[发明专利]一种绝缘基材表面电镀金属的方法

说明书

本发明属于电镀技术领域，公开了一种绝缘基材表面电镀金属的方法。包括如下步骤：S1：将树脂、溶剂、固体填料、固化剂混合配制成涂料；S2：将树脂涂料涂覆于绝缘基材表面，绝缘基材固化后形成带有细微缝隙的涂层；S3：将导电物质涂覆于S2中的树脂涂层上，导电物质可渗入树脂涂层的缝隙结构中，烘干后形成导电膜；S4：将S3中的含有导电膜的绝缘基材置于电镀液中进行直接电镀。本发明使用树脂作为绝缘基材和导电物质形成的导电层的中间层，并且通过在树脂涂层微小缝隙中生长并填满金属可以得到在基材上附着力极佳的电镀金属层，因此可扩展所使用的绝缘基材种类，实现广泛应用。

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种绝缘基材表面电镀金属的方法。

背景技术

随着电子信息技术的快速发展，尤其是集成电路的工业化发展已成为衡量一个国家工业能力的重要参考，而在电子产品的制造过程中，需要使用到大量的绝缘材料，例如用作芯片的硅材料，印制电路板的环氧树脂增强玻璃纤维布和聚酰亚胺材料，这些绝缘基材大多起承载导电图形的作用，因此需要对这些绝缘基材进行金属化处理使其具有优秀的电气性能。目前使绝缘基材金属化的方法主要有两种，一种是采用压合的方式，即通过粘接剂将绝缘基材和金属在高温下压合，由于受到粘接强度和样品尺寸的限制，该方法的使用受到了很大的局限性；第二种方法是采用电沉积，即电镀，相比于直接压合，电镀具有受尺寸影响小，附着力佳及厚度可控等优势而得到广泛应用。但是，在电镀之前，需对绝缘基材表面进行处理使其具有一定的导电性。

化学镀是最为传统的方法，虽然此种工艺较为成熟，但存在着许多难以克服的缺点，比如使用的还原剂通常为有毒的甲醛，对生产人员的生命健康造成威胁，另外镀液工艺复杂，镀液不稳定，增加了管控难度和成本，还有镀液中存在大量的络合剂，这些络合剂对环境污染较为严重，因此也增加了处理难度和处理成本，基于以上，研究人员进行了大量的取代化学镀的工艺研究。物理/化学气相沉积可以有效地避免化学镀所带来的环境问题，并且可以沉积上致密的金属层，是很有潜力取代化学镀的工艺，但是其高昂的设备造价及巨大的能耗问题让许多企业望而却步，另外沉积过程的非选择性也会对靶材造成较大的浪费。例如中国专利《一种半干法处理塑胶直接电镀真空镀膜系统》(公开号CN109402597A)中描述该镀膜设备所使用的辉光电源电压高达2500V，使用的溅射电源功率高达60kW，且不说设备成本，如此之大的能耗也会带来较大的附加成本。导电膜工艺是目前研究较多的用以取代化学镀的直接电镀工艺，通过表面处理将导电物质附着于绝缘基材上并形成一层均匀的薄膜，常见的用于形成导电膜的物质有碳黑、石墨烯以及有机导电高分子聚合物，碳黑与石墨烯由于是非极性物质，具有很强的憎水性，同时由于粒径较小也易于团聚，因此要保证能均匀地分散在水中，则需要加入大量的分散剂，但这样势必会降低导电性以及镀液的稳定性。中国专利《一种基于石墨烯成膜直接电镀线路板的方法》(公开号CN110351956A)和《一种直接电镀导电液及其制备方法》(公开号CN103103950A)中都描述了需要对溶液进行超声处理并且需要加入一定量的分散剂，这些处理不仅增加了工序同时存在电镀效率低的缺陷。有机导电聚合物作为导电膜的一般工艺是首先采用无机氧化物对绝缘基材进行处理，使之带上电荷，通过电荷吸附导电高分子使其成膜，此工艺一般都要求绝缘基材的一端有金属层(铜箔)，并且电镀的过程中必须要保证铜箔与镀液接触，使金属由铜箔处开始生长，如若不然，无论施加多大的电压都无法沉积金属，另外，由于有机导电聚合物的电阻都较大，会使金属的上镀速率较慢，极大地限制生产效率。例如中国专利《绝缘基材表面电镀金属的方法》(公开号CN108977862A)和《一种在绝缘基材上直接电镀的方法》(公开号CN107723764A)都采用了金属离子活化有机导电聚合物膜实现在绝缘基材上直接电镀的方法，其主要是缺陷是工序较为繁琐，需要调整、中和和活化等步骤，上铜速率较低并且都需要使用铜箔进行诱导沉积。

另外，随着5G技术的实际应用，由于高频电磁波所携带的信号损失而带来的信号完整性问题也愈发严重，因此要求所使用低介电常数的绝缘基材，例如聚四氟乙烯(PTFE)，陶瓷基板等，但是这些材料具有极低的表面能，在其表面形成稳定、附着力佳和导电性好的导电层仍然是具有挑战性的难题。

发明内容