pcb板化学镀用低质量浓度盐基胶体钯的研究

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1、PCB板化学镀用低质量浓度盐基胶体钯的研究陈美玲1，陈姗姗1，施颖2，徐瑞峰1，汪理想1，刘晓亚1（1.江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122；2．无锡华文默克仪器有限公司，江苏无锡214072）摘要：通过考察PdCl2质量浓度、n(Sn)/n(Pd)、反应温度、NaCl质量浓度对盐基胶体钯活性和稳定性的影响，确定了PCB板化学镀用的低质量浓度盐基胶体钯制备条件为PdCl2质量浓度0.4g/L、n(Sn)/n(Pd)=30、反应温度(60±2)℃、NaCl质量浓度160g/L。依据上述条件配制得到的活化液中，又分别添加了锡酸钠、尿素、香兰素和

2、抗坏血酸4种添加剂，并分析了它们对活化液活性和稳定性的影响。结果表明，尿素在提高活化液的活性和稳定性方面有很好的效果。尿素适宜最低质量浓度为10～15g/L。关键词：PCB；化学镀；活化；盐基胶体钯；电子化学品中图分类号：TG178文献标识码：A文章编号：1003-5214(2011)03-0237-05孔金属化是印刷线路板(PCB)制造过程的核心[1]。孔内非金属表面由于缺少催化活性中心，无法直接化学镀[2-3]，所以必须进行活化处理。活化就是在非金属基底上均匀牢固地吸附一定量具有催化活性的粒子，以诱发随后的化学镀。活化的好坏将决定化学镀的镀速及镀层

3、质量[4～8]，也是PCB化学镀领域的研究焦点之一。由于胶体钯活化液有稳定性好、活性高等优点，在目前的非金属化学镀，尤其是PCB生产上一直得到广泛应用[9～12]。虽然日本在胶体钯的基础上推出了一种比胶体钯更稳定的离子型活化液，但由于存在活化液中贵金属钯的含量高，成本高，活化后碱性条件下施镀时镀层附着性能不好，易起皮，可焊性差，活化流程复杂，操作不便等缺点，并未被广泛应用[13]。根据加入盐酸量的不同，胶体钯活化液可分为酸基胶体钯和盐基胶体钯活化液。由于酸基胶体钯活化液中盐酸含量大，渗镀现象非常严重，而盐基胶体钯活化液则不存在这个问题。因此，本文将重点

4、研究盐基胶体钯活化液。文献[14]详细研究了高质量浓度盐基胶体钯活化液[ρ(PdCl2)=3.6g/L]的配制方法及最适宜的配制条件，但是该结论不适宜于低质量浓度盐基胶体钯活化液的配制。田大志等[15]仅报道了ABS塑料板表面处理用的低质量浓度酸基胶体钯活化液，只讨论了PdCl2质量浓度对活化液的影响。但是很少有文献报道关于PCB板化学镀用的低质量浓度活化液。本文通过研究PdCl2质量浓度、n(Sn)/n(Pd)、反应温度、NaCl质量浓度以及不同添加剂质量浓度对盐基胶体钯活性和稳定性的影响，进而确定了最优的低质量浓度活化液配方。1实验部分1.1试剂与

5、仪器氯化钯、二水合氯化亚锡、氯化钠、盐酸、尿素、锡酸钠和香草醛均为市售AR。蚀刻剂、镀前处理液和化学镀镍液均为自制。用河北省涿州市长城教学仪器厂的DC-2C微音气泵向活化液中鼓入空气，空气流量用上海罗姆表业有限公司的BSD湿式气体流量计测量。1.2盐基胶体钯活化液的制备称取一定量的PdCl2溶于0.25mLHC1（质量分数37%）中，得A液；称取一定量的SnCl2·2H20溶于0.3mLHC1（质量分数37%）和0.5mL去离子水中，得B液；一定温度下，边搅拌边将B液滴加到A液中，磁力搅拌反应20min，得C液；称取一定量的NaCl和一定量的添加剂溶于

6、30mL去离子水中，将C液边搅拌边加到NaCl溶液中，并用去离子水定容至50mL，得D液；在(55±2)℃条件下，将D液水浴恒温4h，即得到盐基胶体钯活化液。1.3活化液活性和稳定性的测定裁取2cmxlcm大小的覆铜板，蚀刻、清洗后放人活化液中，室温活化4min；然后用镀前处理液解胶1～3min；最后，将试片放入镀镍液中，在(55±2)℃条件下，进行化学镀镍。记录从试片浸渍于化学镀镍液起，到试片表面产生第一个气泡所需的时间，此时间即为诱发时间。诱发时间越短，活化液的活性越强。盐基胶体钯涪化液稳定性的测定：量取10mL活化液于100mL锥形瓶中，在室温条

7、件下，用气泵将空气鼓入活化液中，空气流量为3.06m3/h。记录从开始鼓泡到活化液中出现颗粒状沉淀所需的时间，此时间即为活化液的稳定时间。稳定时间越长，活化液的稳定性越好。2结果与讨论2.1低质量浓度胶体钯活化液制备的最优工艺条件2.1.1PdCl2质量浓度对盐基胶体钯活化液活性和稳定性的影响按照1.2节中的方法制备5份不同的盐基胶体钯活化液。PdCl2质量浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4和0.5g/L，n(Sn)/n(Pd)=35，NaCl质量浓度为160g/L，配制时的反应温度为(65±2)℃。得到PdCl2质量浓度与活化液活性和稳定性的关

8、系曲线如图1所示。由图1可知，当PdCl2质量浓度为0.1～0.5g／L时，诱发时间分别为14