[发明专利]有机染料在铜表面染色的方法

说明书

本发明属于金属表面的化学处理，用表面反应法在金属表面上形成染色层的方法。

在铜表面用有机染料染色的报道不多，如日本专利JP56098 479(1981年)报道，具有防锈性的在金属表面染色的方法。它是先后采用味唑化合物溶液及茜素染料溶液分二步处理，比较繁复。

随着电子工业的迅速发展，对印刷电路版制作要示也愈来愈高。印刷电路版往往因为在制作过程中由于受油脂或高聚物感光膜等物的污染而影响电子设备的灵敏度。因此希望通过用有机染料在洁净铜表面染色的方法，当铜表面存在异物薄层污染将会影响染色的生成，以此来显示污迹。

为此，本发明目的是寻找一个简易的用有机染料在铜表面染色的一步法，该法也可用来显示铜表面的污迹。

本发明是一种用芳香氮杂环配体和负离子水溶性有机染料配制成的染色水溶液在铜表面染色的方法。本方法染色的原理是利用洁净铜表面因轻微氧化生成痕量二价铜离子，与染色水溶液中的芳香氮杂环配体和负离子水溶性有机染料在铜表面生成有色配合物附于表面。如果铜表面受异物污染(例如印刷电路版上受油脂或高聚物等污染)后，则会阻止或减慢上述表面络合反应的进行，以形成不能染色或染色程度低于洁净表面，从而达到显示污迹的目的。

本发明所用芳香氮杂环配体包括喹啉，2，2′-联吡啶和1，10-菲咯啉，所用负离子水溶性有机染料包括咕吨氧蒽类染料，偶氮类染料，蒽醌类染料和三苯甲基类染料。咕吨氧蒽类染料如荧光素，曙红染料和酸性媒介桃红3BM等，偶氮类染料如酸性青莲，滂胺天蓝6BX和酸性大红G等，蒽氮类染料如弱酸性艳蓝RAW，弱酸性艳绿GS和酸性媒介红S-80等，三苯甲基类染料如酸性墨水蓝G，亮蓝FCF和酸性湖蓝等。

本发明在铜表面染色的方法是

1.配制染色水溶液  将配体溶于温热水(约50-60℃)中，冷到室温后加入负离子水溶性有机染料，待溶解后即成。配体浓度范围是0.05-0.5克/100毫升，染料浓度范围是0.05-3克/100毫升。

2.染色将铜件浸于20％硫酸溶液中约2分钟，去除表面氧化铜，取出用水淋洗干净，于60℃烘干。将这样处理过的洁净铜件于10-30℃温度下，浸入上述染色水溶液中，按具体要求染色时间约为0.5-3分钟，即能在铜表面生成各种鲜艳颜色的染色层。取出用水淋洗，吹干或于60℃左右烘干，即可得稳定的染色层，可保存。

如果要求显示铜面污迹，则要适当选择配体和染料的品种和浓度，恰当控制染色水溶液的温度和染色时间。一般说如果要求高的灵敏度，则配体和染料的浓度不宜高，染色时间不宜长，染色水溶液温度适当低些，这样就不会使受污染的表面也染上颜色，而造成反差小，或不能显示污迹。例如采用本发明染色方法就可方便地检出印刷电路版上的污迹，虽然污染薄层一般仅5-10纳米厚，从而可解决印刷电路版在制作过程中的质量监控问题。

如果洗除铜表面染色，只需浸入10-20％硫酸水溶液或无水乙醇中1-2分钟，即可洗除染色，对铜表面几乎没有损伤。

本发明在铜表面染色方法的优点是方法简便，染色的铜件在染色的水溶液中浸一次即成。本法可方便地利用来显示铜表面的污迹，可用于印刷电路版制作过程中的质量监控。而且染色层极易洗除。

用下列实施例进一步说明之。

              实例1

将0.08克喹啉溶解于100毫升温热水中，冷到室温加入曙红染料0.06克，配制成染色水溶液。将铜片浸于20％硫酸溶液中约2分钟，去除表面氧化铜，取出用清水洗净，60℃烘干。把这处理过的铜片浸入染色水溶液中2分钟，溶液温度为30℃，取出用水淋洗去浮色，60℃烘干，铜表面上呈鲜艳玫瑰红色。用无水乙醇可将染色层洗除。

              实例2

如例1在含0.3克喹啉水溶液中加入酸性艳蓝RAW0.5克，染色水溶液呈深蓝色。将同例1处理的洁净铜片浸入10℃上述染色水溶液1分钟后取出，铜表面呈深蓝色。染色层可浸入20％硫酸洗除。

              实例3

将0.5克1.10-菲咯啉溶解于100毫升温热水中，冷却至室温后溶入2.5克酸性大红G即成染色水溶液。将同例1处理过的洁净铜片浸入20℃上述染色水溶液0.5分钟之后取出，用水淋洗除去浮色，60℃烘干后，铜表面呈棕红色。用无水乙醇洗或浸入20％硫酸可将染色层洗除。

              实例4