[发明专利]一种导电孔及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种导电孔及其制备方法和应用，所述导电孔内表面设置有导电层；其中，所述导电层包括还原氧化石墨烯导电层；所述导电孔的长径比≥1。本发明提供的导电孔可以为不同长径比或不同直径，其能够得到的导电孔长径比可以较大，或者直径可以较小，在纳米级别。并且，本发明提供的制备方法可以一步实现钻孔和形成导电层的同时制备，工艺简单快捷，制备时间极短。

技术领域

本发明属于印刷电路板技术领域，涉及一种导电孔及其制备方法和应用，特别涉及一种用于印刷电路板或集成电路的导电孔及其制备方法和应用。

背景技术

印刷电路板的通孔或盲孔侧壁通常是由树脂和玻璃纤维组成，其为非导电性物质；因此，在对通孔或盲孔电镀之前，必须通过化学镀铜使其侧壁金属化。化学镀铜工艺已经广泛应用于印刷电路板的金属化。然而，由于工艺中使用稀有金属(例如把钯作为催化剂)、甲醛和螯合剂等，会造成对环境的危害。

石墨烯是一种二维单层碳原子结构，其中sp²键合的碳原子排列成六角形或蜂窝状晶格。石墨由多层石墨烯组成；石墨烯层与层间碳原子含有较弱的分子键。石墨烯因其独特的特性(包括高电导、热传导性、机械强度和光学透明度)而备受关注，有潜在的广泛应用。目前，工业方法制备的所谓石墨烯实际是氧化石墨烯，其结构为石墨烯片层上键合了若干含氧官能基团，包括羧基、羟基、和环氧基团；氧化石墨烯导电性能差或不具有导电性能。氧化石墨烯通过化学或物理的方式可以被还原成还原氧化石墨烯，由于含氧官能基团的减少和结构缺陷的修复，还原氧化石墨烯的导电性能提高。

为了降低或避免上述化学镀铜工艺对环境造成的有害影响，目前已有研究者采用在通孔或盲孔侧壁表面上沉积具有导电性的还原氧化石墨烯的方法来取代化学镀铜的工艺。专利US20180036769A1提供的可能的方法：第一步，在半导体基板或非导体基板上，使用机械或激光的方式钻孔并清洗干净；第二步，使孔壁与同含氨基化合物的水溶液接触；第三步，使孔壁与氧化石墨烯水溶液接触，使得氧化石墨烯与含氨基化合物键合；第四步，使得孔壁与还原剂溶液接触，氧化石墨烯被还原成还原氧化石墨烯，从而在孔壁形成导电的还原氧化石墨烯膜层。该专利申请中提供的方法制备的导电的还原氧化石墨烯膜层具有稳定的电导率，容易后续电镀工艺的操作，但是制备方法仍然较复杂，需要多次与不同的溶液浸泡接触，且最后的导电通孔或者盲孔的长径比不能过高，长径比过高则由于化学镀液的表面张力问题会无法实现氧化石墨烯的沉积，

在现有技术中，无论化学镀金属还是化学枝接还原氧化石墨烯，都需要先钻孔，后沉积导电层，分两步分别实现，整个工艺用时以小时计；同时，无论化学镀金属还是化学枝接还原氧化石墨烯，工艺过程中都会用到药剂；化学镀金属，工艺过程中会使用稀有金属、甲醛和螯合剂等，对环境造成污染；化学枝接还原氧化石墨烯，工艺过程中尽管没有使用有毒物质或者有机溶剂，但还会使用含氨基化合物的水溶液以及还原剂，并产生废液。

进一步的，对于孔径较小或者长径比较大的孔，无论化学镀金属还是化学枝接还原氧化石墨烯，由于微米孔或者纳米孔中物质传输性差或者物质根本无法传输而会导致形成的导电层有缺陷或者导电层根本无法形成。

因此，希望开发一种新的形成导电孔的方法，既简单高效，又可以制备孔径较小或者长径比较大的导电孔。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种导电孔及其制备方法和应用，本发明提供的导电孔可以为不同长径比或不同直径，其能够得到的导电孔长径比可以较大，或者直径可以较小，其直径可以达到纳米级别。并且，本发明提供的制备方法可以一步实现钻孔和形成导电层的同时制备，工艺简单快捷，制备时间极短。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种导电孔，所述导电孔内表面设置有导电层；

其中，所述导电层包括还原氧化石墨烯导电层；所述导电孔的长径比为≥1，例如2、3、5、10、50、100、200、300、400、500、800等。