CN102806789A

CN102806789A - 在绝缘体表面形成金属图案的方法

Info

Publication number: CN102806789A
Application number: CN2011101486047A
Authority: CN
Inventors: 满方明
Original assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Current assignee: Shanghai Amphenol Airwave Communication Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明涉及一种在绝缘体表面形成金属图案的方法，包括以下步骤：使用激光束照射绝缘体材料上预备要形成金属图案的局部表面；将被激光照射处理过的绝缘体浸入清洗药液中清洗，清除覆盖在孔洞表面因气化形成的附着物；将该绝缘体浸在含钯离子的药液中，使表面细小密布的孔洞中充进钯颗粒；以及将绝缘体放入化学镀铜或镍药液中，使正价铜或镍离子与其他负价离子在钯粒子表面引发化学反应进而沉淀在钯颗粒表面形成镀层。相比已有技术，本发明的方法只需在普通绝缘体的局部表面而不是全部表面镀上金属图案，而且不依赖于任何特制的含有金属颗粒材料，因此工艺简单，成本更低。

Description

在绝缘体表面形成金属图案的方法

技术领域

本发明涉及一种在绝缘体表面形成金属图案的方法。

背景技术

在天线、电路等结构的制造中，经常需要在绝缘体材料表面的局部区域形成金属图案。目前，精准制作局部金属图案的方法列举如下：

1、将绝缘体分别浸泡在不同的化学药液中，使其表面膨胀后再被粗化，形成密布的细微孔洞；接着将处理过的绝缘体浸入离子钯药液中，使其表面带有金属钯；然后将该绝缘体放入含正价铜离子或镍离子的药液中，在其表面全部镀上金属；最后再局部蚀刻去除图形外的金属，形成金属图案。这一方案的缺点在于，在绝缘体表面全部镀上金属，然后局部蚀刻形成金属图案的步骤导致工艺较为复杂。

2、先用如涂绝缘漆的方法局部遮盖绝缘体表面，然后将未盖住的绝缘体表面镀上金属形成金属图案。这一方案的缺点在于，难以保证涂绝缘漆的位置精度，从而方案难以量产。

3、选用含有合适金属颗粒的绝缘体原材料制成零件，再用激光烧蚀绝缘体表面将材料中的金属颗粒暴露出来，然后将激光处理过的零件放入化学镀铜或镍的药液中，通过那些裸露的金属颗粒作为化学镀媒介引发金属铜或镍正价离子与其他负离子在金属颗粒表面发生化学反应进而沉淀在金属颗粒表面，形成金属图案。这一方案的缺点在于，需要使用含有金属颗粒的特制绝缘体材料，提高了制作成本。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种工艺简单、成本低的在绝缘体材料表面形成具有较高尺寸精度的金属图案的方法。

本发明所提出的一种在绝缘体表面形成金属图案的方法，包括以下步骤：使用激光束照射绝缘体材料上预备要形成金属图案的局部表面；将被激光照射处理过的绝缘体浸入清洗药液中清洗，清除覆盖在孔洞表面因气化形成的附着物；将该绝缘体浸在含钯离子的药液中，使表面细小密布的孔洞中充进钯颗粒；以及将绝缘体放入化学镀铜或镍药液中，使正价铜或镍离子与其他负价离子在钯粒子表面引发化学反应进而沉淀在钯颗粒表面形成镀层。

在本发明的一实施例中，在将该绝缘体浸在含钯离子的药液中的步骤之前还包括：使用还原和清洗。

在本发明的一实施例中，所述绝缘体材料为PC、PC/ABS或PA。

在本发明的一实施例中，所述的含钯离子的药液是离子钯药液或胶体钯药液。

在本发明的一实施例中，所述清洗药液是铬干酸和硫酸混合药液。

相比已有技术，本发明的方法只需在普通绝缘体的局部表面而不是全部表面镀上金属图案，而且不依赖于任何特制的含有金属颗粒材料，因此工艺简单，成本更低。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本发明一实施例的在绝缘体表面形成金属图案的方法流程图。

图2A、2B示出绝缘体被激光照射前、后的表面对比。

图3示出在绝缘体表面形成的金属图案示意图。

具体实施方式

概要地说，本发明利用了一定波长的激光如红外1064nm激光可以被特定的绝缘体材料，如常用工程塑料PC，PC/ABS，PA吸收而发热的性能。通过激光束照射绝缘体表面，激光聚焦在绝缘体表面形成非常细小尺寸的光斑，激光以脉冲形式冲击着所照到的微小区域表面，陡升的实际光能被绝缘体材料吸收，材料表面被加热而气化形成许多细小密布的孔洞。图2A和图2B所示是聚碳酸脂表面被激光照射前后的表面形态。这种细小密布的孔洞可以吸收作为化学镀媒介的金属，例如钯，从而成为为后续的化学镀做铺垫。

下面参照图1描述本发明一实施例的在绝缘体表面形成金属图案的方法流程。首先，如步骤S1，使用激光束照射绝缘体材料的局部表面，这一局部表面是预备要形成金属图案的区域。绝缘体材料可以是如常用工程塑料PC，PC/ABS，PA等。一般而言，可以使用特定波长的激光，例如红外1064nm激光。然后根据绝缘体材料的具体类型，选择合适的激光参数，例如激光能量和光斑尺寸。

例如，当激光聚焦在绝缘体表面形成非常细小尺寸(例如0.01毫米)的光斑，激光(平均光能如3W)以脉冲形式冲击着所照到的微小区域表面，陡升的实际光能被绝缘体材料吸收加热而气化形成许多细小密布的孔洞，如图2B所示。当在10μm宽度范围内能形成2-3个孔洞时，可以认为激光能量和光斑尺寸是合适的。

这种激光照射形成的表面孔洞效果类似于现有技术中用化学药水膨化后加化学药水粗化绝缘体表面。但不同之处在于现有技术中的绝缘体表面全部被粗化掉，而本实施例中仅激光照到的区域密布细小孔洞，未被激光照到的表面没有如此的孔洞。激光照射路径可以通过计算机精确控制，加之光斑非常细小，分辨率高，故激光照到的表面图形尺寸有比较高的精度。在此基础上镀覆上的金属图案才可能有较高尺寸精度。

在步骤S2，将被激光照射处理过的绝缘体浸入清洗药液中清洗，清除覆盖在孔洞表面因气化形成的附着物。清洗药液例如是铬干酸和硫酸混合药液。

在步骤S3，将该绝缘体浸在含钯离子的药液中，使表面细小密布的孔洞中充进钯颗粒。这样的药液包括但不限于离子钯药液、胶体钯药液。另外，此处钯颗粒是作为后续镀铜或镍的基层。在本发明的实施例中，只要能够作为镀铜或镍的基层的金属或者其他材料都可替代此处的钯。

可选的，使用还原和清洗等步骤S4，可使绝缘体表面仅在激光照射形成的细小孔洞中藏有钯颗粒。由于激光仅照射过要镀金属图案的区域，所以可以将钯颗粒仅有效地分布在预定图案中。

在步骤S5，将上述处理过的绝缘体放入化学镀铜或镍药液中，正价铜或镍离子与其他负价离子将在钯粒子表面引发化学反应进而沉淀在钯颗粒表面形成镀层，即形成金属图案。图3示出表面形成有金属图案20的绝缘体10。

此外，可在步骤S6，在已经镀有底层铜或镍的金属上镀其他金属。这一步骤是常用工艺技术，在此不再累述。

本发明所描述的实施例，利用激光在绝缘体材料表面形成细小的孔洞来吸附离子钯颗粒，以进行化学镀工艺。激光照射路径可以通过计算机精确控制，加之光斑非常细小，分辨率高，故激光照到的表面图形尺寸有比较高的精度。在此基础上镀覆上的金属图案才可能有较高尺寸精度，精度可达到0.01毫米。相比已有技术，该工艺只需在绝缘体的局部表面而不是全部表面镀上金属图案，而且不依赖于任何特制的含有金属颗粒材料，因此工艺简单，成本更低。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种在绝缘体表面形成金属图案的方法，包括以下步骤：

使用激光束照射绝缘体材料上预备要形成金属图案的局部表面；

将被激光照射处理过的绝缘体浸入清洗药液中清洗，清除覆盖在孔洞表面因气化形成的附着物；

将该绝缘体浸在含钯离子的药液中，使表面细小密布的孔洞中充进钯颗粒；以及

将绝缘体放入化学镀铜或镍药液中，使正价铜或镍离子与其他负价离子在钯粒子表面引发化学反应进而沉淀在钯颗粒表面形成镀层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将该绝缘体浸在含钯离子的药液中的步骤之前还包括：

使用还原和清洗。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘体材料为PC

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘体材料为PC/ABS。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘体材料为PA。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含钯离子的药液是离子钯药液或胶体钯药液。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洗药液是铬干酸和硫酸混合药液。