用于耐化学性聚合物材料的不含铬的蚀刻溶液制造技术

使用含水和碱性的不含铬的蚀刻溶液蚀刻耐化学性的聚合物。所述不含铬的蚀刻含水碱性溶液对环境友好，并且可用于制备耐化学性聚合物，所述耐化学性聚合物用于无电金属镀覆，包括在印刷电路板制造中镀覆通孔壁。

Chromium-free etching solution for Chemical-Resistant Polymer Materials

Chemical resistant polymers are etched with aqueous and alkaline chromium-free etching solutions. The chromium-free etching aqueous alkaline solution is environmentally friendly and can be used to prepare chemical-resistant polymers for electroless metal plating, including through-hole wall plating in printed circuit board manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
用于耐化学性聚合物材料的不含铬的蚀刻溶液
本专利技术涉及不含铬的蚀刻溶液和用于蚀刻耐化学性聚合物材料的方法。更具体地说，本专利技术涉及不含铬的蚀刻溶液和用于蚀刻耐化学性聚合物材料的方法，其中所述不含铬的蚀刻溶液是碱性水溶液并且对环境友好，并且耐化学性聚合物材料包括丙烯腈丁二烯苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯或其组合。
技术介绍
在无电金属化之前，通常用蚀刻溶液蚀刻含有有机聚合物的基材表面，以获得基材表面与无电镀覆金属之间的良好粘附性。耐化学性聚合物，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯非常合乎无电金属镀覆的制品和产品的需要；然而，这类聚合物耐蚀刻溶液中使用的许多化学物质。尽管其被浓硫酸和硝酸“侵蚀”，但丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯倾向于耐含水酸、碱、浓盐酸和磷酸以及醇。已用六价铬或Cr(VI)的蚀刻溶液成功蚀刻丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯。然而，这种蚀刻溶液是有毒的并且对环境不友好。Cr(VI)的蚀刻溶液对电镀技术中的工人以及环境造成过度危害。尽管多年来许多化学品供应商和电镀行业已经作出很大努力来取代目前使用的有毒蚀刻溶液，但目前市场上还没有可获得的令人满意的不含Cr(VI)的商业产品。含Cr(VI)的化合物疑似致癌。因此，处理这些化合物受到严格的环境法规的限制。举例来说，在欧盟，称为REACh的化学品注册、评估、授权和限制法规禁止了许多化学品。面对由释放Cr(VI)的化合物引起的潜在危险，不能排除对工业使用含Cr(VI)的化合物的禁止。此外，含Cr(VI)的蚀刻通常包括浓硫酸并且必须非常小心地使用。酸具有高度腐蚀性并且处理费用昂贵。不含Cr(VI)的浓硫酸也被用作蚀刻剂，如在通常称为“食人鱼(Piranha)”溶液的溶液中。此溶液是浓硫酸与过氧化氢的3:1混合物。这是极其放热的混合物，并且当过氧化氢添加到硫酸中时变热。一般来说，使用硫酸是危险的。硫酸烟雾有毒，并且对皮肤、呼吸系统、生殖系统和胎儿组织具有靶器官效应。多年来，在行业中已建议各种化学物质用作湿法蚀刻工艺中的不含铬的氧化剂以对有机聚合物表面改性。这类氧化剂包括Mn(VII)、Mn(VI)、Mn(IV)、Ce(IV)、过硫酸盐、有机溶剂(如二恶烷)、Fe、Cu、Ti、Zn和Mg的金属卤化物和硝酸盐。氧化剂由蚀刻工艺消耗或由于氧化剂的不稳定性而消耗。因此，需要频繁的补充或再生成方法。再生成方法尤其优选用于工业环境。锰(VII)是最常用的氧化剂之一。在溶液中，其通常呈离子物质MnO4-的形式。碱性溶液中Mn(VII)的电化学再生已用于不同的行业，如电路板的制造。在酸性介质中Mn(VII)的再生成显得比在碱性介质中更难。然而，无论是在酸性介质还是碱性介质中，Mn(VII)都不稳定并倾向于还原到其较低的氧化态，特别是Mn(IV)，因此形成大量不可溶的MnO2，并且引起处理的聚合物表面的质量问题。因此在工业规模操作中需要从高锰酸盐蚀刻溶液中频繁去除MnO2沉淀。因此，这类蚀刻溶液不足以满足金属电镀行业用于无电金属化的聚合物制备的需求，包括耐化学性聚合物如丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯的无电金属化。因此，仍然需要一种蚀刻耐化学性聚合物材料如丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯聚碳酸酯的方法，所述方法是高效的，为准备无电金属化提供良好的表面粗糙化，并且对工人和环境友好。
技术实现思路
本专利技术涉及一种方法，包括：提供基材，其包括一种或多种选自丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯的有机聚合物；提供含水碱性蚀刻溶液，其由过氧化氢和一种或多种氢氧根离子源组成；以及将所述含水碱性蚀刻溶液施加到所述基材上以蚀刻至少所述一种或多种选自丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯的有机聚合物。本专利技术的方法能够实现高效蚀刻耐化学性聚合物材料，如丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯，以为所述耐化学性聚合物材料提供粗糙表面以准备无电金属化。通过本专利技术的方法蚀刻的耐化学性聚合物材料的表面能够实现金属与耐化学性聚合物材料的良好粘附。因此，在蚀刻的耐化学性聚合物材料上无电镀覆的金属具有良好的剥离强度。蚀刻的聚合物材料的表面与无电镀覆的金属层之间的粘附失效和起泡的可能性显著降低。由于即使在无电金属镀覆之后的电解金属镀覆阶段期间起泡也能够传播，因此本专利技术的方法还改善了电解沉积物的粘附性。此外，本专利技术的含水碱性蚀刻溶液是不含铬的蚀刻溶液，不含危险的酸如硫酸和硝酸，并且也是不含高锰酸盐的蚀刻。本专利技术的含水碱性蚀刻溶液对工人和环境友好。附图说明图1是仅用本专利技术的含水碱性组合物预处理并且未经溶剂溶胀处理的金属化ABS-PC试片的照片。图2是没有用本专利技术的含水碱性组合物预处理并且也未经溶剂溶胀处理的金属化ABS-PC试片的照片。图3是清洁并且溶剂溶胀的丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物表面在25,000倍下的SEM。图4是清洁、用溶剂溶胀和本专利技术的含水碱性蚀刻溶液处理的丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物表面在23,800倍下的SEM。图5是清洁、用溶剂溶胀和铬(VI)酸蚀刻处理的丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物表面在12,300倍下的SEM。具体实施方式除非上下文另外明确指示，否则如本说明书通篇所使用，以下给出的缩写具有以下含义：℃＝摄氏度；g＝克；L＝升；M＝摩尔浓度或摩尔/升；mL＝毫升；g/L＝克每升；m＝米；cm＝厘米；mm＝毫米；μm＝微米；N/cm＝牛顿每厘米；牛顿＝1千克米每平方秒；kN＝千牛顿；wt％＝重量百分比；DI＝去离子水；ABS＝丙烯腈丁二烯苯乙烯；ABS-PC＝丙烯腈丁二烯苯乙烯聚碳酸酯；Cr(VI)＝六价铬氧化态；硫酸＝H2SO4；过氧化氢＝H2O2；EO/PO＝环氧乙烷/环氧丙烷；重铬酸钾＝K2Cr2O7；EDTA＝乙二胺四乙酸；氢氧化铵＝NH4OH；以及SEM＝扫描电子显微镜。除非另外说明，否则所有量都是重量百分比并且所有比率都以重量计。术语“一(a和an)”理解为包括单数和复数。术语“溶剂溶胀(solventswell或solventswelling)”意指将有机聚合物与溶剂接触，使得聚合物不完全溶解于溶剂中，而是吸收一部分溶剂使得其随后溶胀或体积增加。术语“耐化学性聚合物”意指当暴露于化学品如含水酸、碱、浓盐酸、磷酸和醇时，表面形态不容易改性(如粗糙化或纹理化)的有机聚合物或有机共聚物。术语“改性”意指将表面的物理特性、化学特性或物理和化学特性从其初始物理特性或化学特性或物理和化学特性改变。术语“表面形态”意指材料表面处的形状、纹理和分布。术语“无光泽”意指着暗淡或缺乏光泽。在本申请中使用的术语“聚合物”包括共聚物。术语“粗糙化”和“纹理化”在整个本说明书中可互换地使用。术语“双子表面活性剂(二聚表面活性剂)”意指在分子中具有两个亲水头基团和两个疏水基团的表面活性剂。术语“水基”或“含水”意指组合物的溶剂是水。术语“可混溶”意指能够被混合以提供基本上稳定的组合物，使得混合的组分在其期望的功能期望的时间段内不容易分离成其原始组分。丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯聚碳酸酯是热塑性聚合物。所有数值范围都是包括性的并且可以任何顺序组合，但逻辑上这类数值范围被限制于总计100％。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包含：a.提供一种基材，其包含一种或多种选自丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯‑聚碳酸酯的有机聚合物；b.提供由过氧化氢和一种或多种氢氧根离子源组成的含水碱性蚀刻组合物；和c.将所述含水碱性蚀刻组合物施加到所述基材上以蚀刻至少所述一种或多种选自丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯‑聚碳酸酯的有机聚合物。

【技术特征摘要】
2017.07.25 US 62/5364901.一种方法，包含：a.提供一种基材，其包含一种或多种选自丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯的有机聚合物；b.提供由过氧化氢和一种或多种氢氧根离子源组成的含水碱性蚀刻组合物；和c.将所述含水碱性蚀刻组合物施加到所述基材上以蚀刻至少所述一种或多种选自丙烯腈丁二烯苯乙烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯-聚碳酸酯的有机聚合物。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在将所述含水碱性蚀刻组合物施加到所述基材上之前清洁所述基材。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包含用溶剂溶胀处理所述基材。4.根据权利要求3所述的方法，进一步包含用调节剂处理所述经溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·穆尔泽，
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