低温镀镍液、镀镍工艺、柔性镀镍层及柔性印制电路板制造技术

本发明专利技术提供一种低温镀镍液，由镍盐和仅含非金属元素的组合物组成，所述镍盐的含量为：以Ni2+的含量计算为4.0‑8.0g/L，所述仅含非金属元素的组合物包含的各组份及含量为：还原剂，10‑50g/L；络合剂，20‑100g/L；稳定剂，0.0001‑0.5g/L；促进剂，0.001‑1g/L。该镀镍液只含有镍一种金属离子，环保低能耗；通过该低温镀镍液，可以对柔性电路基板在低于80℃以下进行施镀，形成的柔性镀镍层呈柱状，耐挠折性能好，且很好地改善了渗镀、漏镀及色差现象。本发明专利技术还提供基于上述低温镀镍液的一种低温镀镍工艺、由该工艺制得的柔性镀镍层及包含该柔性镀镍层的柔性印制电路板。

Low temperature nickel plating bath, nickel plating process, flexible nickel plating layer and flexible printed circuit board

The present invention provides a low temperature nickel plating solution consisting of a nickel salt and a composition containing only non-metallic elements. The content of the nickel salt is calculated as 4.0_8.0 g/L by the content of Ni2 +. The composition containing only non-metallic elements contains various components and contents as follows: reducing agent, 10_50 g/L; complexing agent, 20_100 g/L; stabilizer, 0.00 g/L. 01 x 0.5g/L; accelerant, 0.001 1g/L. The nickel plating bath contains only one metal ion of nickel, which is environmentally friendly and low energy consumption. By using the low temperature nickel plating solution, the flexible nickel plating layer formed on the flexible circuit substrate can be plated below 80 C. The flexible nickel plating layer is columnar, has good flexural resistance, and improves the phenomena of infiltration plating, leakage plating and color difference. The invention also provides a low temperature nickel plating process based on the low temperature nickel plating solution, a flexible nickel plating layer prepared by the process and a flexible printed circuit board containing the flexible nickel plating layer.

【技术实现步骤摘要】
低温镀镍液、镀镍工艺、柔性镀镍层及柔性印制电路板
本专利技术涉及化学镀镍
，尤其是涉及柔性印制电路板的低温镀镍工艺、低温镀镍工艺用的低温镀镍液及采用上述镀镍工艺完成的柔性镀镍层，及包含该柔性镀镍层的柔性印制电路板。
技术介绍
随着智能穿戴柔性电子的迅猛发展，柔性印制电路板(FlexiblePrintedCircuit(FPC)，以下简称柔性板)的需求及应用日趋广泛。特别是由于其轻薄、可弯曲、低电压、低消耗功率等特性，被广泛应用于笔记本电脑、液晶显示器、硬盘、打印机等电子产品中。然而，随着产品的不断升级，对柔性板的耐弯曲性能的要求也更加严苛。化学镍金工艺是印制电路板生产的最终制程之一。传统的表面处理化学镍金工艺，由于得到的镍合金镀层呈层状结构(图1)，具有较大的应力，在表面贴装过程中容易产生裂纹，从而不能满足现代智能穿戴柔性电子对其耐弯曲性能的要求。由于柱状化学镍层(图2)应力相对低，具有相对好的延展性，对于解决挠曲弯折引起的镀层裂纹是比较有希望的。为了使化学镀镍柱状生长，往往加入柱状生长的添加剂，使镍合金镀层在铜基体上柱状生长。三星公司在CN101760731A/US20100155108A1利用铊离子、铋离子来作为柱状生长诱发剂形成具有柱状结构的镍镀层。CN105018904A采用乙二胺类来作为柱状镍添加剂，含硫化合物做为加速剂，得到耐弯折的镀镍层。这些柱状镀镍层的施镀温度在80-90℃。安美特公司的JANSSENBORISALEXANDER在专利TW201341588A/EP2628824A1中，公开了用重金属铅作为稳定剂，甲醛及甲醛的衍生物作为添加剂，诱导生成延展性好的柱状镀镍层。2006年，日本上村公司的TADAMASANORI和KUZUHAZAAKIRA用一种氨基羧酸盐做络合剂，生成了柱状镀镍层。这些镀镍层容易出现过厚或过，使得在大与小铜面上的厚度差别最多能达到25％以上。除此之外，传统的镀镍工艺还易造成渗镀、漏镀及色差(如图3所示)。综上所述，现有的方法存在以下缺陷：1、大部分形成的镀镍层呈层状、应力较大、抗折弯能力差；2、很多的镀镍液中含有多种重金属离子，污染较大；3、施镀温度需要在高温下进行，即温度需要在80℃以上；4、采用现有方法所得到的镍镀层厚度在大与小铜面上的差别最多能达到25％以上，镀镍层容易出现过厚或过薄；5、所形成的镀镍层易造成渗镀、漏镀及色差。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中存在的至少一个技术问题，为此，本专利技术提供了一种低温镀镍液，由镍盐和仅含非金属元素的组合物组成，所述镍盐的含量为：以Ni2+的含量计算为4.0-8.0g/L，所述仅含非金属元素的组合物包含的各组份及含量为：还原剂，10-50g/L；络合剂，20-100g/L；稳定剂，0.0001-0.5g/L；促进剂，0.001-1g/L；柔性添加剂，0.0001-0.1g/L。该镀镍液只含有镍一种金属离子，环保低能耗；通过该低温镀镍液，可以对柔性电路基板在低于80℃以下进行施镀，形成的柔性镀镍层呈柱状，耐挠折性能好，且很好地改善了渗镀，漏镀及色差现象。本专利技术还提供一种低温镀镍工艺，具体步骤为：配制上述的低温镀镍液，将柔性电路基板放入所述低温镀镍液中，控制所述低温镀镍液的温度为40-70℃、pH值为4.0-7.0，化学镀镍时间为10-50分钟。本专利技术还提供一种柔性镀镍层，所述柔性镀镍层经上述的低温镀镍工艺制得，所述柔性镀镍层呈柱状结构。本专利技术再提供一种柔性印制电路板，包括柔性电路基板、上述柔性镀镍层，所述柔性电路基板上设有大铜面和小铜面，所述柔性镀镍层设置于所述大铜面和小铜面上，大、小铜面上的所述柔性镀镍层的厚度差别小于10％。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为经过传统的化学镍金工艺得到的镀镍层呈层状结构的示意图；图2为经过传统的化学镍金工艺得到的镀镍层断裂的示意图；图3为经过传统的化学镍金工艺得到的镀镍层发生渗镀的示意图；图4为经过本专利技术的低温镀镍工艺得到的柔性镀镍层呈柱状结构的示意图；图5为本专利技术提供的柔性印制电路板的柔性镀镍层进行厚度测试时测试点的分布示意图；图6为经过本专利技术的低温镀镍工艺得到的柔性镀镍层分布均匀的示意图；图7为本专利技术提供的实施例1-3中所获得的柔性印制电路板的柔性镀镍层对对比示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种低温镀镍液，包含的组份及含量如下：硫酸镍：以Ni2+的含量计算为5.5g/L；次亚磷酸钠：30g/L；甘氨酸：5g/L；乳酸：15g/L；苹果酸：10g/L；碘化钾：0.01g/L；硫脲：0.003g/L；香豆素：0.02g/L；乙醛：0.005g/L；其余为去离子水。其中，次亚磷酸钠作为还原剂，甘氨酸、乳酸、苹果酸作为络合剂，碘化钾作为稳定剂，硫脲作为促进剂，香豆素、乙醛作为柔性添加剂。本专利技术的还原剂，可选用现有化学镀镍液常用的还原剂，包括次亚磷酸盐、硼氢化物、胺硼烷、联氨的一种或多种。由于次亚磷酸钠的价格低、镀液容易控制，而且合金镀层性能良好，优选为次亚磷酸钠。本专利技术的络合剂，可选用现有化学镀镍液常用的络合剂，其要求具有较大的溶解度并存在一定的反应活性，一般含有羟基、羧基或氨基，主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物或其盐类。络合剂的作用是增加镀液稳定性、延长使用寿命并提高沉积速度。优选为葡萄糖酸、甘氨酸、乳酸、乙醇酸、丙酸、丁二酸、苹果酸、甲叉二膦酸(CH2(PO3H2)2)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)的一种或多种。络合剂含量过低，槽液易出现浑浊，不稳定；含量过高，会影响到镍的沉积速度，并且增加成本。本专利技术的稳定剂，可选用现有化学镀镍液常用的稳定剂。在镀液中加入一定量的吸附性强的无机或有机化合物，它们能优先吸附在有催化效应的活性微粒表面抑制催化反应从而稳定镀液，使镍离子的还原只发生在被镀件表面上，使施镀过程在控制下有序进行。优选为含硫有机物、含碘化合物中的一种或多种的混合物。含量过高，会降低镀速甚至使反应停止，而过低，则会使化学镀镍槽液不稳定。本专利技术的促进剂，可选用现有化学镀镍液常用的促进剂，作用是使化学镀镍液既有高稳定性又有较快的沉积速度。本专利技术的柔性添加剂，作用是使镍镀层结构从粗柱状结构变成细柱状结构。经过研究分析与实验验证，发现柔性添加剂为萘二磺酸钠、苯磺酸钠、糖精、明胶、丁炔二醇、乙醛、香豆素中的一种或多种。柔性添加剂的添加，使得镍镀层的柱状微观结构生长得更加细密，从而缓冲了弯折时给镍镀层施加的应力，提高镍镀层的耐弯折性。按照上述各组分及含量配制好低温镀镍液后，将之用于柔性印制板的化学镀镍。低温镀镍工艺为：1,除油处理；2，微蚀处理：5％硫酸加6-10％的过硫酸盐；3，离子钯活化；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温镀镍液，其特征在于，由镍盐和仅含非金属元素的组合物组成，所述镍盐的含量为：以Ni2+的含量计算为4.0‑8.0g/L，所述仅含非金属元素的组合物包含的各组份及含量为：还原剂，10‑50g/L；络合剂，20‑100g/L；稳定剂，0.0001‑0.5g/L；促进剂，0.001‑1g/L；柔性添加剂，0.0001‑0.1g/L。

【技术特征摘要】
1.一种低温镀镍液，其特征在于，由镍盐和仅含非金属元素的组合物组成，所述镍盐的含量为：以Ni2+的含量计算为4.0-8.0g/L，所述仅含非金属元素的组合物包含的各组份及含量为：还原剂，10-50g/L；络合剂，20-100g/L；稳定剂，0.0001-0.5g/L；促进剂，0.001-1g/L；柔性添加剂，0.0001-0.1g/L。2.根据权利要求1所述的低温镀镍液，其特征在于，所述镍盐为硫酸镍、乙酸镍、氯化镍或次磷酸镍中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的低温镀镍液，其特征在于，所述还原剂为次亚磷酸盐、硼氢化物、胺硼烷、联氨中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的低温镀镍液，其特征在于，所述络合剂为葡萄糖酸、甘氨酸、乳酸、乙醇酸、丙酸、丁二酸、苹果酸、甲叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的低温镀镍液，其特征在于，所述稳定剂为含硫有机物、含碘化合物的一种或多种。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建平，
申请(专利权)人：星特殊化学品新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG