CN108165959A - 化学镀铜液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学镀铜液,所述化学镀铜液包括水溶性铜盐、还原剂、络合剂、整平剂、缓冲剂、稳定剂、表面活性剂、去离子水;其中,按重量份计算,去离子水1000份,水溶性铜盐20‑35份,还原剂15‑32份,络合剂10‑20份,整平剂5‑15份,缓冲剂2‑12份,稳定剂1‑15份,表面活性剂0.01‑0.2份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、甲基磺酸铜中一种或多种。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜镀液技术领域,具体地,本发明涉及化学镀铜液。
背景技术
随着电子设备的高集成化、超小型化和传输高速化的快速发展,促使微波通信、微波器件和微波网络向超小、超轻和超薄方向迅猛发展。其中,电子器件的小型化中一个重大进展便是运用三维模型互连技术3D-MID,它可使器件的电气性能及机械性能实现高度集成。而实现这种新技术的工艺称为激光直接线路成型工艺LDS。早期是将醋酸钯溶于二甲基甲酰胺中,然后将其涂覆于塑料表面,再用准分子激光器以波长248nm进行活化,使电路结构区域金属化,但却很难获得结合力牢固的沉淀金属电路。
所谓的MID制程,是通过雷射雕刻技术在非导电基材上雕刻出3D立体线路,然后,再以无电镀铜的方式,在前述所雕刻出的内凹线路中直接镀出超过8微米厚的铜镀层(通常为12微米),接着再披覆上一层薄的金层、银层或铜保护剂,以防止铜镀层氧化。MID制程已广泛用于智能型手机、iPad或传输元件中的天线制造,主要能提供足够的电通量以利讯号的传输。然而,手机讯号的传输由原先的2G、3G,演进至现今的4G,天线在精准度上的要求越来越严苛,其中对讯号影响颇深者,即为镀层的粗糙度,原因在于高频信号是行走在导电体的表面,当表面愈粗糙,又或具有突点时,将会产生噪声,导致通讯质量变差。为了达到低噪声的要求,Ra值需要低于0.35。
另外,塑料组合物中原结合态的金属化合物或配合物分解出的金属元素形成为金属化及粗糙化的表面,是实现电路布线和经化学镀使金属沉积的基础,更是能获得结合牢固的精细三维模塑互联器件或立体电路(3D-MID)的关键。目前已有报道的传统采用化学方式的表面粗化,是将材料全部浸入到浓硫酸溶液中进行腐蚀达到表面粗化效果。由于需将材料全部浸入酸液中,因此无法进行选择性化学镀,也无法实现立体电路设计,其能使表面形成的粗糙度相对也不够理想。
因此,针对上述问题,本发明提供化学镀铜液、用于三维模塑互连器件塑料组合物,塑料基材的三维模塑结构件表面快速直接地制备,满足不同活性的预镀铜、高速化学镀铜,解决在细线路的溢镀问题和80%湿度和80℃的高温高湿度的条件下,96h性能测试后镀层仍具有优异的结合力;且化学镀铜层厚度在高厚度时具有较高的平整性。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供化学镀铜液,所述化学镀铜液包括水溶性铜盐、还原剂、络合剂、整平剂、缓冲剂、稳定剂、表面活性剂、去离子水;其中,按重量份计算,去离子水1000份,水溶性铜盐20-35份,还原剂15-32份,络合剂10-20份,整平剂5-15份,缓冲剂2-12份,稳定剂1-15份,表面活性剂0.01-0.2份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、甲基磺酸铜、硫酸铜、乙酸铜、硝酸铜、氟硼酸铜、氨基磺酸铜、葡糖酸铜中一种或多种。
在一种实施方式中,所述化学镀铜液还包括1-3份添加剂,所述添加剂为钴、镍、铊、钛、铋、铈、镧、钇、钕、钨、锡、锑、铟的盐类中的一种或多种。
在一种实施方式中,所述添加剂为硝酸铈、硫酸铈、氯化镧、硝酸镧、硝酸钇、硫酸亚锡、硫酸铋、硫酸镍、硫酸锑、硝酸铋、硝酸锑、硝酸铟、硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍、氟硼酸亚锡、甲磺酸亚锡、甲磺酸铋、甲磺酸镍、甲磺酸铟、乙磺酸亚锡、2-羟基丙磺酸铋中的一种或多种。
在一种实施方式中,所述整平剂包括咪唑/环氧氯丙烷共聚物、聚二硫二丙烷硫酸钠、喹醛啶丙磺酸芐、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、4-巯基吡啶、2-巯基噻唑啉、乙烯硫脲、硫脲、1-(2-羟乙基)-2-咪唑二啉硫、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、三丙基胺、乙二胺、N,N,N,N′-四甲基乙二胺、丙二胺、环戊基胺、环戊基甲基胺、环己基胺、环己基甲基胺、环己基双(甲基胺)、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺、苯甲基胺、二苯甲基胺中一种或多种。
在一种实施方式中,所述还原剂包括次磷酸钠、次亚磷酸钠、次磷酸钾、甲醛、甲醛亚硫酸氢钠、硼氢化钠、硫脲、对苯二酚、抗坏血酸、肼、二甲基胺硼烷中的一种;所述络合剂包括丁二酸、丁二酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸、苹果酸、甘氨酸、巯基壳聚糖、乙二胺四乙酸四钠盐、乙二胺四乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸、四羟丙基乙二胺、三乙醇胺中一种或多种;所述缓冲剂包括冰醋酸、醋酸钠、丁二酸钠、柠檬酸氢钠、氢氧化钠中一种或多种;所述稳定剂包括硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲、黄原酸酯、2,4-二硫代缩二脲、氨基脲、硫代氨基脲、1,4-亚苯基双(硫脲)中一种或多种;所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐。
在一种实施方式中,所述化学镀铜液用于三维模塑互连器件塑料组合物上进行化学镀铜。
在一种实施方式中,按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的制备原料包括1,1′-二茂铁二羧酸酰氯、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉。
在一种实施方式中,所述热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二乙酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
在一种实施方式中,所述导电金属粉末包括Ag,Cu,Au,Pd,Pt,Sn,Al,Ni及Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni的合金中一种或多种。
在一种实施方式中,所述无机填料包括高岭土、石灰石、滑石、云母、碳酸钙、硫酸钙、二氧化钛、二氧化硅、改性玻璃纤维、改性碳纳米管、彭润土、以及白云石、重晶石中一种或多种;所述改性玻璃纤维为巯基偶联剂改性玻璃纤维后接枝八(氨基苯基三氧硅烷),改性碳纳米管为巯基偶联剂改性酸化碳纳米管后接枝八(氨基苯基三氧硅烷);所述巯基偶联剂为季戊四醇四巯基乙酸酯。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
本发明提供化学镀铜液,所述化学镀铜液包括水溶性铜盐、还原剂、络合剂、整平剂、缓冲剂、稳定剂、表面活性剂、去离子水;其中,按重量份计算,去离子水1000份,水溶性铜盐20-35份,还原剂15-32份,络合剂10-20份,整平剂5-15份,缓冲剂2-12份,稳定剂1-15份,表面活性剂0.01-0.2份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、甲基磺酸铜、硫酸铜、乙酸铜、硝酸铜、氟硼酸铜、氨基磺酸铜、葡糖酸铜中一种或多种。
优选地,所述水溶性铜盐选自硫酸铜。
在一种实施方式中,所述化学镀铜液还包括1-3份添加剂,所述添加剂为钴、镍、铊、钛、铋、铈、镧、钇、钕、钨、锡、锑、铟的盐类中的一种或多种。
在一种实施方式中,所述添加剂为硝酸铈、硫酸铈、氯化镧、硝酸镧、硝酸钇、硫酸亚锡、硫酸铋、硫酸镍、硫酸锑、硝酸铋、硝酸锑、硝酸铟、硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍、氟硼酸亚锡、甲磺酸亚锡、甲磺酸铋、甲磺酸镍、甲磺酸铟、乙磺酸亚锡、2-羟基丙磺酸铋中的一种或多种;优选地,所述添加剂为硫酸亚锡。
在一种实施方式中,所述整平剂包括咪唑/环氧氯丙烷共聚物、聚二硫二丙烷硫酸钠(3,3'-Dithiobis-1-propanesulfonic acid disodium salt,CAS号:27206-35-5)、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠(N,N-Dimethyl-dithiocarbamic acid-3-(sulfopropylester)sodium salt、CAS号:18880-36-9)、4-巯基吡啶、2-巯基噻唑啉、乙烯硫脲、硫脲、1-(2-羟乙基)-2-咪唑二啉硫、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、三丙基胺、乙二胺、N,N,N,N′-四甲基乙二胺、丙二胺、环戊基胺、环戊基甲基胺、环己基胺、环己基甲基胺、环己基双(甲基胺)、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺、苯甲基胺、二苯甲基胺中一种或多种;优选地,所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物(购于BASF,品名为IZE)、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠。
在一种实施方式中,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1。
在一种实施方式中,所述还原剂包括次磷酸钠、次亚磷酸钠、次磷酸钾、甲醛、甲醛亚硫酸氢钠、硼氢化钠、硫脲、对苯二酚、抗坏血酸、肼、二甲基胺硼烷中的一种;所述络合剂包括丁二酸、丁二酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸、苹果酸、甘氨酸、巯基壳聚糖、乙二胺四乙酸四钠盐、乙二胺四乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸、四羟丙基乙二胺、三乙醇胺中一种或多种;所述缓冲剂包括冰醋酸、醋酸钠、丁二酸钠、柠檬酸氢钠、氢氧化钠中一种或多种;所述稳定剂包括硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲、黄原酸酯、2,4-二硫代缩二脲、氨基脲、硫代氨基脲、1,4-亚苯基双(硫脲)中一种或多种;所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐;优选地,所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
所述巯基壳聚糖的制备方法包括以下步骤:
向反应器中加入壳聚糖、1-羟基苯并三氮唑、蒸馏水,搅拌均匀后,加入2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸、1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,用1mol/L的氢氧化钠将反应液的pH至5,室温反应4h,加入无水乙醇,过滤,60℃减压干燥10h,研磨,5℃低温保存;所述壳聚糖与所述1-羟基苯并三氮唑、所述蒸馏水的重量比为1:0.7:30;所述壳聚糖与所述2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸的重量比为1:3.6;所述2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸与所述1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的摩尔比为1:1.05;所述壳聚糖与所述无水乙醇的重量比为1:10。
壳聚糖具有较强的络合、吸附能力,机械性能好、化学性能稳定、固定效率高,壳聚糖分子上接上巯基之后粘附性的进一步增强,可以非常有效的吸附到电极表面,巯基壳聚糖稳定性良好及寿命较长的特点。巯基易氧化形成二硫键,从而形成网络结构,对于吸附生物大分子物质有显著的效果。
巯基基团的引入赋予壳聚糖新的生物特性:当巯基的含量增大时,黏膜与巯基化壳聚糖之间接触的时间得到延长,pH值升高时,巯基的活性得到增强,巯基化壳聚糖分子内部形成数量较多的二硫键。
本发明中通过在壳聚糖与2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸反应,得到巯基壳聚糖,具有网络结构,确保镀液稳定性的同时,能够形成确保镀层所需的硬度和柔性的柔性镀铜层;另外,能够提供较高的镀层形成速度,并且即使镀液的使用次数增加,镀层具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。
在一种实施方式中,所述化学镀铜液的制备方法,包括以下步骤:
按重量份向反应器中加入水溶性铜盐、络合剂、缓冲剂、去离子水,搅拌均匀,然后将还原剂、稳定剂、表面活性剂、整平剂、添加剂搅拌均匀,再用硫酸将pH值调整到11-13,得到化学镀铜液。
在一种实施方式中,所述化学镀铜液用于三维模塑互连器件塑料组合物上进行化学镀铜。
在一种实施方式中,按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的制备原料包括1,1′-二茂铁二羧酸酰氯、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉。
所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的制备方法包括以下步骤:
(1)向反应器中加入氢氧化钠水溶液(1mol/L),通入氮气,降温至温度0-5℃,滴加Br2,滴加完毕后,滴加二噁烷,滴加完毕后,搅拌10min,加入1,1′-二乙酰基二茂铁,搅拌1h,加入三氯甲烷进行萃取2次,收集水相,滴加盐酸进行调节pH至2-3,搅拌1h,过滤,水洗至中性,减压干燥,得1,1′-二茂铁二羧酸;所述氢氧化钠水溶液中氢氧化钠与所述Br2、所述1,1′-二乙酰基二茂铁的摩尔比为1:0.3:0.05;所述氢氧化钠水溶液与所述二噁烷的重量比为1:0.5;
(2)向反应器中加入步骤(1)中得到的1,1′-二乙酰基二茂铁,甲苯,通入氮气,滴加草酰氯,室温搅拌1h,然后回流反应12h,减压浓缩,除去溶剂,减压浓缩至固体析出,搅拌0.5h,过滤,60℃减压干燥10h,得1,1′-二茂铁二羧酸酰氯;所述1,1′-二乙酰基二茂铁与所述甲苯的重量比为1:8;所述1,1′-二乙酰基二茂铁与所述草酰氯的摩尔比为1:5;
(3)向反应器中加入5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉、氯化铝、氯苯,通入氮气,升温至90℃,加入步骤(2)得到的1,1′-二茂铁二羧酸酰氯,升温至160℃,回流20h,降温至室温,加入去离子水,搅拌0.5h,用盐酸调节pH值至中性,过滤,用无水乙醇淋洗3次,60℃减压干燥20h,得到二茂铁基纳米多孔高分子材料;所述5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉与所述氯化铝、所述氯苯、所述1,1′-二茂铁二羧酸酰氯的重量比为1:3:10:2。
本发明合成出一种新型的具有稳定结构的二茂铁基聚合物,并进一步将其活化得到孔隙发达;利用二茂铁结构热稳定性好和铁原子掺杂吸附焓大的特点,在保持聚合物优异稳定性的同时提高聚合物骨架的极性,进而提高导电金属的分散性及在塑料组合物中的相容性。5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉具有离域的二维大π电子结构、有较高的热稳定性和化学稳定性。
在一种实施方式中,所述热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二乙酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种;优选地,所述热塑性树脂为聚酰胺。
在一种实施方式中,所述导电金属粉末包括Ag,Cu,Au,Pd,Pt,Sn,Al,Ni及Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni的合金中一种或多种。
在一种实施方式中,所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4。
在一种实施方式中,所述无机填料包括高岭土、石灰石、滑石、云母、碳酸钙、硫酸钙、二氧化钛、二氧化硅、改性玻璃纤维、改性碳纳米管、彭润土、以及白云石、重晶石中一种或多种;所述改性玻璃纤维为巯基偶联剂改性玻璃纤维后接枝八(氨基苯基三氧硅烷),改性碳纳米管为巯基偶联剂改性酸化碳纳米管后接枝八(氨基苯基三氧硅烷);所述巯基偶联剂为季戊四醇四巯基乙酸酯。
优选地,所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管。
在一种实施方式中,所述无机填料中所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:(1-3):(1-2);优选地,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5。
所述改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤:
(1)向反应器中加入干燥的玻璃纤维、巯基偶联剂,升温至40℃,充分搅拌2h,降温至室温,过滤,在50℃下减压干燥5h,得到表面经巯基偶联剂改性处理的玻璃纤维;所述玻璃纤维与所述巯基偶联剂的重量比为1:(5-10);
(2)向反应器中加入步骤(1)得到的表面经巯基偶联剂改性处理的玻璃纤维、八(氨基苯基三氧硅烷)(CAS号:518359-82-5)、甲苯,升温回流6h,降温至室温,过滤,用无水乙醇进行淋洗,在60℃下减压干燥5h,得到所述改性玻璃纤维;所述表面经巯基偶联剂改性处理的玻璃纤维与所述八(氨基苯基三氧硅烷)、所述甲苯的重量比为1:(0.5-1.2):8。
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤:
(1)向反应器中加入碳纳米管、质量分数为65%的浓硝酸,120℃加热搅拌处理4h,降温至室温,过滤,以去离子水洗涤至滤液呈中性,滤饼于100℃真空干燥10h,得到酸化碳纳米管;所述碳纳米管与所述质量分数为65%的浓硝酸的重量比为1:(50-80);
(2)向反应器中加入干燥的酸化碳纳米管、用乙酸调节pH至4-5,加入巯基偶联剂,升温至40℃,充分搅拌2h,降温至室温,过滤,用无水乙醇淋洗至中性,在50℃下减压干燥5h,得到表面经巯基偶联剂改性处理的碳纳米管;所述酸化碳纳米管与所述巯基偶联剂的重量比为1:(5-10);
(3)向反应器中加入步骤(1)得到的表面经巯基偶联剂改性处理的碳纳米管、八(氨基苯基三氧硅烷)、甲苯,升温回流6h,降温至室温,过滤,用无水乙醇进行淋洗,在60℃下减压干燥5h,得到所述改性碳纳米管;所述表面经巯基偶联剂改性处理的碳纳米管与所述八(氨基苯基三氧硅烷)、所述甲苯的重量比为1:(0.2-1):8。
本发明中通过巯基偶联剂改性玻璃纤维后接枝八(氨基苯基三氧硅烷)得到改性玻璃纤维,巯基偶联剂改性酸化碳纳米管后接枝八(氨基苯基三氧硅烷)得到改性碳纳米管,通过引入巯基,与基体粘结性好,明显改善碳纤维与树脂基体之间的界面性能,另外通过巯基偶联剂改性玻璃纤维和巯基偶联剂改性酸化碳纳米管分别接枝含有多个氨基的八(氨基苯基三氧硅烷),不仅进一步形成交联网络状结构,且进一步提高玻璃纤维和碳纳米管的分散性,防止玻璃纤维和碳纳米管的聚集。
在一种实施方式中,所述分散剂包括聚酯醚酞菁、聚羧酸钠盐、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、苯乙烯-顺丁烯酸酐共聚物中的一种或多种;优选地,所述分散剂为羟丙基甲基纤维素。
在一种实施方式中,所述偶联剂包括钛酸酯类偶联剂、硅烷型偶联剂中一种或多种。
在一种实施方式中,所述钛酸酯类偶联剂包括异丙氧三(异硬酸脂酰基)钛酸酯、异丙氧基三(焦磷酸二辛酯)钛酸正酯、二羧酸基二乙撑酞酸酯、乙撑钛酸酯、四异丙基二(亚磷酸二辛酯)石酞酸酯中的一种或多种;所述硅烷型偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷、二(三甲氧基甲氧基烷基丙基)胺,脲基丙基三乙氧基硅烷、脲基丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中一种或多种;
优选地,所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯。
在一种实施方式中,所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为10-50nm;优选地,所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm。
本发明另一方面提供一种用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法,包括以下步骤:
按重量份将二茂铁基纳米多孔高分子材料、热塑性树脂、导电金属粉末、无机填料、分散剂、偶联剂进行混合均匀,于150-300℃混炼挤出造粒,经热压、双模成型或激光镭射成型。
用于三维模塑互连器件塑料组合物通过镭射雕刻把线路给规划出来,之后通过化学镀铜、镀镍、镀银或镀金代替部分线路板。
本发明上述塑料组合物可充分利用和发挥二茂铁基纳米多孔高分子材料特殊电/磁性能,制造相应的三维模型互连器件(3D-MID)。通过组分二茂铁基纳米多孔高分子材料、无机填料二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管、导电金属粉末、分散剂及偶联剂协同作用,有利于经化学镀使金属沉积,形成电路布线,从而获得结合牢固的精细三维模塑互联器件或立体电路。解决在细线路的溢镀问题和80%湿度和80℃的高温高湿度的条件下,96h性能测试后镀层仍具有优异的结合力。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
另外,如果没有其它说明,所用原料都是市售的,购于国药化学试剂。
实施例1
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm。
所述化学镀铜液的制备方法,包括以下步骤:
按重量份向反应器中加入水溶性铜盐、络合剂、缓冲剂、去离子水,搅拌均匀,然后将还原剂、稳定剂、表面活性剂、整平剂、添加剂搅拌均匀,再用硫酸将pH值调整到11-13,得到化学镀铜液。
所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法,包括以下步骤:
按重量份将二茂铁基纳米多孔高分子材料、热塑性树脂、导电金属粉末、无机填料、分散剂、偶联剂进行混合均匀,于280-300℃混炼挤出造粒,经热压、激光镭射成型。
实施例2
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例3
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例4
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例5
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例6
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:1:1;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例7
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:3:2;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例8
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为10-20nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
实施例9
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为50-100nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
对比例1
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1。
对比例2
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1;区别在于玻璃纤维取代改性玻璃纤维。
对比例3
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1;区别在于碳纳米管取代改性碳纳米管。
对比例4
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1,区别在于无二茂铁基纳米多孔高分子材料。
对比例5
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为巯基壳聚糖;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、玻璃纤维、碳纳米管,所述二氧化钛与所述玻璃纤维、所述碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1,区别在于无二茂铁基纳米多孔高分子材料,玻璃纤维取代改性玻璃纤维,碳纳米管取代改性碳纳米管。
对比例6
按重量份计算,所述化学镀铜液包括去离子水1000份,水溶性铜盐30份,还原剂18份,络合剂15份,整平剂12份,缓冲剂6份,稳定剂5份,表面活性剂0.16份,添加剂1份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜;所述添加剂为硫酸亚锡;所述整平剂为咪唑/环氧氯丙烷共聚物、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠,所述整平剂中所述咪唑/环氧氯丙烷共聚物与所述N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠的重量比为1:1;所述还原剂为次磷酸钠;所述络合剂为乙二胺四乙酸;所述缓冲剂为柠檬酸氢钠;所述稳定剂为1,4-亚苯基双(硫脲);所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠;
按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述热塑性树脂为聚酰胺;所述导电金属粉末为Ag、Cu、Au,所述Ag与所述Cu、所述Au的重量比为1:3.6:0.4;所述无机填料为二氧化钛、改性玻璃纤维、改性碳纳米管,所述二氧化钛与所述改性玻璃纤维、所述改性碳纳米管的重量比为1:2.4:1.5;所述分散剂为羟丙基甲基纤维素;所述偶联剂为二羧酸基二乙撑酞酸酯;所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的粒径为20-30nm。
所述化学镀铜液的制备方法、所述用于三维模塑互连器件塑料组合物的制备方法同实施例1,区别在于,所述化学镀铜液中所述络合剂为乙二胺四乙酸。
性能测试:
1、样品化学镀层脱落率测试
采用百格法测试根据本发明的化学镀材料的化学镀层的脱落率。具体步骤如下:在25℃,相对湿度50%的条件下,使用刀锋角度为20°的刀片在测试样品表面划10×10个1毫米×1毫米的小网格,每一条划线深及化学镀层的底层;用毛刷将测试区域的碎片刷除;用3M600号胶带粘住所述网格,用手抓住胶带一端,在垂直方向以60°角度迅速撕下胶带,在同一位置上进行2次,每10片为一组。按照化学镀层脱落率=∑(2次测试后塑料基材上化学镀层脱落的总面积/化学镀层总面积)/10×100%;
2、样品化学镀层与所述塑料基材之间的结合力测试
采用兰州中科凯华科技开发有限公司的WS-2005涂层附着力划痕试验机,以10N/分钟的加载速度,精度为0.1N,从0.01-100N自动连续加载的条件下,使用锥角为120°且尖端半径R=0.2毫米的金刚石作为压头,在得到的样品的化学镀层上以2毫米/分钟的速度进行往复划痕进行测定,测试条件为:80%湿度,80℃条件下96h后进行结合力测试。
表1性能测试结果
从上述结果可以看出,本发明提供化学镀铜液、用于三维模塑互连器件塑料组合物,塑料基材的三维模塑结构件表面快速直接地制备,满足不同活性的预镀铜、高速化学镀铜,解决在细线路的溢镀问题和80%湿度和80℃的高温高湿度的条件下,96h性能测试后镀层仍具有优异的结合力;且化学镀铜层厚度在高厚度时具有较高的平整性
前述的实例仅是说明性的,用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围,这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.化学镀铜液,其特征在于,所述化学镀铜液包括水溶性铜盐、还原剂、络合剂、整平剂、缓冲剂、稳定剂、表面活性剂、去离子水;其中,按重量份计算,去离子水1000份,水溶性铜盐20-35份,还原剂15-32份,络合剂10-20份,整平剂5-15份,缓冲剂2-12份,稳定剂1-15份,表面活性剂0.01-0.2份;所述水溶性铜盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、甲基磺酸铜、硫酸铜、乙酸铜、硝酸铜、氟硼酸铜、氨基磺酸铜、葡糖酸铜中一种或多种。
2.根据权利要求1所述化学镀铜液,其特征在于,所述化学镀铜液还包括1-3份添加剂,所述添加剂为钴、镍、铊、钛、铋、铈、镧、钇、钕、钨、锡、锑、铟的盐类中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述化学镀铜液,其特征在于,所述添加剂为硝酸铈、硫酸铈、氯化镧、硝酸镧、硝酸钇、硫酸亚锡、硫酸铋、硫酸镍、硫酸锑、硝酸铋、硝酸锑、硝酸铟、硝酸镍、乙酸镍、碳酸镍、氟硼酸亚锡、甲磺酸亚锡、甲磺酸铋、甲磺酸镍、甲磺酸铟、乙磺酸亚锡、2-羟基丙磺酸铋中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述化学镀铜液,其特征在于,所述整平剂包括咪唑/环氧氯丙烷共聚物、聚二硫二丙烷硫酸钠、N,N-二甲基二硫代甲酰胺丙烷磺酸钠、4-巯基吡啶、2-巯基噻唑啉、乙烯硫脲、硫脲、1-(2-羟乙基)-2-咪唑二啉硫、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、三丙基胺、乙二胺、N,N,N,N′-四甲基乙二胺、丙二胺、环戊基胺、环戊基甲基胺、环己基胺、环己基甲基胺、环己基双(甲基胺)、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺、苯甲基胺、二苯甲基胺中一种或多种。
5.根据权利要求1所述化学镀铜液,其特征在于,所述还原剂包括次磷酸钠、次亚磷酸钠、次磷酸钾、甲醛、甲醛亚硫酸氢钠、硼氢化钠、硫脲、对苯二酚、抗坏血酸、肼、二甲基胺硼烷中的一种;所述络合剂包括丁二酸、丁二酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、乳酸、苹果酸、甘氨酸、巯基壳聚糖、乙二胺四乙酸四钠盐、乙二胺四乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸、四羟丙基乙二胺、三乙醇胺中一种或多种;所述缓冲剂包括冰醋酸、醋酸钠、丁二酸钠、柠檬酸氢钠、氢氧化钠中一种或多种;所述稳定剂包括硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫脲、黄原酸酯、2,4-二硫代缩二脲、氨基脲、硫代氨基脲、1,4-亚苯基双(硫脲)中一种或多种;所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐。
6.根据权利要求1-5所述化学镀铜液,其特征在于,所述化学镀铜液用于三维模塑互连器件塑料组合物上进行化学镀铜。
7.根据权利要求6所述化学镀铜液,其特征在于,按重量份计算,所述用于三维模塑互连器件塑料组合物制备原料包括:
其中,所述二茂铁基纳米多孔高分子材料的制备原料包括1,1′-二茂铁二羧酸酰氯、5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉。
8.根据权利要求7所述化学镀铜液,其特征在于,所述热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二乙酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
9.根据权利要求7所述化学镀铜液,其特征在于,所述导电金属粉末包括Ag,Cu,Au,Pd,Pt,Sn,Al,Ni及Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni的合金中一种或多种。
10.根据权利要求7所述化学镀铜液,其特征在于,所述无机填料包括高岭土、石灰石、滑石、云母、碳酸钙、硫酸钙、二氧化钛、二氧化硅、改性玻璃纤维、改性碳纳米管、彭润土、以及白云石、重晶石中一种或多种;所述改性玻璃纤维为巯基偶联剂改性玻璃纤维后接枝八(氨基苯基三氧硅烷),改性碳纳米管为巯基偶联剂改性酸化碳纳米管后接枝八(氨基苯基三氧硅烷);所述巯基偶联剂为季戊四醇四巯基乙酸酯。
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Denomination of invention: Chemical copper plating solution Effective date of registration: 20231123 Granted publication date: 20200207 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: WINSTAR CHEMICALS (SHANGHAI) Co.,Ltd. Registration number: Y2023980066990 |