[发明专利]一种利用化学镀铜溶液在硅基底表面制备镀铜层的工艺

说明书

本发明涉及一种利用化学镀铜溶液在硅基底表面制备镀铜层的工艺，属于化学镀铜技术领域，所述工艺包括：1）除油处理；2）粗化处理；3）敏化处理；4）活化处理；5）化学镀铜处理。本发明的设备以及工艺简单，易于实现，且可以在硅基底表面形成均匀致密且机械强度高的铜层，同时具有优异的耐剥离性能。

技术领域

本发明涉及化学镀铜技术领域，特别是涉及一种利用化学镀铜溶液在硅基底表面制备镀铜层的工艺。

背景技术

在化学镀铜过程中Cu²⁺离子得到电子还原为金属铜，还原剂放出电子，本身被氧化。其反应实质和电解过程相同，只是得失电子的过程是在短路状态下进行的，在外部看不到电流的流通。因此化学镀是一种非常节能高效的电解过程，因为它没有外接电源，电解时没有电阻压降陨耗。化学镀铜广泛应用于各行各业，如：电子电器、五金工艺、工艺品、家具装饰等等。常规的化学镀铜溶液基本适合所有金属及绝大多数非金属表面镀铜。例如：不锈钢表面镀铜，线路板镀铜，铝材镀铜，铁件镀铜，铜上镀铜，树脂镀铜，玻璃镀铜，塑料镀铜，金刚石镀铜，树叶镀铜，硅基底镀铜等等。而现有的镀铜产品的化学镀铜工艺过于单一，得到的镀铜产品的性能也参差不齐。如何设计一种利用化学镀铜溶液在硅基底表面制备镀铜层的工艺，是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种利用化学镀铜溶液在硅基底表面制备镀铜层的工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种利用化学镀铜溶液在硅基底表面制备镀铜层的工艺，所述工艺包括：

1）除油处理：将硅基底依次在丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗40-50分钟，接着将所述硅基底置于浓硫酸/双氧水混合溶液中，所述浓硫酸/双氧水混合溶液中浓硫酸和双氧水的体积比为3：1，在90-110℃下热处理50-100分钟，接着用去离子水冲洗所述硅基底；

2）粗化处理：将步骤1得到的硅基底放置于氢氟酸中以去除其表面的自然氧化硅层，接着将所述硅基底放置于硝酸银/氢氟酸混合溶液中，其中硝酸银的摩尔浓度为0.02mol/L，氢氟酸的摩尔浓度为4.8mol/L，5-15℃下反应10-30分钟，然后取出硅基底，去离子冲洗后，在硝酸溶液中浸泡30-60分钟，然后用去离子水清洗所述硅基底；

3）敏化处理：用10-20g/L的氯化亚锡和40ml/L的盐酸配制成的混合溶液对步骤2得到的硅基底进行浸泡敏化处理10-30分钟，温度为20-30℃，然后用去离子水清洗所述硅基底；

4）活化处理：用8-15g/L的硝酸银和30-60ml/L的氨水配制成的混合溶液对步骤3得到的硅基底进行浸泡活化处理10-30分钟，温度为20-30℃，然后用去离子水清洗所述硅基底；

5）化学镀铜处理：首先以升温速度为1-3℃/min的条件将化学镀铜溶液从室温加热至30℃，接着将步骤4得到的硅基底放置于上述化学镀铜溶液中，在30℃下保温5-10分钟，接着以升温速度为1-3℃/min的条件将化学镀铜溶液从30℃加热至50℃，在50℃下保温10-20分钟，接着以升温速度为1-3℃/min的条件将化学镀铜溶液从50℃加热至75℃，在75℃下保温20-30分钟，接着以降温速度为2-4℃/min的条件将化学镀铜溶液从75℃降温至50℃，在50℃下保温5-10分钟，接着以降温速度为2-4℃/min的条件将化学镀铜溶液从50℃降温至30℃，在30℃下保温5-10分钟，接着将化学镀铜处理后的硅基底从化学镀铜溶液中取出，对化学镀铜处理后的硅基底用去离子水清洗，然后进行干燥处理以得到镀铜硅基底。

作为优选，所述化学镀铜溶液包括10-30g/L的无水硫酸铜，10-15ml/L的甲醛，20-40g/L的酒石酸钾钠,150-300mg/L的亚铁氰化钾以及10-50g/L的氢氧化钠。