一種化學鍍鎳液及一種化學鍍鎳的方法和一種線路板及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種化學鍍鎳液和一種化學鍍鎳的方法，本發明還涉及一種線路板及 其制造方法。
【背景技術】
[0002] 化學鍍鎳，又稱為無電解鍍鎳或自催化鍍鎳，是通過溶液中適當的還原劑使鎳離 子在金屬表面靠自催化的還原作用而進行的鎳沉積過程。在線路板中，通過在線路板的銅 線路層與金層之間形成鎳層，可以避免銅金之間的相互擴散引起的線路板可焊性差和使用 壽命短的缺陷，同時，形成的鎳層也提高了金屬層的機械強度。
[0003] 納米材料具有小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等特點， 在化學鍍液中加入納米粒子，攪拌狀態下使其與沉積金屬一起成為納米復合化學鍍層，基 于納米粒子的特殊性質，制得的納米復合化學鍍層因之而具有包括耐蝕性、耐磨性、抗高溫 氧化性和電催化性等優異的性能。目前國內對納米復合化學鍍鎳工藝的研究，主要是在 Ni-P鍍液中添加無機納米粒子，如Si、Si02、SiC、Al203等，用來提高鍍層的耐蝕性、耐磨性、 抗高溫氧化性和電催化性等。但在Ni-P/納米粒子化學鍍液中納米粒子容易團聚，鍍液難 以保持穩定性。且含有這些納米粒子的Ni-P鍍液在線路板上形成的鎳層較厚，而鎳的電阻 遠大于基板上銅線路層的電阻，因此勢必影響線路板的導電性能。另外，大多數線路板的基 板為金屬基板，也導致線路板的散熱能力降低，而陶瓷基板雖然具有較高的散熱能力，但是 陶瓷基板上的銅線路層與鎳層之間的結合力一般較低，從而限制了線路板在高功率LED、汽 車大燈及高功率組件上的應用。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于解決現有技術中的線路板導電性能和散熱性能不佳的技術問 題，從而提供一種化學鍍鎳液及一種化學鍍鎳的方法和一種線路板的制造方法以及線路 板。
[0005] 本發明的發明人在研究過程中意外發現：如果在化學鍍鎳液中添加一定含量的銀 納米粒子，采用該化學鍍鎳液在陶瓷基板的線路層的表面形成鎳層，最終形成的線路板具 有良好的導電性能和散熱性能。在此基礎上完成了本發明。
[0006] 根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種化學鍍鎳液，該化學鍍鎳液含有次 磷酸鹽、鎳鹽、銀納米粒子、陰離子型表面活性齊?、絡合齊?、緩沖劑和穩定劑，所述化學鍍鎳 液的PH值為4-5,其中，所述銀納米粒子的含量為I X KT6-I X KT4摩爾/升，所述陰離子型 表面活性劑的含量為30-70毫克/升；優選地，所述銀納米粒子的含量為0. 5 X 10-5-5 X KT5 摩爾/升，所述陰離子型表面活性劑的含量為40-50毫克/升。
[0007] 根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種化學鍍鎳的方法，該方法包括用本 發明提供的化學鍍鎳液對基板進行化學鍍鎳以形成鎳層。
[0008] 根據本發明的第三個方面，本發明提供了一種線路板的制造方法，所述方法包括 用化學鍍鎳液對附著在基板的至少一個表面的銅線路層進行化學鍍鎳以形成鎳層，并任選 在形成的鎳層表面先后鍍覆鈀層和金層，其中，所述化學鍍鎳液為上述化學鍍鎳液。
[0009] 根據本發明的第四個方面，本發明提供了一種線路板，所述線路板包括陶瓷基板、 附著在所述陶瓷基板的至少一個表面上的銅線路層和附著在所述銅線路層表面上的鎳層， 所述鎳層中分散有銀納米粒子，所述陶瓷基板優選為氮化鋁陶瓷基板。
[0010] 采用本發明提供的化學鍍鎳液在基板上進行化學鍍，在同等條件下能夠獲得更高 的鍍覆速度，并且形成的鍍層對基板具有較高的附著力。
[0011] 采用本發明提供的方法制造的線路板的導電能力強，而且具有較高的散熱能力， 因此可以應用于高功率LED、汽車大燈及高功率組件上。
[0012] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013] 根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種化學鍍鎳液，所述化學鍍鎳液含有 次磷酸鹽、鎳鹽、銀納米粒子、陰離子型表面活性劑、絡合劑、緩沖劑和穩定劑，所述化學鍍 鎳液的PH值為4-5,其中，所述銀納米粒子的含量為I X KT6-I X KT4摩爾/升，所述陰離子 型表面活性劑的含量為30-70毫克/升。
[0014] 根據本發明，所述化學鍍鎳液中銀納米粒子的含量可以根據預期的鎳層厚度以及 預期的電阻率進行選擇。本發明中，所述銀納米粒子的含量為IX 10_6-1 X 1〇_4摩爾/升。 在所述銀納米粒子的含量處于上述范圍之內時，不僅能夠使得形成的鎳層具有較低的電阻 率，從而使得最終形成的線路板具有較高的導電性能；而且形成的鎳層還具有較高的耐磨 損性能。優選地，所述銀納米粒子的含量為0. 5X 10-5-5X KT5摩爾/升。
[0015] 所述銀納米粒子的顆粒大小以能夠形成致密的鎳層為準。優選地，所述銀納米粒 子的體積平均粒徑D 5tl為10-50nm，這樣能夠形成致密的鎳層。更優選地，所述銀納米粒子 的體積平均粒徑D5tl為15-30nm。在所述銀納米粒子的體積平均粒徑D 5tl為15-30nm時，所 述銀納米粒子具有較大的比表面積，一方面更容易分散在所述化學鍍鎳液中，另一方面在 使得所述化學鍍鎳液形成一定厚度的鎳層時可以含有較高含量的銀納米粒子，從而降低所 述鎳層的電阻率。所述銀納米粒子的體積平均粒徑D 5tl可以根據馬爾文激光粒度分析儀測 定。
[0016] 所述銀納米粒子可以根據本領域常規的方法獲得。例如，可以根據CN1803350A的 方法制備出平均粒徑不同的銀納米粒子。另外，所述銀納米粒子可以通過商購得到，例如， 購自北京德科島金科技有限公司，牌號為DKlOl或DK101-1的產品。
[0017] 根據本發明，所述陰離子型表面活性劑能夠促進化學鍍鎳液中氣體的逸出，并降 低所述化學鍍鎳液形成的鍍層的孔隙率。所述化學鍍鎳液中表面活性劑的用量以能夠實現 上述功能為準。本發明中，所述陰離子型表面活性劑的含量為30-70毫克/升，這樣能夠形 成更為致密的鎳層。優選地，所述陰離子型表面活性劑的含量為40-50毫克/升。
[0018] 本發明的發明人在研究過程中發現，該化學鍍鎳液中，當所述銀納米粒子的含量 為0. 5 X 10-5-5 X KT5摩爾/升，所述陰離子型表面活性劑的含量為40-50毫克/升時，形成 的鎳層中銀納米粒子分散更為均勻，避免由于銀納米粒子集中在線路板中的某一位置而導 線路板破壞的問題。
[0019] 所述陰離子型表面活性劑可以為常見的陰離子型表面活性劑。優選地，所述陰離 子型表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、磺基琥珀酸單酯二鈉和脂肪酸甲酯 乙氧基化物磺酸鹽（FMES)中的一種或兩種以上。
[0020] 所述磺基琥珀酸單酯二鈉的結構如式（1)所示：
[0021]
[0022] 其中，R可以為C12-C18的飽和或不飽和的烴基，所述烴基可以為直鏈或支鏈的烴 基；η可以為0-10中任意的整數。
[0023] 所述磺基琥珀酸單酯二鈉可以通過商購獲得，例如，購自上海金山經緯化工有限 公司的牌號為mes的產品。
[0024] 所述脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽可以通過商購獲得，例如，購自喜赫石化。
[0025] 在本發明的一種優選實施方式中，所述陰離子型表面活性劑為十二烷基磺酸鈉和 和十-烷基硫酸納，且十-烷基橫酸納和十-烷基硫酸納的質量比為1 : 1_3,這樣能夠使 得最終形成的線路板具有更好的導電性能。
[0026] 根據本發明，在所述化學鍍鎳液中，所述次磷酸鹽和所述鎳鹽的含量可以為本領 域的常規含量。例如，所述次磷酸鹽的含量可以為15-50克/升，所述鎳鹽的含量可以為 12-45克/升。優選情況下，所述次磷酸鹽的含量為20-45克/升，所述鎳鹽的含量為20-35 克/升，這樣可以使