[发明专利]一种通过界面吸附选择性沉积金属的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于表面选择性沉积金属技术领域，特别涉及一种在含有孔状结构的树脂材料表面，通过界面吸附选择性沉积金属的方法和应用。

背景技术

三维立体电路技术是一种利用激光来加工树脂组合物并在树脂组合物上选择性沉积金属的一种方法。适用于这种技术的树脂组合物通常都包含有激光敏感添加剂。当激光照射到这种特殊的树脂基体上时，激光敏感添加剂就会释放出金属晶核，这些金属晶核会引起被照射表面区中接着发生化学还原反应而金属化。

中国专利02812609公开了一种类似的方法，其金属晶核是通过电磁辐射实现的精细分布地包含在所述承载材料中的不导电金属化合物的断裂而形成，并且在要产生导体轨道结构的区域内借助电磁射线分离出重金属晶核，然后该区域被化学还原金属化。按照此发明，具有精细分布的嵌入塑料基体中的尖晶石结构的金属氧化物在常规环境空气中可用Nd-YAG激光器剥离出来并还原成金属。综上可以确认，此专利中电磁射线辐射在承载材料上所引起的现象属于化学反应范畴，即尖晶石金属氧化物在Nd-YAG激光作用下还原成金属。其使用的“断裂”、“分离出”、“还原成”都应包含在化学反应范畴之内。美国专利US20090292051A1、国际专利WO2009141799A1、WO2012126831A1、WO2012128219A1公布的激光加工细节也属于化学反应的范畴。

尽管三维立体电路技术发展快速，模塑互联器件的生产速度更迅捷，流程更简化，应用领域更宽广，比如，采用三维立体电路技术制造的天线被广泛地应用在智能手机、笔记本电脑等移动终端上；采用三维立体电路技术制造的传感器，最小导线宽度可达150μm，最小导线间宽度可达150μm，达到了节约空间和减重的目的，适应于电子产品小型化、轻量化、薄壁化的发展趋势，但是在整个工艺流程中，因其加工流程多，特别是具有三维加工能力的激光设备更是昂贵，从而造成最终产品成本高昂，限制了该行业的更快速地发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种在含有孔状结构的树脂材料表面，通过界面吸附选择性沉积金属的方法。该方法通过利用常规易得的激光照射，使树脂材料表面局部区域气化并粗化，粗化区域内裸露出树脂材料含有的无机物添加剂的多孔状结构，此多孔状结构可简单并可靠地通过界面吸附来选择性沉积具有催化特性的微小金属颗粒、络合离子或胶体，进一步以吸附的催化物质为中心通过常规化学镀工艺选择性地沉积金属。

本发明的另一目的在于提供上述在含有孔状结构的树脂材料表面，通过界面吸附选择性沉积金属的方法在汽车、无线通讯移动终端、可穿戴电子设备等领域中的应用，比如智能手机，GPS，平板电脑，智能手表，也可以应用到具有三维立体电路的设备上，比如摄像头底座，传感器等。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种通过界面吸附选择性沉积金属的方法，通过利用激光照射含有多孔状无机物添加剂的树脂材料，再通过界面吸附沉积微小金属颗粒、络合离子或胶体；把吸附后的树脂材料通过化学镀工艺选择性沉积金属。

优选地，上述方法通过利用通用易得的激光照射含有多孔状无机物添加剂的树脂材料，使其表面气化并粗化，裸露出树脂材料含有的无机物添加剂的多孔状结构，利用多孔状结构通过界面吸附沉积微小金属颗粒、络合离子或胶体，再以吸附的微小金属颗粒、络合离子或胶体为催化中心，通过化学镀工艺选择性沉积金属。

所述多孔状无机物添加剂包括多孔状膨润土、活性白土、硅藻土、天然漂白土、多孔状氧化铝、多孔状结构氧化硅和分子筛中的至少一种。

所述树脂组合物中的多孔状结构无机物添加剂在激光照射下不会坍塌，并在树脂基体被气化后裸露在激光照射区域内，在酸性或者碱性条件下保持稳定。该多孔状无机物添加剂通过包括表面悬键作用，范德华力，表面羟基作用，表面络合作用在内的界面吸附作用来吸附具有催化特性的微小金属颗粒、络合离子或胶体，并以吸附的胶体等作为催化中心进一步促进其它化学溶液中的金属离子发生氧化还原作用，从而沉积出金属，该沉积出的金属包括铜、镍、金。

所述多孔状无机物添加剂可以在树脂混合物中均匀分散和分布从而不影响结构件、粒料或者薄膜等产品的外观。无机物添加剂的多孔状结构不仅起到界面吸附的作用，同时多孔结构和镀层起到了铆合作用，在后续的金属沉积方面更是起到了增加镀层的附着力的作用。本发明的树脂材料中多孔状无机物添加剂含量可根据树脂材料性能需要任意调配。从多孔材料的吸附效率以及含有多孔材料的树脂组合物的机械性能综合考虑，多孔状无机物的添加量优选为5～15wt%。