摘要：非金屬化學(xué)鍍前有不同的活化方法。本文就印制板化學(xué)鍍銅的活化液性能進(jìn)行了分析比較，分別討論了不同類(lèi)型活化液的性能及其特點(diǎn)。同時(shí)提出了適用于印刷板化學(xué)鍍銅的半導(dǎo)體氧化物活化劑。該活化液成本低廉，配制方法簡(jiǎn)單，污染少，性能優(yōu)良。且所得鍍層結(jié)合力特別強(qiáng)。

1、前言

非金屬化學(xué)鍍銅之前，需將基體進(jìn)行活化處理。表面均勻地活化是得到均勻的化學(xué)鍍銅和均勻電鍍的先決條件。特別是在印制板加成法中，化學(xué)鍍銅是一個(gè)關(guān)鍵工藝。而化學(xué)鍍銅前的活化處理又是保證化學(xué)鍍銅層質(zhì)量的關(guān)鍵。

最早使用的化學(xué)鍍銅前活化處理工藝是敏化、活化兩步法，即先使用SnCl2溶液敏化處理，使非金屬表面吸附的Sn2+離子在銀氨溶液或PdCl2溶液中進(jìn)行活化，在非金屬表面形成具有催化作用的貴金屬微粒[1.2]，然后進(jìn)行化學(xué)鍍銅，這是非金屬材料表面金屬化的一種常規(guī)方法。但此工藝對(duì)印制板孔金屬化存在著與銅箔粘合性能差等缺點(diǎn)，主要是銅箔與PdCl2和AgNO3活化液會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，生成的Pd或Ag層使化學(xué)鍍銅層與基體銅箔結(jié)合力下降。

從60年代開(kāi)始，國(guó)外印制板孔金屬化工藝采用敏化—活化工藝合而為一的膠體鈀活化工藝。70年代初，國(guó)內(nèi)有些研究所開(kāi)始進(jìn)行研制，而后推廣應(yīng)用于生產(chǎn)中[3]。這種膠體鈀活化液主要以濃鹽酸和Sn2+為穩(wěn)定劑，一般稱(chēng)為鹽酸—膠體鈀活比液或高酸基型膠體鈀。其優(yōu)點(diǎn)是提高了原基體銅和化學(xué)鍍銅層之間的結(jié)合力。改變了以前敏化、活化處理后在基板上置換的一層貴金屬鈀催化層，從而提高了基體銅層和化學(xué)鍍銅層的結(jié)合力。該活化液盡管在生產(chǎn)中獲得了滿(mǎn)意的結(jié)果，但仍具有下述缺點(diǎn)：

以酸為基的膠體鈀，在配制過(guò)程中，需要大量鹽酸，操作環(huán)境惡劣，存在環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。膠體鈀的穩(wěn)定性由大量C1-的存在而起作用。隨著鹽酸的揮發(fā)，溶液中Cl-減少，且在酸性介質(zhì)中Sn2+氧化速率較快，而使該膠體鈀溶液的穩(wěn)定性受到影響。

在孔金屬化過(guò)程中，由于孔壁露出，較濃的鹽酸對(duì)孔壁樹(shù)脂有一定浸蝕作用。造成基體材料的結(jié)合力下降。以鹽為基的膠體鈀活化液無(wú)上述缺點(diǎn)，且較鹽酸—膠體鈀活化液易配制，同時(shí)鈀的用量也適當(dāng)?shù)販p少，最低可達(dá)到以酸為基體體鈀活化液鈀含量的l/10，而活性不減。這種活化液以NaCl為穩(wěn)定劑，可稱(chēng)之為氯化鈉—膠體鈀或低酸基膠體鈀。該活化液的優(yōu)點(diǎn)在于：鹽酸含量低。鹽酸在此活化液中僅僅只是溶解Pd2+，而不象在鹽酸—膠體鈀溶液中鹽酸作為穩(wěn)定劑之一，其鹽酸含量?jī)H為高酸基膠體鈀活化液的幾十分之一。節(jié)省了原材料，減少了環(huán)境污染。該活化液以大量NaCl中的Cl-使這種新型膠體鈀溶液保持穩(wěn)定，而不同于鹽酸。體鈀活化液中大量加入鹽酸及Sn2+來(lái)保持膠體鈀溶液穩(wěn)定。

我們做了以上兩種活化液的比較實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，鹽基—膠體鈀活化液配制方法簡(jiǎn)單，且兩者活性相當(dāng)。此外，還做了離子鈀活化液的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。因離子鈀活化液的最大缺點(diǎn)是極易產(chǎn)生置換，這不僅浪費(fèi)了大量PdCl2，而且使銅表面所沉積的化學(xué)鍍銅層結(jié)合不牢。在實(shí)際生產(chǎn)中，大多用氯比鈉—膠體鈀活化液。但因Pd是貴金屬，尋求一種價(jià)廉，且活性好的活化液一直是受人重視一個(gè)課題。近年來(lái)，國(guó)外有關(guān)于膠體銅活化液的報(bào)道，且已實(shí)現(xiàn)了商品化。國(guó)內(nèi)也已研究成功一種代銀活化劑，也已有商品供應(yīng)。

我們用半導(dǎo)體氧化物M1O2、M2O、M3O等作為印制板化學(xué)鍍銅的活化劑，實(shí)驗(yàn)取得了令人滿(mǎn)意的效果。在環(huán)氧樹(shù)脂層壓板上進(jìn)行化學(xué)鍍銅，所得鍍銅層均勻，外觀(guān)亮澤，結(jié)合力特別強(qiáng)。

2、實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)材料：基體為去掉銅箔的環(huán)氧樹(shù)脂層壓板20mm×25mm×1mm

2.2 工藝流程

鍍件→粗化→水洗→活化→水洗→化學(xué)鍍銅→水洗→鈍化→烘干→鍍后處理

2.3 活化液：M1O2、M2O、M3O的水溶液室溫下活化。

2.4 化學(xué)鍍銅工藝

CuSO4•5H2O 20g/L，

NaKC4 H4O6 100g/L，

HCHO (37%)10ml/L，

NaOH 30g/L

T 30℃

pH 12.5

2.5 測(cè)試方法

2.5.1 用日立S——570型掃描電子顯微鏡(SEM)觀(guān)察鍍層表面形貌。

2.5.2 鍍層結(jié)合強(qiáng)度：按照GB/T1260—90作熱循環(huán)試驗(yàn)，上限溫度75士2℃，下限溫度—20℃±2。溫度為—20℃±2℃的低溫箱內(nèi)放置1h;在溫度為20±5℃的干凈環(huán)境中放置1h;在溫度為75±2℃的烘箱內(nèi)放置1h;在溫度為20±5℃的干凈環(huán)境中放置1h。每種試樣各放3片，共9片。

3、結(jié)果與討論

3.1 所得鍍銅層具有金屬光澤，為亮粉色。由顯微照片可以看出，用三種活化劑所得的化學(xué)鍍銅層均勻、致密

3.2 連續(xù)3個(gè)周期熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)，鍍層無(wú)起皮、斷裂現(xiàn)象。且線(xiàn)路板

用金屬件劃刻表面，表面不容易劃損而露出基體。說(shuō)明此類(lèi)活化液化學(xué)鍍銅層的結(jié)合力特別強(qiáng)。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型活化液性能的分析、比較，提高了以半導(dǎo)體氧化物M1O2、M2O、M3O為活化劑的化學(xué)鍍銅活化液。該活化液具有成本低廉，配制方法簡(jiǎn)單，溶液穩(wěn)定性高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)進(jìn)一步改善和完善如能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，必有廣闊的前景。