塑料表面金属化的方法技术

本发明专利技术涉及一种塑料表面金属化的方法。其中塑料表面经浸蚀、活化和紧接着进行电镀。本发明专利技术的方法特征在于通过一还原步骤。在该过程中以硫化物或多硫化物形式存在的活化剂金属配合物被还原成金属，从而形成导电层，继而在其上可直接用电解法沉积金属层。

【技术实现步骤摘要】
塑料表面金属化的方法本专利技术涉及一种塑料表面金属化的方法。塑料表面经浸蚀、活化和随后进行电镀。塑料表面直接金属化的方法从目前的技术现状是已知的。它们用在赋予相应的塑料具有特定的专用性能方面。例如为制成有装饰性的塑料表面外观进行金属化。在电子工业中，为制成集成开关电路塑料基板上的金属印制导线和触点，是通过金属化的过程实现的。在已知的方法中，塑料表面首先进行侵蚀，以使表面粗糙或用化学法改变。为此，例如可用矿物酸、铬酸、铬硫混酸、或者酸性的以及碱性的高锰酸盐溶液处理。从目前技术现状已知的其他处理方法还有等离子加工或用氧化浸蚀法处理。经过浸蚀过程使塑料表面达到的粗糙度或化学改变，能将塑料和金属镀层粘接在一起。侵蚀的塑料部件经冲洗，而后进行活化。依据当前的技术现状，塑料表面已知可用不同的方法施以活化，例如塑料表面用贵金属，例如胶体钯、离子型钯或银胶体实施活化是已知的。此外将金属生成难溶的硫化物和多硫化物作为直接金属化的活化剂也是已知的。此处特别适用的有锡、铅、银、铋、钴、锰和铜。紧接在活化之后要么是在表面施以无电流金属化形成导电层，随后进行电解法形成层结构，或者是直接用化学法沉积金属。在采用钯活化的方法时，金属沉积常用酸性铜浴槽，而在采用硫化物或多硫化物活化剂时，是用镀镍槽沉积金属。在专利文献EP1001052B1中，例如公开了一种塑料表面金属化-->的方法，它是将塑料表面侵蚀处理。侵蚀过的塑料表面活化，经活化的塑料表面用一硫化物溶液处理和随后对加工塑料表面进行金属化的这些工艺步骤依次进行。第一次的金属沉积只能用一带负沉积电位的电解液，例如镍，来实施。借助上述方法可使许多塑料类别实施表面金属化，除丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料外，也可用于其他塑料，如聚缩醛(polyacetate)、聚砜、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚丙烯或聚苯醚(polyvinyloxide)和它们的共混物的金属化。迄止目前技术已知类型金属化的方法，其缺点是在基板上进行电解金属化之前，必须先要用化学方法沉积一导电层，这就意味着需附加一个在通常情况下昂贵的操作步骤，采用现有技术的已知方法具有在ABS塑料和应用钯活化剂的情况下才能直接金属化。基于对上面所述的思考，本专利技术的任务准备提供一种对多种塑料直接电解金属化的方法，它能适用于克服迄至目前技术已知的方法中所存在的缺点。按本专利技术，依据下述工艺步骤制备塑料表面的一种方法使该项任务得以解决：——塑料表面的侵蚀处理，——使该塑料表面与一金属盐-和/或金属配合物溶液进行接触，它至少是由钴、银、锡、铅、铋、钯、铜、镍、金、锰、锌和铁类金属构成的一金属盐或金属配合物，——经加工处理的塑料表面与一硫化物溶液进行接触，在表面生成一金属硫化物配合物，和——经加工处理的塑料表面在一金属镀槽中实施金属化。其特征在于，金属化之前在塑料表面上存在的难溶解的硫化物经-->一还原过程还原为金属。在塑料表面上以硫化物配合物形式存在的金属通过还原直接获得一导电性的金属层，从而无需附加导电层即可直接用电解方法金属化。作为特别适用活化剂金属是钴、银、锡、铋和铅，然而对本方法所有在文献上已知的活化剂金属都是适用的。优选活化剂金属可采用以其盐(例如成为硫酸盐、硝酸盐、氯化物、甲磺酸盐或醋酸盐)或者其配合物(例如氨基-、氧基-、含硼-、草酸基-、水合-或混合型配合物)的形式。为在塑料表面上制备硫化物配合物作为含硫化合物，特别适用的有硫化钠、硫化铵或多硫化铵。然而按本专利技术所有其他的化合物，它们只要能生成所采用金属或金属盐和金属配合物的硫化物配合物，也都是可用的。在一优选的实施方式中活化剂金属沉积成纳米级，与此处关联的纳米级是指在塑料表面上沉积的硫化物配合物的尺寸为0.5到500nm，优选为5到100nm。在这里可以用纳米级的金属配合物溶液作为起始点。在另一实施例中通过调节金属盐溶液和硫化物溶液间的反应条件，得到纳米级的金属硫化物。这样获得的纳米级的金属硫化物经过还原沉积为纳米级的非晶形金属，作为在塑料表面上的初始导电层。按本专利技术如还原活化剂金属-硫化物配合物适用作为还原剂有例如次磷酸钠、二甲基氨基硼烷、肼、水合肼、硫酸羟铵、亚硫酸盐或甲酸盐。-->在硫化物配合物中的金属按本专利技术用电化学方法还原同样是可行的。这种电化学还原优选是在一不含沉积金属的基础电解质中实现的。这样的基础电解质例如是在pH为1到7范围内一弱酸性的硫酸钠溶液。经化学法或电化学方法还原的活化剂金属在塑料表面上构成一导电层，它无需其它的辅助金属化层，即可直接金属化，除镍之外也能沉积铜。一种按本专利技术适宜的侵蚀液例如可以是由400g/l铬酸和400g/l硫酸构成的混酸。此外按本专利技术采用以10-50g/l铬酸与1000g/l硫酸之比的混酸可作为浸蚀液。按本专利技术0到100g/lg铬酸与500g/l甲磺酸的混合物也能用作浸蚀液。下述举例是对本专利技术方法的阐明，但本专利技术并非局限于这些实例中。例1：聚甲醛*1(PA)和聚碳酸酯(PC)塑料需金属化的塑料表面用一常规的铬硫混酸浸蚀液处理，使该塑料表面变得粗糙，在侵蚀过程之后接着进行属于该过程的冲洗步骤，有时还可实施包括有冲洗步骤的中和过程。在浸蚀或中和以及属于该过程的冲洗步骤之后将需金属化的塑料件浸入一溶液，以使表面在正式活化之前做好准备和在一定程度上施以预活化。为此将工件浸入含有5到10g/l高锰酸钾，0.01到0.1g/l的全氟化或部分氟化的润湿剂，以及5到15g/l四硼酸钠的溶液中。该溶液的温度为30℃到50℃。工件周围用此溶液冲洗，或者是通过浴槽的运动和/或通过工件的运动来实现。需金属化的塑料件浸在溶液中4到6分钟，但长于此时间(直至10到15分钟)也无害，对塑料-->表面也不会产生损伤。经上述溶液预活化和必须的冲洗步骤之后实施正式活化。它们可用在现有技术中已知的和在此只作为举例引述的活化方法。将预处理过的经溶液化学改变的表面用贵金属活化剂或前面述及的金属配合物施以活化。按照实施例将需金属化的工件浸入含有0.1mol/l硫酸钴，pH值为10以及温度保持在约20℃的氨溶液中，随后将需金属化的塑料件用水处理，它用碱液，如氢氧化钠调至pH值为13的碱液，紧接着用一含0.01mol/l的Na2S2的硫化物溶液处理。经过活化之后，使这样处理的塑料表面与一前述类型的还原溶液接触，这里是将需金属化的塑料表面浸入一含有25g/l的次磷酸盐的水溶液中，还原后用一酸性电解质例如Enthone公司的Cuprostarl530直接进行电镀沉积铜。例2：ABS/PC共混物(含85％PC组分)需金属化的塑料表面用一常规的铬硫混酸浸蚀液处理，使该塑料表面变得粗糙，在侵蚀过程之后接着进行属于该过程的冲洗步骤，有时还可实施包括有冲洗步骤的中和过程。在浸蚀或中和以及属于该过程的冲洗步骤之后将需金属化的塑料件浸入一溶液，以使表面在正式活化之前做好准备和在一定程度上施以预活化。为此将工件浸入含有5到10g/l高锰酸钾，0.01到0.1g/l的全氟化或部分氟化的润湿剂以及5到15g/l磷酸二氢钾的溶液中。该溶液的温度为30℃到50℃。工件周围用此溶液冲洗，或者是通过浴槽的运动和/或通过工件的运动来实现。需金属化的塑料件浸在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料表面金属化的方法，包括如下工艺步骤塑料表面的浸蚀处理，使塑料表面与金属盐和／或金属配合物溶液进行接触，所述溶液至少是由钴、银、锡、铅、铋、钯、铜、镍、金、锰、锌和铁类金属构成的金属盐或金属配合物，经加工处理的 塑料表面与硫化物溶液进行接触，在表面生成金属硫化物配合物，和经加工处理的塑料表面在金属镀槽中实施金属化，其特征在于，金属化之前在塑料表面上存在的金属硫化物经还原过程还原为金属。

【技术特征摘要】
DE 2004-5-27 10 2004 026 489.91.一种塑料表面金属化的方法，包括如下工艺步骤塑料表面的浸蚀处理，使塑料表面与金属盐和/或金属配合物溶液进行接触，所述溶液至少是由钴、银、锡、铅、铋、钯、铜、镍、金、锰、锌和铁类金属构成的金属盐或金属配合物，经加工处理的塑料表面与硫化物溶液进行接触，在表面生成金属硫化物配合物，和经加工处理的塑料表面在金属镀槽中实施金属化，其特征在于，金属化之前在塑料表面上存在的金属硫化物经还原过程还原为金属。2.按权利要求1的方法，其特征在于，硫化物配合物是用化学法还原的。3.按权利要求1的方法，其特征在于，硫化物配合物是在不...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯默比乌斯，于尔根胡佩，
申请(专利权)人：恩通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]