[发明专利]镀敷催化剂及方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种含有贵金属纳米颗粒的催化剂溶液。更具体的，本发明涉及一种包含贵金属纳米颗粒的催化剂溶液，其纳米颗粒是利用可应用于电子器件制造和装饰涂层的无电金属镀敷非导电性基材中的特定化合物来稳定化的。

背景技术

在没有电源的情况下，无电金属沉积或无电金属镀敷对于在非导电或电介质表面沉积金属或金属混合物是很有用的。在非导电或电介质基材上的镀敷应用广泛，包括装饰性镀层和电子器件制造。主要应用之一为制造印刷电路板。将一种金属无电沉积到基材上通常要求对基材表面进行预处理或敏化处理以使表面在沉积过程中能够得到催化。目前已有若干种催化表面的方法。

U.S.3，011，920披露了一种催化基材的方法，将基材浸入由钯离子和亚锡离子形成的钯-锡胶体制备的胶体催化剂中。这种方法在对基材表面进行催化后还需要一个促进步骤，因而使得催化剂核暴露了。U.S.3，904，792披露了一种改进了的胶体钯-锡催化剂，在酸性较小的环境中提供催化剂。在此盐酸部分被该酸的可溶性盐取代。从而这种钯-锡催化剂体系表现出很多局限。催化剂胶体(SnC1₄)^2-的外层很容易被氧化，同时催化剂颗粒变大因此极大的降低了其催化表面积。

U.S.4，725，314披露了一种在水性溶液中制备催化吸附物的方法，利用有机悬浮剂保护胶体使其最大颗粒尺寸不超过500埃。聚乙烯吡咯烷酮可以作为有机悬浮剂。

由于钯的高成本，人们付出了大量的努力开发非贵金属催化剂体系。U.S.3，993，799披露了非贵金属水合氧化物胶体在处理非导电基材上的应用，随后还原基材上的水合氧化物涂层为接下来的无电镀敷获得一定程度的活化。U.S.6，645，557披露了一种形成导电金属层的方法，该方法通过用一种含亚锡盐的水溶液与非导电表面接触形成敏化了的表面，然后将敏化的表面接触一种pH值在约5到约10之间的含银盐的水溶液以形成催化性表面。

JP10229280A披露了一种催化剂溶液，其由硝酸银或硫酸铜组成，同时还含有一种阴离子表面活性剂，如聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠和一种还原剂，如硼氢化钠。JP11241170A披露了一种无钯催化剂，其至少含有铁、镍、钴和银盐的一种，还含有一种阴离子表面活性剂和一种还原剂。

JP2001044242A披露了一种具有高导电性的高分散性胶体金属溶液的制备方法，其含有至少一种氨基和一种羧基。U.S.7，166，152披露了一种银胶体基的预处理溶液，其含有三种组分：(i)银胶体颗粒；(ii)一种或多种选自具有能在溶液中将银离子还原为金属银的电位的金属离子的离子；和(iii)一种或多种离子，其选自羟基羧酸根离子、聚磷酸根离子和氨基羧酸根离子。通常，无锡银胶体水溶液比在空气搅拌下就能轻易氧化为锡(IV)的含二价锡离子体系更加稳定。这种银胶体催化剂体系还在无电镀工艺中表现出前景广阔的催化性能而无需牺牲互连可靠性。因此，期望得到一种同时具有镀液稳定性、吸附能力和催化活性的平衡的胶体催化剂体系。

发明内容

一种含有贵金属纳米颗粒和聚合物的溶液，所述聚合物在聚合物重复单元中有羧基和氮原子。

一种在非导电表面进行无电镀金属的方法，包括将待镀基材浸入溶液的步骤，该溶液含贵金属纳米颗粒和聚合物的溶液，所述聚合物在其重复单元中有羧基和氮原子；在无需促进步骤的情况下在基材上进行无电镀敷。

本发明的发明人已经发现一种贵金属胶体催化剂体系，该体系包含贵金属纳米颗粒，所述纳米颗粒被具有羧基和氮原子的特定聚合物稳定化，同时该体系不含锡，该体系表现出优异的稳定性和对于无电镀敷良好的催化活性。

发明的详细说明

除明确给出解释的外，本说明书中所用的缩写具有如下含义：g＝克；mg＝毫克；ml＝毫升；L＝升；m＝米；cm＝厘米；min.＝分钟；s＝秒；h＝小时；ppm＝百万分之一；M＝摩尔；g/L＝克每升；mmol＝毫摩尔；Mw＝分子质量；rpm＝转每分钟；以及DI＝去离子。

在本说明书中，“沉积”和“镀敷”可互换，“催化”和“活化”可互换使用。本说明书中的“含贵金属纳米颗粒的溶液”和“催化剂溶液”可互换使用。