[发明专利]在载体材料上制造导电结构的方法

说明书

本发明涉及一种在非导电载体上使用激光光束制造导电结构、优选导电路径结构的方法(LDS方法)，其特征在于，提供非导电载体材料，其包含至少一种无机金属磷酸盐化合物和至少一种精细分布或溶解于其中的稳定剂，该载体材料在区域中通过激光光束照射在照射区域中产生导电结构。

技术领域

本发明涉及一种使用激光光束在非传导载体材料上制造导电金属结构(优选为传导路径结构)的方法、以及在这样的方法中使用至少一种无机金属磷酸盐化合物和稳定剂的组合。

背景技术

由文献得知很多用于表面的精细结构金属化的不同方法。这样的方法例如当制造经射出成形的电路载体或经模制的互连装置(MID)时被使用。当在载体材料上应用导电金属结构、特别是导电路径结构时，增材技术与减材技术之间存在差别。在增材技术的情况下，该导电金属(通常是铜)仅被施加在所需的点如导体路径、焊接垫等之上。然而，在减材技术的情况下，将该载体材料的整个表面被用导电金属涂布，然后被施加抗蚀剂。该抗蚀剂在该情况下已被结构化地施加(例如通过丝网印刷)或被完全施加，然后例如通过使用激光光束照射来结构化地移除。未被抗蚀剂覆盖的在下面的松散的导电金属被蚀刻掉，使得所需的导电路径结构被保留。在已知的增材技术的情况下，起初用丝网印刷或光掩模覆盖所有不应被金属化的区域，然后在未覆盖的区域上施加粘合和活化层，并在没有外部施加电流的情况下进行镀铜。

由于其有利性质而被广泛使用的制造导电路径结构的更现代的增材方法是激光直接结构化(激光直接结构化；LDS)。该方法包括在热塑性电介质之上或之中的非导电金属配合物或金属盐(其在激光照射期间释放金属化核)施加或导入，并随后用激光光束照射所需的结构以引发金属成核。在随后的化学金属化之后，可以获得精细的、附着的导电路径结构。然而，用于该目的的现有技术中描述的金属配合物往往在制造热塑性载体材料的加工操作中具有低稳定性，例如注塑成形的挤出会导致加工工具的金属表面上的沉积。主要含重金属的配合物的使用在大部分情况下还伴随生态和毒理学的争议。所使用的配合物也会导致所使用的材料中的不希望的二次反应，例如塑料降解或其具有强的固有着色，从而载体材料获得不希望的着色。

EP 0 917 597 B1涉及例如一种制造导电路径结构的方法，其中非导电有机重金属配合物、尤其是含Pd的重金属配合物作为涂层被施加在非导电载体材料上。该成分在通过UV照射释放重金属原子核而产生的导电路径结构的区域中被破裂，并随后被化学还原金属化。该方法的载体材料本身必须具有微孔结构，或者该重金属成分必须在粘合剂辅助下被固定在载体材料上。该方法的优势在于在该UV照射的过程中，没有产生烧蚀性粒子，这就是为何在该照射后不需要额外的清洁步骤。然而，出于生态和毒理学理由，不利的是该重金属配合物的有机成分的热限制的稳定性以及重金属的使用。重金属配合物也以主要在高极性溶剂中的溶液形式被施加在多孔载体材料的表面上，这导致通常超过10小时的长时间干燥过程，然后进行激光成型。此外，在所使用的溶剂是含Pd的重金属配合物例如二甲基甲酰胺的情况下，在毒理学和生态观点上也是不利的。

EP 1 191 127 B1公开了一种电介质材料的选择性金属化方法，其中使用粘合剂将电介质覆盖在导电材料的活化层上，且通过无掩模的激光照射来获得结构化。其然后被电解地或无电流地金属化。使用以Pd或Cu核覆盖的导电聚合物、金属硫化物或金属多硫化物作为导电材料。该方法的主要缺点是该导电材料如导电聚合物的相应高的成本以及重金属化合物的毒理学和生态问题。这些也将在电介质中导致不希望的降解和二次反应。该非常复杂的方法还需要很多制备步骤，例如使用操作复杂的化学品(KMnO₄、H₂O₂、H₂SO₄、H₃BO₃)来进行调节、催化剂固定、去除等。