化学镀液配方与制备(一)
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聚酰亚胺薄膜表面镀铜的化学镀铜液

原料配比

制备方法 将上述各原料按照配比混合在一起,配制成1L的溶液。

原料配伍 本品各组分质量份配比范围为:铜盐10~20、第一稳定剂1~3、第二稳定剂0.5~1.5、乙二胺四乙酸钠30~50、二乙醇胺10~20、Gemini型季铵盐3~5、酒石酸钾钠5~8、十二烷基苯磺酸钠0.5~1.5、次磷酸钠4~10、水合肼2~4、加速剂0.5~1.5、聚二硫二丙烷磺酸钠0.05~0.2,去离子水加至1000。

其中,加速剂为纳米石墨。

纳米石墨的制备方法为:

(1)将天然鳞片石墨在100℃的真空干燥箱中干燥12h,接着将体积比为1:4的硝酸和硫酸的混合液缓慢加入石墨并搅拌24h,然后过滤洗涤至滤液的pH值为7,再在100℃的干燥箱中干燥12h;

(2)将步骤(1)获得的产物放置在900℃的马弗炉中处理20s,得到膨胀石墨;

(3)将5g膨胀石墨放置在400mL无水乙醇与蒸馏水(体积比65:35)的混合液中,在增力电动搅拌器下高速搅拌24h,让膨胀石墨完全浸润,再将混合物放置在120W的超声波中超声30min,接着过滤洗涤至滤液的pH值为中性,然后放置在100℃的干燥箱中干燥即得。

第一稳定剂是5-甲基-4-(6-甲氧基-2-萘基)-2-(2-羟苄亚氨基)噻唑,第二稳定剂是((1-二甲氨基)-烯丙基磷酸)-N-烯丙基油酰胺-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物。

((1-二甲氨基)-烯丙基磷酸)-N-烯丙基油酰胺-丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的制备方法为:在20℃下,称取300g丙烯酸、600g丙烯酰胺、5gN-烯丙基油酰胺、5g(1-二甲氨基)-烯丙基磷酸、4g乳化剂OP-10和1.5L水,加入到反应容器中,搅拌1~2h,使其充分溶解,用氢氧化钠调节pH值至6~8,通入氮气20~30min,随后加热至50℃左右,加入引发剂过硫酸铵6g充分搅拌,保持在50℃反应6h,随后将反应产物用乙醇沉淀,过滤,将过滤获得的固体干燥,粉碎,获得产物。

聚二硫二丙烷磺酸钠的制备方法为:

(1)称取1.5kg硫化钠,加入反应容器中,加入1.5L水,在50℃的温度下搅拌溶解,当溶液变为无色后,继续搅拌1h,再加入0.4kg的硫黄,保持在50℃搅拌1h,获得红色透明溶液;

(2)将步骤(1)获得的透明溶液倒入反应容器中,再加入1.5L浓度为90%的乙醇,保持在室温下搅拌0.5h,随后一边搅拌一边滴加1,3-丙磺酸内酯,滴加3.5h,滴加过程中保持温度在35~45℃,滴加完毕后继续搅拌1h,随后抽滤,将抽滤获得的固体放入真空干燥箱内50℃下干燥,粉碎,获得粉末。

铜盐可以为硝酸铜、硫酸铜、氯化铜中的一种或几种。

醇胺是碳原子数为2~6的一醇胺或二醇胺。可以是乙醇胺、丙醇胺、二乙醇胺、二丙醇胺中的一种或两种以上的混合物组成。

络合剂用于与铜离子进行络合,采用乙二胺四乙酸的络合效果最好,可以很好地提高镀铜稳定性。

5-甲基-4-(6-甲氧基-2-萘基)-2-(2-羟苄亚氨基)噻唑的制备方法为:

(1)取2.93g(0.01mol)6-甲氧基-2-(2-溴丙酰基)萘、30mL乙醇、0.76g(0.01mol)硫脲,回流3h,用氨水调pH值为8~9,搅拌,过滤,干燥得浅黄色固体;

(2)将1mmol的水杨醛溶于5mL无水乙醇中,室温搅拌下缓慢滴加1mmol步骤(1)制备的浅黄色固体的无水乙醇溶液,加毕,回流4h,冷却,抽滤,用无水乙醇重结晶,得5-甲基-4-(6-甲氧基-2-萘基)-2-(2-羟苄亚氨基)噻唑。

Gemini型季铵盐的制备方法包括:

(1)在250mL三口瓶中加入13.4g草酸钠、25.0g环氧氯丙烷及100mL无水乙醇,在搅拌条件下于50℃反应10h,反应完成后,将反应体系降至室温,过滤,除去反应生成的氯化钠,将滤液置于-20℃冰柜中24h,结晶,过滤,滤饼使用-20℃乙醇淋洗3次后置于50℃真空干燥箱中干燥24h得中间体。

(2)在250mL三口瓶中加入10.1g步骤(1)制备的中间体、24.9g十二烷基二甲基胺盐酸盐及100mL无水乙醇,在搅拌条件下于50℃反应10h。反应完成后,将反应体系降至室温,过滤,除去反应生成的氯化钠,将滤液置于-20℃冰柜中24h,结晶,过滤,滤饼使用小于5℃蒸馏水淋洗3次后置于50℃真空干燥箱中干燥24h,称重得Gemini型季铵盐表面活性剂。

产品应用 本品主要用于聚酰亚胺薄膜的表面镀铜。

使用方法:将上述化学镀铜溶液升温至40℃,用氮气向该化学镀铜液中鼓泡,将经过处理的聚酰亚胺薄膜在上述化学镀铜液中浸泡4h;将聚酰亚胺薄膜取出,用去离子水冲洗1min,然后采用氮气鼓风4min,得到聚酰亚胺镀件。

产品特性 本产品能协调好化学镀铜液的稳定性和镀速这一矛盾,获得一定镀速和高稳定性,并且能够镀5μm以上的厚层。