基材上层的形成制造技术

本发明专利技术公开在基材表面形成第一层的方法，所述第一层适合于活化在其上的形成第二固体层的化学反应，该方法包含下列步骤：让第一液体接触基材，在基材上形成第一固体层，所述第一液体包含形成第二固体层的化学反应的活化剂，其特征在于：要选择第一液体使第一固体层粘结在基材上并可渗透第二液体，所述第二液体包含供形成第二固体层的化学反应的一种或多种试剂。然后通过让包含供形成第二固体层的反应的一种或多种试剂的第二液体与第一固体层接触，在基材上形成第二固体层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基材上形成固体层，尤其，但不限于，通过金属离子的还原在基材上形成导电金属区。在本说明书中，形容词固体，在关于固体层或固体基材时，是指物质处于固相。固体层或基材可以是塑性的、弹性的、回弹的、刚性的、凝胶状的、可渗透的或具有符合固体相的任何其它性能。
技术介绍
基材上的导电金属区，尤其是能按照图案形成导电金属区的方法，有许多工业应用。一项重要应用是制造印刷电路板，这时要使金属层形成图案，以按照预定的布置电连接不同的部件和电气设备。其它应用包括天线如移动电话的天线、射频监别设备(RFID)、智能卡、电池和电源的触头、平面视屏技术的触头阵列(液晶显示器、发光聚合物显示器等)、生物和电化学传感器的电极、智能纺织品和装饰零件。在大多数这些应用中，金属区必须是导电的且最好或，在有些情况下，必须，是高导电性的。已经知道用金属离子还原法在基体上形成导电金属区。这是所谓“无极”电镀法的基础，其中在基材上涂布催化剂，然后浸在一系列浴内。其中有一个浴包含金属离子(例如铜盐)、还原剂(例如甲醛)和活化甲醛的碱(氢氧化钠)。金属离子在基材表面已涂有催化剂的地方被还原成导电金属区。在我们的国际专利申请PCT/GB2004/000358(WO 2004/068389)中，我们已提出另一种浸泡法，其中要把金属离子和还原剂一起沉积在基材上，优选用喷墨印刷法，并原位反应，形成导电金属区。在浸泡和沉积-基金属化这两种技术中，重要的是保证在基材表面想要的地方形成导电金属，而不是在溶液中形成细金属颗粒。一旦在金属离子和还原剂的溶液中形成了细金属颗粒，它们就会迅速膨胀，且金属将掉下来而不粘附在基材上。要配制能沉积在所需要的地方且保持稳定的金属化溶液可能相当困难。在基材上涂布催化剂或能活化金属化技术的任何其它物质时，将会使溶液中的金属离子沉积在催化剂或活化剂上。但是，只有在活化剂粘结在基材上时才能有效地发挥作用；否则，会形成细金属颗粒或可能不发生金属化作用。在印刷技术中改进材料与基材粘着性的一种已知方法是，在表面上沉积粘结剂和活化材料(本文称之为活化剂)，从而把活化剂留在表面上。但是，这样做而不被金属化溶液的粘结剂堵住通向催化剂的通道是很难的。另一个解决办法是，沉积含有溶解或可渗透基材的侵蚀性溶剂的催化剂，使活化剂进入基材。这一点对原本不可渗透金属化溶液的基材特别有用。但是，难以使所得的金属层同时实现良好的粘着性和容易接近活化剂以活化金属反应。US 5751325公开在基材上形成高密度图象的喷墨印刷法，其中要向基材提供含可渗透薄膜-形成粘结剂，如聚丙烯酸或聚乙烯基吡咯烷酮；还原剂和/或显影核，如硫化银-硫化镍的油墨-接受层。可以把含可还原金属盐如银盐的水溶液的油墨喷墨印刷到该油墨-接受层上。WO 03/021004公开在基材上形成薄膜多孔陶瓷-金属复合材料的方法，尤其适用于催化剂和气体传感器。在一个实施方案中，按图案涂镍的聚酰亚胺板的制备方法是用丙酸锆、2-乙基己酸铝和乙酸钯在四氢呋喃中的溶液旋涂该板，然后让溶剂挥发，形成含钯氧化锆/氧化铝的层。陶瓷层图案化的方法是曝光于通过光掩膜的UV光，然后在丙酮/异丙醇混合物内清洗，以除去涂层中的未曝光部分。在350℃处理该图案化的基材2分钟，然后使之冷却下来。镀镍的方法是浸泡在无极电镀液内。WO 2004/068918涉及在印刷电路板上形成薄银层以尽量减少表皮效应的损失。在印刷电路板的介电质基材上涂布聚合物特别是聚酰亚胺，然后再涂布含丙酸锆，优选还有乙酸钯的溶液。在至少120℃的温度下加热该基材至少20分钟以干燥该涂层，然后通过浸泡在无极银镀溶液内在其上形成银层。
技术实现思路
按照本专利技术，要提供在基材表面形成第一层的方法，所述第一层适合于活化在其上的形成第二固体层的化学反应，该方法包含下列步骤让第一液体与基材接触，使第一液体在基材上形成第一固体层，第一液体包含活化第二固体-层-形成化学反应的活化剂，其特征在于，第一液体的选择要使第一固体层粘结在基材上且可渗透第二液体，第二液体包含供形成第二固体层的化学反应的一种或多种试剂。本专利技术还扩展到在基材上形成材料层的方法，该方法包含下列步骤让第一液体与基材接触，使第一液体在基材上形成第一固体层，第一液体包含供在基材上形成所述固体材料层的反应的活化剂，以及让第一固体层与第二液体接触，第二液体包含供(第二)固体层形成反应的一种或多种试剂，其中第一液体的选择要使第一固体层粘结在基材上且可渗透第二液体，从而使第二液体透进第一固体层，使第二固体层形成反应中的一种或多种试剂与活化剂接触，以反应生成(第二)固体材料层。按照本专利技术，要提供在基材表面形成第一固体层的方法，第一固体层能活化在其上形成第二固体层的化学反应，该方法包含让第一液体接触基材表面，以形成粘结在基材表面的所述第一固体层，第一液体和第一层包括供所述化学反应的活化剂，以及第一固体层可渗透第二液体，第二液体包含供形成第二固体层的化学反应的一种或多种试剂，其中第一层包括至少部分不溶于第二液体的第一化学官能度。本方法方便地包括在第一固体层上形成第二固体层。因此该方法优选还包含让第二液体接触第一固体层，以形成第二固体层。第二液体渗透或透进第一层，使第二液体接近或接触活化剂，以反应生成第二固体层。因此，在本专利技术的优选专利技术点中，要提供在基材表面形成第一和第二叠合固体材料层的方法，该方法包含让第一液体与基材表面接触，以形成粘结在基材表面的第一固体层，第一液体和第一层包括供形成第二固体层的反应的活化剂，以及让第二液体接触第一固体层，第二液体包含供反应生成第二固体层的一种或多种试剂，其中第一层可渗透第二液体，因此第二液体能渗透或透过第一层，使所述第二液体中的一种或多种试剂接近或接触第一层上供反应生成第二固体层的活化剂，以及其中第一层包括至少部分不溶于第二液体的第一化学官能度。在本专利技术的方法中，使活化剂粘结在基材上的方法是把它包括在第一固体层内(不论靠包裹、固定或其它方法)。当让第二液体与第一固体层接触时，第二液体透过第一固体层，从而使第二液体能接近第一固体层内的活化剂。因此第二固体-层-形成反应能在基材表面上或靠近基材表面发生，从而在基材上形成所期望的第二固体材料层。进一步，第二液体透进第一固体层可导致第二固体材料层与第一固体层互相交织，从而通过粘结的第一固体层提高第二固体材料层与基材的粘着性。第二固体材料层宜是导电金属层，可以用在第一层内包含活化剂的多种不同方法形成。这类方法一般都涉及金属离子的还原，还包括无极电镀，如前所述，和WO 2004/068389中公开的方法。由于活化剂位于基材表面的层内，第二反应，即金属化，将优选发生在第一层上或第一层内，而不是，例如，在第二液体内形成金属细颗粒的反应。第二液体可以是单组分或多组分形式，它们可以同时或先后涂布到第一固体层上。第一层不一定直接粘结在基体表面可以有一层或多层中介层。而且，第二层也不一定是最外表层或最后层在其上还可以形成一层或多层其它层。由于第一层包括至少部分不溶于第二液体的第一化学官能度，在第二层与第一层接触和形成第二固体层时，第一层保持其物理整体性。其结果就提高了第二固体层与基材表面的粘着性。第一化学官能度不一定完全不溶于第二液体，而只要相当不溶解就能本文档来自技高网...

【技术保护点】
在基材表面形成第一固体层的方法，该固体层能活化在其上形成第二固体层的化学反应，该方法包含让第一液体接触基材表面，以形成粘结在基材表面的所述第一固体层，所述第一液体和第一层包括所述化学反应用的活化剂以及第一固体层可渗透第二液体，所述第二液体包含形成第二固体层的化学反应用的一种或多种试剂，其中第一层包括至少部分不溶于第二液体的第一化学官能度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE福克斯，AL胡德，MJ洛宾逊，PG本特利，
申请(专利权)人：传导喷墨技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]