聚酰亚胺薄膜的化学镀铜液(2)

原料配比

制备方法
    将各组分溶于去离子水中，搅拌均匀即得化学镀铜液。

原料配伍
    本品各组分质量份配比范围为:铜盐3~30、抗坏血酸或可溶性抗坏血酸盐1~13、 络合剂10~70、 金属催化剂0.06~ 5、稳定剂0.00004~0.03、 pH缓冲剂6~40，水加至1000。

    铜盐用于提供化学镀铜的铜离子。所述铜盐为本领域技术人员所公知的各种铜盐，选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的一种或几种。

    抗坏血酸或可溶性抗坏血酸盐为本化学镀铜液的还原剂。抗坏血酸或可溶性抗坏血酸盐无毒、环保，可在中性条件下还原铜离子，适用于聚酰亚胺表面的化学镀铜。抗坏血酸或可溶性抗坏血酸盐选自抗坏血酸、抗坏血酸钙、抗坏血酸锌中的一种或几种。

    络合剂为本领域公知的各种能与铜离子络合的化合物，本品没有特殊要求，例如可以选自柠檬酸、可溶性柠檬酸盐、酒石酸、可溶性酒石酸盐、苹果酸、可溶性苹果酸盐、乙二胺四乙酸、可溶性乙二胺四乙酸盐中的一种或几种。

    金属催化剂为含镍的水溶性盐，这类金属催化剂的加入可以有效地提高镀层结合力。金属催化剂可以选自硫酸镍、氯化镍、醋酸镍中的一种或几种。

    所述稳定剂的加入可以减少化学镀铜液的自发分解、有效地提高化学镀铜液的稳定性，同时也可以调节镀覆速率，使铜沉积物发亮，明显提高镀层的质量。本化学镀铜液中稳定剂的浓度不高于50mg/L，以免过多稳定剂的存在会降低镀速，甚至阻止化学镀时铜在聚酰亚胺薄膜表面的沉积反应。所述稳定剂可以选自2，2'-联吡啶、亚铁氰化钾、菲咯啉及其衍生物、巯基J=酸、二硫代二丁二酸、硫脲、巯基苯并噻唑、亚巯基二乙酸中的一种或几种。

    PH缓冲剂为本领域技术人员所公知的各类缓冲剂，PH缓冲剂的加入可以有效阻碍由于少量外加酸、碱引起的化学镀铜液PH值的变化。本品中，优选硼酸作为pH缓冲剂。

    所述化学镀铜液中还含有表面活性剂。表面活性剂的加入有助于聚酰亚胺薄膜表面气泡的逸出，降低镀层孔隙率。所述表面活性剂为本领域技术人员常见的各种表面活性剂，例如可以选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、正辛基硫酸钠、聚氧化Z烯型表面活性剂中的其中一种或几种。所述表面活性剂的浓度为0.01 ~ 2g/L。

    所述化学镀铜液的pH值为5.5~ 8.0。调节所述化学镀铜液的pH值采用常规的方法，例如可以通过加入酸碱调节剂进行调节，所述的酸碱调节剂为本领域技术人员所公知的各种酸和碱，例如可以为硫酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。本品实施例中均优选硫酸、氨水作为酸碱调节剂调节所述化学镀铜液的pH值。

产品应用
    本品主要应用于聚酰亚胺薄膜表面的化学镀铜。

    聚酰亚胺薄膜表面的化学镀铜方法:将引入活性种的聚酰亚胺薄膜与本品所提供的化学镀铜液直接接触，清洗、干燥得到镀件。

    其中，所述引入活性种的方法为本领域技术人员公知的技术，例如可以为表面改性法或氧化钛光催化法。所述活性种选自铜、金、银、镍、钯中的一种。本品所提供的化学镀铜方法能够对任意引入活性种的聚酰亚胺薄膜表面进行化学镀铜，本品实施例中均优选采用通过聚酰亚胺表面改性法引入活性种铜的聚酰亚胺薄膜(Kapton200-H，Toray Duponi)作为化学镀铜的样品，但不局限于此。

    所述将引入活性种的聚酰亚胺薄膜与本品所提供的化学镀铜液直接接触的方法为本领域技术人员所公知的各种方法，本品没有特殊要求，例如可以将弓|入活性种的聚酰亚胺薄膜浸渍于所述化学镀铜液中。接触的时间为10~70min，优选为20~60min;接触时为了提高化学镀的速率，所述化学镀铜液的温度为20~70°C,优选为30~60°C。根据本品所提供的化学镀铜方法，为了有效防止铜沉积时以铜粉形式存在而与聚酰亚胺薄膜结合力差以及抑制氧化亚铜的生成，所述接触还需在搅拌状态下进行。

    所述将引入活性种的聚酰亚胺薄膜与本品所提供的化学镀铜液接触之前，还需除去化学镀铜液中的氧气。除氧的方法为本领域技术人员常用的各种方法，例如可以通过鼓泡除去化学镀铜液中的氧气，本品中优选采用氨气、氩气等惰性气体向化学镀铜液中鼓泡。

    根据本品所提供的化学镀铜方法，对经过化学镀铜的聚酰亚胺薄膜表面进行清洗、干燥，即可得到镀件。所述清洗步骤为用水冲洗经过化学镀铜的聚酰亚胺薄膜，清洗的时间与次数没有限制，只需将聚酰亚胺薄膜表面的剩余化学镀铜液洗净即可。所采用的水为现有技术中的各种水，如市政自来水、去离子水、蒸馏水、纯净水或者它们的混合物，本品优选为去离子水。所述干燥步骤为本领域技术人员所公知的各种干燥步骤，所述干燥的方法可以采用本领域技术人员公知的方法，如真空干燥、自然干燥、鼓风干燥，本品中优选采用氮气对经过化学镀铜的聚酰亚胺薄膜鼓风1~10min。

    以下通过实施例详细说明本品所提供的聚酰亚胺薄膜的化学镀铜液及其表面化学镀铜方法。

    本品实施例中除引入活性种铜的聚酰亚胺薄膜之外，其他所采用的原料均由商购得到。所述聚酰亚胺弓|入活性种铜的方法为表面改性法，具体步骤如下:

    (1)前处理:配制无水乙醇与丙酮体积比为3:1的脱脂液500mL，将40mmx 40mm的聚酰亚胺薄膜(Kapton200-H, Toray Dupont)放置于该脱脂液中超声清洗20min,然后用去离子水清洗干净，干燥;配制5mol/L氢氧化钾溶液，将该氢氧化钾溶液滴于脱脂处理后的聚酰亚胺薄膜，室温放置5min,然后用去离子水清洗干净，并烘干，得到表面部分改性的聚酰亚胺薄膜。

    (2)铜离子交换:配制0.05mol/L的硫酸铜溶液，将上述改性后的聚酰亚胺薄膜放入该硫酸铜溶液中，室温浸泡20min，然后用去离子水清洗干净，得到表面部分铜离子交换的聚酰亚胺薄膜。

    (3)铜离子还原:配制0.1mol/L二甲氨基甲硼烷溶液，将上述表面部分铜离子交换的聚酰亚胺薄膜放入已配制的二甲氨基甲硼烷溶液中，50°C 下浸泡20min,然后用去离子水清洗干净。

    通过上述处理即可得到|入活性种铜的聚酰亚胺薄膜。

产品特性
    本品所提供的化学镀铜液为中性镀铜液，采用无毒、环保的抗坏血酸或可溶性抗坏血酸盐作还原剂，适用于聚酰亚胺薄膜表面化学镀铜，具有良好的环保效果。

本文转载自《化学镀液 配方与制备(一)》编著    李东光
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