制备结构化导电表面的方法技术

本发明专利技术公开了在基底上制备结构化导电表面的方法。所述方法包括以下步骤：ａ）通过借助于激光依据预先确定结构去除基础层在基底上结构化包含可以无电方式和／或电镀涂覆的颗粒的基础层，ｂ）活化可以无电方式和／或电镀涂覆的颗粒的表面，和ｃ）将导电涂层应用于结构化基础层上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基底上。本专利技术方法例如适于制备印刷电路板上的导电轨道、RFID天线、发 射应答器天线或其他天线结构、芯片卡模块、扁平电缆、座位加热器、箔 导体、太阳能电池或LCD/等离子屏中的导电轨道或任何形式的电解涂覆 产品。本专利技术方法也适于制备例如可用于屏蔽电磁辐射、用于导热或用作 包装材料的产品上的装饰性或功能性表面。最后，薄金属箔或在一个面或 两个面上镀有镀层的聚合物支持体也可通过所述方法制备。由例如DE-A40 10 244已知在印刷电路板上制备图样的方法。为此， 将导电抗蚀剂应用于 一般不导电的印刷电路板上。借助于激光从导电抗蚀 剂刻出导电图样。接着金属化导电图样。将包含金属颗粒的双组分抗蚀剂 用作导电抗蚀剂。提到了将例如铁粉或镍粉用作合适的金属颗粒。由例如US-A 2003/0075532已知制备导电轨道的方法，其中首先用导 电油墨涂覆印刷电路板，接着利用激光从油墨中模制出导电轨道。油墨包 含载有导电颗粒的涂料。例如，提到了将金属颗粒或非金属颗粒如碳颗粒 用作导电颗粒。为产生导电涂层，提到了约75-10(Him的厚度。EP-A 0 415 336也涉及制备导电轨道的方法，其中首先将导电涂料应 用于非导体上，接着利用激光模制出导电轨道。同样，需要大的层厚以产 生导电轨道。在由EP-A1 191 127已知的在印刷电路板上制备导电轨道的方法中， 首先应用具有足够导电率的活化层。借助于激光在其上结构化出所需导电 轨道图。例如可将薄金属膜应用于活化层上。例如利用聚合或共聚的吡咯、 呋喃、噻吩或其他衍生物获得活化层的导电率。或者，可使用金属疏化物 或金属多硫化物层以及钯或铜催化剂。许多有机活化层的不足之处为对许 多支持体的低粘附力和在应用过程中热稳定性差如焊到印刷电路板上。一方面，由现有技术已知的方法的不足之处在于需要大的层厚以获得足够的导电率。由于厚的层，借助于激光烧蚀需要高能耗。在其中接着金 属化导电轨道的方法中，也需要激光的高能耗，因为包含在基础层中的颗 粒反射了部分激光辐射。特别是当使用非常小的颗粒即微米级至纳米级颗粒时，成问题的是颗 粒被包埋在基质材料中，并由此仅在表面上较低程度地暴露。为此，无电 和/或电解金属化只能较低程度地使用所述颗粒。因此只能是非常困难地才 可或根本就不可能制备均匀且连续的金属涂层，所以没有加工可靠性。存在于导电颗粒上的氧化物层将进一步加剧该影响。本专利技术目的在于提供一种简单、低成本和能生产的替换方法，通过所 述方法可在支持体上制备导电结构化表面，这些表面是均匀和连续导电的。通过在基底上实现了该目的，所述方法包括以下步骤a) 通过利用激光依据预设结构烧蚀基础层结构化在基底上的包含可无电 和/或电解涂覆颗粒的基础层，b) 活化可无电和/或电解涂覆颗粒的表面，和c) 将导电涂层应用于结构化基础层上。本专利技术方法的优势在于除二维电路结构夕卜，例如也可为三维电路结构， 例如3D模压的互连器件或器件外壳的内部提供具有非常精细结构的导电 轨道。就三维物体而言，例如可通过使待涂覆的物体分别进入正确的位置 或通过适当地操纵激光束依次处理所有表面。例如刚性或柔性基底适于用作将导电结构化表面应用于其上的基底。 优选基底不导电。这就意味着电阻率大于109ohm x cm。合适的基底 为例如增强或未增强的聚合物，例如常用于印刷电路板的聚合物。合适的 聚合物为环氧树脂或改性环氧树脂(例如双官能或多官能双酚A或双酚F 树脂、环氧-线型酚醛树脂、溴化环氧树脂、芳族聚酰胺增强或玻璃纤维增 强或纸增强的环氧树脂(例如FR4))、玻璃纤维增强塑料、液晶聚合物 (LCP)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛(POM)、聚芳醚酮(PAEK)、聚醚醚酮 (PEEK)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二曱酸丁二醇酯(PBT)、聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰亚胺树脂、氰酸酯类、双马来酰亚胺-三噪树脂、尼龙、乙烯基酯树脂、聚酯、聚酯树脂、聚酰胺、聚苯胺、酚树脂、聚吡咯、聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)、聚曱基丙烯酸曱 酯、聚乙烯二氧噻吩、酚醛树脂涂覆的芳族聚酰胺纸、聚四氟乙烯(PTFE)、 蜜胺树脂、硅树脂、氟树脂、烯丙基化聚苯醚(APPE)、聚醚酰亚胺(PEI)、 聚苯醚(PPO)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚芳 酰胺(PAA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚 物(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、苯乙烯-丙烯腈共聚物 (SAN)以及可以各种形式存在的两种或更多种前述聚合物的混合物(共混 物)。基底可包含本领域熟练技术人员所知的添加剂如阻燃剂。原则上，也可使用下文就基质材料所述的所有聚合物。同样常见于印 刷电路工业的其他基底也是合适的。复合材料、泡沫样聚合物、Styr0por 、 Styrodur 、聚氨酯(PU)、陶资表面、织物、纸浆、纸板、纸、聚合物涂覆 的纸、木材、矿物材料、硅、玻璃、植物组织和动物组织也是合适的基底。将包含可无电和/或电解涂覆颗粒的基础层应用于基底上。在第一步 中，通过利用激光依据预设结构烧蚀结构化基础层。合适的激光器是市售 的。可使用所有激光器，例如脉沖或连续波气态、固态、二极管或准分子 激光器，从而使基础层吸收足够激光辐射，且激光功率足以超过基础层材 料至少部分分解或至少部分汽化的烧蚀阈值。优选使用脉冲或连续波IR 激光器，例如C02激光器、Nd-YAG激光器、Yb:YAG激光器、光纤或二 极管激光器。这些激光器廉价易得且功率大。合适激光器的功耗一般为至 少30W。然而，取决于基础层的吸收率，也可使用波长在可见光或UV频 率范围内的激光器。此类激光器为例如Ar激光器、HeNe激光器、倍频固 态IR激光器或准分子激光器(例如ArF激光器、KrF激光器、XeCl激光 器或XeF激光器)。依据激光束源、激光功率、所用光学装置和所用调节 器，激光束的焦斑直径为lnm-100pm,优选5nm-50nm。优选激光的波长 为150画10600iim,特别优选600-10600nm。在优选实施方案中，利用聚焦激光从基础层烧蚀待去除的基础层区域 (例如在印刷电路板情况下的绝缘通道)。也可利用设在激光光路中的掩模 或利用成像法产生^出层结构。在本专利技术的优选实施方案中，利用激光烧蚀基础层前将基质材料中包 含可无电和/或电解涂覆颗粒的分散体应用于基底上以形成基础层。可无电 和/或电解涂覆颗粒可为由任何导电材料、不同导电材料的混合物或导电材 料和不导电材料的混合物制成的任意几何形状的颗粒。合适的导电材料为 例如碳黑(例如为碳黑、石墨、石墨烯或碳纳米管的形式)、导电金属络合 物、导电有机化合物、导电聚合物或金属，优选锌、镍、铜、锡、钴、锰、 铁、镁、铅、铬，铋、银、金、铝、钛、钯、铂、钽及其合金或包含这些金属中的至少一种的金属混合物。合适的合金为例如CuZn、 CuSn、 CuNi、 SnPb、 SnBi、 SnCo、 NiPb、 SnFe、 ZnNi、 ZnCo和ZnMn。净争另U优选4吕、 铁、铜、银、镍、锌、锡、碳及其混合物。优选可无电和/或电解涂覆颗粒的平均颗径为O.OOl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基底上制备结构化导电表面的方法，所述方法包括以下步骤：　ａ）通过利用激光依据预设结构烧蚀基础层结构化在基底上的包含可无电和／或电解涂覆颗粒的基础层，　ｂ）活化可无电和／或电解涂覆颗粒的表面，和　ｃ）将导电涂层用于结构 化基础层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R洛赫特曼，J卡祖恩，N瓦格纳，J普菲斯特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]