[发明专利]化学镀材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学镀材料以及制备上述化学镀材料的方法。

背景技术

化学镀又称为“无电解镀”，是一种在无电流通过时金属离子在同一溶液中还原剂的作用下，通过可控制的氧化还原反应被还原在呈现催化活性的基材表面，从而获得与基材牢固结合的镀层。化学镀的镀层厚度均匀、针孔少，并具有不需直流电源设备、能将金属沉积在非导体上和具有某些特殊性能的特点。尤其是无论镀件多么复杂，只要溶液能渗入的地方即可获得厚度均匀的镀层，也易于控制镀层的厚度。通常对基材进行化学镀前，还要活化基材使其具有化学镀催化活性。

传统的活化方法包括敏化和活化两步，通过敏化将具有还原性的二价锡离子Sn²⁺吸附在基材表面，以在活化时将银或钯离子还原为附着于基材表面的银原子或钯原子，在基材上形成作为均匀催化活性中心的贵金属层，使化学镀自发进行。但即使通过清洗也不能完全地除去吸附在活化后的基材上的二价锡或四价锡，从而影响化学镀层的均匀，降低镀层与基材间的结合力。

很多研究者进行了无锡活化工艺的探索。例如，LPKF公司发明了一种激光直接成型(LDS)技术，以添加有某种非导电性有机金属复合物的塑料为原料，将激光光束直接投射在注塑件上，被照射过部分可进行化学镀沉积金属。该技术中的注塑件无须经过专门的敏化、活化处理，直接经激光照射后即可进行化学镀，操作简单，工艺周期短，生产弹性大，线宽和线距精度高。但该技术只能用于具有LDS性能的注塑件上，应用范围窄。此外，该注塑件内含有某种非导电性有机金属复合物，只有被激光照射的需要化学镀的部分发生了活化，没有利用未活化部分的有机复合物，造成很大的浪费。

CN1740390A中公开了一种化学镀活化工艺和使用该工艺进行金属沉积的化学镀的方法，其中，该方法包括1)配制活化液：将含有活性金属Pd、Rh、Ru或Ag离子的硝酸盐或氯化物加入到体积百分比浓度为40-100％的醇水混合液中，不断搅拌，配置成活化液，所述活化液中活性金属离子的浓度为0.0005-0.01mol/L；2)活化基体：将无催化活性的基体加入到上述活化液中，搅拌，控制反应温度在室温至溶液的回流温度之间，使被还原金属沉积在基体上，降温、过滤、用蒸馏水洗涤，得到含有活性金属的活化基体，所述活性金属Pd、Rh、Ru或Ag在活化基体上的重量百分量为0.1‰-5％。该活化工艺使用的是粉末状的基体进行化学活化，以增强其催化活性，虽然避免了锡离子干扰，但是该方法对基材进行选择性化学镀时的选择度很低，沉积时间长，通常为24个小时甚至更久，而且沉积在基体上的金属镀层与基体的结合力不强，化学镀层容易从基材表面脱落，镀层的合格率低。另外，近20年来，各种贵金属价格猛涨，用Pd、Rh、Ru或Ag进行化学镀活化的成本较高，用其它廉价材料替代这些贵金属的趋势已经变得不可阻挡。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的化学镀材料上的化学镀层与基材的结合力较弱的缺点，提供一种化学镀层与基材的结合力很强的化学镀材料。本发明还进一步地提供制备上述化学镀材料的方法。

根据本发明的化学镀材料，该材料包括塑料基材和化学镀层，其中，所述化学镀层包括单质铜颗粒层和金属镀层，所述单质铜颗粒层位于所述塑料基材和金属镀层之间，所述单质铜颗粒的粒子直径为15-100纳米，所述化学镀层与所述塑料基材之间的结合力为100-400兆帕。

根据本发明的化学镀材料的制备方法，其中，该方法包括将塑料基材与还原剂水溶液和二价铜盐水溶液接触，使塑料基材表面附着单质铜颗粒层，然后进行金属沉积形成金属镀层，所述单质铜颗粒层和所述金属镀层构成化学镀层，所述接触的条件使所述还原剂将二价铜盐还原成粒子直径为15-100纳米的单质铜颗粒，所述化学镀层与所述塑料基材之间的结合力为100-400兆帕。