CN112746298A - 一种绝缘基材表面电镀金属的方法 - Google Patents

一种绝缘基材表面电镀金属的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112746298A
CN112746298A CN202011600639.5A CN202011600639A CN112746298A CN 112746298 A CN112746298 A CN 112746298A CN 202011600639 A CN202011600639 A CN 202011600639A CN 112746298 A CN112746298 A CN 112746298A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
coating
electroplating
insulating substrate
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011600639.5A
Other languages
English (en)
Inventor
赖志强
梁先文
赵涛
刘丹
孙蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Electronic Materials
Priority to CN202011600639.5A priority Critical patent/CN112746298A/zh
Publication of CN112746298A publication Critical patent/CN112746298A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54Electroplating of non-metallic surfaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/042Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/044Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2475/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2475/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321Phosphates
    • C08K2003/322Ammonium phosphate
    • C08K2003/323Ammonium polyphosphate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

本发明属于电镀技术领域,公开了一种绝缘基材表面电镀金属的方法。包括如下步骤:S1:将树脂、溶剂、固体填料、固化剂混合配制成涂料;S2:将树脂涂料涂覆于绝缘基材表面,绝缘基材固化后形成带有细微缝隙的涂层;S3:将导电物质涂覆于S2中的树脂涂层上,导电物质可渗入树脂涂层的缝隙结构中,烘干后形成导电膜;S4:将S3中的含有导电膜的绝缘基材置于电镀液中进行直接电镀。本发明使用树脂作为绝缘基材和导电物质形成的导电层的中间层,并且通过在树脂涂层微小缝隙中生长并填满金属可以得到在基材上附着力极佳的电镀金属层,因此可扩展所使用的绝缘基材种类,实现广泛应用。

Description

一种绝缘基材表面电镀金属的方法
技术领域
本发明属于电镀技术领域,具体涉及一种绝缘基材表面电镀金属的方法。
背景技术
随着电子信息技术的快速发展,尤其是集成电路的工业化发展已成为衡量一个国家工业能力的重要参考,而在电子产品的制造过程中,需要使用到大量的绝缘材料,例如用作芯片的硅材料,印制电路板的环氧树脂增强玻璃纤维布和聚酰亚胺材料,这些绝缘基材大多起承载导电图形的作用,因此需要对这些绝缘基材进行金属化处理使其具有优秀的电气性能。目前使绝缘基材金属化的方法主要有两种,一种是采用压合的方式,即通过粘接剂将绝缘基材和金属在高温下压合,由于受到粘接强度和样品尺寸的限制,该方法的使用受到了很大的局限性;第二种方法是采用电沉积,即电镀,相比于直接压合,电镀具有受尺寸影响小,附着力佳及厚度可控等优势而得到广泛应用。但是,在电镀之前,需对绝缘基材表面进行处理使其具有一定的导电性。
化学镀是最为传统的方法,虽然此种工艺较为成熟,但存在着许多难以克服的缺点,比如使用的还原剂通常为有毒的甲醛,对生产人员的生命健康造成威胁,另外镀液工艺复杂,镀液不稳定,增加了管控难度和成本,还有镀液中存在大量的络合剂,这些络合剂对环境污染较为严重,因此也增加了处理难度和处理成本,基于以上,研究人员进行了大量的取代化学镀的工艺研究。物理/化学气相沉积可以有效地避免化学镀所带来的环境问题,并且可以沉积上致密的金属层,是很有潜力取代化学镀的工艺,但是其高昂的设备造价及巨大的能耗问题让许多企业望而却步,另外沉积过程的非选择性也会对靶材造成较大的浪费。例如中国专利《一种半干法处理塑胶直接电镀真空镀膜系统》(公开号CN109402597A)中描述该镀膜设备所使用的辉光电源电压高达2500V,使用的溅射电源功率高达60kW,且不说设备成本,如此之大的能耗也会带来较大的附加成本。导电膜工艺是目前研究较多的用以取代化学镀的直接电镀工艺,通过表面处理将导电物质附着于绝缘基材上并形成一层均匀的薄膜,常见的用于形成导电膜的物质有碳黑、石墨烯以及有机导电高分子聚合物,碳黑与石墨烯由于是非极性物质,具有很强的憎水性,同时由于粒径较小也易于团聚,因此要保证能均匀地分散在水中,则需要加入大量的分散剂,但这样势必会降低导电性以及镀液的稳定性。中国专利《一种基于石墨烯成膜直接电镀线路板的方法》(公开号CN110351956A)和《一种直接电镀导电液及其制备方法》(公开号CN103103950A)中都描述了需要对溶液进行超声处理并且需要加入一定量的分散剂,这些处理不仅增加了工序同时存在电镀效率低的缺陷。有机导电聚合物作为导电膜的一般工艺是首先采用无机氧化物对绝缘基材进行处理,使之带上电荷,通过电荷吸附导电高分子使其成膜,此工艺一般都要求绝缘基材的一端有金属层(铜箔),并且电镀的过程中必须要保证铜箔与镀液接触,使金属由铜箔处开始生长,如若不然,无论施加多大的电压都无法沉积金属,另外,由于有机导电聚合物的电阻都较大,会使金属的上镀速率较慢,极大地限制生产效率。例如中国专利《绝缘基材表面电镀金属的方法》(公开号CN108977862A)和《一种在绝缘基材上直接电镀的方法》(公开号CN107723764A)都采用了金属离子活化有机导电聚合物膜实现在绝缘基材上直接电镀的方法,其主要是缺陷是工序较为繁琐,需要调整、中和和活化等步骤,上铜速率较低并且都需要使用铜箔进行诱导沉积。
另外,随着5G技术的实际应用,由于高频电磁波所携带的信号损失而带来的信号完整性问题也愈发严重,因此要求所使用低介电常数的绝缘基材,例如聚四氟乙烯(PTFE),陶瓷基板等,但是这些材料具有极低的表面能,在其表面形成稳定、附着力佳和导电性好的导电层仍然是具有挑战性的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对背景技术存在的缺陷以及目前技术存在的挑战,尤其是对于低介电常数的绝缘基材金属化,本发明提供了一种全新的在树脂涂层上涂覆导电物质的方法,用于在绝缘基材表面形成导电膜,并且所形成的导电膜在绝缘基材上分布均匀,导电性佳,由于树脂的存在,导电膜在多数绝缘基材上都有着极佳的结合力。
为实现上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种用于绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将树脂、溶剂、固体填料、固化剂按一定比例混合均匀,配制得到树脂涂料;
S2、将S1中的树脂涂料涂覆于绝缘基材表面,固化后在绝缘基材表面形成均匀并且表面带有微小缝隙结构的树脂涂层;涂层表面的缝隙结构为树脂分子与树脂分子之间的缝隙结构、树脂分子与填料分子之间的缝隙结构。
S3、将导电物质涂覆于S2中的树脂涂层上,烘干后在树脂涂层表面形成均匀的导电膜,导电膜中的导电物质作为后续电镀的活性位点;
S4、将经过S3处理后的覆有导电膜的绝缘基材置于电镀液中进行直接电镀。电镀工艺参数和电流类型不受限制,可以是任何类型的电镀参数。
在本发明的技术方案中,步骤S1中,树脂涂料中按质量百分数含量包括如下组分:树脂:10%-50%,溶剂:10%-50%,固化剂:1%-10%,固体填料:10-60%;
优选的,步骤S1中,将树脂与溶剂混合,并充分分散得到树脂溶液,将固体填料与溶剂充分混合,并充分分散得到固体填料溶液;将树脂溶液和固体填料溶液混合并充分分散,然后加入固化剂,并充分分散,得到树脂涂料;
优选的,步骤S1中,将树脂、固体填料与溶剂充分分散后得到混合溶液然后加入固化剂并充分分散得到树脂涂料。
在本发明的技术方案中,步骤S1中,树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、UV树脂、PTFE树脂、聚芳醚腈树脂中的一种或几种;优选为聚氨酯、聚酯和UV树脂。
在本发明的技术方案中,步骤S1中,溶剂选自水、乙醇、异丙醇、乙醚、甲苯、戊烷、环己烷、丙酮、丁酮、乙酯、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃等中的一种或几种;优选为乙酸乙酯和丁酮。
在本发明的技术方案中,步骤S1中,固化剂选自多异氰酸酯、酸酐、有机胺、聚氨酯和咪唑类固化剂中的一种或几种;优选为多异氰酸酯和咪唑类固化剂。
在本发明的技术方案中,步骤S1中,固体填料选自二氧化硅、石墨、石墨烯、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、三氧化二铝、氮化硼、磷酸铵、尿素、三苯、三苯基膦、三聚氰胺、三聚氰胺衍生物、聚磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和次膦酸盐中的一种或几种,所述固体填料的直径为0.1-100μm;优选为三聚氰胺和聚磷酸铵,直径为1-10μm。
在本发明的技术方案中,步骤S2中,绝缘基材为不同材料的平面基材或异形基材;
优选的,所述绝缘基材选自环氧树脂增强玻璃纤维布、无纺布、玻璃纤维布、陶瓷、硅、木制基材、有机聚合物薄膜中的一种;
优选的,所述有机聚合物薄膜包括聚乙烯,聚丙烯,聚酰亚胺,聚氨酯,聚酯,聚碳酸酯。
在本发明的技术方案中,步骤S3中,涂覆工艺包括刮涂、旋涂、浸涂、喷涂、微凹版印刷、狭缝挤压和丝网印刷中的一种或几种,烘干温度为60℃-300℃,树脂涂层厚度为0.5-20μm。
在本发明的技术方案中,涂覆的导电物质包括银浆、铜浆、银包铜浆、银纳米线导电油墨、铜纳米线导电油墨、银包铜纳米线导电油墨、金纳米线导电油墨、有机导电高分子导电油墨中的一种或几种;优选为银浆和银纳米线导电油墨。
本发明还保护一种印制线路板的制备方法,包括上述的绝缘基材表面电镀金属的方法。
本发明绝缘基材表面电镀金属的方法的发明构思如下:
本发明首先在绝缘基材上涂覆树脂涂料,选择与绝缘基材相容性很好的树脂,固化后在绝缘基材表面形成均匀并且表面带有微小缝隙结构的树脂涂层,该树脂涂层在绝缘基材上有很好的附着力,再根据所选用的树脂选择恰当的固体填料,再将导电物质涂覆于树脂涂层上,导电物质填入缝隙结构中,通过电镀使金属在这些导电物质上生长从而填满整个缝隙结构,因此电镀层在绝缘基材上具有极佳的附着力。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明完全避免了化学镀中使用的有害物质,避免了对人体的伤害和对环境的污染,绿色环保。
2、本发明使用树脂作为绝缘基材和导电物质形成的导电层的中间层,并且通过在树脂涂层微小缝隙中生长并填满金属可以得到在基材上附着力极佳的电镀金属层,因此可扩展所使用的绝缘基材种类,实现广泛应用,本发明所提供的在绝缘基材表面直接电镀的方法可实现绝大多数绝缘基材的金属化,并且电镀层在绝缘基材上有着极佳的附着力,能有效解决目前5G技术对低介电常数材料作为导电线路基材的要求。
3、本发明可根据不同的电镀环境选择使用不同的树脂,例如耐高温,耐酸碱,低介电的树脂,因此操作范围更广,耐候性更强,可实现广泛应用。
附图说明
图1为本发明绝缘基材表面电镀金属的方法的示意图。
图2为实施例1在PET上涂覆树脂涂层的SEM图。
图3为实施例1在PET的树脂涂层上涂覆银纳米线导电油墨的SEM图。
图4为实施例1在PET上电镀铜层的表观形貌图。
图5为实施例1在PET上电镀铜层的XRD图。
图6为实施例1在PET上电镀铜层的SEM图。
图7为实施例1在PET上电镀铜层的附着力测试图。
图8为实施例4在PTFE上电镀铜层的附着力测试图。
图9为实施例7在PI上涂覆树脂涂层的SEM图。
图10为实施例7在PI的树脂涂层上涂覆导电银浆的SEM图。
图11为实施例8在FR4上电镀铜层的附着力测试图。
图12为实施例10在陶瓷基板上电镀铜层的附着力测试图。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
需要说明的是以下实施案例的目的在于让此领域内的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
下述实施例中,绝缘基材表面电镀金属的方法的示意图,如图1所示,绝缘基材表面电镀金属的方法,具体包括如下步骤:
S1:树脂涂料的配制:
将树脂、溶剂、固化剂、固体填料按一定比例混合均匀,配制得到树脂涂料;其中,树脂涂料中按质量百分数含量包括如下组分:树脂:10%-50%,溶剂:10%-50%,固化剂:1%-10%,固体填料:10-60%。
S2:将S1中的树脂涂料覆于绝缘基材表面,固化后在绝缘基材表面形成均匀并且表面带有微小缝隙的树脂涂层;
S3:将导电物质涂覆于S2的树脂涂层表面,固体填料的加入使树脂分子之间或者树脂分子与填料之间产生缝隙,导电物质可渗入涂层表面的缝隙结构中,烘干后在树脂涂层表面形成导电膜,导电膜中的导电物质作为后续电镀的活性位点;
S4:将S3得到的覆有导电膜的绝缘基材置于电镀液中进行直接电镀形成电镀层。
下面结合附图和实施例,详述本发明的技术方案。
下述实施例中,银纳米线导电油墨购买于中科思莫特材料有限公司,导电银浆购买于东莞市东济电子浆料有限公司。
实施例1:
一种PET表面电镀金属的方法,包括如下步骤:
S1:将20%的聚氨酯和28%的丁酮混合,并在超声条件下以1000r/min的速率进行搅拌,同时将20%的聚磷酸铵与28%的丁酮混合,并在超声条件下以1000r/min的速率进行搅拌,10min后将这两种溶液混合并在超声条件下以1000r/min的速率进行搅拌,待溶液充分分散后加入4%的咪唑类固化剂,并以1500r/min的速率进行超声搅拌,充分分散后得到树脂涂料。
S2:采用90号不锈钢线棒将S1中的树脂涂料刮涂于整洁的A4样PET表面,置于150℃的烘箱中10min后取出,得到树脂涂层,采用扫描电子显微镜观测涂层形貌。
S3:采用30号不锈钢线棒将银纳米线导电油墨刮涂于S2中的树脂涂层上,置于150℃的烘箱中10min后取出,得到导电膜,采用四探针仪测量表面方阻。
S4:把S3中经过处理的PET裁取为15cm×5cm的尺寸,然后直接置于电镀铜镀液中进行直接电镀。具体过程为PET直接连上直流电源的阴极,阳极为磷铜板,电镀液总体积为1.5L,电镀槽体为电镀专用哈林槽,电镀液的配方为130g/L CuSO4·5H2O+60g/L H2SO4,电镀条件为室温,电镀参数为2A/dm2电镀10min,电镀结束后取出PET用清水冲洗后吹干,得到铜镀层,另外,为了测试镀层在绝缘基材上的附着力,采用百格法(3M胶带)进行粘贴实验。
图2为实施例1在PET上涂覆树脂涂层后的的SEM图,从SEM图中可以明显看到树脂涂层中存在大量的固体颗粒,并且这些颗粒之间存在一定的间隙。图3为实施例1中在PET的树脂涂层上涂覆银纳米线导电油墨的SEM图,从SEM图中可以明显看到银纳米线的分布较为均匀,并且多数银纳米线入到固体填料之间的缝隙中。图4为实施例1步骤S4得到的在PET上电镀铜层的表观形貌图,从图中可以看出铜镀层可均匀覆盖PET表面并且镀层平整细致。图5为实施例1步骤S4得到的在PET上电镀铜层的XRD图,从XRD看出镀铜层的优势晶面为Cu(111)面。图6为实施例1步骤S4得到的在PET上电镀铜层的SEM图,从SEM图可以看出镀铜层细致并且较为平整,充分说明了本发明的可实施性。图7为实施例1步骤S4得到的在PET上的电镀铜层附着力测试图,即经过百格法测试后的表观形貌,从图中可以看出经过百格法测试后,没有铜镀层被3M胶带粘掉,充分说明了铜镀层有很好的附着力。
实施例2:
一种PI表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例1相同,即实施例2所用的树脂涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例1相同,不同的是S2中,实施例2所用的绝缘基材是PI。
实施例3:
一种FR4表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例1相同,即实施例3所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例1相同,不同的是S2中,实施例3所用的绝缘基材是FR4。
实施例4:
一种PTFE表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例1相同,即实施例4所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例1相同,不同的是S2中,实施例4所用的绝缘基材是PTFE。
图8为实施例4在PTFE上的电镀铜层经过百格法测试后的表观形貌,从图中可以看出经过百格法测试后,有少许铜镀层被3M胶带粘掉,说明了铜镀层在极低表面能的PTFE上仍有一定的附着力。
实施例5:
一种陶瓷基板表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例1相同,即实施例5所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例1相同,不同的是S2中,实施例5所用的绝缘基材是陶瓷基板。
实施例1-5步骤S3中的导电膜表面方阻测试结果及步骤S4中电镀铜层的附着力测试及表面情况见表1。
表1实施例1-5导电膜表面方阻、电镀铜层表面情况及附着力测试
Figure BDA0002868730010000091
附着力测试分为很好、好、一般、较差、差5个等级,从表1的结果可以得到,采用本发明技术手段能够有效实现各种绝缘材料的金属化,采用具有缝隙结构的涂层能够得到较低方阻的导电膜,实现快速上镀,同时通过金属在缝隙结构中沉积并生长获得附着力极佳的金属镀层。
实施例6:
S1:将30%的聚酯和10%的乙酸乙酯混合,并在超声条件下以1000r/min的速率进行搅拌,同时将20%的三聚氰胺、28%的乙酸乙酯混、10%的UV树脂混合,并在超声条件下以1500r/min的速率进行搅拌,10min后将这两种溶液混合并在超声条件下以1000r/min的速率进行搅拌,待溶液充分分散后加入2%的多异氰酸酯,并以1500r/min的速率进行超声搅拌,充分分散后得到树脂涂料。
S2:采用60号不锈钢线棒将S1中的树脂涂料刮涂于整洁的A4样PET表面,置于150℃的紫外烘箱中10min后取出,得到树脂涂层,采用扫描电子显微镜观测涂层形貌。
S3:采用30号不锈钢线棒将导电银浆刮涂于S2中的树脂涂层上,置于150℃的烘箱中10min后取出,得到导电膜,采用四探针仪测量表面方阻。
S4:把S3中经过处理的PET裁取为15cm×5cm的尺寸,然后直接置于电镀铜镀液中进行直接电镀。具体过程为PET直接连上直流电源的阴极,阳极为磷铜板,电镀液总体积为1.5L,电镀槽体为电镀专用哈林槽,电镀液的配方为130g/L CuSO4·5H2O+60g/L H2SO4,电镀条件为室温,电镀参数为2A/dm2电镀10min,电镀结束后取出PET用清水冲洗后吹干,得到铜镀层,另外,为了测试镀层在绝缘基材上的附着力,采用百格法(3M胶带)进行粘贴实验。
实施例7:
一种PI表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例6相同,即实施例7所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例6相同,不同的是S2中,实施例7所用的绝缘基材是PI。
图9为实施例7在PI上涂覆树脂涂层的SEM图,从SEM图中可以明显看到树脂涂层中存在大量的固体颗粒,并且这些颗粒之间存在一定的间隙。图10为实施例7中在PI的树脂涂层上涂覆导电银浆的SEM图,从SEM图中可以明显看到银浆的分布较为均匀,并且银浆入到填料之间的缝隙中。
实施例8:
一种FR4表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例6相同,即实施例8所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例6相同,不同的是S2中,实施例8所用的绝缘基材是FR4。
图11为实施例8在FR4上的电镀铜层的附着力测试图,即经过百格法测试后的表观形貌,从图中可以看出经过百格法测试后,没有铜镀层被3M胶带粘掉,充分说明了铜镀层有很好的附着力。
实施例9:
一种PTFE表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例6相同,即实施例9所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例6相同,不同的是S2中,实施例9所用的绝缘基材是PTFE。
实施例10:
一种陶瓷基板表面电镀金属的方法,电镀金属的工艺步骤和实施例6相同,即实施例10所用的涂料配方及工艺、涂覆工艺以及电镀配方与工艺与实施例6相同,不同的是S2中,实施例10所用的绝缘基材是陶瓷基板。
图12为实施例10在陶瓷基板上的电镀铜层经过百格法测试后的表观形貌,从图中可以看出经过百格法测试后,仅有少量铜镀层被3M胶带粘掉,充分说明了铜镀层有很好的附着力。
实施例6-10步骤S3中的导电膜表面方阻测试结果及S4中电镀铜层的附着力测试及表面情况见表1。
表2实施例6-10导电膜表面方阻、电镀铜层表面情况及附着力测试
Figure BDA0002868730010000111
Figure BDA0002868730010000121
附着力测试分为很好、好、一般、较差、差5个等级,从表2的结果可以得到,选择不同的树脂涂层,采用本发明技术手段仍然能够有效实现各种绝缘材料的金属化,通过形成缝隙结构的涂层能够得到较低方阻的导电膜,实现快速上镀,同时通过金属在缝隙结构中沉积并生长获得附着力极佳的金属镀层。
表1和表2的结果充分说明了本技术方案的可行性以及广阔的实用性,能有效解决目前电镀领域的关键卡脖子难题。另外,上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将树脂、溶剂、固体填料、固化剂按一定比例混合均匀,配制得到树脂涂料;
S2、将S1中的树脂涂料涂覆于绝缘基材表面,固化后在绝缘基材表面形成均匀并且表面带有微小缝隙结构的树脂涂层;
S3、将导电物质涂覆于S2中的树脂涂层上,烘干后在树脂涂层表面形成均匀的导电膜,导电膜中的导电物质作为后续电镀的活性位点;
S4、将经过S3处理后的覆有导电膜的绝缘基材置于电镀液中进行直接电镀。
2.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S1中,树脂涂料中按质量百分数含量包括如下组分:树脂:10%-50%,溶剂:10%-50%,固化剂:1%-10%,固体填料:10-60%。
3.根据权利要求1所述的绝缘基材表面金属化的方法,其特征在于,步骤S1中,树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、UV树脂、PTFE树脂、聚芳醚腈树脂中的一种或几种;优选为聚氨酯、聚酯和UV树脂。
4.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S1中,溶剂选自水、乙醇、异丙醇、乙醚、甲苯、戊烷、环己烷、丙酮、丁酮、乙酯、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃中的一种或几种;优选为乙酸乙酯和丁酮。
5.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S1中,固化剂选自多异氰酸酯、酸酐、有机胺、聚氨酯和咪唑类固化剂中的一种或几种;优选为多异氰酸酯和咪唑类固化剂。
6.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S1中,固体填料选自二氧化硅、石墨、石墨烯、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、三氧化二铝、氮化硼、磷酸铵、尿素、三苯、三苯基膦、三聚氰胺、三聚氰胺衍生物、聚磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和次膦酸盐中的一种或几种,所述固体填料的直径为0.1-100μm;优选为三聚氰胺和聚磷酸铵,直径为1-10μm。
7.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S2中,绝缘基材为不同材料的平面基材或异形基材;
优选的,所述绝缘基材选自环氧树脂增强玻璃纤维布、无纺布、玻璃纤维布、陶瓷、硅、木制基材、有机聚合物薄膜中的一种;
优选的,所述有机聚合物薄膜包括聚乙烯,聚丙烯,聚酰亚胺,聚氨酯,聚酯,聚碳酸酯。
8.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S3中,涂覆工艺包括刮涂、旋涂、浸涂、喷涂、微凹版印刷、狭缝挤压和丝网印刷中的一种或几种,烘干温度为60℃-300℃,树脂涂层厚度为0.5-20μm。
9.根据权利要求1所述的绝缘基材表面电镀金属的方法,其特征在于,步骤S3中,涂覆的导电物质包括银浆、铜浆、银包铜浆、银纳米线导电油墨、铜纳米线导电油墨、银包铜纳米线导电油墨、金纳米线导电油墨、有机导电高分子导电油墨中的一种或几种;优选为银浆和银纳米线导电油墨。
10.一种印制线路板的制备方法,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的绝缘基材表面电镀金属的方法。
CN202011600639.5A 2020-12-29 2020-12-29 一种绝缘基材表面电镀金属的方法 Pending CN112746298A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011600639.5A CN112746298A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种绝缘基材表面电镀金属的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011600639.5A CN112746298A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种绝缘基材表面电镀金属的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112746298A true CN112746298A (zh) 2021-05-04

Family

ID=75647288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011600639.5A Pending CN112746298A (zh) 2020-12-29 2020-12-29 一种绝缘基材表面电镀金属的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112746298A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113402306A (zh) * 2021-05-27 2021-09-17 江苏濠玥电子科技有限公司 一种陶瓷表面全覆盖金属层制备方法
CN113645825A (zh) * 2021-08-11 2021-11-12 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种基于非金属材料的电磁屏蔽复合膜层的制备方法
CN117986779A (zh) * 2023-12-20 2024-05-07 上海华骄化工有限公司 一种高导热耐磨高性能聚四氟乙烯塑料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11217674A (ja) * 1997-11-27 1999-08-10 Kanto Kasei Kogyo Kk めっきされた不導体製品及びそのめっき方法
CN101235500A (zh) * 2007-02-02 2008-08-06 比亚迪股份有限公司 一种带镀层的壳体及其制备方法
US20140141238A1 (en) * 2011-05-18 2014-05-22 Toyobo Co., Ltd. Process for producing conductive coating film, and conductive coating film
JP2016112704A (ja) * 2014-12-11 2016-06-23 Dic株式会社 導電性積層体及びその製造方法
CN106279740A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 清华大学深圳研究生院 一种树脂混合物、透明导电膜及其制备方法
CN107680707A (zh) * 2017-10-17 2018-02-09 苏州城邦达力材料科技有限公司 一种核壳结构的复合金属纳米线及其制备方法与应用
US20180114609A1 (en) * 2015-03-23 2018-04-26 Bando Chemical Industries, Ltd. Conductive coated composite body and method for producing same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11217674A (ja) * 1997-11-27 1999-08-10 Kanto Kasei Kogyo Kk めっきされた不導体製品及びそのめっき方法
CN101235500A (zh) * 2007-02-02 2008-08-06 比亚迪股份有限公司 一种带镀层的壳体及其制备方法
US20140141238A1 (en) * 2011-05-18 2014-05-22 Toyobo Co., Ltd. Process for producing conductive coating film, and conductive coating film
JP2016112704A (ja) * 2014-12-11 2016-06-23 Dic株式会社 導電性積層体及びその製造方法
US20180114609A1 (en) * 2015-03-23 2018-04-26 Bando Chemical Industries, Ltd. Conductive coated composite body and method for producing same
CN106279740A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 清华大学深圳研究生院 一种树脂混合物、透明导电膜及其制备方法
CN107680707A (zh) * 2017-10-17 2018-02-09 苏州城邦达力材料科技有限公司 一种核壳结构的复合金属纳米线及其制备方法与应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113402306A (zh) * 2021-05-27 2021-09-17 江苏濠玥电子科技有限公司 一种陶瓷表面全覆盖金属层制备方法
CN113645825A (zh) * 2021-08-11 2021-11-12 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种基于非金属材料的电磁屏蔽复合膜层的制备方法
CN117986779A (zh) * 2023-12-20 2024-05-07 上海华骄化工有限公司 一种高导热耐磨高性能聚四氟乙烯塑料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112746298A (zh) 一种绝缘基材表面电镀金属的方法
CN101108546A (zh) 柔性材料及其制备方法和用途
KR102032624B1 (ko) 폴리이미드 비접착식 연성 인쇄회로기판의 제조방법
CN110029382B (zh) 一种用于直接电镀的表面处理工艺及其相关直接电镀工艺
KR20020071437A (ko) 고분자 소재 표면의 금속피막 도금방법 및 이를 이용한전자파 차폐방법
WO2022141064A1 (zh) 一种绝缘基材表面电镀金属的方法
CN106230306A (zh) 一种柔性发电薄膜及其制备方法
CN112746297A (zh) 一种在绝缘基材表面直接电镀金属的方法
CN109811380B (zh) 一种abs塑料电镀前的导电化表面处理方法
TWI707928B (zh) 積層體、使用其之印刷配線板、可撓性印刷配線板及成形品
CN103476199A (zh) 基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法
CN107723764A (zh) 一种在绝缘基材上直接电镀的方法
You et al. Surface coarsening of carbon fiber/cyanate ester composite for adhesion improvement of electroless copper plating as conductive patterns
TWI726222B (zh) 積層體、使用其之印刷配線板、可撓性印刷配線板及成形品
CN213029050U (zh) 一种复合散热膜
Wu et al. Fabrication of polyetheretherketone (PEEK)-based 3D electronics with fine resolution by a hydrophobic treatment assisted hybrid additive manufacturing method
CN106686878A (zh) 一种共形电路及其制备方法
US20180208792A1 (en) Film coating and film coating compositions for surface modification and metallization
CN112962128B (zh) 一种高抗剥铜箔的粗化工艺方法
CN110149790B (zh) 一种石墨烯电磁屏蔽膜及其制备方法
CN104513402B (zh) 树脂纤维复合材料的制备方法及树脂纤维复合材料
CN114286581A (zh) 一种复合散热膜及其制备方法
Cao et al. Preparation and conductivity of carbon fiber coated with silver
CN112010572A (zh) 一种导电玻璃纤维及其制备方法
DE19806360A1 (de) Verfahren zum elektrolytischen Abscheiden einer Metallschicht mit glatter Oberfläche auf einem Substrat unter Verwendung einer Graphitdispersion

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination