- 化學鍍液配方與制備(一)
- 李東光主編
- 2342字
- 2020-05-29 20:06:04
聚酰亞胺薄膜的化學鍍銅液(2)
原料配比

制備方法 將各組分溶于去離子水中,攪拌均勻即得化學鍍銅液。
原料配伍 本品各組分質量份配比范圍為:銅鹽3~30、抗壞血酸或可溶性抗壞血酸鹽1~13、絡合劑10~70、金屬催化劑0.06~5、穩定劑0.00004~0.03、pH緩沖劑6~40,水加至1000。
銅鹽用于提供化學鍍銅的銅離子。所述銅鹽為本領域技術人員所公知的各種銅鹽,選自硫酸銅、氯化銅、硝酸銅中的一種或幾種。
抗壞血酸或可溶性抗壞血酸鹽為本化學鍍銅液的還原劑。抗壞血酸或可溶性抗壞血酸鹽無毒、環保,可在中性條件下還原銅離子,適用于聚酰亞胺表面的化學鍍銅。抗壞血酸或可溶性抗壞血酸鹽選自抗壞血酸、抗壞血酸鈣、抗壞血酸鋅中的一種或幾種。
絡合劑為本領域公知的各種能與銅離子絡合的化合物,本品沒有特殊要求,例如可以選自檸檬酸、可溶性檸檬酸鹽、酒石酸、可溶性酒石酸鹽、蘋果酸、可溶性蘋果酸鹽、乙二胺四乙酸、可溶性乙二胺四乙酸鹽中的一種或幾種。
金屬催化劑為含鎳的水溶性鹽,這類金屬催化劑的加入可以有效地提高鍍層結合力。金屬催化劑可以選自硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中的一種或幾種。
所述穩定劑的加入可以減少化學鍍銅液的自發分解、有效地提高化學鍍銅液的穩定性,同時也可以調節鍍覆速率,使銅沉積物發亮,明顯提高鍍層的質量。本化學鍍銅液中穩定劑的濃度不高于50mg/L,以免過多穩定劑的存在會降低鍍速,甚至阻止化學鍍時銅在聚酰亞胺薄膜表面的沉積反應。所述穩定劑可以選自2,2'-聯吡啶、亞鐵氰化鉀、菲咯啉及其衍生物、巰基丁二酸、二硫代二丁二酸、硫脲、巰基苯并噻唑、亞巰基二乙酸中的一種或幾種。
pH緩沖劑為本領域技術人員所公知的各類緩沖劑,pH緩沖劑的加入可以有效阻礙由于少量外加酸、堿引起的化學鍍銅液pH值的變化。本品中,優選硼酸作為pH緩沖劑。
所述化學鍍銅液中還含有表面活性劑。表面活性劑的加入有助于聚酰亞胺薄膜表面氣泡的逸出,降低鍍層孔隙率。所述表面活性劑為本領域技術人員常見的各種表面活性劑,例如可以選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、正辛基硫酸鈉、聚氧化乙烯型表面活性劑中的其中一種或幾種。所述表面活性劑的濃度為0.01~2g/L。
所述化學鍍銅液的pH值為5.5~8.0。調節所述化學鍍銅液的pH值采用常規的方法,例如可以通過加入酸堿調節劑進行調節,所述的酸堿調節劑為本領域技術人員所公知的各種酸和堿,例如可以為硫酸、鹽酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水。本品實施例中均優選硫酸、氨水作為酸堿調節劑調節所述化學鍍銅液的pH值。
產品應用 本品主要應用于聚酰亞胺薄膜表面的化學鍍銅。
聚酰亞胺薄膜表面的化學鍍銅方法:將引入活性種的聚酰亞胺薄膜與本品所提供的化學鍍銅液直接接觸,清洗、干燥得到鍍件。
其中,所述引入活性種的方法為本領域技術人員公知的技術,例如可以為表面改性法或二氧化鈦光催化法。所述活性種選自銅、金、銀、鎳、鈀中的一種。本品所提供的化學鍍銅方法能夠對任意引入活性種的聚酰亞胺薄膜表面進行化學鍍銅,本品實施例中均優選采用通過聚酰亞胺表面改性法引入活性種銅的聚酰亞胺薄膜(Kapton200-H,Toray Duponi)作為化學鍍銅的樣品,但不局限于此。
所述將引入活性種的聚酰亞胺薄膜與本品所提供的化學鍍銅液直接接觸的方法為本領域技術人員所公知的各種方法,本品沒有特殊要求,例如可以將引入活性種的聚酰亞胺薄膜浸漬于所述化學鍍銅液中。接觸的時間為10~70min,優選為20~60min;接觸時為了提高化學鍍的速率,所述化學鍍銅液的溫度為20~70℃,優選為30~60℃。根據本品所提供的化學鍍銅方法,為了有效防止銅沉積時以銅粉形式存在而與聚酰亞胺薄膜結合力差以及抑制氧化亞銅的生成,所述接觸還需在攪拌狀態下進行。
所述將引入活性種的聚酰亞胺薄膜與本品所提供的化學鍍銅液接觸之前,還需除去化學鍍銅液中的氧氣。除氧的方法為本領域技術人員常用的各種方法,例如可以通過鼓泡除去化學鍍銅液中的氧氣,本品中優選采用氮氣、氬氣等惰性氣體向化學鍍銅液中鼓泡。
根據本品所提供的化學鍍銅方法,對經過化學鍍銅的聚酰亞胺薄膜表面進行清洗、干燥,即可得到鍍件。所述清洗步驟為用水沖洗經過化學鍍銅的聚酰亞胺薄膜,清洗的時間與次數沒有限制,只需將聚酰亞胺薄膜表面的剩余化學鍍銅液洗凈即可。所采用的水為現有技術中的各種水,如市政自來水、去離子水、蒸餾水、純凈水或者它們的混合物,本品優選為去離子水。所述干燥步驟為本領域技術人員所公知的各種干燥步驟,所述干燥的方法可以采用本領域技術人員公知的方法,如真空干燥、自然干燥、鼓風干燥,本品中優選采用氮氣對經過化學鍍銅的聚酰亞胺薄膜鼓風1~10min。
以下通過實施例詳細說明本品所提供的聚酰亞胺薄膜的化學鍍銅液及其表面化學鍍銅方法。
本品實施例中除引入活性種銅的聚酰亞胺薄膜之外,其他所采用的原料均由商購得到。所述聚酰亞胺引入活性種銅的方法為表面改性法,具體步驟如下:
(1)前處理:配制無水乙醇與丙酮體積比為3:1的脫脂液500mL,將40mm×40mm的聚酰亞胺薄膜(Kapton200-H,Toray Dupont)放置于該脫脂液中超聲清洗20min,然后用去離子水清洗干凈,干燥;配制5mol/L氫氧化鉀溶液,將該氫氧化鉀溶液滴于脫脂處理后的聚酰亞胺薄膜,室溫放置5min,然后用去離子水清洗干凈,并烘干,得到表面部分改性的聚酰亞胺薄膜。
(2)銅離子交換:配制0.05mol/L的硫酸銅溶液,將上述改性后的聚酰亞胺薄膜放入該硫酸銅溶液中,室溫浸泡20min,然后用去離子水清洗干凈,得到表面部分銅離子交換的聚酰亞胺薄膜。
(3)銅離子還原:配制0.1mol/L二甲氨基甲硼烷溶液,將上述表面部分銅離子交換的聚酰亞胺薄膜放入已配制的二甲氨基甲硼烷溶液中,50℃下浸泡20min,然后用去離子水清洗干凈。
通過上述處理即可得到引入活性種銅的聚酰亞胺薄膜。
產品特性 本品所提供的化學鍍銅液為中性鍍銅液,采用無毒、環保的抗壞血酸或可溶性抗壞血酸鹽作還原劑,適用于聚酰亞胺薄膜表面化學鍍銅,具有良好的環保效果。