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一种针对氧化铝陶瓷局部化学镀铜前处理用的活化胶的研制

发布日期:2016年9月18日

化学镀是指在无外接电流的作用下,利用处于同一溶液内的金属离子以及还原剂,在具有催化活性的基体表面发生氧化还原反应,从而在基体表面化学沉积得到金属或合金镀层的一种表面处理技术。由于其自催化性及无外接电流的特点,在许多国外文献中也被称作自催化镀或无电电镀(electrolessplating).自1944年Brenner和Riddell首次开发出可实际应用的化学镀液至今,化学镀技术取得了很大的发展,目前已广泛应用于微电子、航空航天、汽车制造、能源、材料等领域。在非金属表面进行化学镀需要先进行活化处理,才能诱发沉积反应在其表面进行.传统的活化方法一般为一步法及两步法,需要将基体浸入配置好的敏化、活化液中进行活化处理。这种方法需要耗费大量的贵金属盐以及盐酸,其溶液稳定性也较差,很难长时间保存。同时,这种活化方法也难以一步实现局部的金属化,通常需要镀前包扎保护非镀面,或者在施镀后将不需要的金属层去掉,操作相对复杂,对于小型的零件加工,如电容器及线路板的印刷较难实。

鉴于以上问题,笔者研制了一种可以将敏化活化一步化,在氧化铝陶瓷表面实现局部化学镀的活化胶,其由有机载体+少量贵金属盐(银盐或钯盐)组成。以丝网印刷方式先将活化胶印在氧化铝陶瓷表面,形成待镀部位的图形;再经高温烧结,使胶膜中的有机物挥发,贵金属盐发生热分解反应,银或钯微粒分散析出,表面待镀部位即获得催化活性;最后将局部活化的氧化铝陶瓷基体置于化学镀铜液中,即可实现氧化铝陶瓷表面的选择性镀铜。该工艺简单易行,成本较低,在微电子等工业领域具有良好应用前景。

实验还得出了4点结论:

1)对氧化铝陶瓷基体进行局部表面化学镀铜前,可以采用活化胶(印刷)涂覆+烧结的活化处理方法。AgNO3和PdCl2分别都能用作为活化剂,二者在活化胶中的较佳质量浓度分别为2和0.5g/L。

2)经活化处理后,Ag活化层以离散的单质银颗粒形式分布,颗粒尺寸为100~500nm,而Pd活化层以胶膜状附着于表面。在化学镀铜溶液中,二者均可引发铜的沉积并最终获得与活化区域一致的完整的铜镀层。

秒速快33)在银活化层和钯活化层上,铜的初始沉积情况有所不同。在0~60s施镀时间内,前者的铜沉积速率基本上是恒定的,而后者呈现前30s内慢速沉积而后30s快速沉积的特点。钯活化层上铜的初始平均沉积速率明显高于银活化层。

4)氧化铝陶瓷表面经银或钯活化处理后,化学镀铜的平均沉积速率为5.6~6.3μm/h,镀层与氧化铝基体间的结合良好。

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