一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法技术

本发明专利技术提供了一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，属于印制电路板制造领域。包括以下步骤：1)按pH稳定剂浓度1～100g/L、还原剂浓度10～50g/L的比例配制活化液，pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠、氯化铵等中的一种或几种，还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素C、柠檬酸、葡萄糖、水合肼等有机还原剂中的一种或几种；2)PCB板前处理；3)将活化液加热至25～100℃，然后将前处理的PCB板浸没于活化液中，保持10～180s；4)将活化处理后的PCB板在化学镀镍液中化学镀镍。本发明专利技术避免了活化过程中贵金属钯的使用，活化液稳定性高且无渗镀现象发生，有效降低了PCB生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于印刷电路板（PCB)制造领域，具体涉及一种印刷电路板（PCB)的铜电 路表面化学镀镍前的无钯活化方法。
技术介绍
印制电路板（PCB)是通过其绝缘基板上的铜电路来提供电子元件连接的互连件， 是电子元器件的支撑体。然而在PCB制作和使用过程中，由铜制备的电路易氧化，导致导电 及焊接性能恶化，因此必须对铜电路进行表面处理以改善铜电路的耐蚀性和焊接性能。化 学镀镍/置换镀金技术是在铜电路表面化学镀镍再置换镀金，得到镍/金组合镀层能够有 效防止铜电路的氧化并提高其可焊性，因此在PCB制造领域已被广泛应用。化学镀镍/置 换镀金技术中的化学镀镍是一种可以在具有催化活性的表面自发进行的自催化过程，然而 在以次亚磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液中，铜表面并不能催化次亚磷酸根的氧化，因此 无法自发进行化学镀镍，必须借助活化处理在铜表面引入活性点来诱发化学镀镍的进行。 在目前的PCB制造过程中，钯活化是应用最广泛的铜电路表面化学镀镍前的活化 方法，其原理就是将铜浸入含有贵金属钯的溶液中获得铜表面上的钯活性位。然而，随着近 年来贵金属钯的价格持续飙升，应用于铜电路表面化学镀镍前的钯活化法的成本问题日益 显著，给PCB生产成本控制带来了巨大冲击；同时，钯活化液自身的亚稳定性以及所导致的 化学镀镍中的渗镀现象也进一步增加了 PCB制造成本，因此，开发新型的低成本、高活性、 高稳定性且操作简便的无钯活化法对PCB制造业来说具有重大意义。 S. Yagi等利用TiCl3作为还原剂，将溶液中的镍离子直接还原为金属镍，在铜电路 表面获得镍镀层，该方法虽然可免去铜表面化学镀镍前的活化过程，直接在铜表面获得金 属镍，但化学镀镍沉积速率太低，导致生产效率低下，并且镀液的稳定性差、易分解，价格昂 贵。田栋等利用硫脲与一价铜离子和镍离子络合物稳定常数的差异，实现了用置换镀镍法 替代钯活化法引发印刷电路板铜线路表面的化学镀镍；但是该方法启镀时间比钯活化长很 多且容易发生在镀层中掺杂硫脲引起催化剂中毒。因此，寻找一种针对铜电路表面化学镀 镍的操作简便，成本低廉且兼具高活性和化学稳定性的镍活化法对PCB制造业具有非常重 要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
存在的缺陷，提出了一种低成本、操作简单、无渗镀的活化 PCB铜电路表面实现化学镀镍的方法。 本专利技术的技术方案如下： 一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤： 步骤1、活化液的配制：按pH稳定剂浓度1~100g/L、还原剂浓度10~50g/L的 比例，配制得到活化液；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠、氯化铵等中的 一种或几种，所述还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素 C、柠檬酸、葡萄糖、水合肼等有 机还原剂中的一种或几种； 步骤2、PCB板的前处理； 步骤3、活化：将步骤1得到的活化液加热至25~10(TC，然后将步骤2前处理后 的PCB板浸没于活化液中，保持10~180s ; 步骤4 :将步骤3活化处理后的PCB板在化学镀镍液中化学镀镍，完成活化PCB板 电路表面化学镀镍的过程。 进一步地，步骤2所述PCB板前处理的具体过程为：a.按5~100mL/L酸性除油 剂和5~100mL/L浓硫酸的比例，配制得到除油液；b.按浓硫酸10~100mL/L和过硫酸钠 20~100g/L的比例，配制得到微蚀液；c.将印有铜电路的PCB板浸没于温度为30~70°C 的除油液中保持15~60min，然后将PCB板用自来水冲洗，再用去离子水冲洗；d.将步骤c 处理后得到的PCB板浸没于微蚀液中保持0. 2~3min，PCB板取出后用去离子水冲洗；e.将 步骤d处理后得到的PCB板浸没于10g/L的NaOH或氨水溶液中并保持0. 1~3min，取出后 用去离水冲洗，完成PCB板前处理。 进一步地，步骤4所述化学镀镍的具体过程为：a.按镍源浓度5~50g/L、pH值 稳定剂浓度4~100g/L、还原剂浓度20~50g/L、络合剂浓度0. 1~50g/L和稳定剂浓度 0. 01~10mg/L的比例，配制得到pH值为4~6的化学镀镍液；b.将步骤3活化处理后的 PCB板浸没于温度为50~99 °C的化学镀镍液中，保持5~40min，完成化学镀镍过程；其 中，所述镍源为氯化镍、硫酸镍、次磷酸镍、甲基磺酸镍、醋酸镍、硝酸镍等中的一种或几种； 所述还原剂为次磷酸盐等；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氯化铵等中的一种 或几种；所述络合剂为镍的络合剂，包含但不限于小分子羧酸、二酸、多酸阴离子或其他含 有胺基的有机分子，如乳酸根、醋酸根、苹果酸根、丁酸根、丙酸根、乙二胺、EDTA、酒石酸钠 钾等；所述稳定剂为重金属离子或含硫化合物，重金属离子为铅离子、汞离子、镉离子、锑离 子、铋离子等中的一种或几种，含硫化合物为无机或有机硫化物，如硫化钠、硫脲、硫醇、硫 醚等中的一种或几种。 进一步地，步骤2中所述酸性除油剂为LP200(罗门哈斯）等。 本专利技术印有铜电路的PCB板经过除油、水洗、微蚀和活化后进行化学镀镍。PCB板 进行除油是为了去除板件上的有机油脂和金属氧化物，有机油脂可能是生产、转运过程中 附着在镀件表面的机油，工人的指纹印等残留，会影响电镀铜层和基底结合力，必须在电镀 之前完全除净；但是除油液自身也可能对电镀质量造成影响，所以板件需经过多次水洗或 热水冲洗，以确保除油液不被带入后续微蚀步骤。微蚀液能去除铜电路上的氧化物，并轻微 刻蚀铜表面，一方面使铜表面变粗糙，以加强电镀铜层与基底的结合力，另一方面，露出的 新生铜层可使镍层更细致紧密；微蚀液也不能被带入电镀槽中，也需用水多次清洗干净，以 确保微蚀液不被带入后续步骤。 本专利技术中活化过程是利用铜层对有机还原剂催化氧化产生氢原子，氢原子将溶液 中Ni (OH)+还原成金属镍，金属镍作为化学镀的催化剂，使化学镀镍自催化顺利进行，因此 该方法能实现金属镍的快速自发沉积；镍层是通过金属键与铜基体结合的，镍催化层与基 体的结合强度较高，不会造成掉镍现象；并且氢原子还原性较强，可在化学镀镍的过程中快 速还原镍，因此本专利技术化学镀镍启镀速度比离子钯活化法还要快很多。 本专利技术的有益效果为：本专利技术活化法避免了活化过程中贵金属钯的使用，活化液 稳定性高且无渗镀现象发生，有效降低了 PCB生产成本；本专利技术通过PCB表面铜电路催化氧 化醛或醇产生的中间产物直接引发化学镀镍，得到的镍层与铜基体结合强度高，不会产生 掉镍现象，且化学镀镍的启镀速度快；本专利技术活化液的配制及活化过程操作简便、活化速度 快、温度适宜、效率高，适合PCB板的大规模工业化生产。【附图说明】 图1为本专利技术所述通过PCB铜电路表面活化实现化学镀镍的流程图。 图2为本专利技术实施例1得到的化学镀镍后的PCB板表面的扫描电子显微镜图。 图3为本专利技术实施例1得到的化学镀镍后的PCB板表面的EDS图谱。【具体实施方式】 一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤： 步骤1、活化液的配制：按pH稳定剂浓度1~100g/L、还原剂浓度10~50g/L的 比例加入去离子水中，配制得到活化液；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸 钠等中的一种或几种，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活化PCB电路表面实现化学镀镍的方法，包括以下步骤：步骤1、活化液的配制：按pH稳定剂浓度1～100g/L、还原剂浓度10～50g/L的比例，配制得到活化液；所述pH稳定剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、醋酸钠、氯化铵中的一种或几种，所述还原剂为甲醛、乙醛、乙醛酸、甲醇、维生素C、柠檬酸、葡萄糖、水合肼中的一种或几种；步骤2、PCB板的前处理；步骤3、活化：将步骤1得到的活化液加热至25～100℃，然后将步骤2前处理后的PCB板浸没于活化液中，保持10～180s；步骤4：将步骤3活化处理后的PCB板在化学镀镍液中化学镀镍，完成活化PCB板电路表面化学镀镍的过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林建辉，王翀，何雪梅，王守绪，何为，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51