一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法技术

本发明专利技术属于电子封装线路板表面催化活性检测技术领域，具体涉及一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，至少包括如下步骤：利用霍尔效应测试仪测试无机非金属材料表面的载流子浓度，通过测得的载流子浓度的高低来判断其催化活性的高低。与传统的“试镀”方法相比，本发明专利技术具有效率高、准确性好等明显优点。准确性好等明显优点。准确性好等明显优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法


[0001]本专利技术属于电子封装线路板表面催化活性检测
，具体涉及一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品持续向轻量化、小型化、数字化、多功能化、高可靠性、低能耗等方向快速发展，更高的集成度、更复杂的空间架构、更多样化的应用场景的电子封装技术正方兴未艾。
[0003]电子封装技术是指将各种电子元器件或芯片等按设计要求，进行布局、连接、键合、组装，从而形成具有一定功能的电子信息模块，实现与其他模块之间的信号传输，同时保护这些电子元器件不受外界环境的损坏和干扰。其中，电子封装基板(简称：电路板)作为电子产品的核心组件，被广泛应用于安装、承载、保护电子元器件或集成电路元件，其具有良好的电绝缘性能，主要功能为：电子元器件散热、机械支撑、信号传输通道、保护电路与电子元器件等。
[0004]目前，主流的电子封装基板材料可被分为三类：有机高分子材料及其复合材料、金属基复合材料、无机非金属材料。有机高分子材料及其复合材料类的封装基板，主要以环氧树脂类材料为主，其以成本低廉和制造工艺成熟等优势，在封装基板的产能中占据较大的份额。但是，随着电子产品的发展，常规的有机封装基板因其散热性能差、耐热性能差、热膨胀系数与芯片材料匹配性差等缺点，难以被应用于航空、航天、军事工业等工作环境要求较高的领域中。
[0005]而无机非金属材料(尤其是陶瓷类)基板凭借散热性能好、耐热性能好、热膨胀系数与芯片材料接近、高频特性好等优点，逐渐发展成为新一代的电子封装基板材料，同时与之配套的陶瓷基板封装技术也引起了广泛的关注和快速的发展。
[0006]电子封装基板作为安装电子元器件的基础，要实现各电子元器件之间的信号传输，必须在基板表面制备相互连接的高性能的金属导线，而在无机非金属基板上实现电子封装的关键在于无机非金属材料与金属层的连接技术。
[0007]无机非金属材料表面金属化的过程是指在无机非金属材料基板表面通过化学、物理等手段，在其表面制备一层结合牢固的金属膜，使其成为表面具有导电能力的封装基板。目前主要的金属化技术有：薄膜技术、厚膜技术、直接覆铜技术和化学镀技术等。
[0008]化学镀技术是将金属沉积液中的金属离子或金属络合物离子(如铜或铜络合物离子、镍或镍络合物离子等)，通过化学氧化还原反应的方式沉积于无机非金属材料基板的表面，从而制备导电线路。而实施化学沉积氧化还原生长的关键是：沉积生长区域具备催化活性，能诱导化学沉积生长反应的进行。众所周知，无机非金属材料大多是绝缘材料，导电性通常很差，因此通常不具有催化活性，无法引发化学沉积反应，从而沉积出金属铜、镍等金属。
[0009]判断无机非金属材料表面是否具有催化活性的传统方法是将其直接放入金属沉
积溶液中，进行“试镀”，一定时间后(通常为1
‑
2小时)，如果表面有金属沉积出来，就表明其有催化活性；如果没有沉积出来，说明其表面是惰性的。显然这种传统方法比较落后，而且效率低下，再加上试镀过程中，如果镀液不稳定(容易在试样表面随机沉积生长金属)，还容易引起误判，导致准确性降低。
[0010]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，其巧妙地利用霍尔效应测试仪测试非金属材料表面的载流子浓度，通过测得的载流子浓度的高低来判断其催化活性的高低。

技术实现思路

[0011]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提出一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，其巧妙地利用霍尔效应测试仪测试非金属材料表面的载流子浓度，通过测得的载流子浓度的高低来判断其催化活性的高低。
[0012]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0013]一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，至少包括如下步骤：
[0014]利用霍尔效应测试仪测试无机非金属材料表面的载流子浓度，通过测得的载流子浓度的高低来判断其催化活性的高低。
[0015]本专利技术创造性地采用霍尔效应测试仪测试无机非金属材料表面的载流子浓度，通过测得的载流子浓度的高低来判断其催化活性的高低。其中，霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过半导体时，半导体内部载流子受洛伦兹力的作用发生偏转，在半导体的两端发生等量异种电荷积累，形成垂直于电流和磁场方向的附加电场，从而在半导体两端产生电势差的现象。与传统的“试镀”方法相比，本专利技术具有效率高、准确性好等明显优点。
[0016]本专利技术的原理为：载流子浓度高，导电性就好，电子的传输性能就好，催化活性就高。具体而言，化学镀的过程就是氧化还原反应过程，镀液中的还原剂把电子通过催化剂(其表面有载流子)传递给被还原的金属离子或金属络合物离子，生成金属原子(或者金属单质)沉积于基材无机非金属材料的表面。也就是说，载流子浓度高，传递还原剂产生的电子速度的就快，催化活性就高，化学镀速度就快。
[0017]作为本专利技术用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法的一种改进，当无机非金属材料表面的载流子浓度≥108cm
‑3时，表面具有催化活性，可用于催化化学镀反应的发生；而且表面的载流子浓度越大，活性越高，越易于引发化学镀反应。
[0018]当无机非金属材料表面的载流子浓度小于108cm
‑3时，表面不具有催化活性或催化活性太低，无法引发化学镀反应的发生。
[0019]作为本专利技术用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法的一种改进，载流子浓度的计算公示为：
[0020][0021]其中，n为载流子浓度；
[0022]R
H
为霍尔系数，其统一制单位为m3/C；
[0023]V
H
为霍尔电压；
[0024]d为待测样品的厚度；
[0025]I
s
为电流强度；
[0026]B为磁感应强度；
[0027]e为电荷量，具体为常数1.60
×
10
‑
19
C；
[0028]已知待测样品厚度、仪器的磁感应强度、施加给待测样品的电流强度和霍尔电压即可计算出霍尔系数，进而计算出载流子浓度n。
[0029]作为本专利技术用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法的一种改进，当所述无机非金属材料的表面具有催化活性时，采用化学镀工艺可将金属沉积液中的金属离子或金属络合物离子通过化学氧化还原反应的方式沉积于所述无机非金属材料的表面，从而制备导电线路。相反，当无机非金属材料的表面不具有催化活性或催化活性太低时，则无法通过化学镀工艺制备导电线路。
[0030]本专利技术中的无机非金属材料可以是氧化铝、氮化铝、氧化锆、单晶硅、多晶硅等等的大部分无机非金属材料，也就是说，本专利技术的适用范围广泛，几乎可以用于检测所有无机非金属材料表面的载流子浓度，进而判断其催化活性的高低。
附图说明
[0031]图1为霍尔效应测试载流子浓度的原理示意图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，其特征在于，至少包括如下步骤：利用霍尔效应测试仪测试无机非金属材料表面的载流子浓度，通过测得的载流子浓度的高低来判断其催化活性的高低。2.根据权利要求1所述的用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，其特征在于：当无机非金属材料表面的载流子浓度≥108cm
‑3时，表面具有催化活性；当无机非金属材料表面的载流子浓度小于108cm
‑3时，表面不具有催化活性。3.根据权利要求1所述的用于检测无机非金属材料表面催化活性的方法，其特征在于：载流子浓度的计算公示为：其中，n为载流子浓度；R
H
为霍尔系数，其统一制单位为m3/...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁学伍，
申请(专利权)人：泰兰特激光技术武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：