CN104988473A - 激光电镀涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光电镀涂料。这种激光涂料含有纳米导电微粒，可以在不含催化活性材料的普通塑料表面涂覆，使之在激光处理后，经过处理的部位具有催化化学镀的活性，然后经过化学镀处理，可以在普通塑料表面获得电子线路图形。这种纳米导电微粒可以通过化学法自己制备，也可以采用商业的纳米导电材料。

Description

激光电镀涂料

技术领域

本发明涉及一种激光电镀涂料。可以在不含催化活性材料的普通塑料表面涂覆，使之在激光处理后具有催化活性，从而实现三维表面线路图形的化学镀。属于激光电镀技术领域。

背景技术

在平面刚性非金属材料表面获电子线路图形制作线路板，已经是公知的技术。这种技术是通常所说的印制线路板技术。但是，要在曲面刚性材料或者一个三维立体结构的非金属材料的多个表面获得导电线路图形，采用传统的印制线路板技术是难以完成的。为了能够在立体即三维的表面获得电子线路图形，人们开发了激光电镀技术。这种技术的要点是开发一种在本体中含有能催化化学镀的物质的专用塑料，例如含有银、钯等粉末的塑料。再用这种塑料制成所需要的三维结构件。然后将所需要的电子线路图形信息存入电脑，由电脑操控激光器在这种含有催化材料微粒的三维结构塑料表面进行图形扫描，让催化材料在扫描过的地方裸露出来。从而使扫描过的图形具有催化性能，在其后的化学镀中催化化学镀过程，使三维结构的塑料表面获得了导电线路，从而实现三维电路图形的制作。这种技术已经在例如手机内置天线、汽车驾使方向盘内置线路等诸多工业产品中应用。

但是，这种需要专业非金属材料的激光电镀技术，存在一个明显的缺点，就是要有专业的可激光催化的专业塑料。这种塑料的本体内分散有具催化活性的贵金属微粒，例如银或钯的微粒。这种贵金属微粒不仅是贵重的金属资源，而且制作工艺也很复杂，从而使其成本较高。但在具体使用中，只是表面需要催化的图形部分起催化作用，塑料结构本体中的绝大部分催化材料并没有起到作用，是浪费掉的。

发明内容

为了克服上缺陷，本发明提供了一种在任何非金属材料的三维表面获得激光催化性能的涂料和方法。这种涂料中含有具催化化学镀作用的导电纳米微粒，这种导电纳米微粒在涂料中的含量不需要达到互连的程度，即加入导电纳米微粒后的涂料仍然是绝缘材料。但是经过激光扫描处理后，可以裸露出来成为催化化学镀的晶核。这种含催化剂的涂料可以在任何不含有催化剂的非金属材料例如普通塑料表面涂覆。干燥后经激光按电子线路图形扫描，可以获得具催化作用的图形，再经化学镀而形成有导电性的电子线路图。

具体实施方式

为了实现这一方法，本发明采用了下述方案：

1、化学法制作催化微粒

根据化学镀的催化原理，在欲镀表面具有催化作用的催化剂微粒是原子、分子或纳米级的。采用传统的物理方法研磨制作纳米级微粒非常困难和费工费时，本发明采用化学法制作纳米微粒。让含有催化活性的金属的化合物溶解在溶液里，然后以化学还原剂使其还原成为纳米微粒沉淀物。控制反应物的浓度和添加速度，可以使还原物的粒径得到控制。经沉淀、干燥后即获得纳米级的催化活性物。

2、制作可激光催化涂料

取与非金属材料有良好结合力的涂料，将用前述方法获得的具有催化活性的纳米材料粉末按一定比例经充分搅拌，使之均匀分散到涂料中，即制成了具激光催化性能的涂料。催化导电材料粉末的添加量，按重量比可以从千分之一至百分之10的范围选取。所用的涂料可以是组份自固化涂料，也可以是双组份自固化材料。涂料的溶剂可以是有机溶剂涂料，也可以是水性涂料。

也可以使用物理法获得的纳米金属粉末或者其它导电性分子材料例如纳米石墨等按一定比例直接分散到涂料中，制成激光催化涂料。

3、激光处理和化学镀

将三维塑料构件需要的电子线路图形存储到激光器扫描控制电子计算器中，然后将制成的激光涂料涂覆到需要电子线路的三维构件上，干燥后用激光器按所需要的图形扫描涂料，使激光扫描过的路径裸露出具催化活性的属纳米微粒。将这种经过激光扫描的表面有激光催化涂料的三维塑料构件放进化学镀铜液中，就会在激光扫描的图形上形成金属铜镀层。

适合用于激光镀的化学镀液包括化学镀铜、化学镀镍、化学镀金和化学镀银等。

实施例1以纳米银为催化剂的激光电镀涂料

制作纳米银催化微粒

取硝酸银50克，溶于800毫升蒸馏水中，用滴管取含量为25％的试剂氨水边搅拌边往硝酸银溶液中滴加，滴加过程中，开始出现的少许沉淀会在搅拌中溶解，随着氨水滴加量的增加，直至整体溶液出现棕色，这时再滴加1～3滴氨水，溶液重新变为透明。将制的银氨溶液避光保存备用。

另取氯化亚锡35克，溶于200毫升蒸馏水中，溶解完全后，将其往上述银氨溶液中边搅拌边滴加，这时银氨溶液中棕色沉淀出现。滴加完成后，银氨溶液完全呈现大量棕色沉淀，静置后过滤，并用蒸馏水清洗沉淀，所得沉淀即为纳米银微粒。干燥备用。

制作激光电镀涂料和进行化学镀

取制成的纳米银催化微粒10克，在充分搅拌下分散在1000毫升的水性涂料中，即制成激光电镀涂料。将这种涂料涂覆到需要印制线路的三维结构件上，经激光按所需要的线路图形扫描后，激光扫描过的路径上的纳米银裸露，在化学镀铜过程中就能催化化学镀铜，然后化学镀银，从而形成电子线路。

实施例2以纳米钯为催化剂的激光电镀涂料

制作纳米钯催化微粒

取氯化钯5克，溶于40毫升盐酸中，再用蒸馏水稀释至200毫升，备用。另取氯化亚锡10克，溶于200毫升蒸馏水中，待完全溶解后，将其往氯化钯液中边加边搅拌，这时钯液呈现深棕色沉淀。静置后过滤，并用蒸馏水清洗沉淀至洗液为中性，所得即为纳米钯粉末，干燥备用。

制作激光电镀涂料和进行化学镀

取制成的纳米钯粉1克，在充分搅拌下分散在1000毫升的水性涂料中，即制成激光电镀涂料。将这种涂料涂覆到需要印制线路的曲面异型结构上，经激光按所需要的线路图形扫描后，激光扫描过的路径上的纳米钯裸露，在化学镀过程中就能催化化学镀镍，然后化学镀金，从而形成可靠性高的电子线路。

实施例3以商业纳米银制作激光电镀涂料

取商业纳米银粉5克，在充分搅拌下分散在1000毫升有机溶剂型清漆中。然后将这种含有纳米银的清漆涂覆到需要电子线路的具有曲面结构的塑料制件表面，干燥后用激光器按照电子线路图形进行扫描。再将经过激光扫描的这种涂有激光涂料的曲面塑料构件放进化学镀铜液中，即可在在扫描过的线路上获得铜线路图形。

Claims (4)

1.一种激光电镀涂料，其特征是将具有化学镀活性的导电纳米微粒分散到涂料中，涂覆到不含催化活性材料的非金属材料表面，经激光扫描处理后，经过激光扫描的部位具有催化化学镀的活性，通过化学镀使非金属材料表面获得导电性线路图形。

2.根据权利要求1所述的激光电镀涂料，其所涉及的导电纳米微粒可以是贵金属材料例如纳米银或纳米钯，也可以是其它具导电性的分子材料，例如纳米石墨。

3.根据权利要求1所述的激光电镀涂料，其所涉及的贵金属纳米导电微粒，可以采用贵金属化合物与还原剂反应生成纳米微粒沉淀的化学法获得。

4.根据权利要求1所述的激光电镀涂料，所采用的涂料最好是水性涂料，也可以是有机溶剂涂料。