专利名称：非导电基材上印制图形的金属化方法
技术领域：
本发明非导电基材上印制图形的金属化方法属于材料表面化学处理的技术领域，
特别是涉及对各种方式印制在非导电基材上的碳粉或碳浆材料形成的图形进行化学镀铜 或者化学镀镍的方法。
背景技术：
非金属材料上图形金属化的方法，通常是建立在光刻技术的基础上的，这类金属 化方法存在成本高、污染和浪费大等问题。所以直接金属化的加成法在未来工艺中占有 十分重要的地位。加成法中分为物理和化学方法，物理方法往往通过蒸镀或溅射的方式实 现局部金属化。物理方法成本较高，且局限于沉积厚度有限的场合。而化学方法更适用 于工业化生产，且可以提供理想的金属沉积厚度，如可以在印制线路板(PCB)选择性金属 化。以往化学方法中有被银烧渗的工艺，但该方法过程复杂，经济效益差。近来中国专利 CN1057300A、CN1850687A、CN1124301A提出了对于陶瓷、玻璃和塑料等非导电基材的局部金 属化方法，虽然这些方法有一定的适用性，但是存在能耗大、周期长的缺陷。另外，喷墨打印 进行金属布线的技术最近也得到了发展，不过该方法对设备要求高，还存在高烧结温度的 问题。 非金属材料上图形金属化的方法，可以对沉积的金属进行保护，使用硅烷试剂 (材料保护，2001 ， 34 (11) :32-33)，浸渍，清洗，干燥后形成保护层。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简化非导电基材图形金属化过程，工艺简单，调控方 便，能耗低、周期短的非导电基材上印制图形的金属化方法。 本发明的目的是通过以下措施来达到的，本发明的具体步骤如下将非导电基材 清洗、干燥后，通过打印或复印或其他印制方式进行图形印制，把由碳粉或碳浆材料形成的 图形转移至非导电基材上，对转移的图形进行清洗，印制的图形表面覆盖一层有机物膜，对 有机物膜进行清除，以暴露出印制的图形碳粉表面，接着进行化学镀的方式，化学沉铜或者 沉镍的化学镀过程，在图形上沉积金属，图形金属化完成后，对沉积的金属进行保护，使用 硅烷试剂浸渍，清洗，干燥后形成保护层。根据需要可以电镀加厚化学沉积的金属或其他金 属。 本发明对印制的图形表面覆盖的机物膜进行清除用钾碱醇液进行清洗，以暴露 出碳粉表面。也可以采用质量比8X的钾碱酒精溶液清洗，在300mL 95X酒精中溶解40g KOH，用95%酒精稀释至500mL。 本发明对于需要快速沉铜或沉镍的金属化过程，可以对暴露的碳粉进行活化处 理，活化后进行水洗，将碳粉浸没于含硝酸银或含氯化钯的酸溶液中，利用碳粉非常强的吸 附能力，吸附银离子或钯离子，而无碳粉区则不易发生吸附。活化处理可以选择浸入活化液 0. 04mol/LAgN03+4mol/LHN03溶液中，1至5分钟后取出，用去离子清洗。也可以选择活化液0. l-lg/LPdCl2+20-50ml/L含氯化氢质量比38%的盐酸溶液，活化液中浸泡30秒-5分钟 后取出，去离子水清洗。 图形印制方法包括接触式、非接触式、静电打印或干法打印方法，或其他已知的印 制方法，如丝网印、胶印、移印、柔版印刷、凹印等。 本发明工艺简单，调控方便，所获得的图形尺寸分辨率高，没有浪费和污染。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1 :首先，通过干法打印，把图形从电脑中转移至PET上；接着用质量比8%
的钾碱酒精溶液清洗，在300mL 95X酒精中溶解40g KOH，用95%酒精稀释至500mL。之后 用去离子水冲洗。水洗后，把PET浸入化学沉铜液中，进行沉铜，操作时图形面朝上。采用 的化学沉铜液配方CuS04 *5H20 7. 5g/L，酒石酸钾钠85g/L，碳酸钠15g/L，氢氧化钠12g/ L，质量比37X的甲醛36ml/L，室温。根据打印碳粉的规格，在10分钟至12小时，可肉眼观 察到打印图形有金属铜沉积。上述的沉铜液在无催化剂时，稳定时间为12小时至16小时， 因此非打印图形区也可能发生沉铜，但该区沉积的铜结合力非常差，用水即可冲洗干净。而 打印碳粉区铜的结合力很强，可以进行电镀铜加厚，之后使用硅烷试剂浸渍，清洗，干燥后 形成保护层。 实施例2 :为了加速沉铜过程，需要对碳粉进行活化处理。具体步骤如下，首先通 过干法打印，把图形从电脑中转移至PET上；接着用质量比8%的钾碱酒精溶液清洗，之后 用去离子水冲洗。水洗后，把PET浸入0. 04mol/LAgN03+4mol/LHN03溶液中，1至5分钟后 取出，用去离子清洗，即可进行化学沉铜，沉铜操作时图形面朝上。这时沉铜液最好选用沉 积速率更慢、更稳定的化学沉铜液，防止镀液快速分解。沉积的铜层使用硅烷试剂浸渍，清 洗，干燥后形成保护层。 实施例3 :对碳粉的活化也可以选择0. lg/LPdC1^20ml/L含氯化氢质量比38 %的 盐酸溶液，在钯活化液中浸泡30秒-5分钟后，取出PET，去离子水清洗，即可进行化学沉铜。
实施例4 :对碳粉的活化也可以选择lg/LPdC12+50ml/L含氯化氢质量比38X的盐 酸溶液，在钯活化液中浸泡30秒-5分钟后，取出PET，去离子水清洗，即可进行化学沉镍。 化学沉镍的配方如下:NiS04 6H20 25g/L， NaH2P02 H20 25g/L，乳酸8ml/L，甘氨酸lg/L， 乙酸铵4. 5g/L， 丁二酸钠5g/L，柠檬酸6g/L，氨水调节ffl :4. 8 5. 4，温度为80 83°C 。 沉积的镍层使用硅烷试剂(王楠等材料保护，2001，34(11) :32-33)浸渍，清洗，干燥后形 成保护层。
权利要求
一种非导电基材上印制图形的金属化方法，将非导电基材清洗、干燥后，通过打印或复印或其他印制方式进行图形印制，把由碳粉或碳浆材料形成的图形转移至非导电基材上，其特征是对转移的图形进行清洗，对有机物膜进行清除，暴露出印制的图形碳粉表面，接着进行化学镀的方式，在图形上沉积金属，图形金属化完成后，对沉积的金属进行保护，使用硅烷试剂浸渍，清洗，干燥后形成保护层。
2. 根据权利要求1所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是化学镀的方 式是化学沉铜或者沉镍的化学镀过程。
3. 根据权利要求1所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是对印制的图形表面覆盖的机物膜进行清除用质量比8%的钾碱醇液。
4. 根据权利要求1所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是对暴露的碳 粉进行活化处理，活化后进行水洗。
5. 根据权利要求3所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是钾碱醇液是 在300mL 95%酒精中溶解40g K0H，用95%酒精稀释至500mL。
6. 根据权利要求4所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是将碳粉浸没 于含硝酸银或含氯化钯的酸溶液中。
7. 根据权利要求4所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是将碳粉浸没 于活化液0. 04mol/L AgN03+4mol/L HN03溶液中，1至5分钟后取出。
8. 根据权利要求4所述的非导电基材上印制图形的金属化方法，其特征是将碳粉浸没 于活化液O. l-lg/LPdCl2+20-50ml/L含氯化氢质量比38 %的盐酸溶液，活化液中浸泡30 秒-5分钟后取出。
全文摘要
本发明非导电基材上印制图形的金属化方法属于材料表面化学处理的技术领域，将非导电基材清洗、干燥后，进行图形印制，对转移的图形进行清洗，以暴露出印制的图形碳粉表面，接着进行化学镀的方式，在图形上沉积金属，图形金属化完成后，对沉积的金属进行保护，使用硅烷类化合物浸渍，清洗，干燥后形成保护层。本发明工艺简单，调控方便，所获得的图形尺寸分辨率高，没有浪费和污染。
文档编号C23C18/18GK101768735SQ20101001948
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者胡光辉 申请人:安捷利(番禺)电子实业有限公司