CN106319485A - 一种离子钯活化液、制备方法及活化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离子钯活化液，所述活化中含有钯盐、氯化物、氨基吡啶以及乙酰丙酮。本发明还提供了该活化液的制备方法及在非金属表面活化的方法。使用本发明的活化液能提高活性中心物质在基材表面的附着效果，有利于改善后段化学镀的漏镀问题。同时，本发明中的活化液中钯离子及其他试剂的使用浓度都相对较低，进一步降低了生产成本。

Description

一种离子钯活化液、制备方法及活化方法

技术领域

本发明涉及化学镀技术领域，尤其涉及一种非金属表面活化液、制备方法及活化方法。

背景技术

非金属材料多为非导体，要进行电镀必须先制备导电膜，常用的方法是化学镀。在进行化学镀前，必须对表面预处理活化，活化的目的是在非金属基底上吸附一定量的活化中心，以便诱发随后的化学镀。活化不但决定着化学镀层的优劣，而且也决定着镀层质量的好坏。早期使用的活化工艺多是敏化、活化两步法。即首先用氯化亚锡敏化，水解后用银氨溶液或氯化钯溶液活化，从而在非金属表面附着上对化学镀具有催化作用的贵金属微粒。1961 年美国学者Shipley 首先研制成功敏化—活化一步法，该方法得到了广泛的应用。这是活化工艺的一个新突破。所用的活化液习惯上被称为胶体钯活化液，此活化液虽然有可观的寿命，一般可使用3 个月至半年，但总发生聚沉。所以在70 年代人们又开始研制“活化——还原”两步法。若将前两种活化工艺称为第一、二代活化工艺，则“活化——还原”两步法可被称为第三代活化工艺，它的活化液是真溶液，使用时若能补充溶液的组分，则其寿命远比胶体钯活化液的长，但由于技术上的难度，目前仍未被广泛应用。

由于配合物离子的形态大小以及对基材的吸附能力不同的原因，一般离子钯活化液活性中心物质在基材上的附着力差、只有少部分离子钯能够吸附到基材上面，或是对于部分只需要局部镀的基材没有选择性，造成全面上镀。且容易分步不均匀，造成后段化学镀层易发生漏镀、溢镀、漆层问题。同时，还有贵金属消耗量大的问题，不利于控制成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种离子钯活化液，可有效改善化学镀性能，减少漏镀溢镀，同时配方中各组分用量大大低于现有技术，尤其是贵金属的用量减少可进一步降低成本，节能环保。

本发明所述的一种离子钯活化液包括如下组分：钯盐、氯化物、络合剂及乙酰丙酮。

本发明还提供了一种离子钯活化液的制备方法，所述方法为：将氯化物溶解在去离子水中，加入钯盐，待钯盐溶解后加入络合剂，待搅拌至完全溶解后，再加入乙酰丙酮搅拌后即可使用。

本发明还提供了一种非金属表面活化的方法，包括将经过前处理的非金属表面基材与活化液接触，得到表面具有活化层的非金属表面基材；其中，所述活化液为本发明所述的离子钯活化液。

具体实施方式

本发明的技术方案涉及一种离子钯活化液，所述活化液包含以下成分：钯盐、氯化物、络合剂及乙酰丙酮。

在本发明的一个实施例中，所述钯盐的含量为0.01-1g/L，所述氯化物的含量为0.01-10g/L，所述络合剂的含量为0.01-1g/L，所述乙酰丙酮的含量为0.5-2g/L。

本发明中，所述乙酰丙酮一方面有表面活性剂的作用，可以降低溶液与基材的接触阻力，同时还能推动钯离子在基材上的吸附，提高了钯离子与基材的附着力。从而改善活化液的活化性能。

在本发明的一个实施例中，所述钯盐为氯化钯、硫酸钯中的至少一种。所述钯盐作用在于提供钯离子，在活化液配置过程中会与络合剂发生还原反应成为钯原子的络合物，并与其它添加剂形成易于吸附的配合物离子。尤其是选用氯化钯时，其活化效果显著。

在本发明的一个实施例中，所述氯化物为氯化钠、氯化铵中的至少一种，优选氯化钠。作用在于溶解钯离子，

在本发明的一个实施例中，所述活化液的pH为7~12。可使用氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等调节pH值。

本发明中，所述络合剂为吡啶类络合剂，所述络合剂为2,2-联吡啶和/或氨基吡啶。能与钯离子生成一种钯络合物，该络合物具有一定的表面吸附性，可以进行选择性吸附，使基材上光滑部分的表面粘附的离子钯容易被水洗掉，而经过粗化处理的基材表面由于存在一定的粗糙度，粗糙表面上的凹坑能锁住钯离子，避免后续水洗洗掉。因为以前钯离子配合物具有特殊结构的结构有利于被凹坑锁住，且能够尽可能多的吸附到粗糙表面的凹坑中，但同时，钯离子配合物的吸附性性不能太强，如果吸附力太强则会残留在非电镀区，就会造成溢镀。而当络合剂中含有氨基吡啶时，能尤其满足本发明需求。

本发明还提供了所述离子钯活化液的制备方法，所述方法为：将钯盐、氯化物、络合剂及乙酰丙酮加入去离子水中搅拌，溶解后，使用碱液调节pH值为7~12，即可得所述离子钯活化液。

在本发明中，所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。

优选情况下，先将氯化物溶解在去离子水中，加入钯盐，搅拌，待钯盐溶解后加入络合剂，待搅拌至完全溶解后，再加入乙酰丙酮。这样的添加顺序有利于钯配合物的稳定，进一步提高溶液寿命。

优选情况下，所述钯盐的含量为0.01-1g/L，所述氯化物的含量为0.01-10g/L，所述络合剂的含量为0.01-1g/L，所述乙酰丙酮的含量为0.5-2g/L。

在本发明的一个实施例中，所述钯盐为氯化钯、硫酸钯中的至少一种，优选氯化钯。

在本发明的一个实施例中，所述氯化物为氯化钠、氯化铵中的至少一种，优选氯化钠。其作用在于促进钯盐溶解。

本发明还提供了一种非金属表面活化的方法，包括将经过前处理的非金属表面基材与活化液接触，得到表面具有活化层的非金属表面基材；其中，所述活化液为本发明所述的离子钯活化液。

在本发明的一个实施例中，所述非金属基材为ABS、PC、PP、陶瓷或硅片。

以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。

本发明中所述实施例中的所有原料如非特指，均为市售产品。

实施例 1

1、制备离子钯活化液

将氯化钠溶解在去离子水中，加入氯化钯，待氯化钯溶解后加入氨基吡啶，待搅拌至完全溶解后，再加入乙酰丙酮搅拌，搅拌均匀，即可得活化液A1。其中，氯化钯0.03g/L，氯化钠0.07g/L，乙酰丙酮0.4g/L，氨基吡啶0.03g/L，pH值为10。

2、基材表面活化

1）基材预处理：选用多晶硅片为本实施例用的活化基材，将基材进行除油及粗化处理。

2）活化：将经过1）步骤处理过的多晶硅基材放入实施例1中制备的活化液中，活化液温度为25℃，浸泡180秒时间后取出，用自来水清洗后，经过还原液50℃下还原3分钟后进行化学镀，得到镀件Y1。

实施例 2

按照实施例1中的方法配置活化液A2，其中，氯化钯0.01g/L，氯化钠0.02g/L，乙酰丙酮0.5g/L，氨基吡啶0.01g/L，pH值为9。

按照实施例1的方法，使用活化液A2对多晶硅片进行活化，得到镀件Y2。

实施例 3

按照实施例1中的方法配置活化液A3，其中，氯化钯0.1g/L，氯化钠0.2g/L，乙酰丙酮1g/L，氨基吡啶0.1g/L， pH值为11。

按照实施例1的方法，使用活化液A3对预先处理过的多晶硅片进行活化，化学镀后得到镀件Y3。

实施例 4

用硫酸钯0.03g/L替代溶液中的氯化钯，pH值为10，其余配方与实施例1相同。

按照实施例1的方法，使用活化液A4对预先处理过的多晶硅片表面进行活化，化学镀后得到镀件Y4。

实施例 5

用氯化铵0.07g/L替代溶液中的氯化钠，pH值为10，其余配方与实施例1相同。

按照实施例1的方法，使用活化液A5对预先处理过的多晶硅片进行活化，化学镀后得到镀件Y5。

实施例 6

按照实施例1中的配方及方法配置活化液A6。

按照实施例1的方法，使用活化液A6对预先处理过的ABS表面进行活化，化学镀后得到镀件Y6。

实施例 7

按照实施例1中的配方及方法配置活化液A7。

按照实施例1的方法，使用活化液A7对预先处理过的陶瓷表面进行活化，化学镀后得到镀件Y7。

实施例 8

用2,2-联吡啶0.03g/L替代溶液中的氨基吡啶，pH值为10，其余配方与实施例1相同。

按照实施例1的方法，使用活化液A8对预先处理过的多晶硅片表面进行活化，化学镀后得到镀件Y8。

对比例 1

除不含乙酰丙酮外，其余与实施例1相同。

对比例 2

按照CN102286734A中公开的离子钯活化处理剂，氯化钯0.5g/L，氯化铵0.3g/L，氨基吡啶2g/L。

性能测试及结果

1、引发周期

测试方法：记录待镀件从浸渍于化学镀铜液中起，至其表面产生气泡所需时间

2、完全覆盖时间

测试方法：记录待镀件从浸渍于镀液中起，至其表面完全镀覆铜所需时间

3、化学镀后外观：是否有漏镀、溢镀，镀层均一性是否足够好。

4、测试结果

由上述测试结果可知：本配方与现有技术相比，更适合于部分基材的活化，保证上镀效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种离子钯活化液，其特征在于，所述活化液包含以下成分：钯盐、氯化物、络合剂及乙酰丙酮。

2.根据权利要求1所述的离子钯活化液，其特征在于，所述钯盐的含量为0.01-1g/L，所述氯化物的含量为0.01-10g/L，所述络合剂的含量为0.01-1g/L，所述乙酰丙酮的含量为0.5-2g/L。

3.根据权利要求1所述的离子钯活化液，其特征在于，所述钯盐为氯化钯、硫酸钯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的离子钯活化液，其特征在于，所述氯化物为氯化钠、氯化铵中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的离子钯活化液，其特征在于，所述络合剂为吡啶类络合剂；所述吡啶类络合剂为氨基吡啶和/或2,2-联吡啶。

6.根据权利要求1所述的离子钯活化液，其特征在于，所述活化液的pH为7~12。

7.一种离子钯活化液的制备方法，其特征在于，所述方法为：将氯化物溶解在去离子水中，加入钯盐，搅拌，待钯盐溶解后加入络合剂，待搅拌至完全溶解后，再加入乙酰丙酮搅拌后，使用碱液调节pH值为7~12即可得所述活化液。

8.根据权利要求7所述的离子钯活化液的制备方法，其特征在于，所述钯盐的含量为0.01-1g/L，所述氯化物的含量为0.01-10g/L，所述络合剂的含量为0.01-1g/L，所述乙酰丙酮的含量为0.5-2g/L。

9.根据权利要求7所述的离子钯活化液的制备方法，其特征在于，所述钯盐为氯化钯、硫酸钯中的至少一种，优选氯化钯。

10.根据权利要求7所述的离子钯活化液的制备方法，其特征在于，所述氯化物为氯化钠、氯化铵中的至少一种。

11.一种非金属表面活化的方法，其特征在于，所述包括将经过前处理的非金属表面基材与活化液接触，得到表面具有活化层的非金属表面基材；所述活化液为权利要求1-5任意一项所述的离子钯活化液。

12.根据权利要求11所述的非金属表面活化方法，其特征在于，所述活化温度为15-35℃。

13.根据权利要求11所述的非金属表面活化方法，其特征在于，所述活化时间1-10min。

14.根据权利要求11所述的非金属表面活化方法，其特征在于，所述非金属基材为ABS、PC、PP、陶瓷或硅片。