非电解镀镍预处理方法：避免多余镀镍的创新技术

非电解镀镍预处理方法：避免多余镀镍的创新技术

本发明的专利技术提供了一种化学镀镍的前处理方法，将含铜表面的基材用微蚀刻液进行清洗、粗化处理，得到铜表面粗化的基材；然后将铜表面粗化的基材与前处理组合液接触，得到处理后的含铜表面的基材；所述前处理组合液包括酸、还原剂和水；然后用离子钯活化液对处理后的含铜表面的基材进行活化。与现有技术相比，本发明专利技术采用含有酸和还原剂的预处理组合液与基体铜面接触，该预处理组合液可将滞留在铜面与聚合物非镀层区域缝隙中的含铜离子溶液预先还原为弱酸可溶的氧化亚铜盐，在钯活化前可通过弱酸浸泡清洗，使得离子型钯活化液在活化时不能形成悬浮钯核或钯的水解氢氧化物，避免了过量镀镍的问题。

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【技术实现步骤总结】

【专利摘要】本专利技术提供了一种方法，先用微蚀刻液对含铜表面的基材进行清洗、粗化处理，得到铜表面粗化的基材；再将铜表面粗化的基材与前处理组合液接触，得到处理后的含铜表面的基材；所述前处理组合液包括酸、还原剂和水；再用离子钯活化液对处理后的含铜表面的基材进行活化。与现有技术相比，本专利技术采用含有酸和还原剂的前处理组合液与基材铜表面接触。该前处理组合液能将滞留在铜面与聚合物非镀层区域缝隙中的含铜离子溶液预先还原为弱酸可溶的氧化亚铜盐，在钯活化前可通过弱酸浸泡清洗，使离子型钯活化液在活化时不能形成悬浮钯核或钯水解氢氧化物，从而避免镀镍过量的问题。【专利说明】

本专利技术属于化学镍金或化学镍钯金表面处理

，尤其是涉及。

技术简介

高密度电子组装与电路板技术，不仅要求孔径更小、线路更细、焊盘更平整，而且电路板的最终表面处理必须能够提供焊接、引线键合，并保持较低的接触电阻。目前，阻焊油墨露出的铜面的最终表面处理可选用化学镍金工艺和化学镍钯金工艺。这两种表面处理工艺都兼具焊接、接触导通、引线键合、散热等多种功能，可满足多种工艺要求。另外，这两种工艺的加工过程都是在印刷电路板的铜线或铜焊盘上镀上一层3~5 ym的化学镍磷合金作为阻挡层，防止置换金与基铜之间金属离子的迁移或扩散，同时也防止铜面氧化影响可焊性和润湿性。由于化学镀镍时铜面不能直接驱动化学镍的沉积反应，因此必须先用钯对铜面进行活化处理。铜的电离倾向比钯大，铜溶解后放出的电子使钯离子还原为金属态，置换在铜表面，形成薄的钯籽晶层。钯作为化学镀镍反应的催化剂，促进次磷酸盐的氧化。在钯活化和化学镀镍之间必须充分清洁印刷电路板，以除去可能粘附在非镀层表面（如阻焊油墨或裸露的电路板基材或感光干膜）上的悬浮钯核或水解的钯氢氧化物。这些附着在非镀层表面上的钯金属可能造成过量的镍沉积，轻则使镍形成点状，重则使铜表面周围增厚或镀层变厚。更严重的情况下，可能造成电路或焊盘之间的桥接短路，尤其是在高密度布线、微焊盘和细电路中。这种桥接短路可能导致其无法通过5°C/85°C相对湿度或高加速温湿度可靠性测试。

为了加强钯活化与化学镍之间的清洗效果，有时也使用1～2%硫酸作为后酸洗，协助溶解附着在非镀层区域的那些弱钯金属，再经过两道水洗步骤进入化学镍步骤。但后酸洗必须勤于更换，否则不但达不到清洗的效果，还会因累积的钯核悬浮物而造成非镀层区域的钯吸附。目前解决非镀层区域不必要的镍镀层问题主要有以下几种方法：等研究的钯活化液，利用氯化铵作为钯的络合物，并加入阴离子表面活性剂-十二烷基硫酸钠作为润湿剂，络合性好的钯-氯络合物可避免钯活化液中产生钯的氢氧化物，吸附在铜表面周围绝缘区域的阴离子表面活性剂也可排斥IE-氯络合物的附着(K.，T.，H.Honma，-第55届年会，2004年9月19-24日)。但是IE-氯络合物与取代部分水分子的络合物会形成阴离子络合物，或全部水分子被取代而形成水合阳离子络合物，导致扩散性能减弱并在非镀层区域形成大的簇，造成渗镀，而这些簇也难以用水除去。日本专利号为专利号的专利公开了一种钯活化液，该活化液中含有氯离子、钯离子和取代促进剂。取代促进剂为次磷酸盐、亚磷酸盐、水合肼、羟胺、硼烷或甲醛，活化液的酸度规定为0.1以上。但是取代促进剂具有还原性，容易使钯离子还原为悬浮在活化液中的钯原子。不稳定的钯原子更容易造成非镀层区域镀镍过剩的问题。

技术实现思路

鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够抑制过量镀镍问题的方法。本发明提供的方法包括：A)用微蚀刻液对含铜表面的基材进行清洗、粗化处理，得到铜表面粗化的基材；B)将基材与前处理组合液接触，得到处理后的含铜表面的基材；所述前处理组合液包括酸、还原剂和水；C)用弱酸对处理后的含铜表面的基材进行预浸渍，再用离子钯活化液进行活化。优选地，所述前处理组合液还包括润湿剂。优选地，所述润湿剂选自非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活性剂中的一种或多种。优选地，所述润湿剂的浓度为0.1~10g/L。优选地，所述前处理组合液的酸选自硫酸、盐酸、甲苯磺酸、苄磺酸中的一种或多种。`优选地，所述前处理组合液的酸的浓度为10~150g/L。优选地，所述前处理组合液的还原剂选自葡萄糖、水合肼、羟胺中的一种或多种。优选地，所述前处理组合液的还原剂的浓度为1~50g/L。优选地，步骤B中的接触温度为20℃~50℃，接触时间为60~500s。优选地，步骤B还包括：在得到处理后的含铜表面基材后，用水进行清洗。本专利技术提供了一种利用微蚀刻液对含铜表面基材进行清洗粗化处理，得到铜表面粗化基材；然后将铜表面粗化基材与所述前处理组合液接触，得到处理后的含铜表面基材的方法；所述预处理组合液包括酸、还原剂和水；然后用离子钯活化液对处理后的含铜表面基材进行活化。

与现有技术相比，本发明采用含有酸和还原剂的前处理液与基材铜面接触，所述前处理液可以将截留在铜面与聚合物非镀层区域缝隙中的铜离子溶液还原为弱酸可溶的氧化亚铜盐，在钯活化前可以通过弱酸浸出清洗干净，使得离子钯活化液在活化时无法形成悬浮钯核或者钯的水解氢氧化物，避免了过量镀镍的问题。【具体实施方式】本发明提供的方法，包括：A)用微蚀刻液对含铜表面基材进行清洗粗化处理，得到含铜表面粗化基材；B)将含铜表面粗化基材与前处理液接触，得到处理后的含铜表面基材；所述前处理液包括酸、还原剂和水； C)用弱酸对处理后的含铜表面基材进行预浸处理，再用离子钯活化液进行活化。本发明对所有原料的来源没有特殊的限制，均可市售。其中，微蚀刻液可以是本领域技术人员熟知的微蚀刻液，可以是硫酸-过硫酸钠体系或硫酸-过氧化氢体系，无任何特殊限制。含铜表面基材可以是本领域技术人员熟知的基材，可以是印刷电路板，无任何特殊限制。微蚀刻液对含铜表面基材进行清洗、粗化处理后，含有高二价铜离子的微蚀刻液容易形成氧化铜或氢氧化铜，这些含有高二价铜离子的溶液落入铜表面与聚合物非镀层区域之间的缝隙或间隔中，用水很难彻底清洗干净。当基体随后浸入离子钯活化液中时，当钯离子游离态较高时，会催化上述二价铜盐迅速还原为纳米铜粒子，然后钯离子与纳米铜粒子发生置换，析出钯原子，包覆在纳米铜粒子表面，形成纳米铜（核）/钯（壳）双金属粒子。随后化学镀镍，由于钯的催化作用，在此形成化学镍沉积，形成过量渗锻。

其中，铜面为位于基板上的铜电路或铜焊盘；聚合物非镀层区域位于基板上，包括阻焊油墨、裸基板或感光干膜。在得到具有粗化铜面的基板后，与前处理组合物液接触，得到处理后的含铜面的基板。其中，前处理组合物液包括酸、还原剂和水；酸可以为无机酸或有机酸，无特殊限制，优选为无机酸或有机酸中的一种或多种，​​更优选为硫酸、盐酸、甲苯磺酸和苄基磺酸中的一种或多种；酸在前处理组合物液中的浓度优选为10～150g/L，更优选为10～200g/L。

【技术保护要点】

一种化学镀镍的前处理方法，其特征在于包括：A)用微蚀刻液对含铜表面的基材进行清洗、粗化处理，得到铜表面粗化的基材；B)将铜表面粗化的基材与前处理组合液接触，得到处理后的含铜表面的基材；所述前处理组合液包括酸、还原剂和水；C)将处理后的含铜表面的基材用弱酸进行预浸泡后，再用离子钯活化液进行活化。

【技术特点概要】

【专利技术属性】

技术研发人员：邱文宇、刘毅、雷正涛、

申请人（专利权人）：

类型：发明

国家、省份、城市：

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