表面的金属化的利记博彩app

文档序号:12285523阅读:441来源:国知局

本发明大致上涉及一种通过使用移印工艺将金属涂覆在基底的表面的方法。



背景技术:

现有技术中,公开了很多在基底的表面上涂覆金属的方法。包括聚合物对象的目标的金属化从例如WO98/34446、WO2007/116056、WO2007/116057和WO 2012/066018中已知。一种已知的方法包括将聚合物通过例如离子对聚合物上的电荷的吸附作用共价结合至表面,其中离子被还原成金属。然后可涂覆其它金属。

在公布的WO 98/34446、WO 2007/116056、WO2007/116057和WO 2012/066018中公开了金属化包括聚合物的基底的各种方法,所述聚合物包括羧酸基团和对例如离子的吸附。尽管上述申请中公开的方法得到成功应用,至少对一些应用而言仍有改进空间。至少对某些应用而言,期望增加已涂覆金属层的紧密度和密度。

移印是一种众所周知的技术,公开在例如WO 2013/175492中。

现今,尽管表面的金属化是成熟的,仍然期望更一步改进金属的涂覆。尤其考虑到金属层的紧密度和金属层的高频特性。

期望二维对象和三维对象皆能涂覆。二维对象和三维对象表面上有金属覆盖层和也有金属图案。

也期望在工业规模上降低金属化工艺的处理时间。

在某些情况下,存在表面的涂覆部分和表面的未涂覆部分之间的分界线的问题。这个分界线不总是变的足够明显。

通常,也期望通过在工艺中缩短处理时间、有效利用铜来降低金属化工艺的成本。

尤其期望提高已涂覆金属层的紧密度。已涂覆金属层提高的紧密度提供了如改进的导电性的优点。对于高频应用,如何改进金属层的适用性也是一个问题。



技术实现要素:

本发明的目的是至少避免现有技术中的一些问题,并提供改进的金属化基底和金属化基底的改进方法。

在第一方面中,提供了将金属涂覆在基底上的方法,所述方法包括以下步骤:

a)使基底的至少部分表面与选自下列物质中的至少一种接触:

i)至少一种引发剂、具有历经化学反应以形成聚合物的能力的可聚合单元,所述聚合物包括至少一个带电基团;且

ii)包括至少一个带电基团的聚合物,且

其中所述接触通过使衬垫与包括所述至少一种物质的板接触、随后使衬垫与基底的表面接触来实现,从而将所述至少一种物质转移到基底的表面上,(移印)

b)如果存在的话,引发可聚合单元的聚合反应,以获得包括至少一个带电基团的聚合物;

c)在已经涂覆的第一金属上沉积第二金属,以获得金属涂层,

其中在至少一次选自:步骤a)之前、步骤a)和步骤b)之间、步骤b)和步骤c)之间中的点进行以下添加中的至少一种:

i)添加至少一种第一金属的离子,并还原所述离子至金属,其中a)所述离子有与所述聚合物上的所述至少一个带电基团相反的带电符号,或者b)其中所述离子有与所述聚合物上的所述至少一个带电基团相同的带电符号,其中至少一种化合物被添加且至少部分地被吸附到包括至少一个带电基团的聚合物,所述至少一种化合物包括至少一个与所述离子符号相反的电荷;

ii)添加至少一种第一金属的金属粒子,其中所述粒子具有1-1000nm范围的直径。

移印和金属化过程使用环境友好的化学反应。

本发明在移印工艺中使用经过设计以在金属化工艺中最优化其功效的新型化学反应。

一个优点是以金属涂覆带图案和全覆盖层的2D和3D对象变得可能。

涂覆速度在工业规模上可以提高。

另一个优点是涂层厚度变得非常均匀和可预测。

相比于例如喷涂,没有或者可以忽略量的气溶胶产生。混合物使用节约,工业规模上没有或者仅有少量废物。

能够以均匀金属层产生图案或涂覆表面。

还一个优点是表面的金属涂覆部分和表面的未涂覆部分之间的分界线变得明显。

特别是,已涂覆金属层的紧密度通过使用移印技术和化学反应的组合得到增加。关于比如金属层的导电性,金属层增加的紧密度,即金属层增加的密度提供了改进的性能。

发明详述

在详细公开和描述本发明之前,应理解本发明不限于本文公开的具体化合物、结构、方法步骤、基底和材料,因为这些化合物、结构、方法步骤、基底和材料可有所变化。也应理解,本文应用的术语仅用于描述具体实施方案目的,不意在限制本发明范围,因为本发明的范围仅通过所附权项及其等同权项中限制。

必须注意,如本文说明书和所附权项中使用的,单数形式“a”、“an”和“the”包括复数指称,除非上下文清楚地阐明不包括。

如果没有其它定义,本文中使用的任何术语和科学术语意在具有被本发明所属领域技术人员理解的通常意义。

本文中使用的“光化辐射”表示具有引起光化学反应的能力的电磁辐射。例子包括但不限于具有引起光化学反应能力的所有可见光、紫外光、红外光。

如本文中使用的“可聚合单元”表示能参与产生聚合物的化学反应的化合物。具有形成聚合物能力的单体和低聚物皆包括在内。

发明人已进行广泛研究,意想不到地发现,通过将移印技术与包括带电基团和金属的化学反应结合,已涂覆金属层的紧密度得到增加。离子和/或小粒子被吸附到其上面的带电聚合物的使用非常适合与用衬垫的应用结合,因为已涂覆金属层的紧密度/密度得到增加。增加的紧密度是惊人的,因为第一聚合物之后涂覆的金属层(或多层)变得更紧密。因此,当涂覆化合物到基底上,随后涂覆的金属层的紧密度可通过特定技术增强是令人惊讶的,因为化合物在金属涂层之前用衬垫涂覆。

增加的紧密度背后的机制还未知。不希望受任何技术理论限制,发明人推断聚合物层的结构随着衬垫-涂覆变化,以使随后添加的金属层的紧密度增加。表面的低Ra值与高频应用中的低损耗有关是已知的。本发明提供了低Ra值,但也可有贡献于高频应用中低损耗的其它因素。

金属层增加的紧密度,即金属层增加的密度提供了与例如金属层导电性有关的改进性能。另外,金属层变得更特别适合于高频应用。

在第一方面中,提供了一种在基底上涂覆金属的方法,所述方法包括以下步骤:

a)使基底的至少部分表面与选自下列中的至少一种接触:

i)至少一种引发剂、具有历经化学反应以形成聚合物的能力的可聚合单元,所述聚合物包括至少一个带电基团;且

ii)包括至少一个带电基团的聚合物,且

其中所述接触通过使衬垫与包括所述至少一种物质的板接触、然后使衬垫与基底的表面接触来实现,从而将所述至少一种物质转移到基底的表面上,(移印)

b)如果存在的话,引发可聚合单元的聚合反应,以获得包括所述至少一个带电基团的聚合物;

c)在已经涂覆的第一金属上沉积第二金属,以获得金属涂层,

其中在至少一次选自:步骤a)之前、步骤a)和步骤b)之间、步骤b)和步骤c)之间中的点进行以下添加中的至少一种:

i)添加至少一种第一金属的离子,并还原所述离子至金属,其中a)所述离子有与所述聚合物上的所述至少一个带电基团相反的带电符号,或者b)其中所述离子有与所述聚合物上的所述至少一个带电基团相同的带电符号,其中至少一种化合物被添加且至少部分地被吸附到包括至少一个带电基团的聚合物,所述至少一种化合物包括至少一个与所述离子符号相反的电荷;

ii)添加至少一种第一金属的金属粒子,其中所述粒子具有1-1000nm范围的直径。

混合物按照已知移印技术中被置于板上。有不同方法获得其上第一金属被吸附的带电聚合物。混合物可包括几种不同物质。不同选择包括:

a)可聚合单元和引发剂,其中可聚合单元可历经化学反应以形成包括至少一个带电基团的聚合物,

b)包括至少一个带电基团的聚合物。

两个选择中均可选择地存在溶剂。

如果使用可聚合物单元,合适的引发剂与可聚合单元一起使用。聚合在一个实施方案中用选自光化辐射和热中的至少一种引发。

作为聚合或与聚合结合的替代,添加包括至少一个带电基团的聚合物。

在所有情况中,结果为包括至少一个带电基团的聚合物。在许多实施方案中,所得的聚合物包括几个电荷每聚合链。

所述与基底的表面接触的至少一种物质是指“混合物”,尽管可能在一些实施方案中它只是一种单个可聚合单元或一种单个聚合物。使用术语“混合物”是因为它通常为混合物。

在一个实施方案中,混合物以期望的图案设置,而在一个替代性实施方案中,整个板用混合物覆盖。衬垫,(移印)被按压在板上,大部分混合物将粘附至衬垫。衬垫移至待涂覆的基底且被推压到待涂覆的基底上。然后混合物将被涂覆到待涂覆的基底上。然后,衬垫从待涂覆基底的表面移走。然后可对下一个待涂覆基底重复该工艺。

移印技术提供了皆可涂覆2D和3D表面的可能性。对于3D表面,移印衬垫适应于待涂覆基底的形状。当然,对于3D对象存在限制,例如,可能难以甚至不可能涂覆复杂中空3D结构的内部。可结合多于一种相似的或不同的移印衬垫来涂覆一个对象。

在一个实施方案中,可聚合单元与引发剂(一种或多种)反应,所得聚合物链的至少一部分将通过与基底的表面上的可夺取的氢原子和/或不饱和单元反应共价键合到表面。当引发剂(或多种)被活化时,在基底的表面上形成自由基,自由基用作生长的聚合物链的定位点,以使形成共价键。同时,在一些情况下,也发生交联反应以使所得聚合物变成交联的。聚合物链随着聚合反应推进生长。同时在一些实施方案中,发生聚合反应以使聚合物链变得支化。支化的和/或交联的聚合物提供了较高机械强度以使聚合物薄层在与水等接触时不易膨胀。

作为聚合反应的替代,聚合物被添加,且在后者情况下没有与基底的表面上的原子发生反应。因此在这样的实施方案中,聚合物没有被共价键合到表面。这最大可能的结果是低附着到表面。但是,这种附着力对其中金属层的附着力不重要的很多应用是足够的。对基底的表面的高吸附力要求高的应用中,推荐包括产生共价键合的聚合物链的实施方案。

含带电基团的聚合物上,第一金属被吸附。这通过相反电荷金属粒子的吸附或通过小金属粒子(1-1000nm)的吸附进行。可替代的,带电化合物可被吸附至聚合物上以使金属离子可被吸附至吸附到聚合物上的相反电荷化合物。这样的带电化合物称为调节剂,它给聚合物提供正确的电荷。如果是金属离子,它们被还原至金属。第一金属的添加发生在步骤a)之前、步骤a)和步骤b)之间、或者步骤b)和步骤c)之间。作为供替代的选择,第一金属的添加发生在这些点中的几个。离子和金属粒子两者皆可在相同的工艺中被添加,或者同时或者在不同点。例如,当金属粒子和/或金属粒子在步骤a)之前添加,应理解金属离子仍在混合物中,可在方法的后续中起作用。金属离子通过使用本领技术人员已知的方法被还原成金属。应理解,粒子因吸引力,包括静电力附着于聚合物。

当第一金属已被吸附至聚合物上且被还原至金属(假设为离子),第二金属离子随后涂覆在表面上。第二金属的涂覆通过已经存在的第一金属变得容易。可选择地,第三金属涂覆在第二金属上。可选择地,一层或更多层金属涂覆在第三金属上面。

在一个实施方案中,可被添加的金属粒子具有1-1000nm范围的直径,可选择地2-500nm范围的直径,或者可选择地5-500nm。也包含具有不规则形状的粒子。包括具有不同直径的很多不同粒子的实施方案,所有粒子的直径应在该所述范围内。具有不规则形状的粒子可能不具有像球型颗粒那样定义明确的直径,像球型颗粒。如果一个粒子其直径不能直接地和明白地测定,其直径定义为粒子在任何方向中的最大尺寸。

在一个实施方案中,另一种金属涂覆在基底的表面上已经存在的金属上,所述另一种金属可与前文提及的第二或第三金属相同。在一个非限制性的实施例中,钯离子作为第一金属被沉积和还原,随后铜沉积在还原的钯离子上,银沉积在铜上。

引发剂,如果存在的话,在一个实施方案中为可用作引发剂的化合物和能将能量转移给用作引发剂的化合物的能量转移化合物的混合物。这种混合物也称为“引发剂”。作为使用具有适合用作引发剂的化合物的一定波长的光化辐射的替代,可以添加在光化辐射中吸收能量并将能量转移给用作引发剂的化合物的能量转移化合物。这样,两种化合物一起作为引发剂。

应理解,步骤a)中提供的基底还没有用金属涂覆。当基底的金属涂覆完成时,它为金属化基底。步骤a)中提供的基底也可被称为裸基底、或者未涂覆基底、或者未金属化基底。

在一个实施方案中,基底的至少部分表面包括选自由可夺取的氢原子和不饱和单元组成的组中的至少一个。在一个替代性实施方案中,对未金属化基底进行处理以使其表面包括选自由可夺取的氢原子和不饱和单元组成的组中的至少一个。在一个实施方案中,这种表面处理包括共价结合至少一种化合物,该化合物包括选自由可夺取的氢原子和不饱和单元组成的组中的至少一个。在一个实施方案中,这种表面处理包括吸附至少一种化合物,该化合物包括选自可夺取的氢原子和不饱和单元中的至少一个。在一个实施方案中,这种表面处理为共价结合和吸附至表面的组合。

在一个实施方案中,可聚合单元存在于步骤a)中,基底包括可夺取的氢原子。在一个实施方案中,可聚合单元存在于步骤a)中,基底包括不饱和碳键。

在一个实施方案中,存在包括至少一个带电基团的聚合物,基底包括相反符号的电荷。在移印进行过程中,认为在带电的聚合物和表面上的电荷之间产生了吸引力。

通过使用表面修饰的方法以获得包括选自可夺取的氢原子和不饱和单元中的至少一种的表面,金属化其中大部分不包括任何可夺取的氢原子或不饱和单元的材料是可能的。这种材料的实例包括但不限于玻璃、氧化物和包括铝、铍、铈、锆的氧化物的陶瓷材料。材料的更多实例包括但不限于碳化物、硼化物、氮化物和硅化物。

而在另一个实施方案中,既没有可夺取的氢原子也没有任何不饱和单元。对于这种基底,可以不经任何将聚合物链附着于基底的表面的聚合反应产生聚合物膜。

在一个实施方案中,基底包括至少一种聚合物。

在一个替代性实施方案中,基底由玻璃制成。在一个实施方案中,已对玻璃进行处理以使其表面至少部分地包括选自可夺取的氢原子和不饱和单元中的至少一个。

溶剂是任选的。在一个实施方案中,任选的溶剂选自由甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、异丙醇和乙酸乙酯组成的组。在一个可替代实施方案中,任选的溶剂选自由甲醇和乙醇组成的组。

在一个至少一种引发剂存在的实施方案中,所述至少一种引发剂与至少一种可聚合单元和任选的至少一种溶剂形成一个相。这使得将不同化合物涂覆到基底上变得容易,且这种涂覆可在一步中实施,这节约了时间和成本。

在一个实施方案中,可聚合单元为单体。在一个替代性实施方案中,可聚合单元为低聚物。可聚合单元可历经化学反应,形成聚合物。如果可聚合单元为单体,它可历经聚合反应以形成聚合物。低聚物为通过一些单体的聚合反应形成的化合物。低聚物可转而历经反应形成聚合物。在一个实施方案中,所述至少一种可聚合单元为选自可聚合单体和可聚合低聚物中的至少一种。

在一个实施方案中,可聚合单元为至少一种有机酸。

在一个实施方案中,可聚合单元为选自由甲基丙烯酸、丙烯酸和马来酸组成的组中的至少一种。在一个实施方案中,可聚合单元为选自由甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、2-丙烯酸羟乙酯和丙烯酸组成的组中的至少一种。

在一个实施方案中,可聚合单元为选自由甲基丙烯酸和丙烯酸组成的组中的至少一种。

在一个实施方案中,可聚合单元的聚合产生的聚合物包括至少一个羧酸基团作为带电基团。

在一个实施方案中,聚合物包括至少一个羧酸基团。

在一个实施方案中,聚合反应通过光化辐射引发。在一个实施方案中,聚合反应通过热引发。在一个实施方案中,聚合反应通过光化辐射和热引发。在一个实施方案中,通过选自红外辐射、使用热空气/热气体和将基底送至与被加热表面接触中的至少一种提供热。

在一个聚合反应由热和光化辐射二者引发的实施方案中,热和光化辐射同时被提供。在一个实施方案中,热和光化辐射两者的一个源用来同时提供热和光化辐射。一个非限制性的实例为一个照射红外辐射和光二者的灯。在一个替代性实施方案中,热和光化辐射是分开提供的。

受光化辐射和热二者影响的引发剂在一个实施方案中被使用。这些引发剂的实例包括但不限于α-羟基酮、苯基羟乙酸盐或酯、酰基膦氧化物、α-胺基酮、苯偶酰二甲基缩酮和肟酯类。过氧化物和偶氮化合物也可用作引发剂,首先通过热活化,到一定程度后也通过光化辐射活化。

在一个实施方案中,上述引发剂与另外类型的引发剂混合。

在一个实施方案中,引发剂为选自由蒽醌类、噻吨酮、异丙基噻吨酮、氧杂蒽酮、苯甲酮和芴酮组成的组中的至少一种。

α-羟基酮的实例包括但不限于:1-羟基-环己基-苯基-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰)-苄基]-苯基}-2-甲基-1-丙酮和2-羟基-1-[4-(2-羟乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮。

苯基羟乙酸盐或酯的实例包括但不限于:氧代-苯基-乙酸2-[2-氧-2-苯基-乙酸基-乙氧基]-乙酯、氧代-苯基-乙酸2-[2-羟基-乙氧基]-乙酯和苯基乙醛酸甲酯。

酰基膦氧化物的实例包括但不限于2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基亚膦酸盐和双(2,4,6三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦。

α-胺基酮的实例包括但不限于2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1和2-二甲氨基-2-(4-甲基-苄基)-1-(4-对氧氮己环-4-基-苯基)-1-丁酮。

苯偶酰二甲基缩酮的非限制性的实例为2,2-二甲氧基-1,2二苯基-1-乙酮。

肟酯类的实例包括但不限于[1-(4-苯磺酰基苯甲酰)亚庚基胺]苯甲酸盐,和[1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)咔唑-3-基]亚乙基胺]乙酸盐。

过氧化物的实例包括但不限于酮过氧化物、二酰基过氧化物、二烷基过氧化物(过氧化二异丙苯)、过酸酯、过氧缩酮、有机过氧化物、过氧二碳酸盐和过氧单碳酸盐。

偶氮化合物的实例包括但不限于2,2-偶氮二(异丁腈)(AIBN)。

引发剂同时被热和光化辐射二者活化的实施方案具有很多优点。附着力变好,因为反应的引发更有效,聚合物到基底的表面的共价结合将更有效,这反过来将提供更好的附着力。更有效的引发也可在聚合物中提供更多交联和/或更多支化聚合物,这反过来也将提供改进的附着力。也已证明如果使用具有双活化机制(热和光化辐射)的引发剂,需要较低浓度的第一金属(例如钯)。

在一个具体实施方案中,没有添加引发剂。替代的,添加了包括带电基团的聚合物。在这样的实施方案中,使用聚合物/低聚物的物理干燥。在其它实施方案中,聚合物/低聚物的氧化反应用来产生薄膜,在这样的实施方案中,聚合物/低聚物包括至少一个能在空气中氧气存在下被氧化的官能团。在更进一步的实施方案中,膜凝结聚合物被使用,一个实例是丙烯酸类聚合物。在所有实施方案中,聚合物包括至少一个带电基团。

在一个实施方案中,基底在步骤a)之前用选自等离子体、电晕和火焰处理中的至少一种处理。这种处理可提高表面的润湿性。

在一个实施方案中,基底在步骤c)之前被洗涤。

在一个实施方案中,第二金属为选自由铜、银、镍和金组成的组中的至少一种。在一个实施方案中,第一金属为钯。

应理解,进一步的金属层也可涂覆在金属涂覆的表面上。进一步的金属层(单层或多层)使用已知的技术涂覆。如何在已经存在的金属层上涂覆进一步的金属层是为人熟知的。

在一个实施方案中,至少一种溶剂存在于步骤a)中,所述至少一种溶剂在步骤a)和步骤b)之间至少部分地被蒸发。这样,当表面上的混合物干燥或者如果溶剂的部分已经蒸发时,步骤b)中的任选的聚合反应可被实施。这具有的优点是黏度增加以使混合物在引发剂的活化过程中更容易保持在表面上。另外,可实施步骤a),然后在实施步骤b)之前等待一段时间。该实施方案中,实施步骤b)之前,基底可被储存或运输。

工艺中氧的影响可通过优化层厚度或使用保护性气体最小化。当使用保护性气体时,如果聚合物上的氧化功能被使用,必须考虑到这点。

如果使用这种引发剂的话,用来照射的紫外源、激光或光的波长应与引发剂的吸收谱匹配。优选的实施方案是引发剂被光化辐射和热二者活化。

在一个实施方案中,聚合反应通过与光引发剂波长灵敏度匹配的紫外光源照射引发。

可聚合单元在一个实施方案中选自具有羧基官能团的各种可聚合单元。这样,可聚合单元将变成羧基为带电基团。

在一个实施方案中,第二金属为选自由铜、银和金组成的组中的至少一种。在一个实施方案中,第一金属为钯。

在一个实施方案中,基底在步骤b)之后进行干燥和可选择地氧化。在一个实施方案中,可选择的氧化是在空气中。当聚合物由可聚合单元制备或吸附至基底的表面,基底可被干燥。可选择地,它可在例如环境空气中被氧化。

在第二方面中,提供了根据上文描述的方法制备的金属化基底。

在第三方面中,提供了一种试剂盒,包括至少一种可聚合单元、至少一种引发剂和可选择地至少一种溶剂,和实施如前文所述的方法的指示。

在试剂盒的一个实施方案中,所述至少一种可聚合单元、所述至少一种引发剂和可选择地至少一种溶剂是在混合物中。

在试剂盒的一个实施方案中,存在溶剂,且溶剂为选自由甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、异丙醇和乙酸乙酯组成的组中的至少一种。

在试剂盒的实施方案中,存在溶剂,且溶剂为选自由甲醇、乙醇组成的组中的至少一种。

在试剂盒的一个实施方案中,单体为至少一种有机酸。

在试剂盒的一个实施方案中,单体为选自由甲基丙烯酸、丙烯酸和马来酸组成的组中的至少一种。

在试剂盒的一个实施方案中,单体为选自由甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、2-丙烯酸羟乙酯和丙烯酸组成的组中的至少一种。

在试剂盒的一个实施方案中,引发剂选自由蒽醌类、噻吨酮、异丙基噻吨酮、氧杂蒽酮、苯甲酮和芴酮组成的组中的至少一种。

在试剂盒的一个实施方案中,引发剂选自由α-羟基酮、苯基羟乙酸盐或酯、酰基膦氧化物、α-胺基酮、苯偶酰二甲基缩酮和肟酯类组成的组中的至少一种。

在试剂盒的一个实施方案中,引发剂选自由过氧化物和偶氮化合物组成的组中的至少一种。

当阅读说明书和实施例时,本发明的其他特征和用途以及它们相关的优点对本领域技术人员而言是明显的。

应理解,本发明不限于本文所示的具体实施方案。提供以下实施例是为了说明目的,不意在限制本发明的范围,因为本发明的范围仅通过所附权项及其等同权项限定。

具体实施方式

实施例1

甲基丙烯酸(40%)和TMPTMA(三甲基丙烯酸三羟甲基酯)(60%)间的单体混合物与3.5%的异丙基噻吨酮和1%的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-1-乙酮混合。然后将混合物用乙醇(混合物:乙醇,9:1)稀释以获得对移印工艺而言最好的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印漆的性能。具有20μm线和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在PA6(聚酰胺6)板上。层的厚度约6μm。

印刷过程之后,板移至紫外照射源,Fusion P300,暴露于紫外光(370mJ/cm2)。皮带速度为8m/min。印刷图案用共价键被聚合和固定到PA6板表面。

照射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有19μm和21μm之间线宽的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有8至10μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>14N/cm。附着力值比可比较的商品化系统高超过2倍。铜层可用作高导电层。可比较的导电商品化移印系统具有低10至100倍的导电性。

实施例2

合成包含羧酸官能团的低聚物至平均分子量1200。结构单元为己二醇和丙烯酸。丙烯酸是过量的,以得到羧酸末端基团和低聚物的功能(低聚物A)。

二丙烯酸己二醇酯(25%)和低聚物A(75%)间的混合物与3.0%的芴酮和1.5%的2,2-二甲氧基-1,2-二苯基-1-乙酮混合。混合物具有对移印工艺而言足够的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印漆的性能,具有20μm线和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在PA6(聚酰胺6)板上。移印层的厚度约5μm。

印刷过程之后,板移至紫外照射源,Fusion P300,暴露于紫外光。皮带速度为12m/min(325mJ/cm2)。板上的印刷图案用共价键被聚合和固定到PA6板表面。

照射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有19和21μm之间线宽的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有8至10μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>11N/cm。附着力值比可比较的商品化系统高差不多2倍。铜层可用作高导电层。可比较的导电商品化移印系统具有低10至100倍的导电性。

实施例3

丙烯酸(35%)、HDDA(二丙烯酸己二醇酯)(20%)和TMPTMA(三甲基丙烯酸三羟甲基酯)(45%)间的单体混合物与2.5%的过氧化二异丙苯混合。然后将混合物用甲醇(混合物:甲醇,4:1)稀释以获得对移印工艺而言最好的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印混合物的性能,具有20μm线和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在Makrolon(聚碳酸酯)板上。聚碳酸酯板上的层厚度约5μm。

印刷过程之后,板移至带感应加热的炉,炉温65℃。板在炉中保持30分钟。印刷图案用共价键被聚合和固定到聚碳酸酯板表面。

辐射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有约20μm线宽的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有10至12μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>15N/cm。附着力值比可比较的商品化系统高超过2倍。铜层可用作天线。至今还没有天线由移印工艺制作。这是用移印工艺制备天线的第一例。

实施例4

含羧酸官能团的丙烯酸乳液用在金属化移印工艺中。

该丙烯酸乳液对移印工艺而言具有足够的流变性。

移印机SPE MS-2用来测试移印乳液的性能。具有20μm线和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在PC/ABS板上。移印层的厚度约7μm。

印刷过程之后,板移至具有25℃和75%相对湿度的房间。干燥时间8小时。印刷图案在PC/ABS板表面物理干燥。

辐射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有19μm和21μm之间线宽的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有12至14μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>6N/cm。铜层可作为高导电层。可比较的导电商品化移印系统具有低10至100倍的导电性。

实施例5

合成包含羧酸官能团的低聚物至平均分子量900。结构单元为二亚乙基二醇和丙烯酸。丙烯酸是过量的,以得到羧酸末端基团和低聚物的功能。低聚物在结构中也包含双键。低聚物被命名为低聚物A。

风干醇酸树脂(40%)和低聚物A(60%)间的单体混合物与异丙醇(IPA)以65%混合物和35%IPA的比例混合。混合物具有对移印工艺而言好的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印漆的性能,具有20μm线和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在PA6(聚酰胺6)板上。移印层的厚度约5μm。

印刷过程之后,板移至具有25℃和75%相对湿度的房间。干燥时间24小时。印刷图案在PC/ABS板表面通过氧化机制(聚合)干燥。

辐射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有19μm和21μm之间线宽的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有8至10μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>11N/cm。附着力值比可比较的商品化系统高差不多2倍。铜层可用作高导电层。可比较的导电商品化移印系统具有低10至100倍的导电性。

实施例6

含羧酸官能团和丙烯酸单体比例2:1的聚酯树脂、2.5%重量的2,2二甲氧基-1,2二苯基-1-乙酮和1.3%重量苯甲酮在乙醇中用于金属化的移印工艺中。

该溶液对移印工艺而言具有足够的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印体系的性能。具有10μm线、线间距20μm和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在PA板上。移印层的厚度约5μm。

印刷过程之后,板转移到紫外固化装置,Fusion F300S。线速度为5m/min。PA板表面上的印刷图案在经通过紫外固化装置1次之后干燥。

照射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有10μm和12μm之间线宽、线间距19μm的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有大约6μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>15N/cm。铜具有σ=5.3×107S/m的电导率(在20℃)。可比较的导电商品化移印系统具有低大于10倍的导电性。

实施例7

合成包含羧酸官能团的低聚物至平均分子量900。结构单元为二亚乙基二醇、马来酸和丙烯酸。有机酸含量是过量的,以得到羧酸末端基团和低聚物的功能。低聚物在结构中也包含双键。低聚物被命名为低聚物A。

风干醇酸树脂(40%)和低聚物A(60%)间的混合物与异丙醇(IPA)以65%混合物和35%IPA的比例混合。2%重量的1-羟基-环己基-苯基酮。混合物对移印工艺而言具有好的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印漆的性能。具有20μm线和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在PC/ABS板上。移印层的厚度约5μm。

印刷过程之后,板移至具有25℃和75%相对湿度的房间。干燥时间12小时,然后在Fusion F300S装置中紫外固化。线速度为5m/min。PC/ABS板表面上的印刷图案通过氧化机制(聚合)和自由基机制干燥。

照射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有20μm和23μm之间线宽的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有8至10μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>11N/cm。附着力值比可比较的商品化系统高差不多2倍。铜层可用作高导电层。可比较的导电商品化移印系统具有低大于10倍的导电性。

实施例8

含羧酸官能团和丙烯酸单体比例2:1的聚酯树脂、2.5%重量的2,2二甲氧基-1,2二苯基-1-乙酮和1.3%重量苯甲酮在乙醇中用于金属化的移印工艺中。

该溶液具有对移印工艺而言足够的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印体系的性能。具有10μm线、线间距20μm和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在具有表面粗糙度Ra<0.2μm的COC聚合物(环烯族共聚物)板上。移印层的厚度约6μm。

移印过程之后,板转移到紫外固化装置,Fusion F300S。线速度为5m/min,COC板表面上的印刷图案在通过紫外固化装置1次之后干燥。

照射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在包含钯(II)离子的商品化溶液中活化。钯离子通过将板浸入商品化还原介质中被还原为钯金属。然后在将板置入商品化化学铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有9μm和11μm之间线宽、间距21μm的铜直线,矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有大约6μm的膜厚。

测试矩形表面上的附着力,附着力>9N/cm。铜具有σ=5.3×107S/m的电导率(在20℃)。可比较的导电商品化移印系统具有低大于10倍的导电性。因为表面具有很低的Ra值,它在高频应用中有很低的损耗。

高频低损耗、高导电性、细线分辨率和高附着力的结合是独一无二的。

实施例9

含羧酸官能团和丙烯酸单体比例2:1的聚酯树脂、2.5%重量的2,2二甲氧基-1,2二苯基-1-乙酮和1.3%重量苯甲酮在乙醇中用于金属化的移印工艺中。

该溶液对移印工艺而言具有足够的流变特性。

移印机SPE MS-2用来测试移印体系的性能。具有20μm线、线间距20μm和30mm×10mm的矩形表面的图案印刷在具有表面粗糙度Ra<0.2μm的COC聚合物(环烯族共聚物)板上。移印层的厚度约10μm。

移印过程之后,板转移到紫外固化装置,Fusion F300S。线速度为5m/min,COC板表面上印刷图案在通过紫外固化装置1次之后干燥。

照射之后,板在去离子水(DIW)中洗涤。在下一步中,板在J-Kem国际商品化体系S,a 3-金属合金直接电镀工艺中活化。体系-S为仅有的直接电镀工艺,归因于创新的3-金属合金可以化学镀铜水平传递导电性,且该工艺取代了活化、用钯还原和化学镀铜。然后在将板置入商品化电镀铜浴中进行镀铜之前在DIW中进行洗涤。

板上的结果为具有20μm和23μm之间线宽、间距21μm的铜直线。矩形表面用铜完全覆盖。铜线和矩形表面具有大约12μm厚的铜膜。

测试矩形表面上的附着力,附着力>9N/cm。铜具有σ=5.8×107S/m的电导率(在20℃)。可比较的导电商品化移印系统具有低大于10倍的导电性。因为表面具有很低的Ra值,它在高频应用中有很低的损耗。

高频低损耗、高导电性、细线分辨率和高附着力的结合是独一无二的。

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