基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液及其制备方法与流程

1.本发明涉及化学镀镍技术领域，具体来说，涉及基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液及其制备方法。


背景技术：

2.一方面化学镍金市场份额大，占比40％，同时由于钯价格贵，且对线宽线距1.5-2.5mil以下表面活化处理易造成渗镀现象，为了在fpc、pcb实现高端电子产品线路的表面处理，研发新的活化液已成为市场行业发展的必然要求。
3.专利号cn110724943a公开了该发明提供一种铜表面化学镀镍前无钯活化液及制备方法和镀镍方法，该无钯活化液包括：镍盐、还原剂、络合剂、稳定剂和ph调节剂；该铜表面化学镀镍前无钯活化液及制备方法和镀镍方法利用非钯活化镀液在印制电路板的铜表面预镀一层具有催化活性的镀镍层的方法，使后续的化学镀镍环节能够继续进行下去，并且非钯活化所获得的化学镀镍层具有比钯活化获得的化学镀镍层更优良的耐蚀性，此法涉及的非钯活化液中含有硼及磷两种还原剂及一定量的稳定剂，保证高还原速率的同时，依然能确保溶液的稳定性，利用此法处理双面开窗的印制电路板，发现利用非钯活化处理的印制电路板出现漏镀概率极大降低。
4.但该专利及现有活化液仍存在一定不足，例如：
①
其不适合处理线宽线距线宽线距2.5mil以下表面；
②
钯活化容易出现渗镀、漏镀现象；
③
铜离子容忍度低于120ppm。
5.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的问题，本发明提出基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液及其制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
7.为此，本发明采用的具体技术方案如下：
8.根据本发明的一个方面，提供了基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液，包括以下质量浓度的原料组成：
9.钌盐10-15mg/l、钯盐10-15mg/l、浓硫酸10000-20000mg/l、络合剂20-40mg/l、稳定剂12-30mg/l、表面活性剂15-60mg/l、分散剂25-50mg/l及载运辅助剂16-50mg/l。进一步的，所述钌盐包括醋酸钌或氧化钌中的至少一种。
10.进一步的，所述的钯盐包括硫酸钯或氯化钯中的至少一种。
11.进一步的，所述络合剂包括钌络合剂、铜离子络合剂及钯离子络合剂，且所述钌络合剂与铜离子络合剂及钯离子络合剂的比例为2：1：2。
12.进一步的，所述钌络合剂为乙二胺四乙酸；所述铜离子络合剂为胺类化合物组合物，所述胺类化合物组合物包括哌啶与环己胺；所述钯离子为亚甲基二醇类化合物。
13.进一步的，所述稳定剂包括氧化锆和磷酸且质量浓度配比为1：2。
14.进一步的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
15.进一步的，所述分散剂为聚乙二醇。
16.进一步的，所述载运辅助剂为聚丙烯酸。
17.根据本发明的另一个方面，还提供了基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液的制备方法，包括以下步骤：
18.s1、按照对应比例浓度配比，将表面活性剂与硫酸配置形成甲剂；
19.s2、按照对应质量浓度比例配比，将络合剂、稳定剂与钌盐和钯盐混合形成乙剂；
20.s3、将分散剂浓度按照对应质量浓度配比形成丙剂；
21.s4、将载运辅助剂按照对应质量浓度配比形成丁剂；
22.s5、在常温环境下，按照1：1：1：1的开缸比例配置溶液，且甲剂、乙剂、丙剂及丁剂每升开缸均开10％。
23.本发明的有益效果为：通过使用半钌半钯作为活性主体代替全钯，包括表面活性剂、络合剂、分散剂、稳定剂、载运辅助剂等；开发半钌半钯络合剂体系与分散剂体系，实现半钌半钯活化液高浓度铜离子容忍度以及微盲孔、台阶槽内良好的湿润；开发半钌半钯稳定剂能显著提高槽液的使用寿命，而开发载运辅助剂能协同钯钌的催化作用。
24.通过以上合理配置钌离子、钯离子及其多种添加剂的配比，使得活化液能够适合线宽线距1.5-2.5mil的表面处理，保证了镀镍后不会出现渗镀、漏镀现象，有效改进了现有技术中钯活化容易出现渗镀、漏镀现象，从而大大提高了镀镍的稳定性及效果；并且确保铜离子容忍度高于150ppm，从而进一步增强活化液的稳定性及丰富应用场景。
25.具体的，钌盐提供钌离子；钯盐提供钯离子；表面活性剂起到清洁和促进药水渗入孔内作用；分散剂通过吸附作用在基材表面，对钌离子和钯离子还原分散起到促进作用；载运辅助剂可以与分散剂协同，携带钯离子和钌离子有序分布在活化点起催化作用。
附图说明
26.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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是根据本发明实施例的基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液的制备方法的流程图。
具体实施方式
28.根据本发明的一个实施例，用于解决以下问题：1、研发适合线宽线距1.5-2.5mil的表面处理；2、镀镍后不会出现渗镀、漏镀现象；3、铜离子容忍度高于150ppm，提供了基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液，包括以下质量浓度的原料组成：
29.钌盐10-15mg/l、钯盐10-15mg/l、浓硫酸10000-20000mg/l、络合剂20-40mg/l、稳定剂12-30mg/l、表面活性剂15-60mg/l、分散剂25-50mg/l及载运辅助剂16-50mg/l。
30.在一个实施例中，所述钌盐包括醋酸钌或氧化钌中的至少一种，其主要用于提供钌离子。
31.在一个实施例中，所述的钯盐包括硫酸钯或氯化钯中的至少一种，其主要用于提
供钯离子。
32.此外，所述浓硫酸用于提供酸性环境，防止钌离子和钯离子上油墨吸附。
33.在一个实施例中，所述络合剂包括钌络合剂、铜离子络合剂及钯离子络合剂，且所述钌络合剂与铜离子络合剂及钯离子络合剂的比例为2：1：2。
34.在一个实施例中，所述钌络合剂为乙二胺四乙酸(edta)；
35.所述铜离子络合剂为胺类化合物组合物，所述胺类化合物组合物包括哌啶与环己胺；
36.所述钯离子为亚甲基二醇类化合物。
37.在一个实施例中，所述稳定剂包括氧化锆和磷酸且质量浓度配比为1：2。
38.在一个实施例中，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，主要目的是起到清洁和促进药水渗入孔内作用。
39.在一个实施例中，所述分散剂为聚乙二醇，通过吸附作用在基材表面，对钌离子和钯离子还原分散起到促进作用。
40.在一个实施例中，所述载运辅助剂为聚丙烯酸，载运辅助剂可以与分散剂协同，携带钯离子和钌离子有序分布在活化点起催化作用。
41.根据本发明的另一个实施例，基于钌-钯体系的化学镀镍前处理活化液的制备方法，包括以下步骤：
42.s1、按照对应比例浓度配比，将表面活性剂与硫酸配置形成甲剂；
43.s2、按照对应质量浓度比例配比，将络合剂、稳定剂与钌盐和钯盐混合形成乙剂；
44.s3、将分散剂浓度按照对应质量浓度配比形成丙剂；
45.s4、将载运辅助剂按照对应质量浓度配比形成丁剂；
46.s5、在常温环境下，按照1：1：1：1的开缸比例配置溶液，且甲剂、乙剂、丙剂及丁剂每升开缸均开10％。
47.实施例一
48.钌盐10-15mg/l、钯盐10-15mg/l、浓硫酸10-20g/l、edta8-16mg/l、哌啶4-8mg/l、1,3-丙二醇8-16mg/l、氧化锆4-10mg/l、磷酸8-20mg/l、脂肪醇聚氧乙烯醚15-60mg/l、聚乙二醇25-50mg/l、聚丙烯酸16-50mg/l。
49.对比例一
50.钌盐10-15mg/l、钯盐10-15mg/l、浓硫酸10-20g/l、edta8-16mg/l、哌啶4-8mg/l、1,3-丙二醇8-16mg/l、氧化锆4-10mg/l、磷酸8-20mg/l、脂肪醇聚氧乙烯醚15-60mg/l。
51.对比例二
52.钌盐10-15mg/l、钯盐10-15mg/l、浓硫酸10-20g/l、edta8-16mg/l、哌啶4-8mg/l、1,3-丙二醇8-16mg/l、脂肪醇聚氧乙烯醚15-60mg/l、聚乙二醇25-50mg/l、聚丙烯酸16-50mg/l。
53.对比例三
54.钌盐10-15mg/l、钯盐10-15mg/l、浓硫酸10-20g/l、edta8-16mg/l、氧化锆4-10mg/l、磷酸8-20mg/l、脂肪醇聚氧乙烯醚15-60mg/l、聚乙二醇25-50mg/l、聚丙烯酸16-50mg/l。
55.通过实施例一与对比例一、对比例二级对比例三的制备与观察，可得到以下结果及数据：
56.实施例一得到结果在线宽线距1.5-2.5mil的表面处理镀镍后不会出现渗镀、漏镀现象，且5mto之后，铜离子容忍度高于150ppm；
57.对比例一在线宽线距3mil/3mil以下的表面处理镀镍后出现部分渗镀、漏镀现象；
58.对比例二槽液稳定性较差，使用不到3mto；
59.对比例三槽液稳定性，且铜离子容忍度低于120ppm。
60.因此，通过对比发现实施例一所使用到的原料及其配比具有最好的效果，无论是具备更广的应景场景，并且不会出现渗镀、漏镀现象，具有最高的稳定性。
61.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过使用半钌半钯作为活性主体代替全钯，包括表面活性剂、络合剂、分散剂、稳定剂、载运辅助剂等；开发半钌半钯络合体系与分散剂体系，实现半钌半钯活化液高浓度铜离子容忍度以及微盲孔、台阶槽内良好的湿润；开发半钌半钯稳定剂能显著提高槽液的使用寿命，而开发载运辅助剂能协同钯钌的催化作用。
62.通过以上合理配置钌离子、钯离子及其多种添加剂的配比，使得活化液能够适合线宽线距1.5-2.5mil的表面处理，保证了镀镍后不会出现渗镀、漏镀现象，有效改进了现有技术中钯活化容易出现渗镀、漏镀现象，从而大大提高了镀镍的稳定性及效果；并且确保铜离子容忍度高于150ppm，从而进一步增强活化液的稳定性及丰富应用场景。
63.具体的，钌盐提供钌离子；钯盐提供钯离子；表面活性剂起到清洁和促进药水渗入孔内作用；分散剂通过吸附作用在基材表面，对钌离子和钯离子还原分散起到促进作用；载运辅助剂可以与分散剂协同，携带钯离子和钌离子有序分布在活化点起催化作用。
64.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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。