[发明专利]塑料组合物及其应用以及塑料表面选择性金属化的方法

说明书

相关申请

本申请是申请号为200910261216.2、申请日为2009年12月17日、发明名称为“塑料组合物及其应用以及塑料表面选择性金属化的方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种塑料组合物及其在塑料表面选择性金属化中的应用以及塑料表面选择性金属化的方法。

背景技术

在注塑件表面直接形成立体电路的技术，能够将普通的电路板的电气互连功能、支承元器件的功能和塑料件的支撑、防护等功能实现于一个器件上，形成立体的、集机电功能于一体的电路载体。这类技术可根据需要设计选择适合的形状，可实现多功能，可减少安装层次、降低元器件数量，目前已经在汽车、工业、计算机、通讯等领域得到应用。

塑料表面选择性地金属化是立体电路技术的重要一个环节。塑料表面金属化生产线路有很多方法，US5599592A将一种金属氧化物加入聚合物材料中，然后用红外激光活化需要的图案，在被活化的部位就会产生金属核，这些金属核作为后续化学镀的催化剂。但是该方法也存在一些问题，一是实施例中加入的金属氧化物Sb₂O₃是一种致癌物质而被禁止使用，除了Sb₂O₃以外，可以被红外还原的金属氧化物非常少；另外，该文献还提到在金属化后，需要热处理使金属层扩散到塑料中才能更好地提高金属层和塑料基体之间的结合力，但是金属层能够多大程度地扩散是一个问题。

US2003031803A1也报道了用金属氧化物颗粒如ZnO、TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、CeO₂等涂布在基体的表面，然后用UV激光照射，接着再镀铜的工艺。其中UV移动的最大速度是100mm/s，而且对图案的生成没有选择性。

US2004/0241422A1和US7060421还报道了在塑料基体中加入尖晶石结构的无机粉末，这些无机化合物含有铜、镍、钴、铬、铁等元素，然后用紫外激光(波长为248nm、308nm、355nm、532nm)和红外激光(波长为1064nm和10600nm)进行活化。上述文献中特别提到具有尖晶石结构的氧化物可以在激光作用下还原出金属单质，将金属单质作为晶核，诱导化学沉积金属，形成金属层。这一过程的实现需要严格的工艺控制，需要照射较高的激光能量才能将尖晶石结构的氧化物还原为金属单质，从而取得预期的诱导化学沉积金属的效果，对设备和工艺的要求都比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的塑料组合物以及塑料表面选择性金属化的方法，使用该方法后，可以进一步容易地形成电路。

本发明提供了一种塑料组合物，该塑料组合物含有塑料基材组分和催化剂组分，其中，所述催化剂组分为选自除铜以外的元素周期表第9、10和11列金属元素的氧化物，元素周期表第9、10和11列金属元素的硅酸盐、硼酸盐和草酸盐，含有元素周期表第9、10和11列金属元素的加氢催化剂以及具有铜铁矿结构的ABO₂型复合氧化物中的一种或两种以上，所述加氢催化剂为能够使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氢成为醇的催化剂；所述A为选自元素周期表第9、10和11列金属元素中一种，B为Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A与B不同。

本发明还涉及本发明提供的塑料组合物在塑料表面选择性金属化中的应用。

本发明还提供了一种塑料表面选择性金属化的方法，该方法包括：将本发明提供的塑料组合物混合均匀并注塑成型，得到塑料样品；通过照射能量线对所述塑料样品进行蚀刻，以使部分塑料气化剥离而露出催化剂组分颗粒；对露出催化剂组分颗粒的塑料样品进行化学镀铜。

本发明由于选用了不同于现有技术的组分，使用本发明所述的催化剂组分可直接促进化学镀铜，不需要通过激光诱导将催化剂组分中的金属元素还原为单质这个复杂且不易控制的过程，从而拓宽了可以使用的能量线的范围，更容易控制工艺的稳定性。而且通过控制照射能量线的形状在塑料样品表面容易地得到想要的化学镀层金属的形状，即可以在塑料样品表面容易地得到需要的线路。

另外，从本发明表1和表2的数据可以看出，利用本发明的塑料表面选择性金属化的方法，在本发明中所使用的催化剂组分颗粒的促进下，在照射过能量线的塑料样品表面的化学镀铜速度高达1-9微米/小时，化学镀镍速度高达1-8微米/小时。

具体实施方式