用于印制电路板的黑孔液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于印制电路板的黑孔液及其制备方法，黑孔液包括导电基质、表面活性剂、水溶性高分子及其对应的不良溶剂、碱性物质和分散介质，黑孔液的制备方法包括将导电基质、表面活性剂加入到、分散介质中，进行研磨后加入水溶性高分子，剧烈搅拌后再加入溶性高分子对应的不良溶剂，最后再加入碱性物质形成黑孔液。本发明专利技术的用于印制电路板的黑孔液通过在黑孔液中添加水溶性高分子及其对应的不良溶剂，形成亲水性聚合物包覆的导电基质的黑孔液，利用粒子表面长链聚合物的空间位阻和静电斥力，大大增强黑孔液的分散稳定性。

【技术实现步骤摘要】
用于印制电路板的黑孔液及其制备方法
本专利技术涉及印制电路板的制造领域，尤其涉及一种可使印制电路板直接电镀的黑孔液及其制备方法。
技术介绍
随着通讯电子设备的不断便携化、小型化，采用的印制电路板的集成度越来越高。印制电路板板面布线越来越密，而与之相关的起层间导通作用的通孔孔径和径深比越来越小，这就对印制电路板的孔金属化处理提出了更高要求。现有的孔金属化印制电路板制造工艺，首先采用化学镀铜工艺，使得通孔的非导体孔壁表面金属化，然后电镀铜加厚。这种制造工艺虽然可以成功地制造孔金属化印制板，然而其中的化学镀铜工艺存在的问题有：(1)工艺复杂，难于操作和维护；(2)工艺流程长、水消耗大、废水处理困难；(3)采用甲醛做还原剂，不仅危害生态环境，而且有致癌的危险。基于化学镀铜工艺存在的问题，人们一直致力于取消化学镀铜工艺的直接电镀工艺的研究，其中较为成熟的工艺之一是利用碳黑悬浮液的直接电镀工艺——黑孔化技术。黑孔化技术是以碳黑或石墨单独或共同作为导电基质，做成分散悬浮液，对孔进行导电化处理的方法。与化学镀铜工艺相比，黑孔化技术具有工艺简化、无环境污染、成本降低等优点，其工艺的核心是黑孔液的配方及性能。目前印制电路板孔金属化直接电镀工艺所采用的黑孔液(如：中国专利CN1733980A、美国专利US5015339、US5389270以及USP4724005A等)，是以水为分散介质、碳黑/石墨粒子为导电基质的悬浮液，由于碳黑/石墨的亲水性差，导致悬浮液不稳定，极易发生聚沉，严重影响了黑孔液的使用性能。为了提高分散液的稳定性，通常是采用添加分散剂(低分子表面活性和/或高分子表面活性剂)的方法，由于添加的分散剂是靠物理作用吸附在碳黑/石墨表面，存在吸附与脱附的平衡，而分散剂的脱附会导致碳黑/石墨粒子在存放期间重新聚集、沉降，不能从根本上解决碳黑/石墨悬浮液稳定性的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用于印制电路板的黑孔液及其制备方法，通过在导电基质表面包覆亲水性聚合物的方法，利用导电基质表面长链聚合物的空间位阻和静电斥力，大大增强黑孔液的分散稳定性。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术公开了一种用于印制电路板的黑孔液，包括导电基质、表面活性剂、水溶性高分子及其对应的不良溶剂、碱性物质和分散介质。优选地，所述水溶性高分子及其对应的不良溶剂包括：羧甲基纤维素钠(CMC)//乙醇、聚丙烯酸钠(PA-Na)//乙醇或丙酮、聚乙烯醇(PVA)//异丙醇或丙酮或乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)//丙酮、海藻酸钠(SA-Na)//乙醇。优选地，所述表面活性剂包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型非离子表面活性剂和聚多元醇型非离子表面活性剂。优选地，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂包括聚乙二醇(PEG)、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加O)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)中的一种或两种以上的混合物；所述聚多元醇型非离子表面活性剂包括吐温80、吐温60、吐温40、吐温20中的一种或两种以上的混合物。优选地，所述导电基质包括石墨粒子；所述碱性物质包括NaOH、KOH、NH4OH中的一种或两种以上的混合物；所述分散介质包括去离子水。优选地，所述黑孔液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)。优选地，所述黑孔液还包括消泡剂，所述消泡剂包括二甲基硅油、磷酸三丁酯(TBP)、聚氧乙烯甘油醚中的一种或两种以上的混合物。优选地，所述黑孔液还包括无机粘合剂，所述无机粘合剂包括Na2SiO3、K2SiO3中的一种或两种的混合物。优选地，所述黑孔液的各组分的重量份数比例为：所述导电基质为2-5份；所述表面活性剂为0.8-1.2份；所述水溶性高分子及其对应的不良溶剂分别为1-2份及15-25份；所述碱性物质为2-4份；所述分散介质为50-70份。优选地，所述黑孔液还包括重量份数比例为：8-12份的有机溶剂，0.4-1.0份的消泡剂，0.5-1.5份的无机粘合剂。优选地，所述黑孔液的pH值为9-13。本专利技术还公开了一种制备如上所述的黑孔液的方法，依次包括以下步骤：S1：将所述导电介质和所述表面活性剂加入到所述分散介质中，进行研磨，形成均匀的分散液A；S2：向所述分散液A中加入所述水溶性高分子，搅拌后加入水溶性高分子的所述对应的不良溶剂，形成分散液B；S3：向所述分散液B中加入碱性物质，搅拌均匀形成所述黑孔液。优选地，步骤S1中进行研磨前还包括将有机溶剂、消泡剂加入到所述分散介质中；步骤S3进行搅拌前还包括向所述分散液B中加入无机粘合剂。优选地，步骤S1中进行研磨的时间为5-7h。优选地，步骤S2中向所述分散液A中加入所述水溶性高分子后，搅拌20-40min后再加入水溶性高分子的所述对应的不良溶剂。本专利技术与现有技术相比的有益效果包括：本专利技术的用于印制电路板的黑孔液及其制备方法，通过在黑孔液中添加水溶性高分子及其对应的不良溶剂，水溶性高分子在其对应的不良溶剂的诱导下，以导电基质为析出核，在水相发生凝聚，水性高分子链通过物理键力紧紧附着于导电基质表面，包覆在导电基质周围，形成亲水性聚合物包覆的导电基质的黑孔液，利用粒子表面长链聚合物的空间位阻和静电斥力，大大增强黑孔液的分散稳定性。优选方案中：黑孔液配方中的导电基质包括石墨粒子；表面活性剂包括聚氧乙烯型非离子表面活性剂和聚多元醇型非离子表面活性剂，两者复配使用，用于在石墨粒子表面包覆水溶性高分子前的亲水性处理，提高石墨粒子的附着性和黑孔液的分散稳定性。更加优选地，黑孔液配方中还包括有机溶剂、消泡剂和无机粘合剂，其中有机溶剂用于石墨粒子表面包覆水溶性高分子之前的亲水性处理，并且有利于增强石墨粒子与非离子表面活性剂间的相容性；消泡剂的添加保证印制电路板获得均匀的导电性基底石墨层，从而防止了印制电路板出现局部无镀层的现象；无机粘合剂用于提高石墨粒子与绝缘基材之间的粘结性能。具体实施方式下面结合优选的实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的实施例提供一种用于印制电路板的黑孔液，包括导电基质、表面活性剂、水溶性高分子及其对应的不良溶剂、碱性物质和分散介质，优选还包括有机溶剂、消泡剂和无机粘合剂。其中导电基质包括石墨粒子，相较于碳黑粒子，由于石墨具有薄型片状晶体结构，电子能在二维平面转移，所以在孔壁上成膜后可以赋予小孔与深孔更好的导电性，也使导电层变得更薄。本实施例中的石墨粒子的平均粒径应小于2μm，以小于1μm为宜，更加优选为小于0.7μm；如果石墨粒子平均粒径大于2μm，则会降低其导电性，还会降低镀层金属与绝缘基材之间的附着性；石墨粒子在悬浮液中的含量应低于6wt％，优选为2-5wt％；如果碳粒子含量高于6wt％，则会导致镀层与绝缘基材和铜箔之间的附着性不良，而如果碳粒子含量低于1wt％，则会由于碳粒子密度太低，难以获得充分导电性的基底层，进而会产生局部无镀层现象。表面活性剂包括非离子表面活性剂，非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型非离子表面活性剂和聚多元醇型非离子表面活性剂，其中聚氧乙烯型非离子表面活性剂包括聚乙二醇(PEG)、脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加O)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)以及壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)等；聚多元醇型非离子表面活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于印制电路板的黑孔液，其特征在于，包括导电基质、表面活性剂、水溶性高分子及其对应的不良溶剂、碱性物质和分散介质。

【技术特征摘要】
1.一种用于印制电路板的黑孔液，其特征在于，包括导电基质、表面活性剂、水溶性高分子及其对应的不良溶剂、碱性物质和分散介质；其中所述导电介质包括石墨粒子，所述水溶性高分子及其对应的不良溶剂包括：羧甲基纤维素钠//乙醇、聚丙烯酸钠//乙醇或丙酮、聚乙烯醇//异丙醇或丙酮或乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮//丙酮、海藻酸钠//乙醇，其中所述黑孔液的各组分的重量份数比例为：所述导电基质为2-5份；所述表面活性剂为0.8-1.2份；所述水溶性高分子及其对应的不良溶剂分别为1-2份及15-25份；所述碱性物质为2-4份；所述分散介质为50-70份。2.如权利要求1所述的黑孔液，其特征在于，所述表面活性剂包括非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯型非离子表面活性剂和聚多元醇型非离子表面活性剂。3.如权利要求2所述的黑孔液，其特征在于，所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂包括聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的混合物；所述聚多元醇型非离子表面活性剂包括吐温80、吐温60、吐温40、吐温20中的一种或两种以上的混合物。4.如权利要求1所述的黑孔液，其特征在于，所述碱性物质包括NaOH、KOH、NH4OH中的一种或两种以上的混合物；所述分散介质包括去离子水。5.如权利要求1所述的黑孔液，其特征在于，还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮。6.如权利要求1所述的黑孔液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张双庆，
申请(专利权)人：广东丹邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44