CN104561945A - 一种lds化学镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LDS化学镀工艺,其将印有铜电路的LDS产品先进行去除铜表面氧化膜的前处理,之后将完成前处理的LDS产品在浸镍液中进行浸镍处理,使金属镍沉积在铜表面,得到镍催化层,然后将LDS产品在激活液中进行活化处理,以激发浸镍铜面对于化学镀镍的催化活性,最后浸入化学镀镍液中按照常规方法进行化学镀镍。本发明既可以改善溢镀情况,又可以降低原料成本。
Description
技术领域
本发明涉及LDS技术中的化学镀工艺,特别涉及一种LDS化学镀铜、镀镍工艺。
背景技术
3D-MID(Three-dimensional moulded interconnect device,三维模塑互联器件)技术出现在20世纪80年代,是一种制作立体电路的技术。从国外发布的市场统计数据看,目前立体电路在国内接近30个产业都开始普及,最大的市场在通讯(手机天线)领域(80%),其次是多芯片微封装(9%)、汽车电子(3%)、保密产品(3%)、医疗产品产业(3%),应用前景非常广阔,市场潜力巨大。
3D-MID是在特殊注塑成型的塑料壳体上,制作有电气功能的导线、图形,从而将普通的电路板的电气互连功能、支承元器件的功能和塑料壳体的支撑、防护等功能实现于一个器件上,形成立体的、集机电功能于一体的电路载体,即三维模塑互连器件。3D-MID技术可根据设计需要选择适合的形状,功能多,可减少安装层次、降低元器件数量。
MID技术是电子器件小型化进程中的一个重大进步,运用三维模型互连技术使电气性能、机械性能实现高度集成。定量生产、灵活性设计和更短的生产流程是这种技术的主要优势。目前, 3D-MID 广泛应用于通讯、汽车电子、计算机、机电设备、医疗器械等行业领域,如BMW将该技术应用于汽车方向盘控制系统,Apple、Samsung 等全球80%手机厂商都使用其制作手机天线,对于MID技术的发展潜力和巨大的市场可见一斑。
LPKF 公司发明的LDS (Laser Direct Structuring,激光直接成型)技术制作MID的工艺是一种完全加成法工艺,需三个步骤:注塑成型,激光加工和电路图案金属化。这种工艺使用LPKF开发的具有LDS性能的塑料,采用通用的工艺注射成型,然后用激光光束照射,即激光成型,把设计的电路图案用激光转移到塑料体上。激光一方面会使被投照的表面释放出活性金属原子,另一方面会使被投照过的表面微观粗糙,以增加金属涂覆层与塑料基体的附着力。塑料件上,未被激光照射的部位在化学处理时不发生变化,而被激光照射过的部位被活化了即具有了活性,在化学镀液中处理后就沉积上金属铜。在立体的塑料基体上,控制激光在三维空间上移动、照射,再经过化学镀铜,最终得到符合设计要求的铜导电图案,形成立体电路载体。这种工艺的原理是首先用激光有选择地对改性塑料制品的表面进行活化, 然后通过化学镀方法使铜、镍、金等金属沉积在活化区域以完成电路布线。采用这种工艺,使超微细电路制造和微细装配成为可能。
随着现代电子工业的高速发展,MID技术获得了更大规模的工业应用。如在手机天线制造的过程中,利用LDS技术在小小的塑胶件上通过镭雕后的化学镀铜可制出各种符合设计要求的天线pattern图案,凭借铜的优良导电性能形成立体电路,此举可大大增加产品的空间、减少元器件的数量和装配的灵活性。但是在铜导电图案的制作和使用过程中,不可避免的会暴露在高温高湿的环境中,如若使其暴露在空气中,极易受到氧气的腐蚀,进而严重影响其各方面性能。因此,为了防止铜质导电图案的氧化失效、保证其正常工作,必须对其进行表面进行沉积镍镀层以提高耐蚀性能,金属镍暴露在空气中时可以发生自钝化形成一层致密的自钝化膜,从而保证基体不被继续氧化,所以拥有非常出色的耐腐蚀性。沉积镍镀层可以使用电镀镍方法和化学镀方法。
但对于形状复杂或尺寸较小的铜质元器件,无法采用电镀镍方法,只能借助化学镀在其表面沉积镍镀层。一个目前的国内LDS产品化学镀工艺的工艺流程为:热碱除油─前处理─水洗─超声波清洗─酸洗─触发铜─水洗─厚沉铜─水洗─钯活化─水洗─化学镀镍─水洗─烘干。
其中几点具体阐述一下:
1.触发铜:在镀件表面先沉上一层铜,为厚沉铜创造条件。由于镀件表面的活性物质的含量很低, 催化作用也不强,而铜触发有很好的活性,在少量的催化剂的情况下,也可以进行反应沉铜,同时,在没有催化剂的情况下有很好的稳定性,不会沉积铜,使镀层具有良好的选择性。
2.厚沉铜:即在触发铜的基础上继续用化学沉铜的方法在镀件上加厚到要求厚度。该步方法基本上与触发铜一致,但由于已有触发铜在镀件表面上,而铜本身也可对化学沉铜进行催化,因此沉铜较铜触发容易,药水的活性相对较低,稳定性较好。其中,
上述镀铜工艺用到的化学镀铜液的成分主要由CuSO4 /CuCl2/Cu(NO3)2等几种铜盐以及络合剂、还原剂、PH值调节剂和稳定剂组成。其中,铜盐的作用就是给溶液提供铜离子;络合剂最常用的有酒石酸钾钠,EDTA,四羟丙基乙二胺等,由于铜离子在碱性条件下会与氢氧根离子沉淀,络合剂与铜离子络合后可避免其产生沉淀;溶液当中的还原剂可以有很多选择,但实际生产中使用的是甲醛,甲醛在强碱条件下才具有还原性,为此必须在溶液中加入PH值调节剂,通常用的是NaOH;稳定剂的作用是稳定化学镀铜液不产生自然分解,加入可以改善化学镀铜层物理性能,改变化学镀铜速率。
但是,上述化学镀铜溶液在使用过程中以及存放期间不稳定,有可能发生自然分解,主要的原因是由于副反应过程中产生了亚铜离子,并进一步产生了铜粉,散布在铜溶液中,而铜又有催化作用,从而导致溶液中处处有化学沉铜反应,过度的反应使溶液难以控制,发生自我分解且易造成溢镀,这就要通过溶液中加入的稳定剂来进行控制。
3.钯活化:目的是在铜表面产生钯,以作为下一工序-化学镀镍的催化。通过离子钯溶液与铜进行氧化还原反应,生成钯原子,附着在铜表面。在钯的催化作用下,通过化学沉镍在铜的表面沉积上一层镍层。但是钯活化也存在几点问题,首先是控制不好会容易过度活化,以至于在非铜表面也有钯沉积,然后镍也随之沉积,造成溢镀。再就是钯是一种稀有贵金属,会不利于生产成本控制。
4.化学镀镍中镀镍溶液成分原理同镀铜溶液,其中主要成分为镍盐来供应镍离子,再加上还原剂、缓冲剂、络合剂、稳定剂以及促进剂。还原剂能提供还原镍离子所需要的电子,在酸性镀液中主要采用次磷酸盐作为还原剂。缓冲剂的主要用处是维持镀液的pH值,防止化学镀镍时由于大量析氢所引起的pH值下降。络合剂的作用同化学镀铜溶液中的络合剂,是与镍离子进行络合降低游离镍离子的浓度,提高镀液的稳定性,阻止或推迟了化学镀镍液的自发分解,稳定镀液。稳定剂阻止或推迟了化学镀镍液的自发分解,稳定镀液,有时还能加快反应,影响化学镀镍层的磷含量以及内应力。促进剂的作用是,在化学镀镍溶液中的络合剂和稳定剂往往会使沉积速率下降。因此,加入促进剂能提高沉积速率的物质,起活化次磷酸根离子的作用。
但是,在对镭射过的塑胶件进行化学镀铜镀镍的时候常常会有溢镀的情况发生,这较严重影响产品的品质与生产成本,所以控制化学镀溢镀情况成为急需解决的一个课题。在现有化学镀的过程中,钯活化控制不好会容易过度活化,以至于在非铜表面也有钯沉积,然后镍也随之沉积,造成溢镀。此外,化镀液的稳定性以及其它如化镀的温度、还原剂的选择、过高的催化活性以及前处理中活化剂的选择和用量均易造成产品溢镀现象的发生,这些都严重影响了实际生产以及铜表面处理技术的发展。所以改善LDS产品化学镀工艺条件对溢镀进行控制,对降低生产成本、提高生产效率和产品质量具有重要的意义,而且无论对于企业生产还是LDS产品表面化学镀技术发展也都具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种LDS化学镀工艺,其改变了以往的钯活化的处理方式,不仅解决了溢镀问题,而且大幅度降低了原料成本。
本发明的技术方案如下:
一种LDS化学镀工艺,包括以下步骤:
先将印有铜电路的LDS产品进行去除铜表面氧化膜的前处理;
之后将完成前处理的LDS产品在浸镍液中进行浸镍处理,使金属镍沉积在铜表面,得到覆盖有镍催化层的浸镍铜面;
然后将LDS产品在激活液中进行活化处理,以激发所述浸镍铜面对于化学镀镍的催化活性;
最后浸入化学镀镍液中按照常规方法进行化学镀镍;其中,
所述浸镍液中包含浓度为50~150g/L的硫脲,所述硫脲能与铜离子和镍离子形成络合物,并作为铜的特定配位剂;
所述激活液为主要含1~2.5mol/L能提供氢氧根离子的碱和0.11~0.58mol/L的次亚磷酸盐的溶液。
本发明的LDS化学镀工艺还包括对该工艺中使用的镀铜溶液中稳定剂的优化,在镀铜溶液中使用适量的甲醇作为稳定剂,并对其温度和pH值也做了优化调整,优化后的镀铜溶液显著解决了镀铜过程中的溢镀现象,进而一定程度上也进一步抑制了镀镍工艺的溢镀现象。
本发明还提供一种使用在上述LDS化学镀工艺中的激活液。
本发明还提供一种使用在上述LDS化学镀工艺中的浸镍液。
本发明还提供一种使用在上述LDS化学镀工艺中的镀铜溶液。
本发明还提供一种LDS化学镀产品,其包括塑料壳体,以及依次沉积在所述塑料壳体的活化区域上的铜镀层、镍催化层和镍镀层。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
第一,本发明的LDS化学镀工艺以镍活化替代钯活化,有效降低了生产成本和控制镀镍溢镀现象,处理操作都比较简便而且活化速度快、条件温和、效率高,得到的产品符合使用要求,适合大规模工业生产;
第二,本发明的镀铜溶液采用甲醇作为稳定剂,使得镀铜溶液的稳定性大大增加,铜离子的浓度和镀速都得到了有效控制,溢镀现象也得到了控制和防范。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1A、图1B是本发明实施例的天线A微观图;
图2A、图2B、图2C是本发明实施例的天线B微观图,其中图2C还显示了天线B溢镀参数。
具体实施方式
本发明提供包括以下步骤:
先将印有铜电路的LDS产品进行去除铜表面氧化膜的前处理;
之后将完成前处理的LDS产品在浸镍液中进行浸镍处理,使金属镍沉积在铜表面,得到覆盖有镍催化层的浸镍铜面;
然后将LDS产品在激活液中进行活化处理,以激发所述浸镍铜面对于化学镀镍的催化活性;
最后浸入化学镀镍液中按照常规方法进行化学镀镍;其中,
所述浸镍液中包含浓度为50~150g/L的硫脲,所述硫脲能与铜离子和镍离子形成络合物,并作为铜的特定配位剂;
所述激活液为主要含1~2.5mol/L能提供氢氧根离子的碱和0.11~0.58mol/L的次亚磷酸盐的溶液。
其中,在本文中,由「一数值至另一数值」表示的范围,是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此,某一特定数值范围的记载,涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围,如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。
下面将对本发明的以镍活化替代钯活化的LDS化学镀工艺进行详细说明。
LDS化学镀工艺在化学镀镍时需要先对化镀表面进行活化处理,活化液对已上镀的表面铜离子提供催化活性,催化发生氧化还原反应,使镍离子沉积从而达到镀镍的目的。而目前最常用的活化是使用离子钯活化,钯具有较高的催化活性,它能够吸附反应物分子,易还原为金属态。钯活化法就是使用氯化亚锡等还原剂将钯离子还原为金属钯,使其沉积或吸附在基体表面,增加镀层镍的表面附着力。但是钯活化工艺在大规模生产时,其消耗十分可观,钯是一种贵金属,造成化学镀成本大大升高。最重要的是,钯活化液自身的亚稳定性严重影响镀液的稳定性,极易导致化学镀镍过程中的溢镀现象。而且钯颗粒催化活性很强,活性不易控制,若活性过高也会直接导致化学镀镍的溢镀情况。
经发明人研究发现,硫脲与铜离子和镍离子形成的络合物稳定常数相差14个数量级,因此本发明选择硫脲为铜的特定配位剂,使铜的稳定电位大幅度负移并低于镍的沉积电位,以此开发出了铜表面置换镀镍的方法。根据不同条件下制备的镀镍层用作自催化型化学镀镍的催化层来代替钯活化。
镍活化的步骤为,印有铜电路的LDS产品先经化学除油处理后,再进行微蚀处理,去除铜表面氧化膜,然后浸镍处理,使金属镍沉积在铜表面,得到催化层,再经激活液活化处理,以激发浸镍铜面对于化学镀镍的催化活性,使后续的化学镀镍得以顺利进行。 其中,浸镍处理在浸镍液中进行。浸镍液的组成成分主要包括硼酸或硼酸盐、硫脲、弱碱性的柠檬酸盐、pH调节剂、可溶镍盐。各成分的质量百分含量可由本领域技术人员经过有限次实验,根据所需结果确定。在本发明一优选的具体实施方式中,所述浸镍液为:含15~35g/L的硼酸、50~150g/L的硫脲、10~35g/L的柠檬酸钠和10~70g/L的硫酸镍的溶液,并且其pH值为0.5~1.5。
利用本发明方法的一个完整的处理流程举例说明如下。
第一步,前处理。上述的化学除油处理和微蚀处理可统称为前处理,其中化学除油处理在化学除油液中进行,微蚀处理在微蚀液中进行。其中,化学除油液和微蚀液为本领域常规试剂,本领域技术人员可根据实际需要选择或调整得到合适的化学除油液和微蚀液。一个示例性的化学除油液和微蚀液的成分分别为:所述化学除油液包含终浓度为10~12g/L的氢氧化钠、终浓度为30~50g/L的碳酸钠、终浓度为35~40g/L的磷酸三钠和终浓度为6~8g/L的硅酸钠;所述微蚀液为终浓度为15~45ml/L 的98%的浓H2SO4、终浓度为30~80g/L的过硫酸钠的混合溶液。
一个前处理的工艺流程示例如下:配置包含终浓度为15~45ml/L的 98%的浓H2SO4和终浓度为30~80g/L的过硫酸钠的混合溶液,得到微蚀液。之后按氢氧化钠的终浓度为10~12g/L、碳酸钠的终浓度为30~50g/L、磷酸三钠的终浓度为35~40g/L、硅酸钠的终浓度为6~8g/L的比例混合得到化学除油液,并通过氢氧化钠调节pH值至10~13。
将产品浸没于温度为20~60℃的化学除油液中,吹入空气搅拌1~10min,然后用水清洗干净。再将微蚀液加热至25~35℃,将除油后的产品浸没于微蚀液中保持1~2min,用水清洗。前处理过程可以去除LDS产品的表面铜氧化膜,使其更好的和镍溶液反应。 上述微蚀液和化学除油液成分、浓度和处理过程仅为举例,本领域技术人员根据上述内容和本领域常识可以很容易地对上述技术内容进行没有实质区别的调整而得到多种不同的方案,这些简单调整的方案也在本发明的保护范围内。
第二步,浸镍活化及化学镀镍。
其中,一个浸镍液的配制示例可以如下:取终浓度为15~35g/L的硼酸溶液用硫酸调整pH值为1并加热至50~60℃,然后加入终浓度为50~150g/L的硫脲溶液和终浓度为10~35g/L的柠檬酸钠,之后用硫酸或氢氧化钠溶液调整pH值为0.5~1.5,在搅拌的条件下,再加入终 浓度为10~70g/L的硫酸镍溶液,混合均匀,得到浸镍液。以上仅为浸镍液配置的一个具体实施方式,本领域技术人员基于上述示例,可以通过多种变形衍生得到多种与上述示例不完全相同的其他多种方案,这些在现有技术基础上不经创造性劳动就能获得的衍生的方案均在本发明的保护范围内。
所述激活液为主要含1~2.5mol/L能提供氢氧根离子的碱和0.11~0.58mol/L的次亚磷酸盐的溶液。能提供氢氧根离子的碱可以为强碱或者弱碱,并优选为强碱。一个激活液的配置示例可以如下:将40~100g/L的NaOH溶液、10~50g/L的次亚磷酸钠溶液混合均匀,得到激活液。以上仅为激活液的一个具体实施方式,本领域技术人员基于上述示例,可以通过多种变形衍生得到多种与上述示例不完全相同的其他多种方案,这些在现有技术基础上不经创造性劳动就能获得的衍生的方案均在本发明的保护范围内。
化学镀镍在化学镀镍液中进行。化学镀镍液的配置为常规工艺,本领域技术人员可根据需要配置和调整。一个化学镀镍液的配置示例可以如下:按硫酸镍的终浓度为25~27g/L、次亚磷酸钠的终浓度为26~29g/L、醋酸钠的终浓度为10~12g/L、乳酸的终浓度为15~18ml/L、干贝素的终浓度为6~8g /L、苹果酸的终浓度为3~4g /L、碘酸钾的终浓度2~3mg/L的比例配制水溶液,并调节pH值为4.8~5.0,得到化学镀镍液。以上仅为化学镀镍液的一个具体实施方式,本领域技术人员基于上述示例,可以通过多种变形衍生得到多种与上述示例不完全相同的其他多种方案,这些在现有技术基础上不经创造性劳动就能获得的衍生的方案均在本发明的保护范围内。
采用上述的浸镍液、激活液和化学镀镍液进行浸镍活化及化学镀镍的一个方法示例为:将浸镍液加热至40~60℃,然后将完成前处理的LDS产品浸没于浸镍液中保持10~50s,取出后用水清洗;之后将激活液加热至50~70℃,然后将LDS产品浸没于激活液中保持10~50s,取出LDS产品用水清洗后立即浸入温度为80~90℃的化学镀镍液中进行化学镀镍,最终完成铜电路表面化学镀镍的全过程。 上述浸镍活化及化学镀镍的处理过程中各参数仅为举例说明,本领域技术人员根据上述内容和本领域常识可以很容易地对上述技术内容进行没有实质区别的调整而得到多种不同的方案,这些简单调整的方案也在本发明的保护范围内。
本发明的浸镍液能够在铜表面实现金属镍的快速自发沉积得到催化层。浸镍过程中镍催化层是通过金属键生长在铜基体上的,镍催化层与基体的结合强度较高,因此生长在镍催化层上的化学镀镍层与基体的结合牢固,不会造成掉镍现象;而激活的浸镍层催化活性比较高,可以在化学镀镍的过程中迅速起到活化的效果,化学镀镍启镀速度与离子钯活化法相当。
浸镍活化替代传统化镀工艺中的钯活化,有效降低了生产成本和控制镀镍溢镀现象,处理操作都比较简便而且活化速度快、条件温和、效率高,适合大规模工业生产。
此外,在本发明的优选实施方式中,该LDS化学镀工艺还包括对镀铜过程的镀铜溶液进行改进。具体为添加甲醇作为镀铜溶液的稳定剂。对本技术点的详细描述请见下方。
正如之前的背景技术部分所说,化学镀铜溶液并不稳定,在使用过程中以及存放期间,都有可能发生自然分解,主要的原因是由于副反应过程中产生了亚铜离子,并进一步产生了铜粉,散布在化学镀铜溶液中,而铜又有催化作用,从而导致溶液中处处有化学沉铜反应,过度的反应使溶液难以控制,沉铜造成镀铜溢镀。所以在化学镀铜的过程中需要不断添加稳定剂以保持溶液的稳定性。而本发明人通过实验证明,加入甲醇作为稳定剂可以有效的控制化学镀铜槽内溶液的自分解,减少工艺维护中加入稳定剂的次数和量,延长镀液寿命和增强稳定性。下面是示例性的实验过程。
本示例选择普通的化学镀铜溶液作为A组来进行对比试验,之后选择在相同组成和浓度的其它普通化学镀铜溶液中分别加入不同量的甲醇溶液分别作为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8等组别作为实验组。所有溶液的最终体积均为1000ml且初始pH值都为13,上述的普通化学镀铜溶液成分的一个示例为:CuSO4·5H2O 28g/L、37%甲醛 12g/L、EDTA 50g/L和NaOH 20g/L。
而溶液的稳定性的判断是通过目测溶液底部是否有产生大量固体微粒或铜。各分组溶液在使用前无固相物质析出,若实验过程中产生大量固体微粒或铜即所谓沉积物, 以致整个溶液像沸腾状鼓泡, 溶液在短时间内失去颜色,则认为溶液已失效和不稳定。过程中的pH值变化均有精确的pH试纸进行测定。实验过程及结果如下表1所示,表1表示不同含量的甲醇对化学镀铜溶液稳定性的影响。
表1
其中,表1中所称的调整维护为每天加CuSO4﹒5H2O 150g/L溶液10ml和37%甲醛溶液3ml,以及20%的NaOH溶液调整pH值。
表1所列的试验结果均表明:基础溶液(普通的化学镀铜溶液)A沉积速度快,为3微米/小时,且溶液不稳定,当天全部分解。而当添加200-450ml/L 甲醇后,溶液稳定性显著增加。其中,添加200ml/L甲醇后,溶液沉积速度未见降低,仍为3微米/小时,但经调整维护,试验15 天仍有效,溶液还可继续使用。甲醇添加量在250~420ml/L时,沉积速度稍有降低,为2 微米/小时,溶液稳定性都比较好。在此用量范围内, 随甲醇含量的提高,溶液的稳定性也随之提高,但沉积速度却几乎没有变化。只有当甲醇添加量为430~450ml/L时,沉积速度才显著降低,但是由于浓度太高,所以在配制时会产生沉淀物。综上,甲醇添加量优选在250~420ml/L。
由于在每天工作8小时后,溶液pH值均约降低0.5个单位,沉积速度因而减慢。所以在第二天工作前,用20%氢氧化钠溶液调回原pH值。如Cu2+浓度在正常范围内,pH值降低的标志是溶液的天蓝色加深,当加入氢氧化钠后,颜色变浅。在本发明和上述实施例的添加了甲醇稳定剂的镀铜溶液中,即使溶液底部有少量固体颗粒出现, 也不至于发生爆发性自发分解。
上述实验结果证明,加入甲醇作稳定剂对化学镀铜溶液的稳定性有显著的改善作用,在甲醇为250~400ml/L时,甲醇的加入对沉积速度无多大影响,而稳定性却随甲醇含量的提高而增加。所以本发明优选添加甲醇作为稳定剂,溶液浓度优选为250~420ml/L,pH值控制在13~13.5,温度在32~34°C则为最佳。这样可使得溶液的稳定性大大增加,铜离子的浓度和镀速都得到了有效控制,溢镀现象也得到了控制和防范。
按照本发明的LDS化学镀工艺得到的产品按照《用胶带测试测量附着力的标准方法ASTM D 3359》的划方格法测试镀层结合力,在样品表面划相距1mm的纵横各11线形成10×10 的方格,然后用胶带粘住样品后迅速揭开,切口边缘完全光滑,没有一个方格出现剥落,说明镀层与基体的结合力优良。该工艺符合实际生产需求。这是由于,浸镍液能够在铜表面实现金属镍的快速自发沉积得到催化层。浸镍过程中镍催化层是通过金属键生长在铜基体上的,镍催化层与基体的结合强度较高,因此生长在镍催化层上的化学镀镍层与基体的结合牢固,不会造成掉镍现象。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应该理解,这些实施例仅用于说明本发明,而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例
采用上述LDS化学镀工艺方法,本实施例选取了较为具有代表性的两种手机天线产品,分别是:天线A和天线B,其中天线A和天线B是由聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙稀共聚物(ABS)混合而成,两种天线产品均为半成品,由LPKF公司激光机根据不同天线pattern镭射而成。
对上述所得天线A、B的性能进行测定,图1-2分别示出了各天线微观图。
其中,从图1-2中分别显示了天线A、B的微观图,其中可见各天线的溢镀情况。由图1A和1B所示,可以看出天线A在pattern拐角处有镍溢镀情况,边上也有星星点点的溢镀,但并不严重,对天线RF性能影响较小。由图2A、2B及2C所示,可以看出天线B存在些许溢镀,并呈现微小的波峰波谷状,但是并不连贯,时断时续,对于天线的RF性能影响不大。
从图1-2所示的结果可以得到:天线A、B的溢镀情况得到了很好的控制,天线A、B溢镀情况符合产品要求。
以上结果说明本发明的LDS化学镀工艺得到的天线有效抑制了溢镀情况。
此外,对本实施例产品按照《用胶带测试测量附着力的标准方法ASTM D 3359》的划方格法测试镀层结合力,在样品表面划相距1mm的纵横各11线形成10×10 的方格,然后用胶带粘住样品后迅速揭开,切口边缘完全光滑,没有一个方格出现剥落,说明镀层与基体的结合力优良。该工艺符合实际生产需求。
此外,本实施例的天线A、天线B均符合MID的电路图案金属化工艺表面镀层要求,即:
(1) 镀层厚度符合各产品的化镀规格;
(2) 表面无起泡及开裂现象;
(3) 电镀的界痕(毛刺)未超过0.03 mm;
(4) 通过了热冲击试验、恒温恒湿试验及中性盐雾试验。
在本发明及上述实施例的教导下,本领域技术人员很容易预见到,本发明所列举或例举的各原料或其等同替换物、各加工方法或其等同替换物都能实现本发明,以及各原料和加工方法的参数上下限取值、区间值都能实现本发明,在此不一一列举实施例。
Claims (21)
1.一种LDS化学镀工艺,其特征在于,包括以下步骤:
先将印有铜电路的LDS产品进行去除铜表面氧化膜的前处理;
之后将完成前处理的LDS产品在浸镍液中进行浸镍处理,使金属镍沉积在铜表面,得到覆盖有镍催化层的浸镍铜面;
然后将LDS产品在激活液中进行活化处理,以激发所述浸镍铜面对于化学镀镍的催化活性;
最后浸入化学镀镍液中按照常规方法进行化学镀镍;其中,
所述浸镍液中包含浓度为50~150g/L的硫脲,所述硫脲能与铜离子和镍离子形成络合物,并作为铜的特定配位剂;
所述激活液为主要含1~2.5mol/L能提供氢氧根离子的碱和0.11~0.58mol/L的次亚磷酸盐的溶液。
2.根据权利要求1所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述浸镍液的组成成分主要包括硼酸或硼酸盐、硫脲、弱碱性的柠檬酸盐、pH调节剂、可溶镍盐。
3.根据权利要求1所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述激活液中,所述能提供氢氧根离子的碱为强碱。
4.根据权利要求1或3所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述激活液为主要含40~100g/L的NaOH 和10~50g/L的次亚磷酸钠的溶液。
5.根据权利要求2所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述浸镍液为:含15~35g/L的硼酸、50~150g/L的硫脲、10~35g/L的柠檬酸钠和10~70g/L的硫酸镍的溶液,并且其pH值为0.5~1.5。
6.根据权利要求2所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述浸镍液的配制方法为:取终浓度为15~35g/L的硼酸配制溶液,溶液用酸性pH调节剂调整pH值为1并加热至50~60℃,然后加入终浓度为50~150g/L的硫脲和终浓度为10~35g/L的柠檬酸钠,之后用酸性或碱性pH调节剂调整pH值为0.5~1.5,在搅拌的条件下,再加入终浓度为10~70g/L的硫酸镍溶液,混合均匀,得到所述浸镍液。
7.根据权利要求1或2或5或6所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述浸镍处理的方法为:将浸镍液加热至40~60℃,然后将完成前处理的LDS产品浸没于所述浸镍液中保持10~50s,取出后用水清洗。
8.根据权利要求1或3所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述活化处理的方法为:将所述激活液加热至50~70℃,然后将LDS产品浸没于所述激活液中保持10~50s,取出产品用水清洗。
9.根据权利要求1所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述前处理为:先进行化学除油处理,再进行微蚀处理。
10.根据权利要求9所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述化学除油处理为:将LDS产品浸没于温度为20~60℃的化学除油液中,吹入空气搅拌1~10min,然后用水清洗干净;
所述微蚀处理为:将微蚀液加热至25~35℃,将化学除油处理后的LDS产品浸没于微蚀液中保持1~2min,用水清洗。
11.根据权利要求10所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述化学除油液包含终浓度为10~12g/L的氢氧化钠、终浓度为30~50g/L的碳酸钠、终浓度为35~40g/L的磷酸三钠和终浓度为6~8g/L的硅酸钠;
所述微蚀液为终浓度为15~45ml/L 的98%的浓H2SO4、终浓度为30~80g/L的过硫酸钠的混合溶液。
12.根据权利要求1所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述化学镀镍的方法为:将从激活液中取出并清洗后的LDS产品立即浸入温度为80~90℃的化学镀镍液中进行化学镀镍。
13.根据权利要求1或12所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述化学镀镍液为硫酸镍的终浓度为25~27g/L、次亚磷酸钠的终浓度为26~29g/L、醋酸钠的终浓度为10~12g/L、乳酸的终浓度为15~18ml/L、干贝素的终浓度为6~8g /L、苹果酸的终浓度为3~4g /L、碘酸钾的终浓度2~3mg/L的水溶液,pH值为4.8~5.0。
14.根据权利要求1所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述印有铜电路的LDS产品经由镀铜工艺得到,所述镀铜工艺使用镀铜溶液,所述镀铜溶液以终浓度为200-450ml/L的甲醇作为稳定剂。
15.根据权利要求14所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述甲醇的终浓度为250 ~420ml/L。
16.根据权利要求14或15所述的LDS化学镀工艺,其特征在于,所述镀铜溶液的pH值控制在13~13.5,温度控制在32~34°C。
17.一种上述权利要求1-16中任一所述的LDS化学镀工艺中使用的所述激活液。
18.一种上述权利要求1-16中任一所述的LDS化学镀工艺中使用的所述浸镍液。
19.一种上述权利要求13-16中任一所述的LDS化学镀工艺中使用的镀铜溶液。
20.一种LDS化学镀产品,其特征在于,包括塑料壳体,以及依次沉积在所述塑料壳体的活化区域上的铜镀层、镍催化层和镍镀层。
21.如权利要求20所述的LDS化学镀产品,其特征在于,其采用上述的权利要求1-15中任一所述的LDS化学镀工艺制成。
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