一種玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機材料涂層制備領(lǐng)域，特別涉及一種適用于玻璃或陶瓷基板的制作導(dǎo)電層化學(xué)鍍銅的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在玻璃或陶瓷基板的表面化學(xué)鍍銅時，通常首先將玻璃或陶瓷基板用NaOH、KOH或HF的溶液進(jìn)行表面粗化處理，再經(jīng)過鈀溶液的活化處理后，進(jìn)行化學(xué)鍍銅，然后經(jīng)過涂覆感光膜、蝕刻等工藝，在玻璃或陶瓷基板上得到線路。但是，這樣的粗化處理方法，往往很難得到附著強度良好的鍍銅層。另外由于鈀的活化處理，鈀在玻璃、或陶瓷基板上的殘留，影響銅導(dǎo)線間的絕緣電阻，有時還需要進(jìn)行去除殘留鈀的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明很好地解決了上述現(xiàn)行工藝的不足，實現(xiàn)了不經(jīng)粗化和鈀活化處理，即可得到附著強度良好的化學(xué)鍍銅層。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明使用鋅粉、銅鹽和蟲膠的以醇為溶劑的懸濁粘稠液，將該粘稠液涂附于玻璃或陶瓷的表面，經(jīng)80?120°C，5?15分鐘烘干后，再經(jīng)過300?600°C，10?30分鐘的高溫?zé)Y(jié)處理，在基板表面即可得到含有鋅和氧化銅的膜，即可進(jìn)行化學(xué)鍍銅，所得到的銅鍍層附著強度良好。
[0004]上述懸濁粘稠液的配制方法為，將蟲膠溶解于醇類溶劑后得到蟲膠粘稠液，再將鋅粉和銅鹽加入到蟲膠粘稠液中，即得到用于玻璃或陶瓷基板的前處理懸濁粘稠液，
[0005]其中，上述玻璃基板的材料是以Na20、Si02、Ca0為主成分的硅酸鹽玻璃；陶瓷基板是碳化硅、氧化鋁或氮化鋁陶瓷，
[0006]上述的醇類溶劑為一元醇、二元醇或多元醇，只要是可以充分溶解蟲膠的溶劑即可，其中以乙醇為最佳，
[0007]將蟲膠溶解在醇類溶劑中的濃度為100?500g/L，濃度大于500g/L時，所配制的粘稠液的粘度過大，難以在基板上進(jìn)行涂覆，蟲膠的濃度小于100g/L時，所配制的粘稠液的粘度過小，難以在基板上成膜，蟲膠的最佳濃度為300g/L ；
[0008]上述銅鹽中，陰離子可以是無機陰離子或有機陰離子:無機陰離子如硫酸根離子、硝酸根離子、氯離子、溴離子、碘離子等，其中以硫酸根離子為最佳；有機陰離子可以是醋酸根離子、甲酸根離子、檸檬酸根離子等，從成本等角度考慮，以乙酸根離子為最佳，
[0009]并且，銅鹽向粘稠液中的加入量為0.1?10g/L，濃度大于10g/L時，在玻璃或陶瓷基板上涂覆、燒結(jié)后，制備的膜易于龜裂，銅鹽的濃度小于0.lg/L時，在玻璃或陶瓷基板上涂覆、燒結(jié)、進(jìn)行化學(xué)鍍銅時，起鍍時間過長，鍍層質(zhì)量不佳，鋅鹽的最佳使用量為5g/L ;
[0010]上述鋅粉粒徑小于100 μ m，鋅粉向粘稠液中的加入量為I?10g/L，濃度大于1g/L時，在玻璃或陶瓷基板上涂覆、燒結(jié)后，制備的膜易于龜裂，鋅粉的濃度小于lg/L時，在玻璃或陶瓷基板上涂覆、燒結(jié)、進(jìn)行化學(xué)鍍銅時，起鍍時間過長，鍍層質(zhì)量不佳，鋅鹽的最佳使用量為5g/L。
[0011]對于上述的化學(xué)鍍銅而言，可以采用通常的化學(xué)鍍銅處理:鍍液的組成為，硫酸銅10?20g/L、EDTA.4Na 30?40g/L、甲醛2?4ml/L，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)鍍液的pH為12，化學(xué)鍍時間可設(shè)定為30分鐘，溫度為40°C ;
[0012]在化學(xué)鍍銅后的涂層上進(jìn)行電鍍銅，可以采用通常的電鍍銅處理:鍍液的組成為，硫酸銅50?80g/L、硫酸150?200g/L、氯離子濃度為30?70ppm及少量添加劑，電流密度可設(shè)置為0.5?3A/dm2，溫度10-35°C，時間I小時。
[0013]鍍銅完成后，采用劃痕實驗確定鍍銅層的附著強度，在鍍銅層表面用刀劃刻邊長為2mm的正方形格子25個，用膠帶充分粘貼在這些正方形的格子上，快速撕下膠帶時，以正方形的格子上的銅層掉落的多少來評價銅鍍層的附著強度。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]在1cm X 1cm(厚1.5mm)的玻璃板上均勻涂覆以乙醇為溶劑，含蟲膠300g/L、鋅粉(粒徑50 μ m) 5g/L和硫酸銅lg/L的漿料，經(jīng)80°C，10分鐘烘干后，再經(jīng)過500°C，30分鐘的燒結(jié)處理，在基板表面即可得到含有鋅和氧化銅的膜，該基板即可進(jìn)行化學(xué)鍍銅，
[0016]化學(xué)鍍銅采用通常的化學(xué)鍍銅處理:鍍液的組成為，硫酸銅10?20g/L、EDTA *4Na30?40g/L、甲醛2?4ml/L，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)鍍液的pH為12，化學(xué)鍍時間設(shè)定為30分鐘，溫度為40°C，得到0.5 μ m的涂層；
[0017]為了評價鍍層的附著強度，在化學(xué)鍍銅得到的涂層表面，再進(jìn)行電鍍銅，電鍍銅采用通常的電鍍銅處理:鍍液的組成為，硫酸銅50?80g/L、硫酸150?200g/L、氯離子濃度為30?70ppm，電流密度設(shè)置為0.5?3A/dm2，溫度10_35°C，時間I小時。
[0018]本實施例中，鍍銅層的總厚度為20 μπι，采用上述的銅鍍層附著強度評價方法，測得正方形格子上的銅層無脫落，證明采用本發(fā)明的方法，銅鍍層附著強度良好。
[0019]對比實施例1
[0020]將1cm X 1cm(厚1.5mm)的玻璃板放入含氫氟酸(40%，w/w% )50ml/L和氟化鈉50g/L的水溶液中進(jìn)行粗化處理，溫度為45°C，時間10分鐘；將粗化處理后的的玻璃進(jìn)行化學(xué)鍍銅的前處理，即敏化處理(氯化亞錫10g/L、室溫25°C、5分鐘);水洗；活化處理(氯化鈀0.2g/L、室溫25°C、5分鐘);水洗后，進(jìn)行化學(xué)鍍銅和電鍍銅，化學(xué)鍍銅和電鍍銅的具體操作與實施例1一致。
[0021]本實施例中，鍍銅層的總厚度為20 ym(化學(xué)鍍銅涂層為0.5 μ m)，采用上述的銅鍍層附著強度評價方法，測得25個正方形格子上的銅層中有18個脫落，證明采用該方法的銅鍍層附著強度不如實施例1的好。
[0022]實施例2
[0023]在1cm X 1cm(厚1.5mm)的氧化鋁陶瓷基板上均勻涂覆以乙醇為溶劑，含蟲膠300g/L、鋅粉(粒徑50 μ m) 5g/L和硫酸銅lg/L的漿料，經(jīng)80°C，10分鐘烘干后，再經(jīng)過500°C，30分鐘的燒結(jié)處理，在基板表面即可得到含有鋅和氧化銅的膜，該基板即可進(jìn)行化學(xué)鍍銅，進(jìn)行化學(xué)鍍銅和電鍍銅的具體操作與實施例1一致。
[0024]采用上述的銅鍍層附著強度評價方法，測得正方形格子上的銅層無脫落，證明采用本發(fā)明的方法，銅鍍層附著強度良好。
[0025]對比實施例2
[0026]將1cm X 1cm(厚1.5mm)的氧化鋁陶瓷基板放入含氫氧化鈉150g/L的水溶液中進(jìn)行粗化處理，溫度為50°C，時間15分鐘；將粗化處理后的氧化鋁陶瓷基板進(jìn)行化學(xué)鍍銅的前處理，即敏化處理(氯化亞錫10g/L、室溫25°C、5分鐘);水洗；活化處理(氯化鈀0.2g/L、室溫25°C、5分鐘)；水洗后，進(jìn)行化學(xué)鍍銅和電鍍銅，化學(xué)鍍銅和電鍍銅的具體操作與實施例1 一致。
[0027]本實施例中，鍍銅層的總厚度為20 ym(化學(xué)鍍銅涂層為0.5 μ m)，采用上述的銅鍍層附著強度評價方法，測得25個正方形格子上的銅層中有6個脫落，證明采用該方法的銅鍍層附著強度不如實施例2的好。
[0028]對比實施例3
[0029]僅僅將實施例1中的涂覆漿料中的“蟲膠”替換為“氫化松香”，其余操作均與實施例I相同。
[0030]采用上述的銅鍍層附著強度評價方法，測得25個正方形格子上的銅層中有12個脫落，證明采用該方法的銅鍍層附著強度不如實施例1的好。
[0031]對比實施例4
[0032]僅僅將實施例1中的涂覆漿料中的“蟲膠”替換為“酚醛樹脂(牌號2122) ”，其余操作均與實施例1相同。
[0033]采用上述的銅鍍層附著強度評價方法，測得25個正方形格子上的銅層中有14個脫落，證明采用該方法的銅鍍層附著強度不如實施例1的好。
【主權(quán)項】
1.一種玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的化學(xué)鍍銅方法為，配制鋅粉、銅鹽和蟲膠的以醇為溶劑的懸濁粘稠液，將所述粘稠液均勻涂附于玻璃或陶瓷的表面，經(jīng)80?120°C，5?15分鐘烘干，再經(jīng)過300?600°C，10?30分鐘的高溫?zé)Y(jié)處理后成膜，在所述膜的表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的懸濁粘稠液的配制方法為，將蟲膠溶解于醇類溶劑后得到蟲膠粘稠液，再將鋅粉和銅鹽加入到所述的蟲膠粘稠液中，即得到用于玻璃或陶瓷基板的前處理懸濁粘稠液。
3.如權(quán)利要求1所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的玻璃基板的材料是以Na20、Si02、Ca0為主成分的硅酸鹽玻璃；所述的陶瓷基板是碳化硅、氧化鋁或氮化鋁陶瓷。
4.如權(quán)利要求1所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的醇溶劑為乙醇。
5.如權(quán)利要求2所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的蟲膠溶解于醇類溶劑中的濃度為100?500g/L。
6.如權(quán)利要求1所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的銅鹽中，陰離子是無機陰離子或有機陰離子，所述的無機陰離子為硫酸根離子、硝酸根離子、氯離子、溴離子或碘離子，所述的有機陰離子是醋酸根離子、甲酸根離子或檸檬酸根離子。
7.如權(quán)利要求6所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的銅鹽中，陰離子是無機陰離子或有機陰離子，所述的無機陰離子為硫酸根離子，所述的有機陰離子是醋酸根離子。
8.如權(quán)利要求2所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述銅鹽向所述的蟲膠粘稠液中的加入量為0.1?10g/L。
9.如權(quán)利要求2所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述鋅粉向所述的蟲膠粘稠液中的加入量為I?10g/L。
10.如權(quán)利要求1所述的玻璃、陶瓷基板的化學(xué)鍍銅方法，其特征在于:所述的化學(xué)鍍銅操作中，鍍液的組成為，硫酸銅10?20g/L、EDTA.4Na 30?40g/L、甲醛2?4ml/L，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)鍍液的pH為12，化學(xué)鍍銅的時間為30分鐘，溫度為40°C。
【專利摘要】本發(fā)明屬于無機材料涂層制備領(lǐng)域，特別涉及一種適用于玻璃或陶瓷基板的制作導(dǎo)電層化學(xué)鍍銅的工藝。發(fā)明使用鋅粉、銅鹽和蟲膠的以醇為溶劑的懸濁粘稠液，將該粘稠液涂附于玻璃或陶瓷的表面，經(jīng)80～120℃，5～15分鐘烘干后，再經(jīng)過300～600℃，10～30分鐘的高溫?zé)Y(jié)處理，在基板表面即可得到含有鋅和氧化銅的膜，即可進(jìn)行化學(xué)鍍銅，所得到的銅鍍層附著強度良好。
【IPC分類】C23C18-40, C23C18-18
【公開號】CN104561944
【申請?zhí)枴緾N201510073182
【發(fā)明人】梁學(xué)敏, 陳智棟, 繆洪武, 張偉偉
【申請人】廣德宏霞科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月11日