用于涂有塑料溶胶的电镀工具的金属化抑制剂制造技术

涂有塑料溶胶的电镀工具是用于在聚合物的无电极电镀期间使无电极电镀浴液中含有聚合物的基板固定。为了防止在无电极金属化期间涂有塑料溶胶的电镀工具的金属化，将含硫化合物的组合物施用于塑料溶胶。在金属化之后，涂有塑料溶胶的电镀工具可再次使用而无需从工具剥离不需要的金属。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于含有聚合物的基板的无电极金属化的涂有塑料溶胶的电镀工具的金属化抑制剂。更确切地说，本专利技术涉及用于含有聚合物的基板的无电极金属化的涂有塑料溶胶的电镀工具的金属化抑制剂，其中所述金属化是含硫化合物。
技术介绍
一种在无电极金属化(通常无电镀镍电镀或铜电镀)之前预先处理非导电聚合物表面的常规方法包括用含有铬(VI)的溶液蚀刻表面，接着用钯化合物的离子性或胶态溶液活化并且分别在次磷酸钠溶液中还原或在吸附于聚合物表面上的钯离子或胶态钯粒子的酸溶液(如硫酸)中加速。需要在非导电基板表面的预先处理步骤期间进行蚀刻以获得亲水性和微粗糙化表面，以便允许足量的钯吸附到表面上并且确保金属涂层与非导电聚合物表面的适当结合。进行活化以及后续还原或加速以起始聚合物上金属的无电极沉积。随后，通过自催化反应进行金属化溶液中金属的无电极电镀，其中沉积在表面上的金属充当无电极金属电镀的催化剂。通常，在第一金属层上进行电解金属电镀。可施用多种金属，如铬、镍、铜、黄铜和前述金属的其它合金。通常，用含有铬(VI)的酸洗液处理聚合物表面，所述含有铬(VI)的酸洗液可分成具有高铬酸含量和低铬酸含量的溶液。举例来说，这类基于具有高铬酸含量的铬-硫酸的溶液可包括200g/L到550g/L的氧化铬(VI)和200g/L到500g/L的硫酸。具有低铬酸含量的溶液含有小于100g/L的铬酸，但硫酸含量是至少500g/L。常规方法的主要问题涉及铬酸溶液的致癌性。此外，含有少量铬酸的蚀刻溶液倾向于在无电极金属化期间，在与金属化过程中所使用的塑料溶胶隔离的电镀工具上引起一些金属沉积(例如镍)。这可引起不合需要的电镀，其中机架上具有后续金属层，以及由机架溶解无电极金属层造成的后续电镀的污染。已提出避免在聚合物的预先处理中使用致癌性铬酸的不同方法。U.S.2005/0199587披露一种在含有20g/L到70g/L的高锰酸钾的酸性溶液中蚀刻非导电聚合物表面的方法。上述溶液的最佳高锰酸钾浓度是约50g/L。当浓度低于20g/L时，溶液无效，其中浓度上限由高锰酸钾的可溶性决定。在蚀刻之后，在含有胺的钯溶液中活化并且在硼氢化物、次磷酸盐或肼溶液中进一步处理。然而，所述方法具有显著缺点。在约50g/L的高高锰酸浓度和约48％v/v的磷酸下，蚀刻溶液快速分解，尤其在约37℃的高温下。通常，必须向溶液补充高锰酸。此外，形成不可溶的高锰酸分解产物，其污染金属化表面。在高锰酸溶液中蚀刻可活化电镀工具的塑料溶胶表面，因为其涂有蚀刻溶液(即二氧化锰)的产物。后者刺激钯化合物吸附到塑料溶胶上，塑料溶胶在无电极金属电镀溶液中倾向于金属化。在表面上形成二氧化锰是具有任何组成的高锰酸蚀刻溶液的特征。因此，仍然需要在无电极金属电镀期间抑制涂有塑料溶胶的电镀工具的金属化的方法。
技术实现思路
方法包括提供包含塑料溶胶的电镀工具；将包含含有呈等于-1或-2的氧化态的硫原子的硫化合物或具有呈-1和-2的氧化态的硫原子的硫化合物的混合物的组合物施用于塑料溶胶；将包含一种或多种聚合物的基板固定到电镀工具；用不含铬(VI)的蚀刻剂或低铬酸蚀刻组合物蚀刻聚合物中的一种或多种聚合物；将催化剂施用于一种或多种聚合物；以及在一种或多种聚合物上无电极电镀金属。用含有一种或多种硫化合物的组合物处理涂有塑料溶胶的电镀工具可抑制涂有塑料溶胶的电镀工具的不合需要的金属化，其中所述一种或多种硫化合物含有呈等于-1或-2的氧化态的硫原子。此外，所述方法可与不包括致癌物(如铬(VI))并且更环保的蚀刻溶液一起使用。具体实施方式如整个本说明书中所使用，除非上下文另作明确指示，否则下文给出的缩写具有以下含义：℃＝摄氏度；g＝克；L＝升；mL＝毫升；g/L＝克/升；m＝米；A＝安培；dm＝分米；ASD＝安培/平方分米；wt％＝重量百分比；v/v％＝体积百分比；kg＝千克；HLB＝亲水性-亲脂性平衡；Mn(II)＝二价氧化态的铬；Cr＝铬；Pd＝钯；Ag＝银；Bi＝铋；Ce＝铈；Pb＝铅；ABS＝丙烯腈丁二烯苯乙烯；PVC＝聚氯乙烯；PEG＝聚乙二醇；PP＝聚丙烯；EO＝环氧乙烷；PO＝环氧丙烷；并且EO/PO＝环氧乙烷/环氧丙烷。术语“电镀”和“沉积”在整个本说明书中可互换地使用。除非另外指出，否则所有量皆是重量百分比。术语“一”是指单个和多个。所有数值范围是包括性的并且可按任何顺序组合，但逻辑上这类数值范围被限制于总计共100％。组合物包括硫化合物，其含有呈等于-1或-2的氧化态的硫原子。组合物中可包括两种或更多种具有呈-1或-2的氧化态的硫化合物或具有两种氧化态的硫化合物的混合物。优选的是，硫原子具有-2的氧化态。组合物中包括0.1g/L到200g/L，优选5g/L到100g/L，更优选20g/L到80g/L的量的硫化合物。其中硫原子具有-1的氧化态的硫化合物包括(但不限于)二硫化物。二硫化物包括(但不限于)二-正烯丙基二硫化物、二-正己基二硫化物、二-异丙基二硫化物、异戊基二硫化物、叔庚基二硫化物、二-辛基二硫化物、二-十一烷基二硫化物、二-十二烷基二硫化物、二-十六烷基二硫化物、二-十八烷基二硫化物、双(16-羟基十六烷基)二硫化物、双(11-氰基十一烷基)二硫化物、双(3-磺丙基)二硫化物(SPS)、二苯基二硫化物、二苯甲基二硫化物、苯甲基甲基二硫化物、丙酸聚乙二醇二硫化物、呋喃甲基二硫化物、福美双(thiram)和双硫仑(disulfiram)。其中硫原子具有-2的氧化态的硫化合物包括(但不限于)硫醇、硫醚、硫代氨基甲酸乙酯、二硫代磷酸酯、硫酯、二硫基酯、硫脲、硫酰胺和芳族杂环含硫化合物。硫醇包括(但不限于)己基硫醇、环己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇、十二烷基硫醇、肉豆蔻基硫醇、软脂酰基硫醇、十八烷酰硫醇、油烯基硫醇、硫苯酚、联二苯-4-硫醇、1，4-苯二甲硫醇、正十八烷基-3-巯基丙酸酯。优选硫醇化合物中每个分子包括一个硫醇基，并且具有含有4-36个碳原子，优选8-18个碳的疏水性片段。疏水性片段可以是饱和或不饱和的。这类硫醇包括(但不限于)烷基硫醇，如丁基硫醇、戊基硫醇、己基硫醇、辛基硫醇、癸基硫醇、十二烷基硫醇、十八烷基硫醇、肉豆蔻基硫醇和软脂酰基硫醇。其它具有疏水性片段的硫醇化合物包括(但不限于)其中硫醇和疏水性基团通过酯键、酰胺键或氨基甲酸酯键键结的化合物。酯键结包括(但不限于)硫乙醇酸2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含：a)提供电镀工具，其包含塑料溶胶；b)对所述塑料溶胶施用组合物，所述组合物包含含有呈等于‑1或‑2的氧化态的硫原子的硫化合物或具有呈‑1和‑2的氧化态的硫原子的硫化合物的混合物；c)讲包含一种或多种聚合物的基板固定到所述电镀工具；d)用不含铬(VI)的蚀刻组合物或低铬酸蚀刻组合物蚀刻所述一种或多种聚合物；e)对所述一种或多种聚合物施用催化剂；和f)在所述一种或多种聚合物上无电极电镀金属。

【技术特征摘要】
2014.10.13 US 62/0633841.一种方法，其包含：
a)提供电镀工具，其包含塑料溶胶；
b)对所述塑料溶胶施用组合物，所述组合物包含含有呈等于-1或-2的氧化态的
硫原子的硫化合物或具有呈-1和-2的氧化态的硫原子的硫化合物的混合物；
c)讲包含一种或多种聚合物的基板固定到所述电镀工具；
d)用不含铬(VI)的蚀刻组合物或低铬酸蚀刻组合物蚀刻所述一种或多种聚合物；
e)对所述一种或多种聚合物施用催化剂；和
f)在所述一种或多种聚合物上无电极电镀金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含有呈等于-1的氧化态的所述硫原子的
硫化合物是选自一种或多种二硫化物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一种或多种二硫化物是选自二-正烯丙基
二硫化物、二-正己基二硫化物、二-异丙基二硫化物、异戊基二硫化物、叔庚基二硫化
物、二-辛基二硫化物、二-十一烷基二硫化物、二-十二烷基二硫化物、二-十六烷基二硫
化物、十八烷基二硫化物、双(16-羟基十六烷基)二硫化物、双(11-氰基十一烷基)二硫化
物、双(3-磺丙基)二硫化物(SPS)、二苯基二硫化物、二苯甲基二硫化物、苯甲基甲基
二硫化物、PEG-丙酸酯二硫化物、呋喃甲基二硫化物、福美双(thiram)和双硫仑
(disulfiram)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述含有呈等于-2氧化态的所述硫原子的硫
化合物是选自硫醇、硫醚、硫代氨基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·威特尔沙尤思，A·沙伊巴尔，W·章贝格林格尔，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US