【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀，尤其涉及一种增强绝缘基板与金属界面结合强度的方法。
技术介绍
1、传统的绝缘基板构建金属层的工艺，一般先利用化学镀的方式在绝缘基板的表面沉积铜箔作为导电界面，随后通过电镀方式增厚铜层，以实现金属层的制备。虽然化学镀铜技术已比较成熟，但仍存在以下固有的缺陷：(1)化学镀铜所使用的还原剂多为有毒的甲醛，将对环境造成严重污染；(2)镀液中的络合剂处理复杂，需要专门的破络工艺以减少对废水处理的影响，给环保工作带来了巨大挑战；(3)与低表面能基材的界面结合强度不足，可能会影响产品的整体性能。
2、为了克服上述缺陷，科研人员创新性地提出了直接电镀工艺。该工艺通过在绝缘基板表面涂覆一层导电材料，为电镀作业提供必要的导电基础。石墨烯为由碳原子以sp2杂化轨道构成的二维碳纳米材料，且结构为六角型蜂巢晶格结构，使其具有优异的导电性能和机械强度，为石墨烯作为导电层的直接电镀技术提供了作业基础。例如，公开号为cn110351956a的中国专利技术专利提供了一种基于石墨烯成膜的直接电镀线路板方法，该方法通过石墨烯成膜工艺在线路板上形成导电层，成功替代了传统的化学沉铜步骤，实现了在绝缘基板上的直接电镀。此外，公开号为cn110158132a的中国专利技术专利也提出了一种绝缘材料的电镀方法，该方法通过在绝缘材料表面构建石墨纳米片线路，同样实现了绝缘基板上的直接电镀。然而，上述两种方法仍然存在金属层与绝缘材料表面结合力较弱的问题。
3、为了提高绝缘基板与金属层的界面结合强度，现有技术还会在导电层中添加带有磺酸基团、磺
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，通过将改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液涂覆在绝缘基板的表面，利用改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液中的改性硅烷偶联剂及其水解产物，增强导电层与金属层以及导电层与绝缘基板之间的界面结合强度，从而极大地提升了绝缘基板与金属层的界面结合强度，以克服现有技术中的不足之处。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，包括以下步骤：
4、a.将改性剂接枝于硅烷偶联剂，得到改性硅烷偶联剂；将改性硅烷偶联剂进行水解处理，得到改性硅烷偶联剂水解液；其中，所述改性剂含有不饱和氮或硫官能团；
5、b.将改性硅烷偶联剂水解液与石墨烯溶液进行混合，得到改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液；按照质量百分数计算，所述改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液中石墨烯的含量为0.01～10％；
6、c.将改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液涂覆在绝缘基板的表面，得到硅烷偶联剂-石墨烯复合涂层，干燥处理后形成具有导电层的绝缘基板；其中，所述绝缘基板含有可与羟基反应的官能团；
7、d.对具有导电层的绝缘基板进行电镀，得到具有金属层的绝缘基板。
8、进一步地，步骤a中，所述改性剂包括咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑、苯并三氮唑、赖氨酸和硫脲中的任意一种。
9、进一步地，步骤a中，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和苯胺甲基三甲基硅烷中的任意一种。
10、进一步地，步骤a中，所述水解处理的具体方法为：
11、将第一溶剂与水混合均匀后得到第一混合溶液；
12、对第一混合溶液进行搅拌，并在搅拌的过程中滴加改性硅烷偶联剂，得到第二混合溶液；
13、将第二混合溶液的ph值调节至1.5～6，然后将ph值调整后的第二混合溶液搅拌至完全透明，得到改性硅烷偶联剂水解液；
14、所述第一溶剂包括异丙醇和乙醇中的任意一种。
15、进一步地，所述水解处理中，按照质量比计算，所述第一溶剂与水的混合比例为(5～10)：1。
16、进一步地，步骤b中，所述石墨烯溶液的制备方法为：
17、将石墨粉、表面活性剂和水混合均匀，经过球磨、超声、过滤、清洗和干燥后得到石墨烯；
18、将石墨烯与第二溶剂混合均匀，得到石墨烯溶液。
19、进一步地，步骤b中，按照质量比，所述改性硅烷偶联剂水解液和所述石墨烯溶液的混合比例为1:(1～100)。
20、进一步地，步骤c具体包括：
21、c1.将改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液涂覆在绝缘基板的表面，得到硅烷偶联剂-石墨烯复合基层；
22、c2.重复步骤c1 4～20次得到硅烷偶联剂-石墨烯复合涂层,干燥处理后形成具有导电层的绝缘基板。
23、进一步地，步骤c2中，所述干燥处理的具体方法为：对硅烷偶联剂-石墨烯复合涂层的上表面进行干燥；
24、所述干燥包括高能激光扫描和高温气流烘烤中的任意一种。
25、进一步地，步骤c中，所述绝缘基板为玻璃基板，且步骤c具体为：将改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液涂覆在表面经活化处理的玻璃基板的表面得到硅烷偶联剂-石墨烯复合涂层，干燥处理后形成具有导电层的玻璃基板。
26、本专利技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
27、1、改性硅烷偶联剂-石墨烯复合液中的改性硅烷偶联剂水解后可形成硅醇(si-oh)，硅醇可与绝缘基板表面的胺基、羧基和羟基等基团发生反应牢固的共价键，从而增加导电层中的改性硅烷偶联剂与绝缘基板的界面结合强度。另外，上述共价键还可以起到桥梁作用，促进导电层中的石墨烯与绝缘基板之间的连接，从而增加导电层中的石墨烯与绝缘基板的界面结合强度。即，导电层中的改性硅烷偶联剂的水解产物与绝缘基板表面的基团的缩合反应可提高导电层与绝缘基板之间的界面结合强度。
28、2、由于改性剂含有不饱和氮或硫官能团，使改性硅烷偶联剂中同样也含有具有不饱和氮或硫官能团，不饱和氮或硫官能团中的孤对电子可与金属层中的金属原子的空轨道形成稳定的配位键(-n-me键或-s-me键，me代表金属原子)，从而增加导电层中的改性硅烷偶联剂与金属层的界面结合强度。另外，上述配位键同样起到桥梁作用，促进了导电层中的石墨烯与金属层之间的连接，从而增加导电层中的石墨烯与与金属层的界面结合强度。即，导电层中的改性硅烷偶联剂的不饱和氮或硫官能团与金属层中的金属原子的配位作用，可提高导电层与金属层之间的界面结合强度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤A中，所述改性剂包括咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑、苯并三氮唑、赖氨酸和硫脲中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤A中，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和苯胺甲基三甲基硅烷中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤A中，所述水解处理的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，所述水解处理中，按照质量比计算，所述第一溶剂与水的混合比例为(5～10)：1。
6.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤B中，所述石墨烯溶液的制备方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤a中，所述改性剂包括咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、苯并咪唑、苯并三氮唑、赖氨酸和硫脲中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤a中，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和苯胺甲基三甲基硅烷中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，步骤a中，所述水解处理的具体方法为：
5.根据权利要求4所述的一种增强绝缘基板与金属层界面结合强度的方法，其特征在于，所述水解处理中，按照质...
【专利技术属性】
技术研发人员：何小玲，张泽玺，王文哲，余胜涛，韦何耕，杨冠南，崔成强，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。