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    一種針對氧化鋁陶瓷局部化學鍍銅前處理用的活化膠的研制

    發布日期:2016年9月18日

    化學鍍是指在無外接電流的作用下,利用處于同一溶液內的金屬離子以及還原劑,在具有催化活性的基體表面發生氧化還原反應,從而在基體表面化學沉積得到金屬或合金鍍層的一種表面處理技術。由于其自催化性及無外接電流的特點,在許多國外文獻中也被稱作自催化鍍或無電電鍍(electrolessplating).自1944年Brenner和Riddell首次開發出可實際應用的化學鍍液至今,化學鍍技術取得了很大的發展,目前已廣泛應用于微電子、航空航天、汽車制造、能源、材料等領域。在非金屬表面進行化學鍍需要先進行活化處理,才能誘發沉積反應在其表面進行.傳統的活化方法一般為一步法及兩步法,需要將基體浸入配置好的敏化、活化液中進行活化處理。這種方法需要耗費大量的貴金屬鹽以及鹽酸,其溶液穩定性也較差,很難長時間保存。同時,這種活化方法也難以一步實現局部的金屬化,通常需要鍍前包扎保護非鍍面,或者在施鍍后將不需要的金屬層去掉,操作相對復雜,對于小型的零件加工,如電容器及線路板的印刷較難實。

    鑒于以上問題,筆者研制了一種可以將敏化活化一步化,在氧化鋁陶瓷表面實現局部化學鍍的活化膠,其由有機載體+少量貴金屬鹽(銀鹽或鈀鹽)組成。以絲網印刷方式先將活化膠印在氧化鋁陶瓷表面,形成待鍍部位的圖形;再經高溫燒結,使膠膜中的有機物揮發,貴金屬鹽發生熱分解反應,銀或鈀微粒分散析出,表面待鍍部位即獲得催化活性;最后將局部活化的氧化鋁陶瓷基體置于化學鍍銅液中,即可實現氧化鋁陶瓷表面的選擇性鍍銅。該工藝簡單易行,成本較低,在微電子等工業領域具有良好應用前景。

    實驗還得出了4點結論:

    1)對氧化鋁陶瓷基體進行局部表面化學鍍銅前,可以采用活化膠(印刷)涂覆+燒結的活化處理方法。AgNO3和PdCl2分別都能用作為活化劑,二者在活化膠中的較佳質量濃度分別為2和0.5g/L。

    2)經活化處理后,Ag活化層以離散的單質銀顆粒形式分布,顆粒尺寸為100~500nm,而Pd活化層以膠膜狀附著于表面。在化學鍍銅溶液中,二者均可引發銅的沉積并最終獲得與活化區域一致的完整的銅鍍層。

    3)在銀活化層和鈀活化層上,銅的初始沉積情況有所不同。在0~60s施鍍時間內,前者的銅沉積速率基本上是恒定的,而后者呈現前30s內慢速沉積而后30s快速沉積的特點。鈀活化層上銅的初始平均沉積速率明顯高于銀活化層。

    4)氧化鋁陶瓷表面經銀或鈀活化處理后,化學鍍銅的平均沉積速率為5.6~6.3μm/h,鍍層與氧化鋁基體間的結合良好。

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