經雷射構圖的塑料表面處理方法
2023-06-15 13:52:56 1
專利名稱：經雷射構圖的塑料表面處理方法
技術領域：
本發明涉及一種用於處理經構圖的塑料基板表面的方法，該表面藉助雷射製成了合適的晶粒構圖，用於隨後進行金屬化。
壓注的線路載體被稱為模壓連接器(MID)，今天已在多方面用於電子工業中，這種線路載體是三維結構(3D-MID)。
3D-MID技術的目的是將電子的和機械的功能匯集在一個元件中。在此，印製導線集成在殼體內，從而取代了傳統的印製導線板，其重量和構件體積能有效地減少，簡化了傳感器及類似體的集成化。
3D-MID的製造有不同的工藝技術，屬於這些技術的有雙組份的壓注法、熱衝壓法、薄膜後壓注法和附加式或減負式雷射構圖。
在德國專利申請DE10132092以及歐洲專利申請EP1274288中公開了印製導線的雷射構圖方法，在該方法中，印製導線構圖是印在一非導電的載體材料上，該圖形是由金屬晶粒和隨後在其上金屬化構成的。細微分散在載體材料中所含的非導電金屬化合物通過電磁射線進行破碎而形成金屬晶粒。此處的非導電的金屬化合物具有高耐熱性，在酸性或鹼性的金屬化水浴中穩定，是不溶解的無機金屬化合物，它們在非雷射輻射區保持不變。該無機金屬化合物的耐溫性能夠達到這樣的程度，即使在經焊接溫度的作用後仍保持穩定不變，印製導線能可靠和簡單地製成並達到很高的粘附性。
該方法的問題卻在於基板表面雷射構圖的部分，也包括金屬晶粒，由於溫度的升高而有脫除和/或分解現象，它們可能沉澱在基板表面的其它位置上。
製成的該印製導線構圖在進行隨後的金屬化時，不僅使印製導線圖形，同時使不希望出現沉積的那些金屬晶粒也進行了金屬化。
這種非按計劃的沉積物導致印製導線構圖的選擇性降低，從而有可能在電子元件中出現短路的問題。
為了避開存在的這一問題，可將構圖的印製導線間的間距選擇得大一些，使沉澱的金屬晶粒在隨後的金屬化時不產生幹擾作用，這種解決方案會使電路的緊密度存在缺陷，這是很大的不足。
因而本發明的任務在於，提供一種方法，它能使在基板表面上不需要的沉積金屬晶粒除去，而對已經原定的構圖印製導線不會產生不利的損害作用。
該項任務是通過一種處理經構圖塑料基板表面的方法而獲得解決的，在該表面藉助雷射製成了合適的晶粒構圖，用於隨後進行的金屬化，其特徵在於，基板在雷射構圖後，用一種適當操作溶液與其相接觸，此脫除在雷射構圖時所生成不希望存在的沉積物。
令人驚喜地表明，經雷射構圖的基板在進行金屬化之前，用一種由溼潤劑和有助於清洗的物質組成的混合物處理，能足夠地清除不希望存在的沉積金屬晶粒，而對計劃構圖的印製導線卻能無損害的保留。優選是涉及在中性、酸性和鹼性的清洗劑中所含的物料混合物(所謂的增效劑或助洗劑)。
對比試驗表明，不論是鹼性物質例如氫氧化鈉、碳酸鈉、三磷酸五鈉、二磷酸四鈉、葡糖酸鈉、正矽酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸三鈉、三焦磷酸四鈉、三聚磷酸鈉和相應的鉀鹽，還有酸性的反應物質例如磷酸、硫酸、鹽酸、甲磺酸、檸檬酸、琥珀酸、己二酸、硫酸醯胺、丙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、草酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、硼氟氫酸都適用於溶去存在於基板表面上不希望存在的沉積金屬晶粒，中性適用的物質例如是硫酸鉀和硫酸鈉等。
通過適當的溼潤劑有助於該溶解過程。
作為適用的溼潤劑有陰離子型溼潤劑，陽離子型溼潤劑、兩性溼潤劑和非離子型溼潤劑，它們可以是一種或多種下述物質或一種或多種下述物質種類的代表物油酸乙氧基化物、脂肪醇乙氧基化物、烷基苯酚乙氧基化物、酸性的磷酸酯、硫酸烷基苯酚醚和它們的鈉鹽，脂肪酸縮合物和它們的鈉鹽、烷基苯磺酸酯、烷基醇胺鹽、烷基磺酸酯和它們的鈉鹽，脂肪胺乙氧基化物、脂肪醇烷氧基化物、烷氧基丙烷-環氧乙烷-嵌段共聚物、環氧乙烷-環氧丙烷-嵌段共聚物、二甲基脂肪基苄基氯化銨、烷基聚乙二醇醚、烷基葡糖苷、羰基醇、椰子脂肪酸二羥乙基醯胺、油酸二羥乙基醯胺、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺基丁二酸鈉、直鏈烷基苯磺酸、苯磺酸烷基酯、磺酸鏈烷基酯、硫酸脂肪醇酯、硫酸脂肪醇醚、磺酸烯烴酯、酯基磺酸酯、磷酸烷基酯、磷酸烷基醚、脂肪醇乙氧基化物、烷基苯酚乙氧基化物、脂肪胺乙氧基化物、脂肪酸乙氧基化物、脂肪酸酯乙氧基化物，其它的烷氧基化物、鏈烷基醇醯胺、糖表面活性劑、胺氧化物、氟表面活性劑、脂肪酸的鹼金屬鹽。
此外，在基板與助洗物質和溼潤劑組成的操作溶液進行接觸時，採用超聲波場具有特別的優點，能改善清洗效果。
另外，有益的是還建議採用鹼性的清洗操作溶液和酸性的操作溶液以任一順序相繼進行，能改進清洗效果，隨後再應用中性清洗操作溶液也是有利的。
下面所述的實例是對本發明方法的示範性說明，但並非為本方法所限定。
例1經雷射構圖的基板用由水、磷酸、聚氧乙烯為基礎的非離子表面活性劑和聚氧乙烯為基礎的兩性表面活性劑組成的溶液在80℃溫度時處理5分鐘。
例2經雷射構圖的基板用由水、氫氧化鉀和烷基聚葡糖苷組成的操作溶液在70℃溫度時處理5分鐘。
例3經雷射構圖的基板用按例1組成的操作溶液處理，但是採用了附加的超聲波場。
例4經雷射構圖的基板用按例2組成的操作溶液處理，但是採用了附加的超聲波場。
圖形說明
圖1表示經雷射構圖的塑料基板表面在沒有按本發明處理時的顯微鏡照片。
圖2表示用按例1的操作溶液處理後經雷射構圖的塑料基板表面。
圖3表示用按例2的操作溶液處理後的經雷射構圖的塑料基板。
圖4表示按例3處理後的經雷射構圖的塑料基板表面結構的顯微鏡照片。
圖5表示按例4處理後的經雷射構圖塑料基板表面結構的顯微鏡照片。
權利要求
1.用於處理經構圖的塑料基板表面的方法，該表面藉助雷射製成了合適的晶粒構圖，隨後進行金屬化，其特徵在於，為去除在雷射構圖時生成的不希望存在的金屬沉積物，使該經雷射構圖後的基板與適宜的操作溶液相接觸。
2.按權利要求1的方法，其特徵在於，作為操作溶液是採用由溼潤劑和有助於清洗的物質組成的混合物。
3.按上述權利要求之一的方法，其特徵在於，在經雷射構圖的基板與操作液體相接觸時採用一超聲波場有助於清除作用。
4.按上述權利要求之一的方法，其特徵在於，有助於清洗的物質是加入酸性物。
5.按權利要求4的方法，其特徵在於，作為酸性的有助於清洗的物質是加入磷酸、硫酸、鹽酸、甲磺酸、檸檬酸、琥珀酸、己二酸、硫酸醯胺、丙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、正戊酸、正己酸、草酸、硫酸氫鈉、硫酸氫鉀、硼氟氫酸或它們的混合物。
6.按權利要求1至3之一的方法，其特徵在於，有助於清洗的物質是加入鹼性物。
7.按權利要求6的方法，其特徵在於，作為鹼性的有助於清洗的物質是加入氫氧化鈉、碳酸鈉、三磷酸五鈉、二磷酸四鈉、葡糖酸鈉、正矽酸鈉、碳酸氫鈉、檸檬酸鈉、焦磷酸四鈉、三聚磷酸鈉和相應的鉀鹽或它們中的混合物。
8.按上述權利要求之一的方法，其特徵在於，作為溼潤劑至少加入由油酸乙氧基化物、脂肪醇乙氧基化物、烷基苯酚乙氧基化物、酸性的磷酸酯、硫酸烷基苯酚醚和它們的鈉鹽，脂肪酸縮合物和它們的鈉鹽、烷基苯磺酸酯、烷基醇胺鹽、烷基磺酸酯和它們的鈉鹽，脂肪胺乙氧基化物、脂肪醇烷氧基化物、烷氧基丙烷-環氧乙烷-嵌段共聚物、環氧乙烷-環氧丙烷-嵌段共聚物、二甲基脂肪基苄基氯化銨、烷基聚乙二醇醚、烷基葡糖苷、羰基醇、椰子脂肪酸二羥乙基醯胺、油酸二羥乙基醯胺、十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺基丁酸鈉、直鏈烷基苯磺酸、苯磺酸烷基酯、磺酸鏈烷基酯、硫酸脂肪醇酯、硫酸脂肪醇醚、磺酸烯烴酯、酯基磺酸酯、磷酸烷基酯、磷酸烷基醚、脂肪醇乙氧基化物、烷基苯酚乙氧基化物、脂肪胺乙氧基化物、脂肪酸乙氧基化物、脂肪酸酯乙氧基化物，其它的烷氧基化物、鏈烷基醇醯胺、糖表面活性劑、胺氧化物、氟表面活性劑、脂肪酸的鹼金屬鹽和它們中的混合物組成的類別之一的溼潤劑。
9.按上述權利要求之一的方法，其特徵在於，經雷射構圖的基板先後用鹼性和酸性的操作溶液或相反順序與其接觸。
10.按權利要求1至8之一的方法，其特徵在於，經雷射構圖的基板只用中性操作溶液與其接觸。
全文摘要
本發明涉及一種處理經構圖的塑料基板表面的方法，該表面藉助雷射製成了合適的晶粒構圖用於隨後進行的金屬化，本發明提出一種方法，其特徵是，為了清除在經雷射構圖時生成不希望存在的沉積物，將基板在雷射構圖後與合適的操作溶液相接觸，令人驚喜地表明，經雷射構圖的基板在進行金屬化前，用一種由溼潤劑和有助於清洗的物質組成的混合物處理，能充分清除不希望存在的沉積的金屬晶粒，而對計劃構圖的印製導線卻保持無損害。
文檔編號H05K3/00GK1680621SQ20051006490
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月8日 優先權日2004年4月8日
發明者馬克·彼得·席爾德曼 申請人:恩通公司