[发明专利]一种在绝缘基材上直接电镀的方法

说明书

技术领域

本发明属于印制电路板制造技术领域，涉及绝缘基材金属化技术，特别涉及一种在印制电路板的绝缘基材上直接电镀的方法。

背景技术

近年来，绝缘基材电镀的应用范围越来越广，在塑料(如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯等)、木材、陶瓷上实现金属化是在绝缘基材上形成导电层的关键技术。目前，常用的金属化工艺是采用化学镀或黑孔化作为电镀的基底导电层，而随着导电聚合物直接电镀技术的迅速发展，其已能取代传统化学镀或黑孔化工艺实现绝缘基材的“金属化”。

传统的化学镀工艺中需要用到甲醛，不仅会污染生态环境，还有潜在的致癌风险；同时，需要使用Pd、Au等贵金属作为催化剂，成本较高；另外，化学镀液中的乙二胺四乙酸等络合剂不易分解，排放后易造成水污染。而黑孔化需要把精细的石墨和碳黑粉均匀分散于溶剂中才能被吸附在非导体的孔壁表面，形成均匀、结合力牢固的导电层。中国发明专利CN101394712A将碳纳米管的分散液用于印刷线路板时，碳纳米管吸附在印制线路板通孔表面，即可实现直接电镀。中国发明专利CN103103590A将石墨烯和稳定剂加入去离子水中，超声分散后，将pH值调至9～11，可进行直接电镀。然而，由于碳纳米管、石墨烯或炭黑本身具有很强的憎水性，分散时需要加入大量的表面活性剂以形成胶体或悬浊液，降低了电导率，使得黑孔化方法存在导电原料成本高、形成的导电溶液稳定性差、导电层和绝缘层结合力不紧密等缺陷，限制了其广泛应用。因此，采用直接电镀技术取代传统的化学镀工艺和黑孔化方法具有较好的社会和经济效益。

随着导电聚合物直接电镀技术的迅速发展，已能实现在绝缘基材上的直接电镀。中国发明专利CN101029409A公开了一种先制备导电聚吡咯、聚苯胺，形成胶体后直接涂覆于绝缘基材上的方法；但是该方法中导电聚合物与基材之间的结合力较差，无法保证镀层不脱落，且工艺复杂，耗时长。中国发明专利CN105111416A采用3,4-乙烯二氧噻吩作为原料生成电镀导电聚合物，仅介绍了导电聚合物的形成方法，并没有给出其如何应用于电镀中。

目前，有机导电膜的直接电镀技术([印制电路信息,2014(5):40-43.]，[印制电路信息,2014(3):43-45.]，[第十一次全国电化学会议，2001.])都是在一端带有铜箔的基材上生长聚噻吩薄膜，然后进行电镀；该方法形成的镀层均匀性差且原有铜箔容易烧焦，而且，在电镀过程中，镀液必须与金属铜箔接触，否则导电聚合物层上会缺乏电沉积的诱导体，使得无论施加多高的电镀电压，都无法沉积金属。

发明内容

本发明针对背景技术存在的缺陷，提出了一种在绝缘基材上直接电镀的方法。本发明先采用金属微粒活化绝缘基材上的有机导电膜，然后直接进行电镀，得到的镀层均匀，且与绝缘基材的结合力良好。

本发明的技术方案如下：

一种在绝缘基材上直接电镀的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在绝缘基材表面生长有机导电聚合物膜；

步骤2、金属微粒活化有机导电聚合物膜：

2.1将金属微粒和表面活性剂加入去离子水、乙醇、丙酮、丁酮、氯仿、四氯化碳中的一种或几种形成的溶剂中，混合均匀，得到的混合液中金属微粒的浓度为1～30g/L，表面活性剂的浓度为50～300g/L；

2.2将步骤2.1配制的混合液通过丝网印刷、喷墨打印或者浸泡的方法负载于步骤1形成的有机导电聚合物膜上以及带有机导电聚合物膜基材的微孔内，干燥；负载于有机导电聚合物膜上的金属微粒作为金属电沉积的结晶核，可诱导有机导电聚合物膜上发生电镀；

步骤3、在步骤2处理后得到的基材表面进行电镀。

进一步地，步骤1所述绝缘基材为玻璃纤维增强环氧树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚碳酸酯塑料、聚酰亚胺树脂塑料、聚对苯二甲酸类塑料、聚四氟乙烯塑料、木质基材或陶瓷基材中的一种。

进一步地，步骤1所述绝缘基材包括孔径为50～500μm的微孔。

进一步地，步骤1所述绝缘基材表面生长有机导电聚合物膜的具体过程为：

步骤1.1除油：将碱性物质、表面活性剂、碳酸钠以及磷酸三钠加入去离子水中，混合均匀，得到的混合溶液中碱性物质的浓度为10～30g/L，表面活性剂的浓度为0.5～3g/L，碳酸钠的浓度为1～10g/L，磷酸三钠的浓度为1～10g/L；然后将绝缘基材放入上述混合溶液中在20～60℃温度下浸泡1～10min，以去除绝缘基材表面的油脂等污染物；