用于在基板上形成装饰性和/或功能性目的的金属图案的方法和装置，包含所述形成的物品的制造和所用的耗材组制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是提供用于形成在任意类型的基板上能够是精细、精确并且复杂的金属图案的方法，其易于在工业级别上进行，可以是自动化的且易于实施的。出于该目的，根据本发明专利技术的方法特征在于其包括以下基本步骤：A.任选地准备旨在获得金属图案的基板表面；B.通过丝网印刷掩模/网板和/或通过直接印刷、优选通过喷墨的方式在基板表面上沉积对应于待形成图案的负图案的临时保护，其中丝网印刷遮蔽/网板的切掉部分对应于待形成图案的负图案；C.任选地活化基板表面，特别是对应于待形成图案的区域；D.通过在对应于待形成图案的区域上沉积至少一种金属而金属化；E.清除步骤B的临时保护；F.任选地清洗带有金属图案的基板表面；G.任选地干燥带有金属图案的基板表面；H.任选地对带有金属图案的基板表面进行后处理；在步骤D期间、或至少部分在步骤D期间、和/或在步骤D之后、或至少部分在金属化步骤D期间和/或之后以及部分在金属化步骤D之前，进行清除临时保护的步骤E。除了用于实施所述形成的耗材组之外，用于制造例如印刷电路、集成电路、RFID芯片、电子阅读器可读的编码图形等引入该金属图案形成的装饰性物品或功能性物品的方法也是本发明专利技术的一部分。

A method and device for forming decorative and / or functional metal patterns on a substrate, including the manufacture of the formed articles and the consumables group used

The purpose of the invention is provided for forming in the substrate of any type can is accurate and fine pattern and method of metal complex, it is easy in the industrial level, can be automated and easy to implement. For this purpose, according to the characteristics of the method of the invention comprises the following steps: the substrate surface A. optionally prepared in order to obtain the metal pattern; temporary protection of B. by screen printing mask / screen and / or by direct printing, preferably by an ink-jet method on the surface of the substrate to be patterned deposition corresponding to the negative pattern among them, the screen printing screen cover / cut off part corresponding to the pattern to be formed the negative pattern; C. is optionally activated the substrate surface, especially to correspond to the pattern formation region; D. by depositing at least one metal and metal to be formed corresponding to the pattern area; E. temporary protection cleanup step B F.; optionally cleaning the substrate surface with a metal pattern; the surface of the substrate G. optionally drying with metallic pattern; H. is optionally on the substrate surface with a metal pattern Postprocessing; in step D, or at least in part during the D period, and / or step in step D, or at least part of the step D in metal during and / or after and steps of D in metal before the removal of temporary protection steps E. Except for the implementation of the Group supplies formed, part of a method for manufacturing such as printed circuit, integrated circuit, RFID chip, electronic reader readable encoding graphics into the metal pattern formed by decorative or functional materials of the present invention is.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在基板上形成装饰性和/或功能性目的的金属图案的方法和装置，包含所述形成的物品的制造和所用的耗材组
本专利技术的
是基板通过单层或多层金属膜的表面涂覆。本专利技术涉及用于装饰的基板的金属化方法，例如其可以用于中空玻璃制品、小瓶、化妆用品、航空、汽车和家用自动化元件的制造。本专利技术还涉及用于功能性目的的金属化，例如用于电子产品的基板的制造，尤其是用于印刷电路、半导体基板上的集成电路、射频识别(RFID)芯片、可以通过电子阅读器读取的编码图标等。在某些情况下，该金属化可以与印刷类似。总之，更具体地通过金属化涉及的基板是全部种类的材料，特别是非导体例如玻璃、塑料(聚烯烃-聚丙烯-、聚碳酸酯、聚酯、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-)、陶瓷、木材、纺织品、矿物、石膏或水泥制品、半导体、导体。
技术介绍
通常，用于基板的表面金属化分为两大类方法：电镀金属化方法和非电镀金属化方法。电镀金属化方法也称为电镀法，其基于使用电流的氧化还原反应。金属以水介质中的阳离子形式给出。在期望金属化的基板和对电极之间施加电流。然后，金属阳离子在基板表面被还原。电镀沉积的一个主要缺点是期望金属化的基板必须是导体。因此，这种类型的金属化对于聚合物、玻璃等基板是不可能的。非电镀金属化方法不使用电流。通过其他方式、通过干法或湿法使金属沉积。在称为“干法”的方法中，可以提及的是PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)，其具有的主要缺点是需要将基板放置在真空中以进行金属化。称为“湿法”的方法是更普遍的，其实施在技术上更简单，其中可以特别提及的是通过称为“无电镀法”浸渍的非电镀金属化。在通过浸渍的非电镀金属化方法中，金属也可以在水介质中以阳离子形式给出。还原剂和通常地络合剂也可以存在于介质中。按照尽管金属盐和还原剂都存在于浴中、但防止直接氧化还原反应的方式准备浴。后者仅在催化剂的存在下是可能的。这是期望金属化的基板表面预先用敏化剂以及任选地活化剂处理的原因，该活化剂使表面起催化作用。在催化表面的存在下，金属盐通过直接与存在于介质中的还原剂反应而被还原。用于通过浸渍的非电镀金属化的该技术在表面处理工业中是常规使用的。再次，许多缺点值得注意，特别是：-电镀液可以是不稳定的，金属盐可以在基板引入前沉淀。-沉积动力学缓慢。-化学催化剂的使用是昂贵的。-处理范围包括许多步骤。-需要溶液的定期保养。-进行几种金属的同时沉积是困难的。-金属沉积物对基板的黏附是不牢固的，其使得沉积非常脆弱。基于气溶胶喷涂原理，通过湿法的这些非电镀金属化方法经历了近期的技术进步。这是由专利技术人研发并改进的法，其中一种或更多种氧化还原剂水溶液以气溶胶形式喷涂到待金属化的基板上。在溶液中以金属盐形式存在的金属然后与还原剂接触，其立即直接沉积在基板上。由此，通过沉积的金属原子形成了根据法在金属化结束时所获得的金属膜。可以将该沉积清洗然后常规地干燥。为了获得基板上均质且连续的金属沉积不需要热处理。在文献FR2763962B1、EP2326747B1、EP2318564B1中特别地描述了该气溶胶金属化方法。相对于其他既有的非电镀金属化方法，其具有显著的优势。使得能够尤其在工业规模下、以无污染或几乎无污染的方式、在常温和大气压下获得具有均质和连续膜的经金属化的基板。此外，已知几种技术用于使金属图案附着于基板上用于装饰性或功能性目的(印刷电路、RFID天线等)。这些技术是：→加成型(金属的沉积)：基于银的油墨印刷、临时掩盖；→或减去型(已存在金属的蚀刻)：光蚀刻(光刻法)、激光蚀刻。加成型技术：在基于银的油墨印刷中，通过使用充满银颗粒的墨的直接印刷(丝网印刷或喷墨印刷)形成导电图案。热处理是必须的以排出包含在墨中的溶剂并获得导电图案。以这种方式形成的图案的导电率相比通过其他金属沉积技术获得的连续金属膜是较差的。临时掩盖包括将掩模(黏附剂、剥离涂层、网板等)应用于待保护的表面以防止某些区域的金属化；该技术难以应用于获得复杂图案且需要机械作用，这与大量生产并不是十分兼容。减去型技术：光蚀刻广泛用于电子工业中用于生产印刷电路。基板由包含环氧树脂/玻璃纤维层上的铜层的组件构成。用光敏树脂(“光刻胶”)覆盖铜，该光敏树脂经由印刷胶版(带图案的印刷掩模)暴露于光：这是曝光步骤。经曝光的树脂在光的作用下聚合。然后，将合适的显影溶液用于溶解未聚合的树脂。然后，将化学蚀刻溶液用于侵蚀没有被聚合树脂保护的铜(“蚀刻”步骤)。最终，将基板置于与提取溶液接触，以消除任何微量的聚合树脂(“剥离”步骤)(参见附图1)。激光蚀刻包括使用激光用于选择性地提取已存在于基板上的金属。尽管非常精确，可以证明该方法对于大量图案是昂贵且难以实施的。由此可见，目前需要工业化表面处理技术，其使得能够坚固地沉积金属图案，其可以是精细、精确且复杂的(阿拉伯式花纹、花纹、书法等)，既在涂覆所述图案的基板表面的平面中，也在所述图案的厚层中。技术问题—本专利技术的目的本专利技术所基于的技术问题之一是弥补现有技术中的缺陷。因此，本专利技术的目的是满足以下目标中的至少一个：所寻求的改进尤其在于以下领域中的至少一个：→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其可以容易地投入生产和自动化；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其是易于实施的；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其是经济的；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其能够在每个步骤之间在线使用而无需停机时间，且能够引入到传统涂装生产线中；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其得到完全且坚固地黏附于基板的金属图案；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其得到对于它们的表面和厚度是均质且有规律的金属图案；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其得到尤其对于导电应用足够厚的金属图案；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其得到对于所有类型的侵蚀均是坚硬且耐用的金属图案；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其耗材是基于普通、简单且便宜的材料，其配制是易于实施的；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其是“干净的”或生态兼容的，即使用无毒的、或仅微量有毒的或非常少量的溶液，允许来自该方法的废液的循环回收；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其能够在平面或3D物品上形成装饰性金属图案(图案的镜面效应)；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其为实施它的工业设施提供灵活性：简化的设施、省去的制造步骤、提高的生产率等；→提供用于形成在任何类型的基板上能够是精细、精确且复杂的金属图案的方法，其能够在传统工业涂覆和/或湿金属化设施中在线获得各种金属图案(银、铜、镍等)；→提供工业装置，其对于实施在上述目的中的至少一个中所考虑的方法是经济且高效的；→提供经济且高效的耗材组，其能够用于在上述目的中的至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在基板上形成金属图案的方法，其特征在于，·所述方法基本包括以下步骤：A.任选地准备旨在获得金属图案的基板表面；B.通过丝网印刷掩模/网板和/或通过直接印刷、优选通过喷墨的方式在基板表面上沉积对应于待形成图案的负图案的临时保护，其中丝网印刷遮蔽/网板的切掉部分对应于待形成图案的负图案；C.任选地活化基板表面，特别是对应于待形成图案的区域；D.通过在对应于待形成图案的区域上沉积至少一种金属而金属化；E.清除步骤B的临时保护；F.任选地清洗带有金属图案的基板表面；G.任选地干燥带有金属图案的基板表面；H.任选地在带有金属图案的基板表面上进行后处理；·在步骤D期间、或至少部分在步骤D期间、和/或在步骤D之后、或至少部分在金属化步骤D期间和/或之后以及部分在金属化步骤D之前，进行清除临时保护的步骤E。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.12 FR 15511691.一种用于在基板上形成金属图案的方法，其特征在于，·所述方法基本包括以下步骤：A.任选地准备旨在获得金属图案的基板表面；B.通过丝网印刷掩模/网板和/或通过直接印刷、优选通过喷墨的方式在基板表面上沉积对应于待形成图案的负图案的临时保护，其中丝网印刷遮蔽/网板的切掉部分对应于待形成图案的负图案；C.任选地活化基板表面，特别是对应于待形成图案的区域；D.通过在对应于待形成图案的区域上沉积至少一种金属而金属化；E.清除步骤B的临时保护；F.任选地清洗带有金属图案的基板表面；G.任选地干燥带有金属图案的基板表面；H.任选地在带有金属图案的基板表面上进行后处理；·在步骤D期间、或至少部分在步骤D期间、和/或在步骤D之后、或至少部分在金属化步骤D期间和/或之后以及部分在金属化步骤D之前，进行清除临时保护的步骤E。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤E基本由以下操作中的至少一个构成：·通过在所述方法中所使用的至少一种溶剂溶解临时保护，所述临时保护优选为碱溶性的使得其可以优选地被在所述方法中所使用的碱性溶剂溶解；·液相夹带，·通过气体、优选空气的机械夹带。3.根据权利要求1和/或2所述的方法，其特征在于，·金属沉积D是通过喷涂气溶胶形式的一种或更多种氧化还原溶液的非电镀金属化；·所述方法任选地在金属化D之前包括以下步骤中的至少一个，优选按以下顺序：I.在知道所述方法包含活化步骤C的情况下，增加基板表面能的处理，增加基板表面能的步骤I可以任选地在活化C之前提供；J.润湿基板表面；K.清洗基板表面。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤D的金属选自以下金属：银、镍、锡、铁、金、钴、铜、及其氧化物、合金和组合。5.根据权利要求3和/或4所述的方法，其特征在于所述方法包括步骤A，所述步骤A包括至少一个清漆层的沉积和/或旨在获得金属图案的基板表面的脱脂。6.根据权利要求3至5中至少一项所述的方法，其特征在于用于根据步骤I增加基板表面能的处理选自物理处理和/或化学处理，所述物理处理优选以下物理处理：火焰处理、等离子体处理及其组合，所述化学处理优选以下化学处理：应用基于硅烷的溶液、使用一种或更多种酸溶液的表面去钝化、基于稀土氧化物的抛光、氟化作用及其组合。7.根据权利要求1和/或2中至少一项所述的方法，其特征在于金属沉积D是通过浸渍在一种(或更多种)合适的金属化溶液中的化学金属化(非电镀或通过置换)，所述方法包括活化步骤C和任选地在金属化D之前的以下步骤中的至少一个，优选按以下顺序...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞缪尔·斯特雷姆斯多厄弗尔，阿诺德·詹姆斯，爱德华·穆里耶德斯盖耶茨，
申请(专利权)人：喷射金属技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR