[发明专利]基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法

权利要求书

1.基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将催化墨水打印在基材表面形成催化活性线路图形；

所述催化墨水包括两种：一种是金属银或钯离子型溶液墨水，由金属银或钯的水溶性盐溶液加对溶液粘度和表面张力起调节作用的有机助剂所形成；另一种是金属铜离子型溶液墨水，由金属铜的水溶性盐溶液加对溶液粘度和表面张力起调节作用的有机助剂所形成；采用金属银或钯离子型溶液墨水时，直接将金属银或钯离子型溶液墨水打印在基材表面，并经辐照或加热固化处理将其还原为具有催化活性的金属银或钯单质，从而形成催化活性线路图形；若采用金属铜离子型溶液墨水时，需另外配制还原剂墨水与之配合使用，将金属铜离子型溶液墨水和还原剂墨水共同打印在基材表面，使两种墨水在基材表面叠加反应，反应所得单质铜形成催化活性线路图形；所述还原剂墨水由硼氢化物溶于强碱水溶液中并加入对溶液粘度和表面张力起调节作用的有机助剂所形成；

步骤2：在催化活性线路图形表面进行第一步化学镀形成铜自催化活性层；

首先配制第一步化学镀液，所述第一步化学镀液包含0.01～0.1mol/L的铜离子、0.001～0.2mol/L的高配合剂、0.1～0.3mol/L的甲醛，并采用pH调节剂调节pH值至11～14；然后将表面具有催化活性线路图形的基材浸入第一步化学镀液，控制第一步化学镀液温度在25～45℃条件下施镀3～8分钟，获得具有铜纳米集群结构的铜自催化活性层；其中所述高配合剂包括酒石酸钾钠、氨基三乙酸、N,N,N',N'-四羟乙基乙二胺、N,N,N',N'-四羟丙基乙二胺、乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种；

步骤3：在所述铜自催化活性层表面进行第二步化学镀形成目标印制电路；

首先配制第二步化学镀液，所述第二步化学镀液包含0.01～0.1mol/L的铜离子、0.1～0.5mol/L的低配合剂、0.001～0.02mol/L的高配合剂、0.1～0.3mol/L的甲醛，并采用pH调节剂调节pH值至12～14；然后将表面具有步骤2所得铜自催化活性层的基材浸入第二步化学镀液，控制第二步化学镀液温度在50～70℃条件下施镀10～30分钟，最终获得铜层厚度超过20微米，电阻率在10^-6～10^-5Ω·cm之间的目标印制电路；其中所述低配合剂包括三乙醇胺、三异丙醇胺或二乙烯三胺五乙酸中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，步骤2中配制第一步化学镀液时，所述第一步化学镀液还含有5～30mg/L的表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，步骤3中配制第二步化学镀液时，所述第二步化学镀液还含有10～100mg/L的表面活性剂。

4.根据权利要求2或3所述的基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为亚铁氰化钾、2,2-联吡啶或2-巯基苯骈噻唑中的一种或它们的二元或三元混合物。

5.根据权利要求1所述的基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，步骤1配制金属银或钯离子型溶液墨水时，金属银或钯离子浓度控制在0.05～1mol/L之间，有机助剂采用乙二醇、丙三醇、异丙醇或它们的任意混合物，粘度宜控制在1～5mPa·s之间，表面张力控制在20～40mN/m之间。

6.根据权利要求1所述的基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，步骤1配制金属铜离子型溶液墨水时，金属铜离子浓度控制在0.05～1mol/L之间，有机助剂采用乙二醇、丙三醇、异丙醇或它们的任意混合物，粘度宜控制在1～5mPa·s之间，表面张力控制在20～40mN/m之间。

7.根据权利要求1所述的基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，步骤1配制还原剂墨水时，硼氢化物浓度控制在0.01～2mol/L之间，强碱浓度的浓度控制在0.01～2mol/L之间，有机助剂采用乙二醇、丙三醇、异丙醇或它们的任意混合物，粘度宜控制在1～5mPa·s之间，表面张力控制在20～40mN/m之间。

8.根据权利要求1至7中任一项基于铜自催化和化学镀铜的印制电路加成制备方法，其特征在于，步骤1将催化墨水打印在基材表面形成催化活性线路图形之前，对基材表面进行除油和粗化处理。