[發(fā)明專利]用于局部鍍覆的預處理方法、用于鋁材料的局部鍍覆方法和用于鍍覆鋁材料的抗蝕劑

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201380049239.1
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104718318A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 別所毅;齋藤永宏;高井治;高田智司
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社;國立大學法人名古屋大學
• 主分類號: C25D5/02
• 分類號: C25D5/02;C25D5/44;C23C18/16;C23C18/54
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭飛;林柏楠

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及用于局部鍍覆的預處理方法、用于鋁材料的局部鍍覆方法和用于鍍覆鋁材料的抗蝕劑。

背景技術(shù)

鋁材料具有高的比強度，為了通過減重改進運輸工具(例如汽車)的燃料經(jīng)濟性，它們的應用越來越廣泛。當在鋁材料上實施鍍鎳時，可以改進耐腐蝕性和耐磨性并可以生成高硬度。另一方面，鋁材料在大氣氧的作用下容易形成氧化膜。因此，鋁材料被歸類為在鍍膜與該材料之間表現(xiàn)出差的粘著的難鍍材料。因此在鋁材料的鍍覆處理過程中通常進行兩次鋅酸鹽處理作為預處理以確保鍍膜的粘著。在兩次鋅酸鹽處理中，將基底浸在鋅轉(zhuǎn)化處理浴中。使用硝酸剝除由該浸漬沉積的鋅膜，然后再次浸在鋅處理浴中。該鋅轉(zhuǎn)化處理浴通常是含有氫氧化鈉的強堿性溶液。

在材料的鍍覆處理中使用局部鍍覆法——其中僅在所需部分上形成鍍膜——預計可通過延長鍍浴的壽命提供降低的成本并降低環(huán)境負荷。傳統(tǒng)上使用有機厚膜(例如遮蔽膠帶或光敏膜)作為局部鍍覆法中所用的鍍覆抗蝕層(plating?resist)。在使用這樣的有機厚膜時需要去除抗蝕層處理，但蝕刻浴帶來的環(huán)境負荷以及該膜對鍍覆化學品的耐受性與易去膜性之間的平衡是成問題的。為了降低環(huán)境負荷，本發(fā)明人研究了使用自組裝單分子層(SAM)作為抗蝕層。例如，日本專利申請公開No.2006-57167(JP?2006-57167?A)提供了在基底上以所需圖案進行局部鍍覆的方法中使用SAM的一個實例。

JP?2006-57167?A公開了使用十七氟-1,1,2,2-四氫癸基-1-三甲氧基硅烷：F₃C(CF₂)₇(CH₂)₂Si(OCH₃)₃(在本文中稱作FAS)作為形成SAM的分子的一個實例。由這種FAS形成的SAM被認為可用作抗蝕層，因為其不如基底表面易吸附鍍覆催化劑并可通過曝光去除。JP?2006-57167?A公開了在表面帶有氧化硅膜的基底上使用FAS形成銅布線的一個實例。

但是，據(jù)發(fā)現(xiàn)，當JP?2006-57167?A中描述的FAS單分子層作為鋁材料鍍覆處理中的抗蝕層成膜時，基底沒有被這種單分子層完全涂布，并在鋅轉(zhuǎn)化處理浴中進行浸漬時，鋅最終沉積在基底上的甚至已形成抗鍍膜的區(qū)域中。還發(fā)現(xiàn)，強堿會剝除該抗蝕層。因此，使用JP?2006-57167?A中描述的FAS作為局部鍍覆的抗蝕劑不利于需要兩次鋅酸鹽處理的鋁材料鍍覆。由于使用SAM作為抗蝕層的局部鍍覆法是有用的，需要找出可用作甚至鋁材料鍍覆處理中的抗蝕層的SAM的原材料。

發(fā)明概述

基于對上述問題的研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，兩種特定的氟烷基硅烷的組合特別適用于形成在鋁材料鍍覆處理中充當抗蝕層的SAM。本發(fā)明提供了用于局部鍍覆的預處理方法、用于鋁材料的局部鍍覆方法和用于鍍覆鋁材料的抗蝕劑。

本發(fā)明的第一方面是用于局部鍍覆的預處理方法。該預處理方法包括：在由鋁材料構(gòu)造成的基底上，由九氟己基三甲氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷的混合物形成SAM作為抗蝕層；和對所述基底施以鋅酸鹽處理。

在本發(fā)明的第一方面中，九氟己基三甲氧基硅烷與三氟丙基三甲氧基硅烷之間的混合比可以為4:6至6:4。本發(fā)明的第一方面中的鋅酸鹽處理可以是兩次鋅酸鹽處理。本發(fā)明的第一方面還可包括在鋅酸鹽處理之前通過曝光從所述基底上除去一部分自組裝單分子層，自組裝單分子層的所述部分對應于要鍍覆的基底部分。

本發(fā)明的第二方面是用于鋁材料的局部鍍覆方法。該方法包括：在由鋁材料構(gòu)造成的基底上通過根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法進行局部鍍覆的預處理；和在所述基底上實施鍍覆處理。

在本發(fā)明的第二方面中，該鍍覆可以是鍍鎳。

本發(fā)明的第三方面是用于鍍覆鋁材料的抗蝕劑。該抗蝕劑含有九氟己基三甲氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷。

在本發(fā)明的第三方面中九氟己基三甲氧基硅烷與三氟丙基三甲氧基硅烷之間的混合比可以為4:6至6:4。

使用九氟己基三甲氧基硅烷和三氟丙基三甲氧基硅烷的混合物形成的SAM幾乎完全涂布由鋁材料構(gòu)造成的基底并還具有高的耐酸性和耐堿性。因此，其甚至在鋅酸鹽處理過程中也可防止鋅沉積而不剝落。本發(fā)明的方面因此可提供優(yōu)異的局部鍍覆鋁材料的方法、優(yōu)異的預處理方法和優(yōu)異的用于所述方法的抗蝕劑。

附圖簡述

下面參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施方案的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中類似數(shù)字是指類似元件，且其中：