[發明專利]涂有導電聚合物的工件的電鍍方法

無效

• 申請號: 01800987.5
• 申請日: 2001-02-20
• 公開（公告）號: CN1366563A
• 公開（公告）日: 2002-08-28
• 發明（設計）人: W·克羅南伯格;J·休普
• 申請（專利權）人: 恩索恩公司
• 主分類號: C25D5/02
• 分類號: C25D5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅朋,陳霽

本發明涉及涂有導電聚合物或改性聚合物的工件的電鍍方法。此外，本發明還涉及實施該方法用的設備。

為了使二維和三維工件的表面或表面結構按規定目標改變，甚至在非金屬表面的情況，都采用電鍍方法，電鍍方法符合相關的技術狀態，也是實際上常用的方法。例如在制造電路板時，用電鍍法能使基本材料金屬化和形成完全接觸。通常，基體材料由大部分表面要電鍍和涂有導電聚合物或改性聚合物的絕緣體組成。

但是，用電鍍法在涂有導電聚合物的大面積絕緣體上淀積金屬涂層通常不可能有明顯效果。其原因是，即使與金屬材料相比改性聚合物有高的比電阻，但要電鍍的工件表面上的電流密度按不均勻方式分布，所以不能形成均勻的強電場。為了得到連續的金屬涂層，必須增大電流密度，或者，延長電鍍時間。

為了避免因延長電鍍時間而造成的缺陷，從當前的技術狀態考慮，必須增大電流密度。但是，接觸面積中過大的電流密度會損壞導電聚合物涂層。之后，由于電導率減小，因而不會再進行電鍍金屬淀積。為了避免損壞聚合物涂層，必須選擇適當低的電流密度，這就必然要延長電鍍時間和隨之出現的相關缺點。

因此，必須確定和平衡電鍍涂有導電聚合物的工件的電流密度和電鍍時間。為了得到無針孔的涂層，必須考慮到一方面是過大的電流密度和另一方面是過長的電鍍時間之間的平衡，由此，再確定工件的相關參數。由于必須用很多時間來進行調節，如果不做這些調節則會出現高故障率，因此，從當前的技術狀態看，大規模電鍍不會令人滿意。

為了克服所述的這些缺點，本發明提出涂有導電聚合物工件的電鍍方法，它與要電鍍的工件無關，它允許縮短電鍍時間，同時減小電流密度。

按本發明，解決該問題的方法是，在第1步驟中，工件用多個相鄰的接觸件連接到電流源并在除被接觸件覆蓋的接觸位置外涂覆有連續薄金屬層。第2步驟中，去掉接觸件，形成無斷開的連續涂層。

本發明還提出，用多個相鄰接觸件覆蓋要電鍍的工件，從而在要電鍍的表面與電流源之間形成多個容允負載電流連接點。其優點是，即使只用低電流密度就可產生均勻的足夠進行表面電鍍的電場。導電聚合物涂層連接到電流源，產生幾乎均勻的覆蓋在要電鍍的工件的整個表面上的電場。

發明方法的第1步驟中，接觸件連接到電流源之后，在要電鍍的工件的導電聚合物涂層上形成薄金屬層。除被接觸件覆蓋的接觸點外該金屬層不斷開。接觸件以這樣一種方式放在要電鍍的表面上，使得在第1步驟中淀積的金屬層在整個表面上延伸和形成連續金屬涂層。由于用多個接觸件，因此只需較短的電鍍時間就能形成金屬涂層。它的優點是，盡管電流密度減小但電鍍時間不延長。相反，按本發明方法也可以既縮短電鍍時間而又減小電流密度。用發明方法能完全克服由于電流密度過大或電鍍時間過長造成的聚合物涂層損壞的現有電鍍方法的缺點。

除被接觸件覆蓋點之外，淀積了連續金屬涂層后，在第2步驟去掉接觸件，電流通過第1步驟中形成的金屬涂層使要電鍍的表面積充電。第1步驟中被接觸件覆蓋的接點也淀積金屬，所以，要電鍍的工件的整個表面上形成不斷開的金屬鍍層。由于第1步驟中形成的金屬涂層覆了表面面積，所以第2電鍍步驟只用較小的電流密度以及短的電鍍時間，因此用低電流密度也能建立均勻電場。此外，與聚合物涂層相反，金屬涂層是比電阻較低的良好導電體。

按以下方式進行本發明方法的第2步驟，能形成無斷開的連續金屬涂層，即，完成形成金屬涂層的第1步驟后，接點也不覆蓋，所以，按該方式，仍然留有開口的接點是“閉合的”，在第2步驟中形成不斷開的金屬涂層。也可以按這樣的方式進行第2步驟，使得第1步驟中形成的金屬涂層繼續生長，從而形成的不斷開的金屬涂層也覆蓋接點。可以用不同的電解液組分進行第2步驟。實施該方法時，重要的是用多個相鄰接觸件連接要電鍍的工件，使整個表面上形成均勻電場。被接觸件覆蓋的要電鍍的表面上的接點然后通過在第2步驟中形成的不斷開的金屬涂層閉合。

用本發明方法，第1次提供了有導電聚合物涂層有電鍍金屬涂層的二維或三維工件，能大大減小電流密度，只需要較短的電鍍時間。能避免由于過大的電流密度和過長的電鍍時間造成聚合物涂層損壞的現有電鍍方法的缺點。本發明的電鍍方法，通過設定相關的電流密度和選擇電鍍時間，可成批生產電鍍工件，而且與要電鍍的工件完全無關，而且，在開始每個新的電鍍工藝之前不需要重新調節這些工藝參數。