CN112088049A - 碳基直接镀覆工艺 - Google Patents
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Abstract
公开了一种制备非导电基底以允许在其上进行金属镀覆的方法。该方法包括以下步骤：a)使非导电基底与包含整孔剂的整孔物质接触；b)将碳基分散体施加到该经整孔的基底，其中该碳基分散体包含分散在液体溶液中的碳或石墨颗粒；以及c)蚀刻该非导电基底。在液体碳基分散体在该非导电基底上进行干燥之前执行该蚀刻步骤。
Description
技术领域
本发明整体涉及用于印刷电路板制造的碳基直接镀覆工艺。
背景技术
印刷线路板(也称为印刷电路板或PWB)通常为包括两个或更多个铜箔板的层合材料，该铜箔板通过非导电材料层彼此分离。虽然铜被通常用作印刷线路板中的电镀金属，但其也可电镀其他金属，诸如镍、金、钯、银等。非导电层优选地包含有机材料(诸如经玻璃纤维浸渍的环氧树脂)，但也可包含热固性树脂、热塑性树脂、以及它们的混合物，单独地或以其与增强材料诸如玻璃纤维和填料的组合。
在众多印刷线路板设计中，电通路或图案需要在图案中的某些点处在分开的铜板之间进行连接。这通常通过以下方式实现：在所需位置处贯通铜板与非导电层的层合物钻孔并将单独的金属板连接起来。随后，准备印刷线路板的通孔壁以用于电镀。这些经镀覆的通孔壁是实现印刷线路板每侧上的两个金属电路图案之间和/或多层板的内层电路图案之间的连接所必需的。
虽然电镀是在表面上沉积铜和其他导电金属的理想方法，但其并不能用于涂布非导电表面，诸如未处理的通孔。因此，有必要用导电材料处理通孔以使其可适于电镀。
一种用于使通孔孔道导电的工艺涉及用导电膜对其进行物理涂布。经涂布的通孔足够导电以进行电镀，但通常并不足够导电并足够坚固以在通孔任一端处的电路层之间形成永久性电连接。之后，对经涂布的通孔进行电镀以提供永久性连接。电镀将通孔孔道的电阻降低至可忽略不计的水平，这不会消耗可观的功率量或改变电路特性。
制备用于电镀的通孔壁的一种方法是利用液碳分散体的碳基工艺。该工艺的典型步骤如下：
1)对通孔的表面进行钻孔和去毛刺。就多层印刷电路板而言，也可对板进行去钻污或回蚀操作以清洁通孔的内部铜对接表面；
2)优选地对该印刷线路板进行预清洁处理，以使该印刷线路板准备好在其上接收液态炭黑分散体；
3)在施用清洁剂之后，在水中冲洗该PWB以去除板中过量清洁剂，并且之后将该板与整孔物质溶液接触。该整孔物质溶液确保基本上所有的孔壁表面已准备好以接受随后施加的碳基分散体的连续层；
4)将该液体碳基分散体施加到经整孔的PWB上或与经整孔的PWB接触。该液碳分散体包含三种关键成分，即炭黑、一种或多种能够分散碳的表面活性剂、和液体分散介质(诸如水)。将分散体施加到PCB的优选方法包括浸渍、喷涂或其他在印刷电路板行业中通常用于施加化学品的方法。单个工作浴通常足以用于施加碳分散体；然而，为了返工或其他目的，可使用多于一个的浴；以及
5)使碳覆盖的印刷线路板经受以下步骤，其中去除所施加的分散体中基本上所有(即，按重量计大于约95％)的水，并将含碳的干燥沉积物留在孔中和非导电层的其它暴露表面上。该干燥步骤可通过多种方法完成，包括例如室温挥发、将PWB处于高温加热一段时间、气刀或本领域技术人员通常已知的其他类似方法。为了确保对孔壁的完全覆盖，可重复将板浸入液碳分散体中然后进行干燥的过程。
此后，以高喷涂压力和高总蚀刻量对基底的金属部分进行强力蚀刻，以从基底的金属部分充分去除干燥的碳涂层。
微蚀刻过程一次执行两个非常期望的任务：(1)微蚀刻步骤去除粘附到多层PWB中的外部铜板或铜箔和粘附到内部铜板或铜箔的暴露表面的基本上所有过量的炭黑或石墨材料；以及(2)微蚀刻步骤化学地清洁和略微微蚀刻铜的外表面，从而使它们成为用于干膜应用或铜的电解沉积的良好基底，之后进行对PWB的机械洗擦。
该微蚀刻步骤起作用的机制不是直接攻击沉积在铜箔上的炭黑材料或石墨材料，而是仅攻击为涂层提供粘附性的铜正下方的前几个原子层。然后将完全涂布的板浸入微蚀刻溶液中以从铜表面“剥落”微薄片形式的炭黑或石墨。随后，可通过泵过滤或通过PWB行业中常用的堰式过滤装置从微蚀刻浴中去除这些微薄片。
优选通过将PWB浸没在由聚丙烯或聚氯乙烯(PVC)构造的浴中来进行液体炭黑分散或石墨分散、微蚀刻处理和间歇式水洗，并且通过再循环泵或在空气中泵送或通过传送溢流(conveyorized flood)机或喷涂机来保持搅拌。将经炭黑或石墨涂布的PWB浸入到微蚀刻溶液中或以其他方式与微蚀刻溶液接触，以从铜表面“剥落”该炭黑或石墨，然后通过过滤或其他类似方法将炭黑或石墨从微蚀刻浴中去除。
该工艺的步骤在例如美国专利4,619,741号中进行了更详细的描述，该专利的主题以引用方式全文并入本文。对该工艺的各种修改和改进在美国专利4,622,107、4,622,108、4,631,117、4,684,560、4,718,993、4,724,005、4,874,477、4,897,164、4,964,959、4,994,153、5,015,339、5,106,537、5,110,355、5,139,642、5,143,592、和7,128,820中示出，这些专利中的每一个专利的主题均以引用方式全文并入本文。
授予Piano等人的美国专利4,897,164描述了一种工艺，其中在干燥步骤之后，在微蚀刻之前，将通孔中干燥的炭黑沉积物与碱金属硼酸盐的水溶液接触，以从通孔的区域去除松散的或易于去除的炭黑颗粒。
授予Piano等人的美国专利4,964,959描述了将导电聚合物或其组合添加到碳黑分散体中。
授予Piano等人的美国专利4,994,153描述了处理工具孔或狭槽的工艺，该模具孔或狭槽已涂布有非导电材料中的炭黑分散体，该方法包括用水溶液去除该炭黑，该水溶液包含：(a)链烷醇胺；(b)阴离子表面活性剂，其为马来酸和/或富马酸与聚(氧化)醇的中和加成产物；(c)非离子表面活性剂，其为脂族单磷酸酯和/或二磷酸酯；和(d)碱金属或碱土金属氢氧化物。
授予Pendleton的美国专利5,015,339描述了电镀预处理，其中首先使非导电材料与碱性高锰酸盐溶液接触，然后与中和剂/整孔物质溶液接触，并且再后与炭黑分散体接触。
这些参考文献中所描述的所有工艺均包括以下步骤：使碳覆盖的印刷线路板在微蚀刻步骤前经受以下步骤，其中将所施加的分散体中基本上所有(即，按重量计大于约95％)的水去除，并将含碳的干燥沉积物留在孔中和非导电层的其它暴露表面上。
在该基本工艺的变型中，碳涂布的线路板可在干燥之前经受固定步骤，以便从印刷线路板的表面去除过量的碳分散体并使碳分散体更可处理，如在例如Retallick等人的美国专利公布2010/0034965中所述，其主题以引用方式全文并入本文。可通过化学固定方法或通过机械固定方法来实现固定。
在化学固定中，将固定溶液施用到已被碳分散体润湿的表面上，并且该固定溶液去除过量的碳组合物沉积物，从而通过消除团块使凹陷表面上的碳涂层平滑化，并且使涂层更均匀。在物理固定中，使已被碳分散体润湿的基底的凹陷或其它表面经受机械力以在碳涂层干燥之前去除该碳涂层的过量沉积物。例如，流体射流可用于与已涂布有碳分散体的表面接触。射流吹除任何过量的碳沉积物积聚并通过消除团块以及使涂层更均匀从而使凹陷表面上的碳涂层变得平滑。另一种固定方法涉及使用气刀形式的喷气流。
一旦碳涂布的印刷线路板已被微蚀刻，就可利用合适的导电金属对印刷线路板进行电镀。
在很多情况下，微蚀刻会引起问题，尤其是在对铜电介质界面区域进行电镀时。具体地讲，对铜进行频繁的蚀刻还会将碳涂层从与铜直接相邻的电介质区域剥离，从而在后续电镀步骤中形成对电气连续性的绝缘屏障物。之后，该屏障物可导致不良的镀覆和缺陷(诸如空隙、汇流线和镀覆折痕(plating fold))。为了避免此类缺陷，需要更低强度的微蚀刻步骤。
为了从铜表面充分去除炭黑或石墨，必须采用大泵、高压、大蚀刻腔和/或强力蚀刻化学物质来产生可接受的结果。此外，还需要经常清洁设备以减少金属镀覆步骤中已从铜表面剥落的炭黑或石墨的镀瘤(nodulation)。
因此，期望提供一种直接镀覆工艺，该工艺提供减少的镀瘤并且还不需要额外的处理步骤或条件来产生良好的结果。
发明内容
本发明的目的是提供用于制备PWB以接受其上的电镀的改进的直接镀覆工艺。
本发明的另一个目的是提供一种改进的提供减少的镀瘤的直接镀覆工艺。
本发明的又一个目的是提供改善电镀条件的直接镀覆工艺。
为此，在一个实施方案中，本发明整体涉及一种制备非导电基底以允许在其上进行金属镀覆的方法，该方法包括以下步骤：
a)用整孔剂对非导电基底进行整孔；
b)将液体碳基分散体施加到经整孔的非导电基底上以在经整孔的非导电基底上形成碳涂层，其中碳基分散体包括分散在液体溶液中的碳或石墨颗粒；以及
c)蚀刻基底，
其中在液体碳基分散体在非导电基底上进行干燥之前执行蚀刻步骤。
具体实施方式
本发明整体涉及用于印刷电路板或印刷线路板制造的碳基直接镀覆工艺。
如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则“一个”、“一种”和“该”均指单数和复数指代。
如本文所用，术语“约”是指可测量的值，诸如参数、量、持续时间等，并且旨在包括相对于具体所述值的+/-15％或更小的变化、优选地+/-10％或更小的变化、更优选地+/-5％或更少的变化、甚至更优选地+/-1％或更少的变化，还更优选为+/-0.1％或更少的变化，只要此类变化适合于在本文所述的发明中执行。此外，还应当理解，修饰语“约”所指的值本身在本文中具体公开。
如本文所用，为了便于描述，使用诸如“在...下方”、“在...下方”、“下部”、“之上”、“上部”、“前”、“后”等空间相对术语来一个元素或特征结构与另一个或多个元素或特征结构的关系。还应当理解，术语“前”和“后”并非旨在进行限制，并且旨在在适当的情况下可互换。
如本文所用，术语“包括(comprises和/或comprising)”指定所述的特征结构、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征结构、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
在一个实施方案中，本发明整体涉及一种制备非导电基底以允许在其上进行金属镀覆的方法，该方法包括以下步骤：
a)用整孔剂对非导电基底进行整孔；
b)将液体碳基分散体施加到经整孔的非导电基底上以在经整孔的非导电基底上形成碳涂层，其中碳基分散体包括分散在液体溶液中的碳或石墨颗粒；以及
c)蚀刻基底，
其中在液体碳基分散体在非导电基底上进行干燥之前执行蚀刻步骤。
在一个实施方案中，该非导电基底为印刷线路板基底。
一旦执行蚀刻步骤后，可以对非导电基底和碳分散体进行干燥以在PWB基底上形成导电涂层，并且可以用电沉积金属对PWB基底进行电镀。
令人惊讶的是，已发现如果蚀刻步骤在碳基涂层在基底上干燥之前执行，则可获得改善的结果。此前，如上所述，据信有必要先干燥表面上的碳基涂层，然后再使基底与蚀刻溶液接触。因此，先前已理解，在蚀刻基底之前，有必要干燥表面上的碳基分散体，以允许碳颗粒充分粘附到基底的非导电部分，从而有利于将金属电镀到基底的非导电部分上。
相比之下，在本发明中，蚀刻步骤在干燥步骤之前执行，并且不首先使碳悬浮液在表面上干燥。换句话讲，直到蚀刻步骤已经完成之后才执行干燥步骤。
本文所述工艺的益处包括以下这些：
1)如果在干燥碳涂层之前执行蚀刻步骤，则蚀刻基底的金属部分要容易得多。虽然干燥的碳涂层充当着下方金属对蚀刻的屏障，但湿碳涂层并不显著地充当对蚀刻的屏障；
2)如果在碳涂层干燥之前蚀刻基底，则与在碳涂层干燥之后相比，获得干净的基底金属部分所需的总蚀刻量和喷涂压力大大降低；以及
3)由于在室或槽包含碳悬浮液/胶体之后，碳颗粒被立即从该室或槽中的基底的金属部分蚀刻掉，因此大大改善了用于施加碳涂层的工艺和设备的清洁度。通常，这意味着基底的外表面完全不含碳，使得在碳悬浮溶液之后通常使用的辊和干燥机保持至少基本上不含碳颗粒。
先前，在蚀刻之前对干燥的碳涂层进行干燥，并且干燥室和设备更换器(equipment changer)的辊被碳颗粒污染。相比之下，在本发明中，设备的干燥机和辊保持清洁并不含碳颗粒。
总体而言，本文所述工艺的益处还减少了在金属镀覆步骤中所产生的镀瘤的量。先前，由于在蚀刻步骤中难以去除颗粒以及由于来自保留在设备上的可再沉积到基底表面上的干燥碳的碳污染，现有技术工艺允许更多的碳颗粒保留在基底的金属部分上。
在本发明中，由于在干燥涂层之前将涂布基底的湿碳悬浮液从基底的金属部分蚀刻掉，从而更完全地将碳从基底的金属部分去除，因此在金属镀覆步骤中存在的镀瘤大大减少。因此，设备将干燥的碳颗粒再沉积回表面上的机会较少。这导致金属镀覆步骤中的结块形成大大减少。
在本文所述的工艺中，可以使PWB经受预清洁步骤，其中制备PWB以便使该PWB处于用于接收液体碳基分散体的条件下。
接下来，使PWB经受整孔步骤，其中使基底与整孔物质接触。在一个实施方案中，通过将PWB浸入整孔物质中来使PWB与整孔物质接触。
整孔物质包含具有高分子量的整孔剂。在一个实施方案中，整孔剂的分子量大于约100,000g/mol，更优选大于约500,000g/mol，并且甚至更优选大于约1,000,000g/mol。整孔剂的大分子量导致整孔物质呈凝胶的形式，这允许碳颗粒甚至在涂层干燥之前更紧密地附着到通孔壁并可经受喷雾蚀刻步骤。
PWB基底与整孔物质接触至少20秒。在一个实施方案中，PWB基底可与整孔物质接触的时间为约20秒与约5分钟之间。此外，整孔物质的pH并不是关键性的，并且通常任何pH都是合适的。在一个实施方案中，整孔物质一般为碱性，并且约9的pH是合适的。然而，介于1与14之间、更优选地介于7与14之间、更优选地介于约8与约10之间的其它pH值也可用于本发明的实践中。
整孔物质的温度也不是关键性的，并且可高于约室温或介于室温与约150°F之间，更优选介于约80°F与约130°F之间，更优选介于约85°F与约110°F、或约95°F之间。
此后，使PWB与碳基分散体接触。
在一个实施方案中，碳沉积工艺涉及将液碳分散体施加到经清洁和整孔的PWB。液碳分散体包含三种主要成分，即碳、一种或多种能够分散碳的表面活性剂、和液体分散介质(诸如水)。将分散体施加到PCB的优选方法包括浸渍、喷涂或其他在印刷电路板行业中使用的施加化学品的方法。单个工作浴足以施用该炭黑分散体。然而，为了返工或其他目的，可使用多于一个浴。
在制备液碳分散体时，将三种主要成分和任何其它优选的成分混合在一起以形成稳定的分散体。这可通过使浓缩形式的分散体经受球磨、胶体研磨、高剪切研磨、超声技术或其它类似方法以彻底混合成分来实现。之后，可用更多的水将该分散体稀释至工作浴所需的浓度。
一种优选的混合方法是在容器(在该容器中具有玻璃矿物或塑料小珠)中将浓缩形式的分散体球磨至少约1小时，并且混合可持续至多约24小时。这种充分混合允许碳颗粒被表面活性剂紧密地涂布或润湿。然后将混合的浓缩物与水或另一种液体分散介质混合至所需的浓度。在一个优选的实施方案中，在稀释和施用两个步骤期间保持搅拌工作浴，以保持分散体的稳定性。
此外，碳分散体还必须表现出期望的特性，包括允许碳颗粒凝聚到经整孔的壁表面上并形成凝胶状碳/整孔物质涂层的粘结剂材料。
在一个实施方案中，碳颗粒在分散体中的粒径平均不超过约3微米。希望得到尽可能小的碳的平均粒径，以获得所期望的电镀特性，包括基本上均匀的镀覆并无镀覆分离(plating pullaway)。当在分散体中时，碳颗粒的平均粒径优选介于约0.05微米至约3.0微米之间，更优选介于约0.08微米与约1.0微米之间。如本文所用，术语“平均粒径”是指颗粒的平均直径(按数量计的平均值)。分散体中的平均直径可通过使用NiComp Model 370亚微米粒径检测仪(3.0版)或HIAC PA-720自动粒径分析仪(均购自HIAC/ROYCO InstrumentDivision of Pacific Scientific of Menlo Park，CA)来测定。将碳颗粒的粒度分布保持为相对窄的分布也是重要的。
可使用多种类型的碳，包括(例如)常用炭黑、炉黑和合适的小颗粒石墨。然而，优选使用最初为酸性或中性的炭黑，即当用水浆化时具有介于约1与约7.5之间，更优选介于约2与约4之间的pH的炭黑。优选的炭黑颗粒也是非常多孔的，并且通常具有如通过BET法(Brunauer-Emmert-Teller法)所测量的约45平方米/克至约1100平方米/克，并且优选地为约300平方米/克至约600平方米/克的表面积。
适用于本发明的一些可商购获得的炭黑的示例包括Cabot XC-72R Conductive、Cabot Monarch 800、Cabot Monarch 1300(均购自Cabot Corporation of Boston，Massachusetts)。其他合适的炭黑包括Columbian T-10189、Columbian Conductiex975Conductive、Columbian CC-40、220和Columbian Raven 3500(均购自ColumbianCarbon Company ofNew York，New York)。合适的石墨包括Showa-Denko UFG(购自Showa-Denko K.K.，13-9Shiba Daimon 1-Chrome，Minato-Ku，Tokyo，105Japan)、NipponGraphite AUP(购自Nippon Graphite Industries，Ishiyama，Japan)和Asbury Micro 850(购自Asbury Graphite Mills of Asbury，New Jersey)。
除了水和碳以外，可在分散体中使用能够将碳分散于液体分散介质中的表面活性剂。将一种或多种表面活性剂添加到分散体中以增强碳的润湿能力和稳定性并且允许碳最大程度地渗透到PCB的非导电层的孔和纤维内。合适的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂(或它们的组合，诸如两性表面活性剂)。该表面活性剂应是可溶的、稳定的并且优选在液碳分散体中不起泡。一般来讲，对于极性连续相(如在水中)，表面活性剂应优选具有高HLB值(8-18)。
表面活性剂的优选类型将主要取决于分散体的pH。在一个优选的实施方案中，总分散体为碱性(即，具有在碱性范围内的总pH)。在这种情况下，优选使用阴离子或非离子表面活性剂。
可接受的阴离子表面活性剂的示例包括萘磺酸的钠盐或钾盐，诸如DARVAN No.1(可从Eastern Color and Chemical商购获得)、PETRO AA和PETRO ULE(可从PetroChemical Co.，Inc.商购获得)和AEROSOL OT(可从American Cyanamid商购获得)。优选的阴离子表面活性剂包括经中和的磷酸酯型表面活性剂，如MAPHOS 55、56、8135、60A和L6(可从BASF Chemical Co.商购获得)。合适的非离子表面活性剂的示例包括乙氧基化壬基酚诸如POLY-TERGENT B系列(可从Olin Corporation商购获得)或烷氧基化直链醇诸如POLY-TERGENT SL系列(也可从Olin Corporation商购获得)。
有利的是，碳以小于分散体的约15重量％、优选小于约5重量％、最优选小于2重量％的量存在于分散体中，特别是当碳的形式为炭黑时。已发现，使用较高浓度的炭黑会提供不期望的镀覆特性。就同一点而言，固体含量(即，除液体分散介质之外的所有成分)优选小于分散体的约10重量％，更优选小于约6重量％。
通常将液碳分散体置于容器中，并将印刷电路板浸入液碳分散体中、用液碳分散体喷涂或以其他方式与液碳分散体接触。浸渍浴中的液体分散体的温度在浸渍期间应保持在约60°F与约95°F之间，并且优选在约70°F与约80°F之间。浸渍时间有利地在约15秒至约10分钟，更优选在约30秒至5分钟的范围内。pH对于本发明的实施不是关键性的，但典型的碳分散体和胶体为碱性的。
碳涂层的所期望的厚度为足以允许将铜或其他金属膜在直接镀覆工艺中电镀到印刷电路板上的厚度。该厚度的上限由从铜表面去除碳涂层的能力确定。如果碳不从铜表面脱落，则在电路板中会发生缺陷，包括在电路板的内层中较差的铜-铜接触。这也被称为“互连缺陷”。在一个实施方案中，该厚度可在约0.05微米至约0.25微米的范围内。
然而，如上所述，重要的是厚度足以允许在直接镀覆工艺中进行金属镀覆而没有任何缺陷。
在一个实施方案中，将PWB与压缩空气接触以疏通可能留有分散体阻塞物的任何通孔。
PWB上的炭黑或石墨分散体不仅涂布钻出的通孔的表面(这是期望的)，而且完全涂布金属(即，铜)板或箔表面(这是不期望的)。因此，在后续操作之前，必须将所有炭黑或石墨从铜(或其他金属)板和/或箔表面去除。
使用微蚀刻步骤来实现炭黑或石墨的去除，特别是从铜(或其他金属)表面(尤其包括钻孔的边缘)去除，同时使在玻璃纤维和孔壁的环氧树脂表面上的涂层保持完整。
在微蚀刻步骤和随后的水冲洗之后，PWB可前进到光学成像过程并且随后接受电镀或直接接受整板电镀。在上述微蚀刻步骤之后，可用例如柠檬酸或苯并三唑抗氧化变色溶液或另一种酸性清洁剂溶液或这两者进一步清洁PWB。如此处理的印刷线路板随后准备好进行电镀操作，该电镀操作包括将PWB浸入合适的电镀浴中以将铜(或其他金属)涂层施加在非导电层的通孔壁上。
用于去除过量石墨和/或炭黑的微蚀刻溶液通常基于氧化剂(诸如过氧化氢)或过硫酸盐(诸如过硫酸钠)。例如，基于过硫酸钠的微蚀刻溶液可与足量的硫酸混合以制备包含100克至300克过硫酸钠/每升去离子水和约1重量％至10重量％硫酸的微蚀刻浴。
适用于正在被镀覆的金属的任何蚀刻剂均可用于本发明的实践。例如，对于镀铜，基于过硫酸钠的蚀刻剂、基于过氧化物-硫酸的蚀刻剂、基于氯化铜的蚀刻剂和基于三价铁的蚀刻剂均适用。然而，能够将铜金属氧化为铜离子的任何氧化剂均是足够的并且可用于本文所述的工艺中。
如本文所述，在蚀刻之前不对碳涂层进行干燥。此外，也可以在不首先干燥碳涂层的情况下进行金属镀覆步骤。然而，只有在蚀刻步骤之前不干燥碳涂层才是必要的。因此，在一个优选的实施方案中，在蚀刻步骤之前不对碳涂层进行干燥。在另一个优选的实施方案中，在蚀刻步骤或镀覆步骤之前不对碳涂层进行干燥。
在蚀刻步骤(或蚀刻和镀覆步骤)之后，将印刷电路板干燥一段时间以去除水。在一个实施方案中，将印刷电路板在高温下干燥约20秒至约90秒，更优选约30秒至约60秒的时间。该高温可介于约125°F与约200°F之间，更优选介于约150°F与175°F之间。
镀覆金属通常为铜。然而，本发明不限于镀铜，并且镀覆金属可以是能够被还原到碳膜上的任何金属，包括例如镍、铑、铂、钻、金、锡、铅和任何前述金属的合金。其它金属也是本领域技术人员已知的，并且可使用本文所述的工艺镀覆。
现在将结合以下非限制性示例来讨论本发明。
实施例1.
对含通孔的电路板进行如下加工：
1)在95°F将电路板浸入到由10体积％的组分A和10体积％的组分B组成的整孔物质(Shadow Cleaner Conditioner V，购自MacDermid Enthone Inc.，Waterbury，CT)整孔浴中30秒。组分A包含整孔剂，而组分B包含表面活性剂和缓冲剂。
2)用自来水冲洗电路板30秒。
3)将电路板浸入40体积％的Shadow黑影剂5(Conductive Colloid 5)(购自MacDermid Enthone Inc.，Waterbury，CT)中。该浴包含40g/L石墨胶体。
4)使用80g/L过硫酸钠蚀刻剂，在20psi下对该电路板进行喷涂蚀刻。
5)使用自来水在20psi下对板进行喷洗。
6)使用含80g/L五水合硫酸铜、200g/L硫酸、60ppm氯离子和1％PC606添加剂(购自MacDermid Enthone Inc，Waterbury，CT)的浴，以20A/ft2用铜直接电镀该板一小时。
在检查镀铜印刷电路板时，在镀敷的铜沉积物中不存在插针孔。
实施例2.
对含通孔的印刷电路板进行如下加工：
1)在95°F将电路板浸入到以10体积％组分组成的整孔物质(Shadow CleanerConditioner V，购自MacDermid Enthone Inc.，Waterbury，CT)整孔浴中30秒。
2)用自来水冲洗印刷电路板30秒。
3)将印刷电路板浸入40体积％的Shadow黑影剂5(购自MacDermid Enthone Inc.，Waterbury，CT)中。该浴包含40g/L石墨胶体。
4)使用80g/L过硫酸钠蚀刻剂，在20psi下对该印刷电路板进行喷涂蚀刻。
5)使用自来水在20psi下对印刷电路板进行喷洗。
6)在150°F下用强制风干燥印刷电路板30秒以干燥涂层。
7)将印刷电路板储存一周。
8)使用含80g/L五水合硫酸铜、200g/L硫酸、60ppm氯离子和1％PC606添加剂(购自康涅狄格州，沃特伯里的MacDermid Enthone Inc.)的浴，以20A/ft2用铜电镀印刷电路板一小时。
在检查镀铜印刷电路板时，在镀敷的铜沉积物中不存在插针孔。
实施例1和2表明，本文所述的方法可直接用于直接镀覆或在储存一段时间后用于直接镀覆，并且仍可产生如下所期望的结果：在镀覆铜沉积物中未展现出插针孔或其它缺陷的印刷电路板。
比较例1：
对含通孔的两个电路板试样块进行如下加工：
1)将电路板试样块浸入整孔浴中，该整孔浴通过将1g/L的Cyastat Sp聚合物(具有小于10,000g/mol的分子量的相对低分子量聚合物，购自Cytec Solvay Group，Bruxelles，Belgium)与1g/L单乙醇胺(用于pH调节)进行混合来制备。
2)将电路板试样块在去离子水中冲洗。
3)将电路板试样块浸入用4重量％石墨颗粒和4重量％低分子量分散体表面活性剂(Zetasperse 3800，购自Air Products and Chemicals，Inc.，Allentown，PA)制备的石墨分散体中。
4)将印刷电路板试样块分开：一个在步骤3)之后干燥，并且一个在80g/L过硫酸钠蚀刻浴中在10psi下进行喷涂蚀刻。
5)在标准酸性铜电镀浴(MacDermid PC 606，购自MacDermid Enthone Inc，Waterbury，CT)中电镀试样块。
当通孔中的石墨分散体浸镀了铜之后立即干燥试样块。然而，由于石墨分散体被喷涂蚀刻从电路板的通孔壁表面上洗掉，经喷涂蚀刻的试样块在通孔中未镀覆上任何显著的铜。
最后，还应当理解，以下权利要求旨在涵盖本文所述的本发明的所有一般特征和特定的特征以及在语言上可能落入它们之间的本发明的范围的所有陈述。
Claims (18)
1.一种制备非导电基底以允许在其上进行金属镀覆的方法，所述方法包括以下步骤：
a)用整孔剂对所述非导电基底进行整孔；
b)将液体碳基分散体施加到所述经整孔的非导电基底上以在所述经整孔的非导电基底上形成碳涂层，其中所述碳基分散体包括分散在液体溶液中的碳或石墨颗粒；以及
c)蚀刻所述基底，
其中在所述液体碳基分散体在所述非导电基底上进行干燥之前执行所述蚀刻步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，在步骤c)之后还包括干燥所述基底和碳基分散体以在所述基底上形成导电碳涂层的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，在步骤c)之后还包括将导电金属电镀到所述基底上的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述整孔剂包括具有至少100,000g/mol的分子量的整孔物质。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述整孔物质具有至少500,000g/mol的分子量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述整孔物质具有至少1,000,000g/mol的分子量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基底包括印刷电路板或印刷线路板。
8.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述基底浸入所述整孔物质中至少约20秒，使所述基底与所述整孔物质接触。
9.根据权利要求3所述的方法，其中在所述蚀刻步骤之后并且在所述电镀步骤之前干燥所述碳基分散体。
10.根据权利要求3所述的方法，其中在所述蚀刻步骤或所述镀覆步骤之前不干燥所述碳基分散体。
11.根据权利要求3所述的方法，其中在所述蚀刻步骤之后并且在所述电镀步骤之后干燥所述碳基分散体。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳基分散体包含一种或多种能够分散所述碳或石墨颗粒的表面活性剂。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳或石墨颗粒的平均粒径介于约0.05微米与约3.0微米之间。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳或石墨颗粒在所述碳基分散体中的浓度小于约15重量％。
15.根据权利要求1所述的方法，其中介于约125°F与约200°F之间的温度将所述基底干燥约20秒至约90秒。
16.根据权利要求15所述的方法，其中将所述基底干燥约30秒至约60秒。
17.根据权利要求15所述的方法，其中介于约150°F至约175°F之间的温度将所述基底干燥。
18.根据权利要求1所述的方法，其中将所述基底的所述金属部分用蚀刻剂蚀刻，所述蚀刻剂选自由以下项组成的组：基于过硫酸钠的蚀刻剂、基于过氧化物-硫酸的蚀刻剂、基于氯化铜的蚀刻剂和基于三价铁的蚀刻剂。
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