自催化化学镀铜环氧树脂溶液的配置方法及化学镀铜方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料表面处理技术领域，涉及一种印制电路板化学镀铜活化剂的配置方法及利用其进行化学镀铜的方法，尤其是涉及一种具有自催化化学镀铜活性环氧树脂溶液的配置方法及利用其进行化学镀铜的方法。
【背景技术】
[0002]在印制电路板(PCB)导电线路制造工艺中主要采用化学镀和电镀技术来实现加成法线路制作以及孔金属化。其原理是先经过化学镀铜在PCB基板的微孔中或表面沉积一层薄铜，使之具有导电能力，而后利用电镀技术加厚，获得目标电子线路或实现导通孔的金属化。
[0003]目前使用最为广泛的PCB基板材料为环氧树脂。化学镀铜工艺流程通常包括表面粗化、敏化、活化、化学镀铜四个步骤。表面粗化步骤一般包括机械粗化和化学粗化，使用较为广泛的是化学粗化，其目标是提升镀层结合力。在工业生产中，化学粗化中使用的化学粗化液为铬酐-浓硫酸或碱性高锰酸钾体系。然而，该化学粗化工艺所排出的废水具有高污染性，严重危害人体健康。因此，在印制电路板孔金属化工艺中引入黑孔技术。黑孔技术即将精细的石墨或炭黑涂料(黑孔液)浸涂在孔壁上通过表面吸附在环氧树脂上形成导电层，然后进行直接电镀加厚获得优质导电层。其中，黑孔液一般为含有贵金属离子的有机乳浊液。然而，该技术只能应用于印制电路板孔技术，却无法应用于加成法制作印制电路板工艺。因此，人们将研宄目标转向具有化学镀铜自催化活性的印制电路板基板材料。目前，其研宄方向如下:1.利用接枝技术在高分子材料的结构中接入羧基、氨基、巯基等，吸附上具有活性的铜、钯离子，形成实施化学镀铜的活性中心。然后，在树脂结构上嫁接功能基团会改变基板材料的电器性能(如绝缘性、介电常数等)，影响材料的机械性能、加工性能，影响多层板的层间结合力，提升材料的成本等，直接影响印制板的性能与竞争能力。而在高密度、多层印制电路板制作工艺中，其应用受到一定的限制。2.开发具有催化活性的涂层材料，然而，该方法具有镀层附着力差，基板电气性能改变、树脂膜无化学镀铜催化活性或离子迀移的缺点。因此，亟需一种新的自催化化学镀铜环氧树脂溶液解决上述技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种可用于印制电路板制造技术的自催化活性化学镀铜环氧树脂溶液的配置方法及利用该溶液进行化学镀铜的方法，该溶液能够有效解决活化层与原基板之间结合力差的问题，同时能够有效避免整块基板使用掺杂活性树脂带来的成本提升、基板电气性能改变、离子迀移等技术问题。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:自催化化学镀铜环氧树脂溶液的配置方法，包括以下步骤:
[0006]A.将每0.1?0.5g活性离子源在不断搅拌的情况下加入到10?20mL有机溶剂中，并加入一定量的固化催化剂后，充分搅拌，形成均匀的活性剂溶液，所述固化催化剂与有机溶剂的体积比为1:15?1:30 ;
[0007]B.在不断搅拌的同时，将环氧树脂按一定比例加入到固化剂中，形成环氧树脂有机溶液，所述环氧树脂与固化剂的体积比为1:0.75?1:1.2 ;
[0008]C.将步骤A得到的活性剂溶液在不断搅拌的情况下缓慢加入到步骤B中制得的环氧树脂有机溶液中，所述活性剂溶液与环氧树脂有机溶液的体积比为0.3:1?1.5:1，形成均匀稳定的体系，即得到具有自催化活性化学镀铜的环氧树脂溶液。
[0009]具体的，所述步骤A中的活性离子源包括可溶于有机溶剂中的有机酸盐、金属羰基化合物、金属醇盐、乙酰丙酮配合物中的一种或多种，所述活性离子源包括乙酸钯、草酸钯、苯甲酸银、乙酸银、草酸银、醋酸银、甲酸铜、乙酸铜、草酸铜、羰基铜、羰基银、铜醇盐、银醇盐、乙酰丙酮铜或乙酰丙酮银中的一种或多种。
[0010]具体的，所述步骤A中的有机溶剂为丙酮、丁酮、环己烷、乙二醇、聚乙二醇、异丙醇、四氢呋喃、乙酰丙酮中的一种或多种。
[0011]进一步的，所述步骤A还包括将分散剂和/或稀释剂加入到所制得的活性剂溶液中，充分搅拌，形成最终的活性剂溶液，所述分散剂和/或稀释剂为乙二胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、三乙胺中的一种或多种。
[0012]具体的，所述固化催化剂为四乙基溴化铵、二甲基苄胺、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2，4，6_三(二甲基胺基甲基)苯酚、有机膦/溴络合物中的一种或多种；所述固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺、间苯二胺中的一种或多种。
[0013]优选的，所述步骤B中的环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂或脂环族类环氧树脂中的一种或多种。
[0014]进一步的，所述步骤B中的环氧树脂温度为40?60°C，将其加入到固化剂中的速度范围为2?5mL/min。
[0015]利用上述步骤配置的自催化化学镀铜环氧树脂溶液进行化学镀铜的方法，包括以下步骤:
[0016]A.清洗印制电路板的基板后进行烘烤，将上述自催化化学镀铜环氧树脂溶液的配置方法制得的自催化化学镀铜环氧树脂溶液均匀涂覆在基板上，并将其置于烘箱中固化一定时间；
[0017]B.将步骤A得到的固化后的基板浸入微蚀液中迅速取出，置于还原性溶液中，浸泡一定时间后取出，并用去离子水洗净；
[0018]C.将基板置于化学镀铜液中，在30?45°C的温度下化学镀20?45min后取出，用去离子水洗净并烘干。
[0019]具体的，所述步骤B中的微蚀液为丙酮、丁酮、环己烷、乙二醇、聚乙二醇、异丙醇、四氢呋喃、乙酰丙酮中、三氯甲烷或乙酸乙酯；所述还原性溶液为硼氢化钠、水合肼、甲醛、抗坏血酸、氢化钠、硫代硫酸钠。
[0020]具体的，所述步骤C中的化学镀铜液配方为:氢氧化钠，8g ;五水硫酸铜，8g ;酒石酸钾钠，8g ; 二胺四乙酸二钠，8g ;聚乙二醇6000，25mg ;碘化钾，5mg ;浓度为37%的甲醛，6 ?8cm3;水，500cm 3。
[0021]本发明的有益效果是:本发明配置的自催化化学镀铜环氧树脂溶液，能实现在低温下自催化化学镀铜，其镀铜工艺与现有化学镀铜工艺相似，因此企业无需对现有工艺设备进行大规模的改造即可应用，大大节约成本；该溶液均匀透明，稳定型好，适于长时间保存；由于该溶液的主要成分与环氧树脂型PCB基板一致，因此在固化后能够与基板产生良好的结合，即使在高温或潮湿环境中也不易发生剥落、翘曲，不会改变基板的电气性能；在基板表面形成薄膜型活化层中金属离子可通过还原方法进入镀层中，可降低离子迀移现象对印制电路板寿命的影响，延长器件使用寿命。利用其化学镀铜的镀件表面铜层分布均匀，平整度高，质量好。本发明适用于化学镀铜工艺。
【附图说明】
[0022]图1是本发明的自催化化学镀铜环氧树脂溶液的配置流程图；
[0023]图2是本发明中使用自催化化学镀铜环氧树脂溶液进行化学镀铜的制备流程图；
[0024]图3是采用本发明的方法化学镀后镀件表面铜层金相显微镜图片。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。
[0026]如图1所示，本发明提供了一种新的自催化化学镀铜环氧树脂溶液的配置方法，即将活性离子源在不断搅拌的情况下加入到有机溶剂中，并加入一定量的固化催化剂后，充分搅拌，形成均匀的活性剂溶液；而后边搅拌边将环氧树脂按一定比例加入到固化剂中形成环氧树脂有机溶液；最后在不断搅拌的同时，将活性剂溶液按照一定比例要求缓慢加入到环氧树脂有机溶液中形成均匀稳定的体系，即得到具有自催化活性化学镀铜的环氧树脂溶液。
[0027]实施例1
[0028]本例的自催化化学镀铜环氧树脂溶液的配置方法包括以下步骤:
[0029]1.配置新型活性剂溶液。
[0030](I)称取0.1?0.5g活性离子源，一边搅拌，一边将该活性离子源加入到盛有10?20mL有机溶剂的烧杯中，充分搅拌，形成均匀的活性剂溶液；
[0031]所述活性离子源是指被还原后能够形成催化化学镀铜粒子的金属盐，活性离子源包括可溶于有机溶剂中的有机酸盐、金属羰基化合物、金属醇盐、乙酰丙酮配合物中的一种或多种，活性离子源具体包括乙酸钯、草酸钯、苯甲酸银、乙酸银、草酸银、甲酸铜、乙酸铜、草酸铜、羰基铜、羰基银、铜醇盐、银醇盐、乙酰丙酮铜或乙酰丙酮银中的一种或多种。有机溶剂为丙酮、丁酮、环己烷、乙二醇、聚乙二醇、异丙醇、四氢呋喃、乙酰丙酮中的一种或多种。
[0032]在进行配置活性剂溶液中，最终每10?20mL有机溶剂中包含0.1?0.5g活性离子源。
[0033](2)加入分散剂和稀释