[发明专利]一种在聚合物制品表面上形成导电迹线的方法

说明书

本发明涉及通过以下方式在聚合物制品的表面上制作导电迹线：对待金属化的区域使用激光激发，然后用金属盐溶液活化经激光处理的区域，稍后用蒸馏水冲洗所述制品，再将所述活化区域在化学镀浴中进行金属化。本发明的目的是制作电路的具有成本效益的导电迹线以应用于3D模制互连器件，提高所述电路迹线的质量，改进选择性金属化工艺。通过实验选择用于表面激发的照射剂量和扫描参数，前提条件是在经激光照射的区域的表面上出现负静电荷。所选参数确保避免聚合物的任何表面降解。所述方法中使用的活化溶液是由一种所选的盐组成的水溶液，所述盐包括：银盐、铜盐、镍盐、钴盐、锌盐、铬盐、锡盐。

技术领域

本发明涉及在聚合物制品的表面上对待金属化的区域使用激光激发制备导电迹线，然后用金属盐溶液活化经激光处理的区域，然后在化学镀浴中金属化该活化区域。本发明旨在用于在3D模制互连器件中形成导电迹线。

背景技术

WO2002023962 (2000-09-18)描述了聚合物的选择性金属化方法，该聚合物在表面温度增加到高于热分解的临界值之后易于碳化。该方法包括通过激光照射活化所选区域，使得所述区域被碳化。经激光处理的区域变为导电的。稍后可通过将制品浸没在化学镀浴中或使用电镀金属化工艺，对制品进行选择性金属化。

该已知方法的缺点在于导电区域的形成仅适用于易于碳化的聚合物，例如甲醛树脂、聚酰亚胺、糠醇聚合物。此外，碳化后的表面是脆性的，并且在金属化步骤之后金属层仅是弱粘附的。

US2015/322574 (2015-11-12)描述了用于非导电材料表面的选择性无电金属化的预处理方法，并且提供了适用于预处理的化学溶液。

该已知方法的缺点在于该方法仅适用于已经含有催化剂的区域。使用LDS (LPKF法激光直接成型)材料(在激光处理后具有分散在聚合物中用于催化剂形成的特殊添加剂)作为实例。与标准聚合物相比，LDS材料非常昂贵。专利US2015/322574指出：“非导电材料任选地含有一种或多种金属或金属化合物。金属化合物包括金属氧化物、金属硅酸盐、金属磷酸盐和金属螯合物”。在用Nd:YAG纳秒激光照射IDS材料之后使用预处理方法。此外，该专利中给出的所有实例均使用LDS材料。

根据实例1，该方法公开了用于PCB的聚合物的选择性图案化，其包括取PC/ABS聚合物，用激光选择性照射，浸入催化剂溶液并用铜进行无电镀，然而，使用所提到的不含LDS添加剂的聚合物材料时，铜未沉积在照射区域上。

US2004026254 (2004-02-12)描述了介电材料的选择性金属化，其中所述介电材料涂覆有包含导电材料的有源层。通过激光烧蚀有源层，以便由其余层形成导电区域，然后进行金属化步骤。陶瓷或聚合物可用作介电材料。沉积的有源层是导电聚合物，其包含共聚的吡咯、呋喃、噻吩和/或它们的衍生物聚-3,4-乙烯-二氧噻吩。活化层也可以由金属硫化物和/或金属多硫化物组成。通过电镀金属化工艺进行金属化。

该已知方法的缺点在于该方法包括关于活化层沉积的附加技术步骤。此外，其在曲面上的沉积非常具有挑战性。因此，3D表面的处理变得复杂。

EP 2311048 (2009-08-07)描述了一种用于提高成形聚合物主体表面的导电性的方法，包括以下步骤：a)提供包含碳纳米管(CNT)的至少一个聚合物相的成形聚合物主体；b)对成形聚合物主体表面进行热处理以提高处理后表面的导电性，其中热处理包括加热至等于或高于所述至少一个聚合物相的熔融温度的温度；c)使用电镀金属化工艺对所形成的导电区域进行金属化。

该已知方法具有若干缺点。该方法可以仅通过将CNT添加到共混物中而应用于聚合物材料。然而，CNT是一种昂贵的材料并且显著增加了产品的最终成本。而且，CNT材料对健康有害。此外，在该方法中仅提及电镀沉积工艺。