[發明專利]塑料組合物及其應用以及塑料表面選擇性金屬化的方法

有效

• 申請號: 201110202092.8
• 申請日: 2009-12-17
• 公開（公告）號: CN102391633A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 宮清;周良;苗偉峰;張雄
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L67/02;C08L101/00;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/38;C08K5/098;C08K3/08;C08K7/14;C23C18/38;C23C18/20
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

相關申請

本申請是申請號為200910261216.2、申請日為2009年12月17日、發明名稱為“塑料組合物及其應用以及塑料表面選擇性金屬化的方法”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種塑料組合物及其在塑料表面選擇性金屬化中的應用以及塑料表面選擇性金屬化的方法。

背景技術

在注塑件表面直接形成立體電路的技術，能夠將普通的電路板的電氣互連功能、支承元器件的功能和塑料件的支撐、防護等功能實現于一個器件上，形成立體的、集機電功能于一體的電路載體。這類技術可根據需要設計選擇適合的形狀，可實現多功能，可減少安裝層次、降低元器件數量，目前已經在汽車、工業、計算機、通訊等領域得到應用。

塑料表面選擇性地金屬化是立體電路技術的重要一個環節。塑料表面金屬化生產線路有很多方法，US5599592A將一種金屬氧化物加入聚合物材料中，然后用紅外激光活化需要的圖案，在被活化的部位就會產生金屬核，這些金屬核作為后續化學鍍的催化劑。但是該方法也存在一些問題，一是實施例中加入的金屬氧化物Sb₂O₃是一種致癌物質而被禁止使用，除了Sb₂O₃以外，可以被紅外還原的金屬氧化物非常少；另外，該文獻還提到在金屬化后，需要熱處理使金屬層擴散到塑料中才能更好地提高金屬層和塑料基體之間的結合力，但是金屬層能夠多大程度地擴散是一個問題。

US2003031803A1也報道了用金屬氧化物顆粒如ZnO、TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、CeO₂等涂布在基體的表面，然后用UV激光照射，接著再鍍銅的工藝。其中UV移動的最大速度是100mm/s，而且對圖案的生成沒有選擇性。

US2004/0241422A1和US7060421還報道了在塑料基體中加入尖晶石結構的無機粉末，這些無機化合物含有銅、鎳、鈷、鉻、鐵等元素，然后用紫外激光(波長為248nm、308nm、355nm、532nm)和紅外激光(波長為1064nm和10600nm)進行活化。上述文獻中特別提到具有尖晶石結構的氧化物可以在激光作用下還原出金屬單質，將金屬單質作為晶核，誘導化學沉積金屬，形成金屬層。這一過程的實現需要嚴格的工藝控制，需要照射較高的激光能量才能將尖晶石結構的氧化物還原為金屬單質，從而取得預期的誘導化學沉積金屬的效果，對設備和工藝的要求都比較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新的塑料組合物以及塑料表面選擇性金屬化的方法，使用該方法后，可以進一步容易地形成電路。

本發明提供了一種塑料組合物，該塑料組合物含有塑料基材組分和催化劑組分，其中，所述催化劑組分為選自除銅以外的元素周期表第9、10和11列金屬元素的氧化物，元素周期表第9、10和11列金屬元素的硅酸鹽、硼酸鹽和草酸鹽，含有元素周期表第9、10和11列金屬元素的加氫催化劑以及具有銅鐵礦結構的ABO₂型復合氧化物中的一種或兩種以上，所述加氫催化劑為能夠使含羰基的醛、酮、脂肪酸或脂肪酸酯加氫成為醇的催化劑；所述A為選自元素周期表第9、10和11列金屬元素中一種，B為Ni、Mn、Cr、Al或Fe，且A與B不同。

本發明還涉及本發明提供的塑料組合物在塑料表面選擇性金屬化中的應用。

本發明還提供了一種塑料表面選擇性金屬化的方法，該方法包括：將本發明提供的塑料組合物混合均勻并注塑成型，得到塑料樣品；通過照射能量線對所述塑料樣品進行蝕刻，以使部分塑料氣化剝離而露出催化劑組分顆粒；對露出催化劑組分顆粒的塑料樣品進行化學鍍銅。

本發明由于選用了不同于現有技術的組分，使用本發明所述的催化劑組分可直接促進化學鍍銅，不需要通過激光誘導將催化劑組分中的金屬元素還原為單質這個復雜且不易控制的過程，從而拓寬了可以使用的能量線的范圍，更容易控制工藝的穩定性。而且通過控制照射能量線的形狀在塑料樣品表面容易地得到想要的化學鍍層金屬的形狀，即可以在塑料樣品表面容易地得到需要的線路。

另外，從本發明表1和表2的數據可以看出，利用本發明的塑料表面選擇性金屬化的方法，在本發明中所使用的催化劑組分顆粒的促進下，在照射過能量線的塑料樣品表面的化學鍍銅速度高達1-9微米/小時，化學鍍鎳速度高達1-8微米/小時。

具體實施方式