CN114411126B - 一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液及其制备方法，该活化液包括以下质量浓度的原料：钌盐100‑300mg/L、浓硫酸10000‑20000mg/L、络合剂100‑400mg/L、稳定剂10‑30mg/L、表面活性剂20‑40mg/L及分散剂30‑50mg/L。本发明的活化液可以在线宽/线距2mil/2mil以下的线路实现化学镍的表面处理，并改善现有镀镍工艺渗镀，解决了孔上金等品质异常，提升槽液的铜离子容忍度，最大提升可最高于200ppm，本发明的活化液的槽液使用寿命更长，且每升槽液能处理20‑30m2的板材，钌体系的活化可以催化多种基材的化学镀镍，镀层结合力优异。

Description

一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液及其制备方法
技术领域
本发明涉及活化液技术领域，具体来说，涉及一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液及其制备方法。
背景技术
目前，国内针对无离子钌催化化学镍的专利并无详细记载，也无此方面成熟应用技术，当前，行业化学镍的催化均采用的硫酸钯或者氯化钯为钯盐的全钯体系，通过铜与钯离子的置换，形成钯催化层，从而催化化学镍，成为铜基材上化学镀镍的触媒，该催化层活性非常强，因此在化学镍制程，稍有管控不当，很易发生渗镀、NPTH孔上金等问题。
国内关于离子钌催化的专利文献也少有出现，有机钌配合物作为有机催化合成中间体的记载有存在；
例如专利CN102688779A公开了一种膦配体钌催化剂的制备及其在不对称还原中的应用，选用已经在市场上商业化或者容易制备的二茂铁为初始原料，经过多步反应制备膦配体，该膦配体和二氯苯基钌(II)二聚体在N，N二甲基甲酰胺中进一步反应制备得到膦配体钌催化剂，通过该催化剂不对称还原卤酮制备手性卤醇。
但是该制备手段中存在相应的缺陷：
1、现有化学镍的钯活化液无法处理线宽/线距在2mil/2mil以下的图形，IC载板级别的线路就更加无法实现；
2、钯活化容易出现渗镀、漏镀现象；
3、铜离子容忍度低于120ppm，每升槽液只能处理10-15m2的板材；
4、钯体系的活化剂只适合铜基材的催化，对于铝基、金属掺杂的陶瓷基等会出现催化层疏松，镀镍后起皮等现象。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液及其制备方法，采用线宽/线距2mil/2mil以下的线路实现化学镍的表面处理；改善现有镀镍工艺渗镀、孔上金等品质异常；提升槽液的铜离子容忍度，最高于200ppm，槽液使用寿命更长，每升槽液只能处理20-30m2的板材；钌体系的活化可以催化多种基材的化学镀镍，其镀层结合力优异，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液，包括以下质量浓度的原料：
钌盐：100-300mg/L
浓硫酸：10000-20000mg/L
络合剂：100-400mg/L
稳定剂：10-30mg/L
表面活性剂：20-40mg/L
分散剂：30-50mg/L。
进一步的，所述钌盐包括醋酸钌、氧化钌或硫酸钌中的至少一种。
进一步的，所述络合剂包括钌络合剂及铜离子络合剂，且所述钌络合剂与所述铜离子络合剂的质量浓度比为3:1。
进一步的，所述钌络合剂为氨基磺酸类化合物。
进一步的，所述铜离子络合剂为N-亚硝基苯胲铵。
进一步的，所述稳定剂包括硫氰酸钾及硫酸矾，且所述硫氰酸钾与所述硫酸矾的质量浓度比为1:1。
进一步的，所述表面活性剂为烷基糖苷。
进一步的，所述分散剂为聚氮杂环季铵盐。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液的制备方法，包括以下具体步骤：
S1、将表面活性剂与硫酸按照对应质量浓度比配置成M剂；
S2、将络合剂、稳定剂与钌盐按照对应质量浓度比配置成N剂；
S3、将分散剂浓度按照对应质量浓度配比形成H剂；
S4、在常温环境下，M剂、N剂及H剂按照1：1：1的开缸比例配置溶液。
进一步的，所述M剂、N剂及H剂每升开缸均开10％。
为了更好地理解本发明的上述技术方案，以下就本发明中的各组成原料的功效进行说明：
钌盐：主要成分为醋酸钌、氧化钌、硫酸钌的一种或两种，其主要是提供钌离子。
浓硫酸：俗称坏水，化学分子式为H2SO4，具有高腐蚀性的强矿物酸，具有脱水性，强氧化性，强腐蚀性，难挥发性，酸性，吸水性等。
络合剂：主要成分钌络合剂和铜离子络合剂，软化水质、防止沉淀物、消除染整设备结垢、防止织物漂白破洞及保证染色鲜艳度等。
稳定剂：主要成分硫氰酸钾和矾离子化合物，是保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定,防止其分解、老化的试剂。
表面活性剂：主要成分为烷基糖苷，主要目的是起到清洁和促进药水渗入孔内作用。
分散剂：主要成分为聚氮杂环季铵盐，通过吸附作用在基材表面，对钌离子的还原分散起到促进作用。
本发明的有益效果为：本发明的活化液可以在线宽/线距2mil/2mil以下的线路实现化学镍的表面处理，并改善现有镀镍工艺渗镀，解决了孔上金等品质异常，同时提升槽液的铜离子容忍度，最大提升可最高于200ppm，本发明的活化液的槽液使用寿命更长，且每升槽液能处理20-30m2的板材，钌体系的活化可以催化多种基材的化学镀镍，镀层结合力优异。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液的制备方法流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液及其制备方法。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，根据本发明实施例的基于钌体系的化学镀镍前的活化液，包括以下质量浓度的原料：
钌盐：100-300mg/L
浓硫酸：10000-20000mg/L
络合剂：100-400mg/L
稳定剂：10-30mg/L
表面活性剂：20-40mg/L
分散剂：30-50mg/L。
在一个实施例中，所述钌盐包括醋酸钌、氧化钌或硫酸钌中的至少一种。
在一个实施例中，所述络合剂包括钌络合剂及铜离子络合剂，且所述钌络合剂与所述铜离子络合剂的质量浓度比为3:1。
在一个实施例中，所述钌络合剂为氨基磺酸类化合物。
在一个实施例中，所述铜离子络合剂为N-亚硝基苯胲铵。
在一个实施例中，所述稳定剂包括硫氰酸钾及硫酸矾，且所述硫氰酸钾与所述硫酸矾的质量浓度比为1:1。
在一个实施例中，所述表面活性剂为烷基糖苷。
在一个实施例中，所述分散剂为聚氮杂环季铵盐。
如图1所示，根据本发明的另一个实施例，基于钌体系的化学镀镍前的活化液的制备方法，包括以下具体步骤：
S1、将表面活性剂与硫酸按照对应质量浓度比配置成M剂；
S2、将络合剂、稳定剂与钌盐按照对应质量浓度比配置成N剂；
S3、将分散剂浓度按照对应质量浓度配比形成H剂；
S4、在常温环境下，M剂、N剂及H剂按照1：1：1的开缸比例配置溶液。
在一个实施例中，所述M剂、N剂及H剂每升开缸均开10％。
实施例一
以每升质量浓度计：
钌盐：150-250mg/L
浓硫酸：10-20g/L
氨基磺酸：120-300mg/L
N-亚硝基苯胲铵：40-100mg/L
硫氰酸钾：5-15mg/L
硫酸矾：5-15mg/L
烷基糖苷：20-40mg/L
聚氮杂环季铵盐：30-50mg/L。
对比例一
以每升质量浓度计：
钌盐：150-250mg/L
浓硫酸：10-20g/L
氨基磺酸：120-300mg/L
N-亚硝基苯胲铵：40-100mg/L
硫氰酸钾：5-15mg/L
硫酸矾：5-15mg/L
烷基糖苷：20-40mg/L。
对比例二
以每升质量浓度计：
钌盐：150-250mg/L
浓硫酸：10-20g/L
氨基磺酸：120-300mg/L
N-亚硝基苯胲铵：40-100mg/L
烷基糖苷：20-40mg/L
聚氮杂环季铵盐：30-50mg/L。
对比例三
以每升质量浓度计：
钌盐：15-25mg/L
浓硫酸：10-20g/L
氨基磺酸：12-30mg/。
实施例1得到结果在线宽线距2mil/2mil以下的表面处理镀镍后不会出现渗镀、漏镀现象，且5MTO之后，铜离子容忍度高于150ppm。
对比例1在线宽线距3mil/3mil以下的表面处理镀镍后出现部分渗镀、漏镀现象。
对比例2槽液稳定性较差，使用不到3MTO。
对比例3槽液稳定性差，且铜离子容忍度低于120ppm。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明的活化液可以在线宽/线距2mil/2mil以下的线路实现化学镍的表面处理，并改善现有镀镍工艺渗镀，解决了孔上金等品质异常，同时提升槽液的铜离子容忍度，最大提升可最高于200ppm，本发明的活化液的槽液使用寿命更长，且每升槽液能处理20-30m2的板材，钌体系的活化可以催化多种基材的化学镀镍，镀层结合力优异。
本发明解决细线路设计的IC载板/SLP产品过含镍表面处理制程易渗镀问题，此体系的活化液适合于线宽线距最小可达0.5mil/0.5mil的化学镍金和镍钯金工艺表面处理化学镀镍前的活化；解决传统钯活化工艺因贵金属钯价高居不下，成本居高不下的问题；此体系的活化液搭配的化学镍无缝对接MSAP/SAP工艺制程，弥补现有钯活化化学镍工艺的制程能力不足；此体系的活化液催化性能更加温和，非金属上的吸附量更少，且易于清洗，故同时能同步解决业内NPTH孔上金，油墨上金等不良等问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液，其特征在于，包括以下质量浓度的原料：
钌盐：100-300mg/L
浓硫酸：10000-20000mg/L
络合剂：100-400mg/L
稳定剂：10-30mg/L
表面活性剂：20-40mg/L
分散剂：30-50mg/L；
所述钌盐包括醋酸钌、氧化钌或硫酸钌中的至少一种；
所述络合剂包括钌络合剂及铜离子络合剂，且所述钌络合剂与所述铜离子络合剂的质量浓度比为3:1；
所述钌络合剂为氨基磺酸类化合物；
所述铜离子络合剂为N-亚硝基苯胲铵。
2.根据权利要求1所述的一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液，其特征在于，所述稳定剂包括硫氰酸钾及硫酸矾，且所述硫氰酸钾与所述硫酸矾的质量浓度比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液，其特征在于，所述表面活性剂为烷基糖苷。
4.根据权利要求1所述的一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液，其特征在于，所述分散剂为聚氮杂环季铵盐。
5.基于钌体系的化学镀镍前的活化液的制备方法，用于权利要求1中所述的基于钌体系的化学镀镍前的活化液的制备，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、将表面活性剂与硫酸按照对应质量浓度比配置成M剂；
S2、将络合剂、稳定剂与钌盐按照对应质量浓度比配置成N剂；
S3、将分散剂浓度按照对应质量浓度配比形成H剂；
S4、在常温环境下，M剂、N剂及H剂按照1：1：1的开缸比例配置溶液。
6.根据权利要求5所述的一种基于钌体系的化学镀镍前的活化液的制备方法，其特征在于，所述M剂、N剂及H剂每升开缸均开10％。
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