[发明专利]塑料基材上选择性形成金属的结构及制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及在塑料制品表面形成紧密和精密金属图案的结构和方法，特别涉及激光诱导使塑料表面选择性金属化，属于电子、电器领域基于新材料的先进组装、制造技术。

【背景技术】

非金属材料，例如塑胶表面选择性形成导电图案，称为三维模塑(3D-MID)技术，可以制成三维天线、立体电路制品，开始成为一类新型的时尚的制造技术。

行业中公知有德国LPKF公司激光直接成型(LDS)技术。

例如莫仕公司(Molex)2009年宣称，使用LDS技术生产的手机天线已经达到2千万件。其采用一种含有机金属络合物的塑胶原料注塑成制品，然后激光诱导分解出金属粒子，再化学镀增厚导电层，实现选择性金属化。

专利CN1518850A公开了德国LPKF激光和电子股份公司之导体轨道结构及其制造方法。

采用尖晶石结构的较高阶氧化物或者类似尖晶石结构的金属氧化物或者其混合物，或者再混合金属螯合物来构成核心添加剂，加入到塑胶中，激光照射直接分解出金属晶核。

专利CN1272892公开了一种方法，即采用重金属络合物，渗透到非金属基材表面，然后用激光诱导分解出金属粒子，再在还原槽中增厚导电层，实现选择性金属化。

专利CN101634018，公布了比亚迪股份有限公司专利“一种用于塑料基材的选择性化学镀方法”，采用导电浆料涂覆在基材表面，干后再激光蚀刻和化学镀，形成导电层。

专利CN101851431A，公布了比亚迪股份有限公司专利“一种塑料组合物及塑料表面金属化方法”，采用金属螯合物参杂到塑胶基材中，用激光分解金属螯合物，分解出金属，再化学镀增厚金属层，完成金属化。

专利CN101859613A，公布了周红卫发明专利“立体电路制造工艺及激光塑胶原料的复合组份、制造方法”，采用有机金属化合物添加到塑料中，用注塑或者SLS(分层制造技术)成型后，激光诱导分解出铜，再化学镀增厚金属层，实现金属图案并制成立体电路。

专利CN1470677A，公布了“塑料表面激光雕刻电镀的方法”，采用透明塑料结合涂覆导电的金属膜材料，用激光雕刻，再后处理形成金属图案。

上述专利，都是在非金属材料上激光诱导选择性形成金属导电结构。专利CN1518850A强调采用的一种金属氧化物，可以直接激光分离出重金属晶核。但是这类材料，例如铬酸铜，含有不环保的铬。且这类材料可选择的种类少，导致添加剂贵。其专利之权利要求3进一步限定了一个权益要求是这类无机氧化物含有铜。且在说明书中强调含有铜是有好处的。但是含铜的氧化物都是深颜色的，部分有毒，如氧化亚铜用于制船底防污漆(杀死低级海生动物)。这类铜的无机物添加在塑料中，制成的制品是不适合用于浅色，例如白色、无毒的消产品的、透明灯具用塑胶材料等。类似的是，以上列举的其他专利之权益要求和说明书、实施实例都涉及了铜的化合物。

上述发明还有一个共同缺点是化学镀、电镀增厚金属层所耗用的药水品种多，流程长。例如铜上要电镀镍、再电镀金，三元合金电镀槽含水清洗，有十几道工序。不环保且导致成本上扬；

且激光裂解铜的化合物，在高温下分解出金属铜，往往是微纳米级的，同时也会容易氧化，再经过化学药水还原处理形成铜，消耗药水多，并不经济。

【发明内容】

本发明针对现有技术的不足，提出了一种新的塑料基材表面金属化结构和方法。

本发明目的之一是提出一种塑料基材选择性导电结构和实现方法，这种结构虽然与其他专利所述一样含塑料基材、金属层、后续增厚的金属层。但是金属层中不含铜。由于不含铜，带来后续化学镀流程的缩短。此目的是通过如下方式实现：