[發(fā)明專(zhuān)利]在非導(dǎo)電襯底上制造的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280068865.0
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104080956A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邁克爾·拜爾凱伊;托比亞斯·廷托夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿爾塔納股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): C25D5/02
• 分類(lèi)號(hào): C25D5/02;C25D5/10;C25D5/54;H01B1/02;H01B1/04;H01B1/12
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 葉杉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制造導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域。

更具體地，本發(fā)明涉及一種用于在非導(dǎo)電襯底上制造導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法，更具體地涉及一種在襯底上電化學(xué)沉積金屬的方法。本發(fā)明的方法適用于制造導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，更具體來(lái)說(shuō)涉及導(dǎo)電金屬結(jié)構(gòu)和/或電鑄產(chǎn)品。

本發(fā)明還涉及一種通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，更具體涉及導(dǎo)電的金屬結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

在制造導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，例如導(dǎo)電涂料和制造小型化物體以及工件，更具體的電氣部件和精密機(jī)械部件的過(guò)程中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可用的方法主要包括材料去除技術(shù)以及材料施加方法。材料去除技術(shù)包括例如蝕刻、銑削、磨削等，而材料施加方法的實(shí)例包括印刷、澆鑄、濺射等。

在材料去除方法的情況中，材料的引入量最初要大于制造產(chǎn)品所需要的數(shù)量。去除多余的材料然后得到所需的形狀或所需的產(chǎn)物。去除的材料部分隨后必須在昂貴和不便操作下再次用于成形或回收。這些操作會(huì)產(chǎn)生不必要的生產(chǎn)成本和物料成本，考慮到不斷增加的原材料價(jià)格和能源以及從保護(hù)環(huán)境的角度來(lái)看，這是特別不利的。此外，在復(fù)雜的幾何形狀情況下，生產(chǎn)成本提高到工業(yè)生產(chǎn)不能以經(jīng)濟(jì)合理方式運(yùn)行的點(diǎn)值。

與此相比，在材料施加方法的情況中，材料被施加到襯底上或引入到模具中，材料的使用量盡可能地只是用于生產(chǎn)期望物品或期望結(jié)構(gòu)所必需量。因此，材料施加方法允許涂料和微結(jié)構(gòu)以有效使用資源和原料的方式加以制造。這樣，例如微細(xì)的導(dǎo)體軌跡可通過(guò)銀漿的印刷涂覆來(lái)制造；然而，由于銀顆粒的大小和漿料的高粘度，并不能實(shí)施大多數(shù)的印刷方法，特別是技術(shù)上精制和廉價(jià)的噴墨印刷方法。另一方面，如果使用含有銀納米顆粒的油墨，印刷導(dǎo)體軌跡在獲得充分的導(dǎo)電性之前首先必須被燒結(jié)。但燒結(jié)操作大大限制了其上印刷導(dǎo)體軌跡的襯底材料的選擇，因?yàn)樵陔姎夤こ讨袃?yōu)先使用的塑料基襯底因暴露于相對(duì)高的溫度下會(huì)被破壞。也在實(shí)施的由氣相通過(guò)化學(xué)沉積，特別是CVD法(化學(xué)氣相沉積法)來(lái)制造導(dǎo)體軌跡通常是非常不便且昂貴的。

例如，通過(guò)常規(guī)的材料施加方法(如鑄造技術(shù))來(lái)制造微結(jié)構(gòu)的制品和部件也是困難的。特別是鑄造方法僅具有極其有限的用于制造均勻涂層和微結(jié)構(gòu)的制品的適用性，因?yàn)殍T造組合物的表面張力很不利于鑄造模具的均勻潤(rùn)濕，特別是在非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)的情況中。

另一種可用的材料施加方法具體是在襯底上電解或電鍍沉積金屬以用于制造導(dǎo)電涂層。鍍鋅特別是用作復(fù)制的方法或用于制造電鑄產(chǎn)品。在制造電鑄產(chǎn)品的情況下，首先要制造待模制制品的非導(dǎo)電模具，模具通常隨后被破壞，然后用導(dǎo)電層涂覆。使用制造導(dǎo)電層的技術(shù)例如石墨化，其中超細(xì)石墨粉分散到模具中，然后用細(xì)刷或粗刷延展，以制造連貫的導(dǎo)電層。此外，用和石墨化相同的方式使用金屬粉末涂覆。

產(chǎn)生鍍鋅用導(dǎo)電涂層的其它方法有例如涂覆銀溶液，隨后將溶解的銀還原成單質(zhì)銀，并且還用單質(zhì)金屬涂覆。然而，上述技術(shù)都存在的缺點(diǎn)在于，非導(dǎo)電模具上導(dǎo)電介質(zhì)的粘附性往往不足；為了獲得足夠的導(dǎo)電性需要較大的膜厚度；或者只有使用相當(dāng)昂貴和復(fù)雜的設(shè)備才能實(shí)施這些方法且成本較高。

因此在現(xiàn)有技術(shù)中，一直都試圖去改善鍍鋅方法的效率：

EP0?698?132?B1/US5,389,27A公開(kāi)了一種對(duì)電路板襯底電化學(xué)涂覆導(dǎo)電金屬層的方法/組合物，其中導(dǎo)電石墨的分散體被施加到電路板的導(dǎo)電和不導(dǎo)電表面區(qū)域上，蝕刻電路板，然后電化學(xué)涂覆襯底。

此外，EP0?200?398?B1涉及一種用于將導(dǎo)電金屬層電鍍至不導(dǎo)電材料表面上的方法，其中碳黑分散液被施加到非導(dǎo)電材料，然后對(duì)襯底的表面進(jìn)行電化學(xué)涂覆或電鍍。

DE198?06?360?A1涉及一種使用石墨分散液將具有光滑表面的金屬層電解沉積至襯底上的方法，其中襯底與包含石墨粒子的分散液接觸，然后電解沉積金屬層至石墨層上。

最后，EP0?616?558?B1涉及一種使用細(xì)顆粒固體涂覆表面的方法，其中使用聚合電解質(zhì)在水浴槽中預(yù)處理待涂覆襯底，然后，處理過(guò)的襯底浸入到含有固體分散體的第二水浴槽中。顆粒固體通過(guò)凝固保持與襯底表面粘附，并且其中，通過(guò)這種方式據(jù)說(shuō)能夠特別地獲得導(dǎo)電層。

然而，所有的這些方法的共同點(diǎn)是，它們沒(méi)有顯著提高襯底上導(dǎo)電層的粘附性，或其耐磨性，并且通常只允許襯底的全面積潤(rùn)濕。因此，使用這些方法很難或者不太可能獲得非導(dǎo)電襯底的區(qū)域選擇性或局部限定涂層。

特別地，上述起始物料和方法通常不能與廉價(jià)的印刷方法結(jié)合使用，在它們的適用性方面，限制到具體的方法參數(shù)和材料，并因此不能靈活進(jìn)行設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容