專利名稱：一種在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍的方法。
背景技術(shù)：
銅、銀、鎳等金屬的化學(xué)鍍過程被廣泛的應(yīng)用于絕緣非金屬材料表面的金屬化生 產(chǎn)。其中一個很重要的例子是電子工業(yè)生產(chǎn)中在印刷電路板上化學(xué)鍍銅和鎳形成連接線 路。與電鍍比起來，化學(xué)鍍是一個自身催化的氧化還原過程，只需要把具有催化活性表面的 材料浸入含有金屬離子和還原劑鍍槽中即可，無需額外提供電流，設(shè)備簡單，操作簡便。近來，很多在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍銅的研究被報道。聚四氟乙烯由于其低 電導(dǎo)率、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的突出性能，而被認(rèn)為是電子元件的理想絕緣基材。但是 由于聚四氟乙烯的化學(xué)惰性，無法在其表面直接進行化學(xué)鍍，因此，如何將其表面激活使其 具備催化活性則成為了能否在這種材料表面進行化學(xué)鍍關(guān)鍵步驟。傳統(tǒng)的做法是把聚四氟 乙烯薄膜浸入SnCl2和PdCl2的溶膠中，利用SnCl2來還原Pd2+，生成金屬Pd與錫的氯化物 一起吸附在薄膜表面上，得到具有催化活性表面。但是考慮到環(huán)境、成本等因素，含錫的工 藝制程逐漸被人們所放棄，轉(zhuǎn)而研究無錫活化的工藝技術(shù)。由于作為活性催化中心的鈀、銀、銅、鎳無法直接吸附在包括聚四氟乙烯在內(nèi)的絕 大多數(shù)高分子材料表面，因此，需要對聚四氟乙烯薄膜進行表面改性。目前，最常用的方法 是用等離子體方法對其表面進行改性，但該方法對設(shè)備要求較高且能耗較大。隨著能源消 耗不斷增大，石油、煤和天然氣等能源儲量越來越少，因此工業(yè)急需尋求新型能源和改革生 產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍的方法，是結(jié)合了輻照 技術(shù)和自組裝技術(shù)的、能直接在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍金屬的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是—種在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍的方法，它通過鈷60伽瑪射線照射的方式對 聚四氟乙烯薄膜進行預(yù)輻照處理，在接枝反應(yīng)后將基體與多胺化合物反應(yīng)，在薄膜表面自 組裝上胺基基團，利用胺基基團吸附金屬催化劑，再通過化學(xué)鍍的方法沉積得到金屬膜。具體步驟如下1.預(yù)處理將基體聚四氟乙烯薄膜用丙酮、氫氧化鉀或氫氧化鈉浸泡2天，過濾， 60°C真空干燥，得到處理過的基材。2.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為 25 75KGy，輻照時間為60 120h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)?；呐c丙烯酸單體質(zhì)量比為10 1 15 1 ；丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為30 50%，溶劑為蒸餾水；阻聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為基材質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為50 80°C，反應(yīng)時間為5 8h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材在常溫下與多胺化合物反應(yīng)，反應(yīng)后在60°C條件下 干燥，得到表面帶有胺基的基體；所用多胺類化合物為二乙撐三胺、三乙撐四胺或分子量為 20000 60000的聚乙撐亞胺、聚乙烯胺，溶液質(zhì)量濃度為10% 30%，溶劑為水、甲醇或二 甲基甲酰胺。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附金屬離子為銀、銅、鎳、鈀的金 屬離子，金屬鹽濃度為0. 5 1. Omol/L，溶液溫度為50°C，得到吸附金屬離子后的基體。6.化學(xué)鍍把上述吸附金屬離子后的基體于常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸 銅或1. 5%硫酸鎳、8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶 液取出后即可得到金屬圖案。本發(fā)明的有益效果為通過自組裝的方法在絕緣基材表面引入胺基基團，基團與基底以化學(xué)鍵相連，所 得金屬圖案與基體結(jié)合緊密，而且穩(wěn)定。所使用的輻照工藝簡單、污染少，且成本比傳統(tǒng)化 學(xué)法低廉。
具體實施例方式輻照技術(shù)正符合工業(yè)尋求新型能源和改革生產(chǎn)工藝的要求，隨著科技進步輻照成 本越來越低，且其對環(huán)境污染很少，具備綠色、環(huán)保的特點。本發(fā)明利用輻照技術(shù)對聚四氟 乙烯薄膜進行表面改性，解決了傳統(tǒng)方法帶來的環(huán)境污染、能耗高等問題，工藝簡單、污染 少、且成本較低，為該發(fā)明的工業(yè)化提供了有利條件。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。但需要說明的是下述實施例為本發(fā) 明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本 發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都 包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。實施例1操作步驟如下1.預(yù)處理將聚四氟乙烯薄膜用丙酮浸泡2天，過濾，60°C真空干燥，得到處理過 的基材。2.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為 25KGy，輻照時間為100h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)?；呐c丙烯酸單體質(zhì)量比為15 1，丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為30%，溶劑為蒸餾水；阻 聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為聚四氟乙烯薄膜質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)時 間為6h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材于常溫下浸泡于質(zhì)量濃度10%的三乙撐四胺溶液 中(溶劑為甲醇)5h，取出于60°C干燥，得到表面帶有胺基的基體。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附將表面帶有胺基的基體置于 50°C、0. 5mol/L的CuSO4溶液中浸泡20分鐘，得到吸附金屬離子后的基體。
6.化學(xué)鍍將吸附金屬離子后的基體在常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸銅、 8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到 金屬銅圖案。實施例2操作步驟如下1.預(yù)處理同實施例12.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為 50KGy，輻照時間為80h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)?；呐c丙烯酸單體質(zhì)量比為10 1，丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為35%，溶劑為蒸餾水；阻 聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為聚四氟乙烯薄膜質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時 間為6h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材常溫下浸泡于質(zhì)量濃度10%的二乙撐三胺溶液中 (溶劑為二甲基甲酰胺)5h，取出于60°C干燥，得到表面帶有胺基的基體。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附置于50°C、0. 5mol/L的CuSO4 溶液中浸泡20分鐘，得到吸附金屬離子后的基體。6.化學(xué)鍍將吸附金屬離子后的基體在常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸鎳、 8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到 金屬鎳圖案。實施例3操作步驟如下1.預(yù)處理將聚四氟乙烯薄膜用氫氧化鉀浸泡2天，過濾，60°C真空干燥，得到處 理過的基材。2.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為 75KGy,輻照時間為60h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)。基材與丙烯酸單體質(zhì)量比為10 1，丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為30%，溶劑為蒸餾水；阻 聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為聚四氟乙烯薄膜質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時 間為8h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材常溫下浸泡于質(zhì)量濃度30%的聚乙撐亞胺溶液中 (分子量=60000，溶劑為甲醇)5h，取出于60°C干燥，得到表面帶有胺基的基體。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附置于50°C、0. 5mol/L的Ag2SO4 溶液中浸泡20分鐘，得到吸附金屬離子后的基體。6.化學(xué)鍍將吸附金屬離子后的基體在常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸鎳、 8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到 金屬鎳圖案。實施例4操作步驟如下1.預(yù)處理將聚四氟乙烯薄膜用氫氧化鈉浸泡2天，過濾，60°C真空干燥，得到處理過的基材。2.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照量為 50KGy，輻照時間為120h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)?；呐c丙烯酸單體質(zhì)量比為15 1，丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為50%，溶劑為蒸餾水；阻 聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為聚四氟乙烯薄膜質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為50°C，反應(yīng)時 間為8h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材常溫下浸泡于質(zhì)量濃度20%的聚乙撐亞胺溶液中 (分子量=25000，溶劑為蒸餾水)5h，取出于60°C干燥，得到表面帶有胺基的基體。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附置于50°C、0. 8mol/L的NiSO4 溶液中浸泡20分鐘，得到吸附金屬離子后的基體。6.化學(xué)鍍將吸附金屬離子后的基體在常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸銅、 8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到 金屬銅圖案。實施例5操作步驟如下1.預(yù)處理將聚四氟乙烯薄膜用丙酮浸泡2天，過濾，60°C真空干燥，得到處理過 的基材。2.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為 25KGy，輻照時間為120h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)。基材與丙烯酸單體質(zhì)量比為10 1，丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為30%，溶劑為蒸餾水；阻 聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為聚四氟乙烯薄膜質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時 間為5h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材常溫下浸泡于質(zhì)量濃度20%的聚乙烯胺溶液中(分 子量=20000，溶劑為二甲基甲酰胺)5h，取出于60°C干燥，得到表面帶有胺基的基體。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附置于50°C、0. 8mol/L的PdCl2 溶液中浸泡20分鐘，得到吸附金屬離子后的基體。6.化學(xué)鍍將吸附金屬離子后的基體在常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸銅、 8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到 金屬銅圖案。實施例6操作步驟如下1.預(yù)處理將聚四氟乙烯薄膜用丙酮浸泡2天，過濾，60°C真空干燥，得到處理過 的基材。2.預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為 50KGy，輻照時間為100h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材。3.接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反 應(yīng)?；呐c丙烯酸單體質(zhì)量比為15 1，丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為50%，溶劑為蒸餾水；阻聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2 · 6H20，用量為聚四氟乙烯薄膜質(zhì)量的；反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時 間為8h，得到接枝后的基材。4.表面改性將接枝后的基材常溫下浸泡于質(zhì)量濃度10%的聚乙烯胺溶液中(分 子量=60000，溶劑為甲醇)5h，取出于60°C干燥，得到表面帶有胺基的基體。5.對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附置于50°C、1. Omol/L的PdCl2 溶液中浸泡20分鐘，得到吸附金屬離子后的基體。6.化學(xué)鍍將吸附金屬離子后的基體在常溫下浸入由質(zhì)量濃度1. 5%硫酸鎳、 8%酒石酸鈉鉀、1. 5%氫氧化鈉、52%甲醛和37%蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到 金屬鎳圖案。
權(quán)利要求
一種在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍的方法，其特征在于，通過鈷60伽瑪射線照射的方式對聚四氟乙烯薄膜進行預(yù)輻照處理，在接枝反應(yīng)后將基體與多胺化合物反應(yīng)，在薄膜表面自組裝上胺基基團，利用胺基基團吸附金屬催化劑，再通過化學(xué)鍍的方法沉積得到金屬膜；具體步驟如下1)預(yù)處理將基體聚四氟乙烯薄膜用丙酮、氫氧化鉀或氫氧化鈉浸泡2天，過濾，60℃真空干燥，得到處理過的基材；2)預(yù)輻照將處理過的基材封裝，用鈷60伽瑪射線對其進行輻照，輻照劑量為25～75KGy，輻照時間為60～120h，得到經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材；3)接枝將經(jīng)過預(yù)輻照處理后的基材與丙烯酸單體和阻聚劑混合，進行接枝反應(yīng)?；呐c丙烯酸單體質(zhì)量比為10∶1～15∶1；丙烯酸單體的質(zhì)量濃度為30～50％，溶劑為蒸餾水；阻聚劑為(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，用量為基材質(zhì)量的1％；反應(yīng)溫度為50～80℃，反應(yīng)時間為5～8h，得到接枝后的基材；4)表面改性將接枝后的基材在常溫下與多胺化合物反應(yīng)，反應(yīng)后在60℃條件下干燥，得到表面帶有胺基的基體；所用多胺類化合物為二乙撐三胺、三乙撐四胺或分子量為20000～60000的聚乙撐亞胺、聚乙烯胺，溶液質(zhì)量濃度為10％～30％，溶劑為水、甲醇或二甲基甲酰胺；5)對表面帶有胺基的基體表面進行金屬離子吸附金屬離子為銀、銅、鎳、鈀的金屬離子，金屬鹽濃度為0.5～1.0mol/L，溶液溫度為50℃，得到吸附金屬離子后的基體；6)化學(xué)鍍把上述吸附金屬離子后的基體于常溫下浸入由質(zhì)量濃度1.5％硫酸銅或1.5％硫酸鎳、8％酒石酸鈉鉀、1.5％氫氧化鈉、52％甲醛和37％蒸餾水組成的混合溶液取出后即可得到金屬圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在聚四氟乙烯薄膜表面化學(xué)鍍的方法。它通過鈷60伽瑪射線照射的方式對聚四氟乙烯薄膜進行預(yù)輻照處理，在接枝反應(yīng)后將基體與多胺化合物反應(yīng)，在薄膜表面自組裝上胺基基團，利用胺基基團吸附金屬催化劑，再通過化學(xué)鍍的方法沉積得到金屬膜。本發(fā)明的有益效果為通過自組裝的方法在絕緣基材表面引入胺基基團，基團與基底以化學(xué)鍵相連，所得金屬圖案與基體結(jié)合緊密，而且穩(wěn)定。所使用的輻照工藝簡單、污染少，且成本比傳統(tǒng)化學(xué)法低廉。
文檔編號C23C18/30GK101974741SQ20101052669
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者李培源, 蘇煒 申請人:廣西師范學(xué)院