[发明专利]用于刚板孔金属化的含金属纳米粒子\碳纳米粒子组合物

说明书

本发明涉及印制电路板孔金属化领域，更具体地，本发明提供一种用于刚板孔金属化的金属纳米粒子和碳纳米粒子组合物及其制备方法。本发明的第一方面提供一种用于刚板孔金属化的含金属纳米粒子\碳纳米粒子组合物，包括纳米碳粉、金属盐、还原剂、电解质、分散介质、分散剂以及水；其中，分散剂包括非离子分散剂与离子分散剂；非离子分散剂包括芳香杂环化合物和\或环氧化合物和\或有机聚合物和\或其反应物产物；离子分散剂包括含亲水基团的化合物和\或环氧化合物和\或阴离子分散剂和\或其反应物产物。

技术领域

本发明涉及印制电路板孔金属化领域，更具体地，本发明提供一种用于刚板孔金属化的金属纳米粒子和碳纳米粒子组合物及其制备方法。

背景技术

传统的刚性多层印制电路板孔金属化主要通过化学镀铜来完成，其工艺流程繁琐，过程中用到含钯催化剂，使镀铜过程价格昂贵，且该工艺过程会造成环境污染，因此，碳纳米组合物电镀技术应运而生。

碳纳米组合物化直接电镀技术是取代化学镀铜的一种新工艺。它使用导电能力较强的碳粉或石墨作为导电材料，通过在孔内涂覆一层导电炭黑薄膜，实现电路板孔内金属化，以便后续电镀铜能顺利进行。其特点是简化了孔金属化的工艺、节省工时、减少材料的消耗、并有效的控制了废水的排放量、降低了PCB板的生产成本。

然而，随着碳孔化直接电镀技术从柔性单层电路板向柔性多层电路板，刚柔电路板，刚性单层板，刚性多层板逐步应用升级，小孔化以及板厚度的增加，对碳孔液提出越来越高的要求。尤其是碳材料在材料电阻，吸附性，稳定性和可靠性存在一定的短板，限制其在多层板等方面的应用。因此，提高碳孔液的导电和吸附性能是解决碳孔液短板的关键技术。

发明内容

本发明主要解决现有碳孔液的导电和吸附性能的不足的问题，本发明提供一种高导电性、高吸附性的PCB板用金属纳米粒子和碳纳米粒子组合物，此外，本本申请也提供了该组合物的制备方法，结合特定的组合物体系得到的高浓度PCB板用金属纳米粒子和碳纳米粒子组合物溶液进行金属化，所得材料的导电性能更好，在金属纳米粒子和碳纳米粒子组合物溶液消耗补给时更加方便，不用频繁的更换槽液，不仅安全环保、而且简化了生产工艺，降低PCB板的生产成本。

本发明的第一方面提供一种用于刚板孔金属化的含金属纳米粒子\碳纳米粒子组合物，包括纳米碳粉、金属盐、还原剂、电解质、分散介质、分散剂以及水；其中，分散剂包括非离子分散剂与离子分散剂；非离子分散剂包括芳香杂环化合物和\或环氧化合物和\或有机聚合物和\或其反应物产物；离子分散剂包括含亲水基团的化合物和\或环氧化合物和\或阴离子分散剂和\或其反应物产物。

作为本发明的一种优选技术方案，按组合物的重量百分比计，所述组合物包括2~15%纳米碳粉、金属盐、还原剂、0.05~5%电解质、0.3~20%分散介质、1.2~20%分散剂以及余量水；金属盐的浓度为0.0001-0.04mol/L，还原剂的浓度为0.0001-0.01mol/L；优选地，按组合物的重量百分比计，所述组合物包括3~8%纳米碳粉、金属盐、还原剂、0.05~1%电解质、5~12%分散介质、1.8~2.5%分散剂以及余量水；金属盐的浓度为0.003-0.005mol/L，还原剂的浓度为0.03-0.05mol/L。

本发明所述碳纳米粉末为叠层结构球形或近似球形的原声粒子的碳微晶聚集体，优选地，按照碳纳米粉末的重量百分比计，纳米碳粉的元素组成为：氧0.1-8%、硫0.01-0.7、灰分0.01-0.6%以及余量碳。

本发明对所述碳纳米粉末的粒径不做特别的限制，优选为10nm~500µm；进一步优选为10nm~300nm。

本发明采用炭黑作为碳纳米粉末的固形物，本发明对所用炭黑进行预处理，预处理方法如下：

（1）采用氧化剂溶液在45~55℃对4wt%炭黑浸泡1.5~2.5h；经超声波细胞粉碎机将炭黑分散成纳米颗粒；氧化剂溶液选自高氯酸溶液、双氧水溶液、过硫酸钠溶液、过硫酸铵溶液中的任一种或多种的组合；