一種化學(xué)鍍鎳液及其在化學(xué)鍍鎳中的應(yīng)用和一種線路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化學(xué)鍍鎳液以及該化學(xué)鍍鎳液在化學(xué)鍍鎳中的應(yīng)用，本發(fā)明還涉 及一種線路板。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)鍍鎳，又稱為無(wú)電解鍍鎳或自催化鍍鎳，是通過(guò)溶液中適當(dāng)?shù)倪€原劑使鎳離 子在金屬表面靠自催化的還原作用而進(jìn)行的鎳沉積過(guò)程。在線路板中，通過(guò)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(kuò)散引起的線路板可焊性差和使用 壽命短的缺陷，同時(shí)，形成的鎳層也提高了金屬層的機(jī)械強(qiáng)度。
[0003] 納米材料具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀量子隧道效應(yīng)等特點(diǎn)， 在化學(xué)鍍鎳液中加入納米粒子，已成為研究的熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)納米復(fù)合化學(xué)鍍鎳工藝 的研究，主要是在Ni-P鍍液中添加無(wú)機(jī)納米粒子，如Si、Si0 2、SiC、Al2O3等，用來(lái)提高鍍層 的耐蝕性、耐磨性、抗高溫氧化性和電催化性等，但是，這些復(fù)合鍍鎳液形成的線路板應(yīng)用 在大功率的LED板上時(shí)由于自身熱導(dǎo)率低的原因無(wú)法承受高功率LED所散失出的熱能，從 而導(dǎo)致LED板壽命較短。因此其制成的線路板應(yīng)用僅局限于低功率和一般功率的LED，而不 具備向高功率LED延伸應(yīng)用的可能。隨著市場(chǎng)上越來(lái)越多的高功率LED應(yīng)用出現(xiàn)，亟需開(kāi) 發(fā)出一種新的散熱能力高的線路板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的線路板散熱性能不佳的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)：如果在化學(xué)鍍鎳液中添加氮化鋁納米粒 子，采用該化學(xué)鍍鎳液在陶瓷基板表面形成鎳層，最終形成的線路板具有良好的散熱性能。 在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種化學(xué)鍍鎳液，該化學(xué)鍍鎳液含有次 磷酸鹽、鎳鹽、氮化鋁納米粒子、陰離子型表面活性劑、絡(luò)合劑、緩沖劑和穩(wěn)定劑，所述化學(xué) 鍍鎳液的PH值為4-5。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了上述化學(xué)鍍鎳液在化學(xué)鍍鎳中的應(yīng)用。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種線路板，該線路板包括基板、附著在 所述基板的至少一個(gè)表面上的銅線路層和附著在所述銅線路層上的鎳層，其中，所述鎳層 中分散有氮化鋁納米粒子。
[0009] 本發(fā)明提供的線路板的散熱能力強(qiáng)，可以應(yīng)用于高功率LED、汽車大燈及高功率組 件。同時(shí)，本發(fā)明提供的線路板也具有良好的耐磨性能。
[0010] 采用本發(fā)明提供的化學(xué)鍍鎳液進(jìn)行化學(xué)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(duì)基板具有較高的附著力。
[0011] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種化學(xué)鍍鎳液，該化學(xué)鍍鎳液含有次 磷酸鹽、鎳鹽、氮化鋁納米粒子、陰離子型表面活性劑、絡(luò)合劑、緩沖劑和穩(wěn)定劑，該化學(xué)鍍 鎳液的pH值為4-5。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，所述化學(xué)鍍鎳液中氮化鋁納米粒子的含量可以根據(jù)預(yù)期的鎳層厚度 以及預(yù)期的散熱性能進(jìn)行選擇。優(yōu)選地，所述氮化鋁納米粒子的含量為0. 1-2. 5克/升。在 所述氮化鋁納米粒子的含量處于上述范圍之內(nèi)時(shí)，不僅能夠使得形成的鎳層具有較高的熱 導(dǎo)率，從而使得最終形成的線路板具有較高的散熱性能，而且形成的鎳層還具有較高的耐 磨損性能。更優(yōu)選地，所述氮化鋁納米粒子的含量為0. 5-2克/升。
[0014] 所述氮化鋁納米粒子顆粒大小以能夠形成致密的鎳層為準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述氮化鋁 納米粒子的體積平均粒徑D 5tl為30-100nm，這樣能夠形成致密的鎳層。更優(yōu)選地，所述氮化 鋁納米粒子的體積平均粒徑D5tl為50-80nm。在所述氮化鋁納米粒子的體積平均粒徑D 5tl為 50-80nm時(shí)，所述氮化鋁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(xué)鍍鎳 液中，另一方面在使得所述化學(xué)鍍鎳液形成一定厚度的鎳層時(shí)可以含有較高含量的氮化鋁 納米粒子，從而提高所述鎳層的熱導(dǎo)率。所述體積平均粒徑D 5tl可以采用馬爾文激光粒度分 析儀測(cè)定。
[0015] 所述氮化鋁納米粒子可以通過(guò)本領(lǐng)域常規(guī)的方法獲得。例如，可以用鋁粉直接 氮化法或氧化鋁碳熱還原法制得。所述氮化鋁納米粒子也可以商購(gòu)得到，例如購(gòu)自北京 德科島金科技有限公司，型號(hào)為DK331的產(chǎn)品；購(gòu)自上海水田材料科技有限公司，型號(hào)為 ST-N-001的產(chǎn)品；或購(gòu)自南京埃普瑞納米材料有限公司，型號(hào)為MH-ALN的產(chǎn)品。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，所述陰離子型表面活性劑能夠促進(jìn)化學(xué)鍍鎳液中氣體的逸出，并降 低所述化學(xué)鍍鎳液形成的鍍層的孔隙率。所述化學(xué)鍍鎳液中表面活性劑的用量以能夠?qū)崿F(xiàn) 上述功能為準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述陰離子型表面活性劑的含量為15-70毫克/升，這樣能夠形成 更為致密的鎳層。更優(yōu)選地，所述陰離子型表面活性劑的含量為25-60毫克/升。
[0017] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該化學(xué)鍍鎳液中，當(dāng)所述氮化鋁納米粒子的 含量為0. 5-2克/升，所述陰離子型表面活性劑的含量為25-60毫克/升時(shí)，形成的鎳層中 氮化鋁納米粒子分散更為均勻，能夠進(jìn)一步避免由于熱量集中在線路板中的部分位置而導(dǎo) 致線路板的局部破壞。
[0018] 所述陰離子型表面活性劑可以為常見(jiàn)的陰離子型表面活性劑。優(yōu)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。
[0019] 所述磺基琥珀酸單酯二鈉的結(jié)構(gòu)如式（1)所示：
[0020]
[0021] 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(shù)。
[0022] 所述磺基琥珀酸單酯二鈉可以通過(guò)商購(gòu)獲得，例如，購(gòu)自上海金山經(jīng)緯化工有限 公司的牌號(hào)為mes的產(chǎn)品。
[0023] 所述脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽可以通過(guò)商購(gòu)獲得，例如，購(gòu)自喜赫石化。
[0024] 在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述陰離子型表面活性劑為十二烷基磺酸鈉和 十-烷基硫酸納，且十-烷基橫酸納和十-烷基硫酸納的質(zhì)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散熱性能。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，在所述化學(xué)鍍鎳液中，所述次磷酸鹽和所述鎳鹽的含量可以為本領(lǐng) 域的常規(guī)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(yōu)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，這樣可以使所述化學(xué)鍍鎳液具有更高的穩(wěn)定性，并使所述化學(xué)鍍鎳液在形成鎳層 時(shí)能更多地俘獲所述氮化鋁納米粒子。
[0026] 本發(fā)明對(duì)所述鎳鹽和次磷酸鹽的種類沒(méi)有特別的限制，可以為常規(guī)選擇。
[0027] 具體地，所述鎳鹽可以為硫酸鎳、氯化鎳和醋酸鎳中的一種或兩種以上，優(yōu)選為硫 酸鎳。
[0028] 所述次磷酸鹽可以為次磷酸鈉和/或次磷酸鉀。從降低所述化學(xué)鍍鎳液成本的角 度出發(fā)，所述次磷酸鹽優(yōu)選為次磷酸鈉。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，所述化學(xué)鍍鎳液還含有穩(wěn)定劑、緩沖劑和絡(luò)合劑，以避免化學(xué)鍍鎳液 的分解和沉淀。本發(fā)明對(duì)所述穩(wěn)定劑、緩沖劑和絡(luò)合劑的種類及其含量沒(méi)有特別地限制。
[0030] 所述穩(wěn)定劑可以為硫代硫酸鈉、硫代硫酸鉀、硫脲和黃原酸酯中的至少一種。優(yōu)選 地，所述穩(wěn)定劑為硫脲。所述穩(wěn)定劑的含量可以為〇. 5-5毫克/升。
[0031 ] 所述緩沖劑可以為醋酸鈉、丁二酸鈉和檸檬酸氫鈉中的至少一種。優(yōu)選地，所述緩 沖劑為醋酸鈉。所述緩沖劑的含量可以為5-20克/升。
[0032] 所述絡(luò)合劑可以為丁二酸、丁二酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、乳酸、蘋果酸和甘氨酸中 的至少一種，優(yōu)選為檸檬酸鈉。所述絡(luò)合劑的含量可以為25-45克/升。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，為了滿足化學(xué)鍍工藝的要求，所述化學(xué)鍍鎳液的pH為4-5。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，所述化學(xué)鍍鎳液可以通過(guò)將含有所述氮化鋁納米粒子和所述陰離子 型表面活性劑的水溶液與含有鎳鹽、次磷酸鹽、穩(wěn)定劑、緩沖劑和絡(luò)合劑的水溶液混合后， 從而制得化學(xué)鍍鎳液。以下實(shí)施例和對(duì)比例中，采用鹽酸或碳酸鈉調(diào)節(jié)所述化學(xué)鍍鎳液的 pH 為 4-5。
[0035] 含有氮化鋁納米粒子和陰離子型表面活性劑的水溶液可以通過(guò)在超聲波振蕩的 條件下，將氮化鋁納米粒子分散在溶解有陰離子型表面活性劑的水中而得到。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種上述化學(xué)鍍鎳液在化學(xué)鍍鎳中的應(yīng) 用。
[0037] 本發(fā)明的化學(xué)鍍鎳液可以用于在各種需要通過(guò)化學(xué)鍍的方法形成鎳層的表面形 成鎳層。
[0038] 例如，可以在化學(xué)鍍鎳條件下，將經(jīng)活化的基板置于本發(fā)明提供的化學(xué)鍍鎳液中， 從而在基板表面形成鎳層。所述基板可以為金屬基板、樹(shù)脂基板或陶瓷基板。所述化學(xué)鍍 鎳的條件以能夠進(jìn)行化學(xué)鍍并在基板的表面上形成鎳層為準(zhǔn)，可以根據(jù)基板的種類進(jìn)行選 擇，沒(méi)有特別限定。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種線路板，該線路板包括基板、附著在 所述基板的至少一個(gè)表面上的銅線路層和