一种水溶性导电纳米金属碳浆及导电纳米金属碳膜衬管制造技术

本发明专利技术所述一种水溶性导电纳米金属碳浆，所述水溶性导电纳米金属碳浆是将粒径范围为15～60纳米的具有良好导电性的纳米有色金属粉，如铜、铝、锡等纳米金属粉，浓度为0.1～10克/升的水溶性纳米金属溶液；与一种粒径为100～1000纳米的纳米级导电炭黑，浓度为10～50克/升的水溶性纳米级导电炭黑溶液，按1：100的比例制成水溶性导电纳米金属碳溶液，经研磨机研磨，使纳米金属粉颗粒分散镶嵌入炭黑颗粒内，形成水溶性导电纳米金属碳浆。本发明专利技术的有益效果是：所述水溶性导电纳米金属碳浆为PCB板玻纤层孔壁表面金属化提供了一种优于炭黑或石墨形成的导电碳膜的纳米导电金属碳膜，简化黑孔制程工艺，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米金属产品
，尤其是涉及PCB板孔金属化工艺制程的一种水溶性导电纳米金属碳浆及导电纳米金属碳膜衬管。
技术介绍
在PCB板制造中过程中，双面或多层PCB板层间导线的联通，是通过对PCB板层间导线联通孔金属化的技术来实现的。PCB板层间导线联通孔金属化制程技术，经历了化学镀铜制程技术、黑孔制程技术及黑影制程技术的发展过程。由于黑孔制程技术及黑影制程技术克服了化学镀铜技术在环保、安全、品质、成本、效率等诸方面存在的缺陷，现已成为PCB板层间导线联通孔金属化的新兴技术。黑孔制程技术是利用碳的吸附性，通过物理的电性相吸作用，在PCB板已经钻好的联通孔的玻纤板孔壁上吸附一层碳黑作为导电碳膜；而黑影制程技术则是在PCB板已经钻好的联通孔的玻纤板孔壁上吸附一层石墨作为导电碳膜；二者的目的都是为在联通孔的孔壁上镀铜提供一个基础衬层；PCB板黑孔制程或黑影制程水平生产线工艺流程为：清洁→一次黑孔→整孔→二次黑孔→微蚀→抗氧化→出料。所述工艺流程各工步的基本功能是：1、清洁清洁镀槽内为弱碱性溶液与微弱的复合剂（是一种界面活性剂）的混合溶液，PCB板入槽后，混合溶液利用复合剂的输水基深入孔壁，将孔壁上的污物清洗掉，混合溶液复合剂中的亲水基则将PCB板孔壁的树脂与玻璃纤维调整为带正电荷的表面；2、一次黑孔一次黑孔镀槽内主要包括精细石墨与炭黑粉、液体分散剂（去离子水）和表面活性剂等组成的混合溶液，混合溶液中的精细石墨与炭黑粉带负电荷；经清洁后的PCB板入槽后，在PCB板孔壁表面正电荷的吸附作用下，PCB板孔壁表面形成一层石墨或炭黑导电碳膜；3、整孔所述整孔，实质是重复“清洁”工序，原因是：PCB板的玻纤板的电性不易改变，第一次黑孔制程不能在PCB板的玻纤板层孔壁表面形成符合要求的石墨或炭黑导电碳膜，故须再次清洁处理进行二次黑孔制程；4、二次黑孔所述二次黑孔，实质是重复“一次黑孔”工序，目的是确保PCB板孔壁表面形成一层符合要求的石墨炭黑导电碳膜；5、微蚀经二次黑孔后的PCB板入槽后，微蚀槽内的微蚀液通过喷洒和涌动透过导电碳膜的间隙接触到PCB板覆铜层孔壁，并腐蚀覆铜层孔壁，使处于该处的导电碳膜与覆铜层孔壁分离而脱落，同时覆铜层孔壁因微蚀而粗化；6、抗氧化经微蚀后的PCB板入槽后，利用铜面钝化药水，对微蚀后的PCB板覆铜层孔壁进行钝化处理；7、出料将经抗氧化处理后的PCB板转入镀铜工序。黑孔制程技术与黑影制程技术虽然克服了化学镀铜技术的缺陷，但两者本身也存在着不同的缺陷，特别是在双面PCB板和PCB厚板孔金属化制程中，由于黑孔制程技术以碳黑为导电介质，受碳黑材料导电性低的局限，在PCB板玻纤板层孔壁上形成导电碳膜后再电镀铜时，穿镀能力不够，所以只能局部用在薄板或软板领域；而黑影制程以石墨为介质，导电性虽然比碳黑好，但是因为石墨粒径较大（＞1000纳米），容易在PCB板覆铜层孔壁上形成残墨，造成后续的信赖性缺陷；而这两者具有的共同缺陷是制程工序长，即需要二次清洁和二次黑孔工序，生产效率低。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种水溶性导电纳米金属碳浆，本专利技术所述纳米金属是指具有良好导电性的有色金属，如铜、铝、锡等纳米金属粉；所述水溶性导电纳米金属碳浆是通过以下技术方案实现的：一种水溶性导电纳米金属碳浆，其特征在于：所述水溶性导电纳米金属碳浆包括粒径范围为10～60纳米、浓度为0.05～8克/升的水溶性纳米金属溶液，粒径为100～1000纳米、浓度为10～50克/升的水溶性纳米级导电碳黑溶液；所述水溶性纳米金属溶液与所述水溶性纳米级导电碳黑溶液按1：100的比例混合，再添加水和至少5种浓度为0.5～10克/升的界面活性剂、浓度为0.05～1克/升的有机还原剂后，采用研磨机进行研磨分散，使纳米金属粉颗粒镶嵌入碳黑颗粒内，形成所述水溶性导电纳米金属碳浆。优选的，所述纳米金属粉的粒径为15～50纳米；所述纳米级导电碳黑的粒径为180～950纳米；所述界面活性剂包含湿润剂，渗透剂，分散剂，高分子阻隔剂，触变剂，消泡剂。优选的，所述研磨机为垂直式、卧式、或篮式砂磨机。优选的，所述研磨机为纳米砂磨机，转速1000转/分，研磨时间为2小时。一种应用权利要求1所述水溶性导电纳米金属碳浆在PCB板孔的玻纤层孔壁表面制作的导电纳米金属碳膜衬管，所述导电纳米金属碳膜衬管的构成方法是：a、清洁镀槽内为弱碱性溶液与微弱的复合剂的混合溶液，将按设计要求完成钻孔的PCB板浸入镀槽，混合溶液中复合剂的输水基深入孔壁，将孔壁上的污物清洗掉，混合溶液中复合剂的亲水基则将PCB板的玻纤层孔壁的表面调整为带正电荷；b、黑孔黑孔镀槽内主要包括水溶性导电纳米金属碳浆、液体分散剂和表面活性剂等组成的混合溶液，混合溶液中的水溶性导电纳米金属碳浆带负电荷；经清洁后的PCB板浸入镀槽，在PCB板孔壁表面正电荷的吸附作用下，在PCB板的玻纤板层孔壁表面及覆铜层孔壁表面形成了一个导电纳米金属碳膜衬管；c、微蚀将联通孔表面有导电纳米金属碳膜衬管的PCB板浸入微蚀镀槽，微蚀镀槽内的微蚀液通过喷洒和涌动透过导电纳米银碳膜的间隙接触到PCB板覆铜层孔壁，并腐蚀覆铜层孔壁，使处于该处的导电纳米金属碳膜与覆铜层孔壁分离而脱落；d、抗氧化经微蚀后的PCB板入浸入抗氧化镀槽，利用铜面钝化药水，对微蚀后的PCB板覆铜层孔壁进行钝化处理；e、水洗去除过多抗氧化剂；f、烘干去除水份，使PCB板干燥。所述应用水溶性导电纳米金属碳浆在PCB板孔的玻纤层孔壁表面制作的导电纳米金属碳膜衬管的方法中，至工步c，PCB板孔的黑孔制程即已完成，后续步骤d、e、f都是为下一道镀铜准备的工步。优选的，所述PCB板厚度为0.05～3.5毫米，孔径0.1～1.0毫米。优选的，步骤b所述水溶性导电纳米金属碳浆黑孔镀槽内设有纳米均质研磨设备；所述纳米均质研磨设备为离心珠磨、或高频振动研磨、或超声波破碎机、或前述二种以上研磨设备并用。优选的，所述纳米均质研磨设备可连续运行，或间歇运行。通过上述优选制作步骤，能够使所述PCB板孔玻纤板层孔壁表面的导电纳米金属碳膜衬管获得相对更优质的质量。本专利技术所述水溶性导电金属碳浆形成的机理：所述纳米金属粉的粒径为10～30纳米；纳米级导电碳黑的粒径为100～800纳米；纳米级导电碳黑的其微观结构为带侧链之高结构中空导电碳黑，即纳米级导电碳黑的颗粒像海绵一样有很多的空隙，其比表面积为600～1500平方米/克，所述水溶性纳米级导电碳黑溶液与所述水溶性纳米银溶液按1：100的比例混合后，经过研磨机进行研磨分散，使纳米金属粉颗粒便镶嵌入碳黑颗粒内，形成水溶性纳米导电金属碳浆。与导电石墨或碳黑涂层相比，本专利技术所述纳米导电金属碳浆形成的纳米导电金属碳膜衬管的电阻显著降低，达到导电级材料水平，可广泛应用PCB板孔金属化工艺制程。实验证明：使用本专利技术所述水溶性纳米导电金属碳浆进行黑孔制程，PCB板孔玻纤板层孔壁表面形成的导电金属碳膜衬管的导电率比使用石墨或炭黑黑孔制程技术有显著提升，可以满足各种PCB板黑孔制程，尤其是PCB厚板及多层板孔金属化的需求，大大改善品质及提高效率，收到了很好的效果。附图说明：图1是一种PCB板孔内的导电纳米金属碳膜衬管示意图，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性导电纳米金属碳浆，其特征在于：所述水溶性导电纳米金属碳浆包括粒径范围为10～60纳米、浓度为0.05～8克/升的水溶性纳米金属溶液，粒径为100～1000纳米、浓度为10～50克/升的水溶性纳米级导电碳黑溶液；所述水溶性纳米金属溶液与所述水溶性纳米级导电碳黑溶液按1：100的比例混合，再添加水和至少5种浓度为0.5～10克/升的界面活性剂、浓度为0.05～1克/升的有机还原剂后，采用研磨机进行研磨分散，使纳米金属粉颗粒镶嵌入碳黑颗粒内，形成所述水溶性导电纳米金属碳浆。

【技术特征摘要】
1.一种水溶性导电纳米金属碳浆，其特征在于：所述水溶性导电纳米金属碳浆包括粒径范围为10～60纳米、浓度为0.05～8克/升的水溶性纳米金属溶液，粒径为100～1000纳米、浓度为10～50克/升的水溶性纳米级导电碳黑溶液；所述水溶性纳米金属溶液与所述水溶性纳米级导电碳黑溶液按1：100的比例混合，再添加水和至少5种浓度为0.5～10克/升的界面活性剂、浓度为0.05～1克/升的有机还原剂后，采用研磨机进行研磨分散，使纳米金属粉颗粒镶嵌入碳黑颗粒内，形成所述水溶性导电纳米金属碳浆。2.如权利要求1所述水溶性导电纳米金属碳浆，其特征在于：所述纳米金属粉的粒径为15～50纳米；所述纳米级导电碳黑的粒径为180～950纳米；所述界面活性剂包含湿润剂,渗透剂,分散剂,高分子阻隔剂,触变剂,消泡剂。3.如权利要求1所述水溶性导电纳米金属碳浆，其特征在于：所述研磨机为垂直式、卧式、或篮式砂磨机。4.如权利要求1所述水溶性导电纳米金属碳浆，其特征在于：所述研磨机为纳米砂磨机,转速1000转/分，研磨时间为2小时。5.一种应用权利要求1所述水溶性导电纳米金属碳浆在PCB板孔的玻纤层孔壁表面制作的导电纳米金属碳膜衬管，其特征在于：所述导电纳米金属碳膜衬管的构成方法是：a、清洁镀槽内为弱碱性溶液与微弱的复合剂的混合溶液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立志，
申请(专利权)人：珠海特普力高精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44