、水89％混合液去除覆基板表面油污，10处理1分钟；(5)微蚀：在室温下，使用硫酸30％、过硫酸钠15％、水55％混合液，处理1分钟；(6)预浸：浸入本发明的预浸液中，处理时间25秒～40秒；(7)活化：浸入含有氯化钯50ppm(按钯离子浓度算)，0.3g/L的α-氨基吡啶，pH值为8～12的活化液中，处理时间60秒；(8)还原：使用0.1％硼氢化钠水溶液处理40秒进行还原；(9)化学镀铜：浸入含有16g/L硫酸铜，10g/L酒石酸钾钠，15g/LEDTA二钠盐，15mg/L甲醛和13g/L氢氧化钠的化学镀铜液中，处理5分钟，完成镀铜。实施例1-6根据表1中记载的各成分及其浓度，制备预浸液。制备方法如下：将总体积设定为2L，算出各成分的质量，然后称取各成分，并将其分别溶于一定量的水中，混合搅拌均匀后定容至2L，备用。表1其中，甲代亚甲基的结构为对比例1-3根据表2中记载的各成分及其浓度，参照与实施例1相同的制备方法，制备预浸液。表2性能测试化学镀铜背光等级对比：按照上述化学镀金属的步骤，以FR-4树脂(含玻纤)为基材进行化学镀铜，其中预浸时，分别使用实施例1-6和对比例1-3所制得的预浸液进行处理，其他化学镀步骤相同。完成化学镀铜后，观察所得各个镀件的背光效果和背光等级。其中，实施例1的化学镀铜镀件的背光效果如图1所示，对比例1的化学镀铜镀件的背光效果如图2所示。实施例1-6和对比例1-3对应的镀件的背光等级结果如表3所示。表3预浸液背光等级实施例110级实施例29.5级实施例39级实施例410级实施例510级实施例69级对比例18级对比例27.5级对比例37级结果分析从上述结果可见，经过实施例1-6预浸液的处理后，即使后续在钯离子浓度相对较低(50ppm)的活化液中进行活化，也能保证最后的化学镀铜背光等级在9级以上，符合行业内对化学镀铜的背光效果要求。对比例1-3分别是实施例1-3的预浸液的对比实验，经过对比例1-3预浸液的处理后，同样经过钯离子浓度相对较低(50ppm)的活化液中活化，最后得到的化学镀铜背光等级最多达到8级，不符合行业内背光等级的要求。而且，结合图1和图2可知，相比于实施例1，对比例1中部黑色区域有透光现象，出现少量光斑，说明实施例1的背光效果更好，进一步验证了实施例1的背光等级更高。由此可知，本发明将式(I)结构的磺酸基芳香化合物用于化学镀铜的预浸液中，相对于在预浸液中加入常用的表面活性剂，能显著提高后续活化时钯离子的吸附量，即使在钯离子浓度相对较低的活化液中处理，也能保证后续化学镀铜的背光等级，保证镀件的品质。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3