專利名稱：制備三維選擇性金屬化部件的方法和三維選擇性金屬化部件的制作方法
借助于電鍍技術(shù)的塑料金屬化可以使該塑料產(chǎn)品在無任何附加措施下完全金屬化。然而，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來說，僅希望該產(chǎn)品部分金屬化。對(duì)于選擇性金屬化來說存在各種不同的可能性。因此可以采用二種不同的塑料分二步來注模產(chǎn)品(二組分注模法)，其中一種塑料是可金屬化的，而另一種塑料是不能的。這里，首先由一種塑料壓鑄一個(gè)部件，接著將該部件放置在模子中，并且通過另一塑料的壓鑄使其完成。之后當(dāng)采用各種方法使該產(chǎn)品金屬化時(shí)，一種塑料金屬化，而另一種則不。同樣可以通過使用光敏漆來實(shí)現(xiàn)選擇性金屬化。這里首先通過化學(xué)方法使整個(gè)產(chǎn)品具有薄的導(dǎo)電金屬層。隨后涂覆光刻膠，并通過選擇性曝光和顯影形成光刻膠中的圖案。這種圖案通過電鍍加深，之后可以除去光刻膠。那么可以在蝕刻工序中除去該起始層，從而保留已出現(xiàn)的圖樣。選擇性金屬化的另一種可能是通過使用激光實(shí)現(xiàn)的。這里在整個(gè)表面金屬化之后通過激光燒蝕局部除去所不需的金屬層(參見Berichtsband über das 15.Ulmer Gesprch am 6.Und7.Mai 1993 in Neu-Ulm，Eugen G.Leuze Verlag，Saulgau，第114至120頁，A.F.P.M van Veggel“工業(yè)塑料的牢固金屬化”(Hatfeste Metallisierung von technischen Kunststoffen))在通過二組分注模法制備選擇性金屬化制品的一種替代方案中，采用第一種核催化(Kernkatalysierter)塑料和第二種非核催化的塑料。由于晶種已經(jīng)與第一種塑料混合，所以這里不需要注模模件的濕法化學(xué)的晶核化(Bekeimung)。隨后于化學(xué)金屬沉積浴中金屬化時(shí)，在由核催化塑料組成的區(qū)域中出現(xiàn)可選擇性金屬沉積。
在權(quán)利要求1和24中描述的本發(fā)明的目的是以簡單和經(jīng)濟(jì)的方式使三維部件選擇性金屬化。
本發(fā)明是以這種認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)的，即通過二組分注模法制備的部件的整個(gè)表面的晶核化可以選擇性地通過溶劑再次除去。這種溶劑不侵蝕待金屬化區(qū)域中使用的第一種塑料，而應(yīng)該容易地溶解在無需金屬化區(qū)域中使用的第二種塑料，并因此選擇地再次除去該區(qū)域中的晶核化。在隨后的化學(xué)金屬沉積(stromlosen Metallabscheidung)中，選擇性金屬化由第一塑料組成的區(qū)域，因?yàn)檫@里還存在晶核化。
本發(fā)明制備三維選擇性金屬化部件的方法的有利實(shí)施方案由從屬權(quán)利要求2至23獲知。
權(quán)利要求2的實(shí)施方案使化學(xué)沉積金屬層的電鍍加強(qiáng)成為可能。這種增強(qiáng)金屬化特別適合于導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求3的實(shí)施方案采用鈀體系中的晶核化使待金屬化區(qū)域中的特別有效的催化化學(xué)金屬沉積成為可能。
權(quán)利要求4的實(shí)施方案可以采用堿液作為溶劑來選擇性地除去晶核化。這里利用這樣的事實(shí)，即第一組塑料在堿液中是穩(wěn)定的，而第二種塑料在堿液中是可溶解的。根據(jù)權(quán)利要求5和6在堿液中穩(wěn)定的第一塑料優(yōu)選是PA和PS。根據(jù)權(quán)利要求7至10，在堿液中可溶解的第二種塑料優(yōu)選是LCP、PEI、PET和PBT。根據(jù)權(quán)利要求11和12，為了選擇性地除去晶核化，優(yōu)選使用基于KOH或NaOH的溶劑。除使用純的KOH和純的NaOH外，還可以使用包括KOH或NaOH作為主要組分的溶劑混合物。
權(quán)利要求13的方案可以使用酸作為溶劑來選擇性地除去晶核化。這里利用這樣的事實(shí)，即第一組塑料在酸中是穩(wěn)定的，而第二種塑料在酸中是可溶解的。根據(jù)權(quán)利要求14至17，在酸中穩(wěn)定的第一種塑料優(yōu)選是LCP、PEI、PET或PBT。根據(jù)權(quán)利要求18和19在酸中可溶解的第二種塑料優(yōu)選是PA或PS。根據(jù)權(quán)利要求20至23，為了選擇性地除去晶核化，優(yōu)選使用基于HCl或H2SO4或由CrO3和H2SO4組成的混合物或由CCl3-COOH和H2SO4組成的混合物。在權(quán)利要求20和21中，除純的HCl或純的H2SO4外，也可以使用包括HCl或H2SO4作為主要組分的溶劑混合物。
權(quán)利要求24涉及三維可選擇金屬化部件，其在于由第一塑料制成的金屬化區(qū)域和由第二塑料制成的未金屬化區(qū)域。這里，該第一塑料和第二塑料具有特別的性能，該性能是由在給定溶劑中的溶解度確定的。這里該第一種塑料在給定的某種溶劑中至少絕大部分(zumindestweitgehend)是不可溶解的，而該第二種塑料在該相同溶劑中至少絕大部分是可溶解的。所以，例如該第一種塑料在堿液中是穩(wěn)定的，而第二種塑料在堿液中是可溶解的。第一種塑料也可以在酸中是穩(wěn)定的，而第二種塑料在酸中是可溶解的。采用材料的這種性能可以在制備三維選擇性金屬化部件時(shí)在堿液或酸中選擇性除去晶核化。
下面借助于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案。
附

圖1是通過二組分注模法制備的三維部件；附圖2是整個(gè)表面晶核化之后的附圖1的部件；附圖3是選擇性除去接種的晶核化之后的附圖2的部件；附圖4是選擇性金屬化之后附圖3的部件和附圖5是同軸插頭附圖1中表示的是正方體部件T，其是通過二組分注模法由第一種塑料和第二種不同塑料制備的。由第一種塑料組成的并稍后欲金屬化的部件用B1表示，而由第二種塑料組成的并不想金屬化的區(qū)域由B2表示。
附圖2表示濕化學(xué)晶核化之后附圖1中表示的部件T。這里部件T的整個(gè)表面的晶核化是通過用BK表示的小顆粒表示的。在鈀體系中處理時(shí)，通過鈀晶種形成晶核化BK。
附圖3是選擇性除去不想金屬化區(qū)域B2中的晶核化BK之后的附圖2中表示的部件T。選擇性除去晶核化BK是通過將部件T浸漬在溶劑中來進(jìn)行的，在該溶劑中第一種塑料是不可溶解的，而第二種塑料是可溶解的。這里通過在不想金屬化區(qū)域B2中第二種塑料的溶解使晶核化BK分離，而欲金屬化區(qū)域B1(參見附圖1)中的晶核化保持不變。
附圖4是區(qū)域B2選擇性金屬化后附圖3表示的部件T。通過區(qū)域B1(參見附圖1)中的細(xì)分布的晶核化BK的催化活化的表面浸漬在化學(xué)無電運(yùn)轉(zhuǎn)的浴中時(shí)引起基質(zhì)金屬化的沉積。在晶核化生長之后，沉積以自動(dòng)催化的方式繼續(xù)進(jìn)行，直至獲得的金屬化M具有所需的層厚。在描述的實(shí)施例中，金屬化M還可以通過隨后的電鍍金屬沉積來加強(qiáng)。
附圖5表示同軸插頭，其基礎(chǔ)由選擇性金屬化部件T1構(gòu)成。該部件在很大程度上等同于上述部件T，其中同樣以所述方式獲得選擇金屬化M。將同軸插頭的插頭襯套SH插入部件T1的前側(cè)，而在部件T1的外下緣整體成型并精巧地配備向下露出的觸頭N。該觸頭N由第一種塑料組成，也就是說金屬化M經(jīng)觸頭N延伸。同樣在部件T1的下緣存在凹槽A，其中插入沖壓的金屬部件MT。該金屬部件MT以附圖中未示出的方式與同樣未示出的插頭襯套SH的內(nèi)部導(dǎo)線電連接。由附圖5同樣可以看出，觸頭N和金屬部件MT的下表面在相同高度處于一平面中，并因此使導(dǎo)線板等上的SMD-裝配成為可能。
下面描述用于制備附圖1至4中描述的部件T的各種不同的實(shí)施例，其中這些實(shí)施例當(dāng)然也可以轉(zhuǎn)用到附圖5描述的同軸插頭的制備中。
實(shí)施例1附圖1表示的部件T是通過二組分注模法制備的，其中欲金屬化區(qū)域B1由PA(聚酰胺)組成和不想金屬化的區(qū)域B2由LCP(液晶聚合物)組成。附圖2的晶核化BK是根據(jù)濕法化學(xué)在鈀體系中產(chǎn)生的。附圖3的隨后選擇除去區(qū)域B2中的鈀晶核是通過將部件T浸漬在KOH的水溶液(苛性鉀溶液)中完成的。然后，在沖洗過程之后，在常規(guī)浴中通過化學(xué)銅沉積和隨后的電鍍銅沉積來制備附圖4的金屬化M。
實(shí)施例2與實(shí)施例1不同，欲金屬化區(qū)域B1由PS(聚苯乙烯)組成。
實(shí)施例3與實(shí)施例1不同，不想金屬化區(qū)域B2由PEI(聚醚酰亞胺)組成。
實(shí)施例4與實(shí)施例2不同，不想金屬化區(qū)域B2由PEI(聚醚酰亞胺)組成。
實(shí)施例5與實(shí)施例1不同，不想金屬化區(qū)域B2由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)組成。
實(shí)施例6與實(shí)施例1不同，不想金屬化區(qū)域B2由PET(聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)組成。
實(shí)施例7
與實(shí)施例1不同，為了選擇性除去鈀晶核使用NaOH的水溶液(苛性鈉溶液)。
實(shí)施例8與實(shí)施例2不同，為了選擇性除去鈀晶核使用NaOH的水溶液(苛性鈉溶液)。
實(shí)施例9與實(shí)施例3不同，為了選擇性除去鈀晶核使用NaOH的水溶液(苛性鈉溶液)。
實(shí)施例10與實(shí)施例4不同，為了選擇性除去鈀晶核使用NaOH的水溶液(苛性鈉溶液)。
實(shí)施例11與實(shí)施例5不同，為了選擇性除去鈀晶核使用NaOH的水溶液(苛性鈉溶液)。
實(shí)施例12與實(shí)施例6不同，為了選擇除性去鈀晶核使用NaOH的水溶液(苛性鈉溶液)。
實(shí)施例13附圖1表示的部件T是通過二組分注模法制備的，其中欲金屬化區(qū)域B1由LCP(液晶聚合物)組成和不想金屬化的區(qū)域B2由PA(聚酰胺)組成。附圖2的晶核化BK是根據(jù)濕法化學(xué)在鈀體系中產(chǎn)生的。根據(jù)附圖3，隨后選擇性除去區(qū)域B2中的鈀晶核是通過將部件T浸漬在濃鹽酸的水溶液(這二種組分的含量各自是50體積％)中完成的。然后，在沖洗過程之后，在常規(guī)浴中通過化學(xué)銅沉積和隨后的電鍍銅沉積來制備附圖4的金屬化M。
實(shí)施例14與實(shí)施例13不同，欲金屬化區(qū)域B1由PEI(聚醚酰亞胺)組成。
實(shí)施例15與實(shí)施例13不同，欲金屬化區(qū)域B1由PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)組成。
實(shí)施例16與實(shí)施例13不同，欲金屬化區(qū)域B1由PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二酯)組成。
實(shí)施例17與實(shí)施例13不同，不想金屬化區(qū)域B2由PS(聚苯乙烯)組成。
實(shí)施例18與實(shí)施例14不同，不想金屬化區(qū)域B2由PS(聚苯乙烯)組成。
實(shí)施例19與實(shí)施例15不同，不想金屬化區(qū)域B2由PS(聚苯乙烯)組成。
實(shí)施例20與實(shí)施例16不同，不想金屬化區(qū)域B2由PS(聚苯乙烯)組成。
實(shí)施例21與實(shí)施例13不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例22與實(shí)施例14不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例23
與實(shí)施例15不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例24與實(shí)施例16不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例25與實(shí)施例17不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例26與實(shí)施例18不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例27與實(shí)施例19不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例28與實(shí)施例20不同，為了選擇性除去鈀晶核使用50％的H2SO4(硫酸)水溶液。
實(shí)施例29與實(shí)施例13不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例30與實(shí)施例14不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例31
與實(shí)施例15不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例32與實(shí)施例16不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例33與實(shí)施例17不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例34與實(shí)施例18不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例35與實(shí)施例19不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例36與實(shí)施例20不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由300克/升CrO3(三氧化鉻)和300克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例37與實(shí)施例13不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例38與實(shí)施例14不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例39
與實(shí)施例15不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例40與實(shí)施例16不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例41與實(shí)施例17不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例42與實(shí)施例18不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例43與實(shí)施例19不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
實(shí)施例44與實(shí)施例20不同，為了選擇性除去鈀晶核使用由150克/升CCl3-COOH(三氯乙酸)和150克/升的H2SO4(硫酸)組成的水溶液。
在上述實(shí)施例1至44中，用于除去晶核化的處理時(shí)間是5分鐘。所用溶劑的溫度是50℃。所用溶劑的濃度這樣調(diào)節(jié)，即保證除去不想金屬化區(qū)域B2中的晶核化BK。
權(quán)利要求
1.一種制備由電絕緣材料制成的三維選擇性金屬化部件(T；T1)的方法，其包括下列步驟a)通過二組分注模法制備部件(T；T1)，其中欲金屬化區(qū)域(B1)由第一種塑料組成，不想金屬化區(qū)域(B2)由第二種塑料組成；b)部件(T；T1)的整個(gè)表面晶核化；c)借助于溶劑選擇性除去不想金屬化區(qū)域(B2)中的晶核化(BK)，在該溶劑中第一種塑料至少絕大部分是不可溶解的，第二種塑料至少絕大部分是可溶解的。d)在欲金屬化區(qū)域(B1)中進(jìn)行化學(xué)沉積金屬。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在步驟d)中產(chǎn)生的金屬化(M)通過電鍍金屬沉積來加強(qiáng)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在步驟b)中采用鈀晶核化該部件。
4.權(quán)利要求1至3中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用在堿液中至少絕大部分不可溶解的第一種塑料，使用在堿液中至少絕大部分可溶解的第二種塑料，并使用堿液作為溶劑以選擇性除去晶核化(BK)。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，使用PA作為第一種塑料。
6.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，使用PS作為第一種塑料。
7.權(quán)利要求4至6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用LCP作為第二種塑料。
8.權(quán)利要求4至6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用PEI作為第二種塑料。
9.權(quán)利要求4至6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用PET作為第二種塑料。
10.權(quán)利要求4至6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用PBT作為第二種塑料。
11.權(quán)利要求4至10中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了選擇性除去晶核化(BK)，使用基于KOH的溶劑。
12.權(quán)利要求4至10中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了選擇性除去晶核化(BK)，使用基于NaOH的溶劑。
13.權(quán)利要求1至3中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用在酸中至少絕大部分不可溶解的第一種塑料，使用在酸中至少絕大部分可溶解的第二種塑料，并使用酸作為溶劑以選擇性除去晶核化(BK)。
14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于，使用LCP作為第一種塑料。
15.權(quán)利要求13的方法，其特征在于，使用PEI作為第一種塑料。
16.權(quán)利要求13的方法，其特征在于，使用PET作為第一種塑料。
17.權(quán)利要求13的方法，其特征在于，使用PBT作為第一種塑料。
18.權(quán)利要求13至17中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用PA作為第二種塑料。
19.權(quán)利要求13至17中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用PS作為第二種塑料。
20.權(quán)利要求13至19中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了選擇性除去晶核化(BK)，使用基于HCl的溶劑。
21.權(quán)利要求13至19中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了選擇性除去晶核化(BK)，使用基于H2SO4的溶劑。
22.權(quán)利要求13至19中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了選擇性除去鈀晶核，使用由CrO3和H2SO4組成混合物作為溶劑。
23.權(quán)利要求13至19中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了選擇性除去晶核化(BK)，使用由CCl3-COOH和H2SO4組成的混合物作為溶劑。
24.一種由電絕緣材料制成的三維可選擇金屬化部件(T；T1)，其由-金屬化區(qū)域(B1)中的第一種塑料，-在未金屬化區(qū)域(B2)中的第二種塑料組成，-其中第一種塑料在給定溶劑中至少絕大部分是可溶解的。
全文摘要
通過二組分注模法制備的部件(T)，其中欲金屬化區(qū)域(B1)由第一種塑料組成，不想金屬化區(qū)域(B2)由第二種塑料組成。在部件(T)的整個(gè)表面晶核化之后，借助于溶劑選擇性再除去不想金屬化區(qū)域(B2)中的晶核化。在該溶劑中第一種塑料是不可溶解的，第二種塑料是可溶解的。然后使用化學(xué)金屬沉積和如果需要電鍍金屬沉積進(jìn)行選擇性金屬化(M)。
文檔編號(hào)B05D1/36GK1432072SQ01810398
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月29日
發(fā)明者L·布恩 申請(qǐng)人:西門子公司