CN1618594A - 成形品、成形方法、成形装置和成形品的表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用简单工序,且成形品表面不发生粗糙化、因而不用使用大量有害物质,整体或选择性地,例如可适用于无电解电镀地进行表面改性的成形品、其成形方法及所使用的成形装置。该成形品4、29是在表面含有凸起部29a、以热塑性树脂作为材料的成形品,在凸起部29a的表面及表面附近含有与热塑性树脂不同的功能性有机材料(金属络合物)。

Description

成形品、成形方法、成形装置和成形品的表面处理方法
技术领域
本发明一般来说是关于成形品、成形方法、成形装置和成形品的表面处理方法,特别是关于由热塑性树脂(或者熔融树脂)制得并对其表面改性的成形品、利用了表面改性的成形方法、在该成形方法中使用的成形装置、以及利用了表面改性的成形品的表面处理方法。本发明尤其适用于挤压成形得到的成形品、挤压成形方法和挤压成形装置。
背景技术
通过成形制作的树脂成形品(塑料成形品)很多,然而其物性由可塑熔融树脂决定。而且,塑料成形品根据其用途,有时会实施各种印刷或涂饰、导电体或金属膜的形成、成形品之间的接合、及其它的后加工。当需要实施这样的后加工时,通常,为提高加工性,一般会使塑料成形品的表面活化,进行表面改性。
一方面,作为在由塑料成形品制得的电子器械的表面形成金属导电膜的手段,无电解电镀被广泛采用。塑料的无电解电镀工序根据材料等多少有些差异,一般以图9所示的流程进行。
首先,通过成形品的“脱脂”除去表面的油等物质,接着,通过“蚀刻”蚀刻进行表面粗糙化。蚀刻时使用铬酸溶液、碱性金属氢氧化物溶液等,由于这些蚀刻液需要进行“中和”等后处理,除构成成本高的主要原因外,还存在使用高毒性蚀刻剂的操作上的问题。然后,通过用表面活性剂水溶液处理的“湿润化”改善湿润性后,通过“催化剂(催化剂给予)”使催化剂附着在塑料表面。在“催化剂”过程中,例如,用钯催化剂的情况,使塑料浸渍在氯化锡和氯化钯的盐酸酸性水溶液中。“催化剂”后,通过“加速澄清池(催化剂活化)”,使其和硫酸、盐酸等酸接触,从而活化电镀用催化剂。在上述工序之后,“无电解电镀”首次成为可能。
不需要通过蚀刻来粗糙化的工序以往被提出过几次(例如,参照特开平9-59778号公报和特开2001-303255号公报)。其是通过有机粘合剂、紫外线固化树脂在塑料表面形成含有电镀催化剂的薄膜。进而,也提出了在胺化合物等气体气氛下向塑料表面照射紫外线激光并进行改性的技术(例如,参照特开平6-87964号公报)。此外,电晕放电处理、等离子处理、紫外线处理等改性技术在以往已为大家所知。
一方面,作为通过无电解电镀、电解电镀在电路基板上形成配线的方法,半添加剂法已公开。其流程如图10所示。在相关方法中,首先,以与前述一样的工序通过“无电解电镀”在整个基板上形成1~2μm的电镀层。接着,形成“感光薄膜和保护膜”,然后,通过遮蔽进行“曝光和显像”,形成带有配线图案的薄膜和保护膜层。进而,通过“电解电镀”工序在前述图案化处理后所露出的无电解电镀层上形成电解电镀。接着,除去薄膜和保护膜之后,通过软蚀刻,除去配线部份以外的无电解电镀层,完成电镀配线。电镀铜时,由于和树脂的密合性差,有时也进行被称为“低碳化处理”的、在(氧化)铜上形成细微凸起而增强同树脂的锚定作用的后处理。
在成形品中设置立体电路的方法以往也被提出过(例如,参照特开平4-76985号公报和特开平1-206692号公报)。在相关方法中,首先,通过树脂成形形成立体电路基板的塑料。接着,在表面粗糙化和催化给予后,全面形成无电解电镀,全面涂布光保护膜。随后,盖上光罩并曝光,然后显像,除去电路图案形成部位以外的部分。在其上面形成电解电镀、进而形成Ni、Au无电解电镀,然后,在剥离光保护膜的同时蚀刻除去无电解电镀的不要部分。在立体结构体上形成均一的光保护膜困难。尽管特开平4-76985号公报中提议使用电解淀积保护膜,但是存在相关保护膜耐碱性低的缺点。
作为在维持注塑成形品的表面平滑的状态下形成立体电路的方法,如下所述方法被采用(例如,参照松下电工技报(2002年8月))。即,在该文献中公开的是,通过真空等离子处理对注塑成形品表面进行表面改性,接着,通过溅射形成铜等的金属膜,进而,通过用激光直接描绘而形成图案,然后,进行电解电镀。通过所述工序,虽然没有以往蚀刻处理时表面粗度恶化的问题,但是存在为维持和喷镀膜的密合性而基材的塑料材料的种类受到限定的缺点。
一方面,随着近年来信号传送量的增大,在电路基板等中高频流动正在加速,由此产生信号传送速度延迟的问题。为解决该问题,减少基板的介电常数、介质耗损因数变得重要。因此,正在进行例如使用超临界流体、二氧化碳等物理发泡剂或化学发泡剂,制造高发泡倍率的塑料基材,从而谋求低介电常数化的研究(例如,参照特开平7-202439号公报)。但是对于这些使以往的基材内部发泡的方法不能避免基材强度降低。
发明内容
但是,并没有提出可以有效且容易地进行成形品表面改性的应用范围广泛的技术。而且,以往的塑料的无电解电镀工序复杂、成本高,并且必须大量使用有害物质,从而废液处理也存在问题。也没有提出可容易地在广泛范围内赋予热塑性树脂材料电路图案的工序、仅使电路图案的底层部分发泡并抑制了基材强度降低的成形品和成形方法。
本发明是鉴于上述情况而进行的,例如其目的是提供通过简单工序,不需要粗糙化表面、从而不大量使用有害物质,可以整体或选择性地适用无电解电镀而对表面进行了改性的成形品、其成形方法及所使用的成形装置。
为实现上述目的,本发明的发明点之一的成形品是表面具有凸起部、以热塑性树脂作为材料的成形品,其特征在于在凸起部的表面和表面附近含有和热塑性树脂不同的有机物质。可以根据表面改性的目的和使用的材料适宜选择“表面附近”的范围,优选距离表面小于等于100μm,更优选距离表面10μm的范围。由于在凸起部的表面和表面附近含有有机物质,因此,通过该有机物质的作用可以改性成形品的表面,例如,也可以在随后的表面处理工序中密合性良好地形成覆膜。改性部分可以是成形品的整个表面,也可以是表面中选择的一部分。
凸起部为延伸伸长的形状、且和其长边方向正交的平面内的截面积大于等于0.05mm2小于等于0.5mm2的情况为更加优选。凸起部的截面积小于0.05mm2的情况,凸起部的热塑性树脂材料的量不足,在通过后述的超临界流体使该部分发泡时不能得到充分发泡。另一方面,凸起部的截面积大于0.5mm2的情况,发泡单元会发生肥大化,当在该凸起部表面形成配线图案时,很难得到其形状精度。在凸起部发泡的情况,在凸起部表面形成配线图案时,减少其介电常数成为可能。在凸起部表面形成的配线图案各自独立的情况,进一步增强介电常数减少的效果。
有机物质可以包含聚乙二醇、染料、氟类低分子单体、硅油、氟类及硅类聚合物中的至少任一种。含有聚乙二醇可以使有机物质具有亲水性,含有染料可以使有机物质染色。含有氟类低分子单体或硅油也可以使有机物质具有疏水性。此外,有机物质是金属络合物的情况、或者进而该金属络合物的一部分被还原成为金属微粒的情况为更加优选。
由于金属络合物被还原得到的金属微粒作为催化剂核浸透在成形品内部,因此,不仅凸起部表面不用进行粗糙化,而且和表面处理覆膜(镀膜)的密合性变得良好。作为金属络合物(有机金属络合物)的例子,可以使用二(环戊二烯基)镍、二(乙酰丙酮基)钯(II)、二甲基(环辛二烯基)粗铂(II)、六氟乙酰丙酮钯(II)、六氟乙酰丙酮氢氧化铜(II)、六氟乙酰丙酮粗铂(II)、六氟乙酰丙酮(三甲基磷化氢)银(I)、二甲基(七氟辛二酸酯)银(AgFOD)等。
作为热塑性树脂没有特别限制,可以使用含有聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环族烯烃树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基戊烯、非晶聚烯烃、聚四氟乙烯、液晶聚合物、苯乙烯类树脂、聚甲基戊烯、聚缩醛中的至少任一种的树脂。当然也可以使用将多种所述树脂混合而成的混合物、以所述树脂为主要成分的聚合物合金、向所述树脂中配合各种填充剂而成的混合物。此外,即使成形品为厚度小于等于200μm的薄膜状的成形品,也可以适用本发明的要旨。
作为本发明的另一发明点的成形方法,其特征在于,其包含将以热塑性树脂作为材料的成形品放于金属模具内的工序、以规定压力使金属模具合模并保持成形品的工序、使成形品表面浸透含有不同于热塑性树脂的有机物质的超临界流体的工序,通过浸透工序,使成形品表面含有有机物质。
根据相关方法,可以通过超临界流体降低成形品表面的玻璃转化温度、使溶胀的成形品内部浸透超临界流体。超临界流体含有有机物质(功能性有机材料),该有机物质深入地浸透成形品,因此,同涂布等不同,可以得到耐久性高的表面改性膜。从而,可以通过简单方法对以热塑性树脂作为材料的成形品(所谓的塑料成形品)的表面进行改性,可以对通过注塑成形、挤出成形、铸塑法等制得的塑料成形品等(例如,含有由热塑性树脂制得的薄膜)的表面进行改性。
例如,通过在金属模具和成形品之间形成间隙、并使超临界流体从间隙流过,也可以进行改性,当希望选择性地使成形品特定部位改性的时候,也可以在金属模具的与成形品的特定部位相应的部位形成流通超临界流体的通路。由于成形品的玻璃转化温度降低、成形品发生软化,因此,可以使成形品发生部分变形、整形,从而可以得到和注塑成形一样高的尺寸精度。
通过沿金属模具和成形品之间形成的通路循环超临界流体,或者在金属模具和成形品之间形成的通路中滞留超临界流体,也可以实施浸透工序。这样,可以选择性地仅对沿该通路的特定部位进行表面改性。若沿成形品表面形成三维超临界流体通路,可以三维地表面改性成形品表面的特定部位。而且,通过循环或滞留超临界流体,可以有效促进表面改性。
超临界流体可以是空气、CO、CO2、O2、N2、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、甲醇、乙醇、丙酮、二乙醚之中的至少任一种。若超临界流体是CO2,且压力大于等于10MPa小于等于40MPa,更优选为温度大于等于40℃小于等于60℃。CO2对于某些热塑性树脂可起增塑剂的作用,在注塑成形、挤出成形中也可作为超临界流体发挥重要作用。而且,其可以得到和正己烷一样的溶解度。当然,有机物质也可以是上述例示的任何物质。
另一方面,有时也优选使用超临界氮气作为超临界流体。使成形品表面浸透有机物质金属络合物,随后使其部分发泡时,在循环含有金属络合物的超临界流体之后,将作为发泡气体(不含金属络合物)的超临界流体导入成形品表面。此时,若发泡气体是超临界CO2,有时会出现该超临界CO2将暂时浸透在成形品表面的金属络合物等功能剂萃取的情况。这种情况下,若使用溶媒性能低的超临界N2作为超临界流体,可以减少萃取力,从而可以解决上述问题。已经讲述了上述理由,而超临界N2与超临界CO2比较,可以减小发泡单元直径,也可被认为是其原因之一。本发明也是可以利用氮气这样的性质。
在超临界流体进一步含有使有机物质溶解度增加的助剂(例如,丙酮、乙醇等醇)时,可以更进一步有效地实施成形品表面改性。若进一步具有以比规定挤压压力大的第二挤压压力合模金属模具、挤压成形成形品的工序,可得到高尺寸精度的模压成形品。
还可以通过浸透工序降低成形品表面的玻璃转化温度、并通过以第二挤压压力进行合模的工序在成形品表面形成凸起部。由于通过超临界流体降低了成形品表面的玻璃转化温度,因而,成形品容易变形。因此,可以在成形品上容易地且高尺寸精度地形成用于配线图案的凸起部。
本发明的另一发明点的成形方法,其特征在于,其包含将以热塑性树脂作为材料的成形品放于金属模具内的工序、以规定压力合模金属模具并保持成形品的工序、在成形品表面选择性地浸透超临界流体的工序,浸透工序之后,进而实施对成形品的表面周围减压的工序,通过减压工序使成形品表面发泡。
另外,对成形品的表面周围减压的工序进一步优选在小于等于热塑性树脂的玻璃转化温度下进行。若在成形品的表面周围选择性地浸透超临界流体,并对该部分的周围进行减压使其发泡,可以减少该部分的介电常数。因此,适宜于在成形品选择的特定部位形成配线图案的情况。
本发明的又一发明点的成形装置,其特征在于,其包含收容以热塑性树脂作为材料的成形品的金属模具、开关金属模具的压力装置、产生超临界流体的超临界流体发生装置以及将超临界流体导入金属模具内部的通路。
借助相关装置,可以通过超临界流体降低成形品表面的玻璃转化温度,使溶胀的成形品内部浸透超临界流体。在超临界流体含有有机物质时,该有机物质会深入地浸透成形品,因而,和涂布等不同,可以得到耐久性高的表面改性膜。从而,可以通过简单方法对以热塑性树脂作为材料的成形品(所谓的塑料成形品)表面进行改性,可以对通过注塑成形、挤出成形、铸塑法制得的塑料成形品等(如,含有热塑性树脂制得的薄膜)的表面进行改性。
例如,也可以通过在金属模具和成形品之间形成间隙并使超临界流体从间隙流过来进行改性,当希望选择性地使成形品的特定部位改性时,也可以在金属模具的与成形品的特定部位相应的部位形成流通超临界流体的通路。由于降低了成形品的玻璃转化温度、成形品发生软化,因此,可以使成形品部分变形、整形,从而得到和注塑成形一样高的尺寸精度。
作为本发明的又一发明点的成形用金属模具,其特征在于,使收容于内部的、以热塑性树脂作为材料的成形品的表面浸透超临界流体,并且通过挤压成形品在其表面形成用于形成凸起部的通路。通过在成形装置中使用相关成形用金属模具进行成形,可以达到和上述成形装置相同的效果。
最后,作为本发明的又一发明点的表面处理方法,其特征在于,包含使以热塑性树脂作为材料的成形品的表面浸透含有金属络合物的超临界流体的工序、还原金属络合物的至少一部分而使在成形品的表面析出金属微粒的工序以及对析出有金属微粒的成形品的表面进行无电解电镀处理的工序。
根据相关方法,由于通过超临界流体可以降低成形品表面的玻璃转化温度,在溶胀的成形品内部深入地浸透超临界流体和金属络合物,因而,与涂布等不同,可以得到耐久性高的表面改性膜。而且,由于以金属络合物被还原的金属微粒作为催化剂核并浸透到成形品内部,因此,不但凸起部的表面不会粗糙化,而且和表面处理覆膜(无电解电镀覆膜)的密合性也变得良好。
本发明的其他目的及详细的特征,通过下面参照附图说明的实施方式会更加清楚。
根据本发明,可以通过利用超临界流体高质量地进行成形品的表面改性,而且,可以在挤压成形中进行高尺寸精度的变形、整形。由于可以用简单工序、且成形品表面不发生粗糙化地进行表面改性,因而,也不用使用大量有害物质。此外,表面改性可以对整个成形品、也可以在所选择的部位进行。
附图说明
图1是表示与本发明实施例1相关的成形装置的简要构成的模块图;
图2是表示在图1中所示的成形装置的金属模具内部收容成形品的样子的模块图;
图3是表示部分放大图2中的A部、以规定的压力合模的状态的放大截面图;
图4是表示部分放大图2中的A部、使成形品浸透超临界流体的状态的放大截面图;
图5是表示部分放大图2中的A部、循环含有金属络合物的超临界流体的状态的放大截面图;
图6是表示部分放大图2中的A部、通过通路使成形品浸透超临界流体的状态的放大截面图;
图7是表示部分放大图2中的A部、以第二压力合模的状态的放大截面图;
图8是表示通过与本发明的实施例1相关的工序得到的成形品的构造的截面图;
图9是说明以往的无电解电镀工序的流程图;
图10是说明作为以往电镀配线方法的半添加法的流程图;
图11是表示通过X射线光电子分光法得到的Pd3d结合能光谱的拟合曲线图。
具体实施方式
实施例1
使用图1~8说明与本发明的实施例1相关的成形装置和成形方法。图1是表示与本实施例1相关的成形装置100的简要构成的模块图。该成形装置100是使成形品挤压成形的挤压成形装置。例如,在该挤压装置的金属模具内放入通过注塑成形或挤出成形等预先成形的成形品进行挤压,可以使其形状部分或整体变形、整形。
图中,17A~17C是减压阀,18A~18F是逆止阀,7A~7E是空气驱动自动开关阀。在本实施例1中使用CO2作为超临界流体,但是超临界流体的种类并不仅限于此,可以是空气、CO、CO2、O2、N2、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、甲醇、乙醇、丙酮、二乙醚的任一种。CO2的超临界条件是压力为大于等于7MPa,温度大于等于31℃,优选使用压力为10MPa~40MPa,温度40℃~60℃。
在作为超临界流体的CO2中,溶解有作为有机物质的功能性有机材料。可以采用任意溶解方法,在本实施例1中,在超临界流体发生装置8中使从CO2高压储气瓶9供给的CO2变为超临界状态后,通过减压阀17C维持储备罐12内为压力P0,进而通过减压阀17B控制为使功能性有机材料溶解在超临界CO2中设置的溶解槽6的内部压力为压力P1。压力P0是25MPa,压力P1是20MPa,通过未图示的加热器控制从储备罐12到过滤器22的配管及容器的温度在40℃~60℃范围。另一方面,溶解槽6内部的温度保持在50℃。
在本实施例1中使用二(乙酰丙酮)钯(II)作为溶解槽6中的功能性材料。
另外,在搅拌槽16中混合搅拌溶有该金属络合物的超临界CO2和在夹带剂罐14内贮存的夹带剂(助剂)。作为夹带剂,例如可以使用丙酮、乙醇等醇。通过用反馈控制装置13控制夹带剂泵15和自动阀7A,从而,使搅拌槽16内夹带剂浓度保持一定。
通过自动阀7B的开关运动,使溶解有作为功能性有机材料的金属络合物(diPd)、并混合有夹带剂的超临界CO2通过导入配管28,导入到上部金属模具(成形金属模具)36内。导入的超临界CO2在上部金属模具的通路(后述)中循环,随后通过排出配管25、借助自动阀7E的开关运动排出。排出的超临界CO2导入回收槽21,在此各部分被分离并回收。回收槽21内的压力通过替换阀20自动减压为压力P3。压力P3是1MPa。
在通过减压阀17A维持在压力为P2的状态贮存在贮存罐19内的超临界CO2(不含功能性有机材料及夹带剂),通过自动阀7C的开关运动可以导入上部金属模具36内。压力P2是23MPa。这样,通过清扫配管25、28内及上部金属模具36的通路内,可以回收残留在其内部的功能性有机材料。此外,也可以减少上部金属模具的通路内压力,部分或整个地使成形品表面发泡。
该成形装置100包含与下垫板11一体化的下部金属模具(成形金属模具)24、安装在油压缸23内的油压活塞10、与油压活塞10一体化的上部金属模具(成形金属模具)36。油压缸23产生的挤压压力最大为30吨。在本实施例1中,尽管对在上金属模具36中形成用于使超临界CO2通过的通路进行了说明,当然通路也可以在下部金属模具24或上下部两个金属模具24、36中形成。在上下金属模具24、36中各自设有加热器26和温调电路27,可以进行两种温度控制。加热器26可以最大加热到400℃。温调电路27以水为媒介可以在30℃~145℃范围内调节金属模具24、36的温度。
接着,对使用该成形装置100进行成形品的挤压和表面改性的工序进行说明。首先,如图2所示,在上部金属模具36和下部金属模具24之间放置以热塑性树脂作为材料的成形品29。该成形品29例如可以是预先通过注塑成形制成的立体形状的塑料。作为热塑性树脂材料,例如可以是聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式烯烃树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基戊烯、非晶聚烯烃、聚四氟乙烯、液晶聚合物、苯乙烯类树脂、聚甲基戊烯、聚缩醛等,也可以是其它树脂材料。另外,成形品可以是任何形状,例如,也可以使用厚度小于等于200μm的薄膜状成形品。在本实施例1中,作为热塑性树脂使用玻璃转化温度约为150℃的脂环式烯烃树脂(日本ゼオン社制ゼオネツケス480R)。以纵4个×横4个的方式配置单个大小为7mm×7mm×1.5mm的制品,通过叶轮31将总共16个制品连接制成成形品。
图3是图2中所示的A部的部分放大后的放大截面图。在该图中,通过上下金属模具24,36以挤压压力为10吨(规定挤压压力)下合模成形品29。该挤压压力比较低,上下金属模具24、36在残留有压缩材料35的状态下保持成形品29。调整金属模具24、36的温度为130℃,使其比成形品29的玻璃转化温度低。
在上部金属模具36中形成有凹状的通路32。该通路32用于循环或滞留超临界CO2,是为表面改性对应于通路32的成形品29表面的特定部位而形成的。而且,在利用超临界CO2使成形品29的特定部位变形时,还具有根据该通路32的形状使其变形的功能。在本实施例1中,沟宽30A为0.3mm,沟深30B为0.1mm,沟宽30C为0.1mm,沟深30D为0.1mm。这些通路32在图3中呈沿与纸面垂直的方向延伸伸长的形状,优选与其长边方向正交的平面(即和纸面平行的平面)中的截面积为0.005mm2~0.5mm2(本实施例1中,为0.01mm2和0.03mm2)。通路32可以在下部金属模具24中形成,也可以在上下两个金属模具24、36中形成。通路32的配置由是否表面改性成形品29的某个面的某部位所决定。
通过设在上部金属模具36的上部的接续沟34及连接该接续沟34和通路32的通气孔33,将各通路32全部连通,从而超临界CO2的导入和排出可以容易地进行。
挤压5秒后,打开自动阀7C,将(不含金属络合物和夹带剂的)超临界CO2导入通路32。通过超临界CO2的浸透,降低了与通路32对应的成形品29表面部分的玻璃转化温度,使该部分变形(参照图4)。接着,封闭自动阀7C后,打开自动阀7B、7E,将溶解有金属络合物的超临界CO2从搅拌槽16导入通路32内,使之循环(参照图5)。
循环10秒后,封闭自动阀7E,使该超临界CO2在通路32中滞留3分钟。重复3次该循环和滞留操作,在成形品29表面浸透超临界CO2和金属络合物。随后,封闭自动阀7B之后,打开自动阀7C,再次将不含金属络合物和夹带剂的超临界CO2导入通路32内。由此,可以洗净通路32、通气孔33、接续沟34等的内部,从而除去内部残存的金属络合物。
然后,关闭自动阀7C之后,打开阀7E,使通路32与大气相通。其结果是,可以使成形品29的表面所选定的特定部位浸透金属络合物(参照图6)。
接着,通过加热器26加热10分钟,使上下金属模具24、36的温度达到160℃。以大于规定的挤压压力的第二挤压压力挤压成形品29。如图7所示,没有压缩材料35,成形品29的特定部位沿着通路32的形状发生变形。由此,可以在成形品29的表面高精度地形成适合配线图案的凸起部29a。在该工序中,可以更高效率地去除金属络合物的配位基,从而使催化剂活化。随后,切断加热器26,随着上下金属模具24、36冷却到130℃,打开模具取出成形品29。
将该成形品29放入装有无电解镀铜用水溶液(奥野制药工业制“OPC700A”100毫升/升+奥野制药工业制“OPC700B”100毫升/升)的容器中,在温度30℃下搅拌10分钟进行镀铜处理。以纯水及甲醇超声波洗净后,在成形品29的凸起部29a上形成厚度10μm的镀铜膜(参照图8)。
作为配线图案的镀铜膜1被确认为,厚度均一,无膨胀,即使在剥落试验中也可以得到可实用的密合强度。而且,通过导通配线图案的电阻测定可以确认没有断线地形成低电阻的配线。邻接配线之间的绝缘性也良好。
进而,通过切块切断成形品29的叶轮31,得到图8所示截面构造的成形品4。该成形品4的凸起部29a包括宽5a为0.1mm、高5b为0.1mm和宽5c为0.3mm、高5d为0.1mm两种,用μESCA(化学分析微电子光谱:X射线光电子分光法(X-ray Photoeleccron Spectroscopy:XPS、ESCA))可以确认,在这两种凸起部29a的内部金属络合物和Pd金属微粒产生偏析。X射线光电子分光法中,由检测的电子的结合能可以调查元素种类、由信号强度可以调查元素的比率。本实施例1中,在线宽5a是0.1mm的成形品表面,缩小到0.05μmΦ而进行点分析。在ESCA装置中使用アルバツケ·フアイ公司生产的Quantum2000。金属络合物也同样测定元素比率,结果示于表1中。由成形品表面检测到2.2原子%的Pd元素。使用集束离子束加工观察装置(Focused Ion Beam:FIB)从成形品表面侧削去1μm、相同进行分析,同样检测出1.8原子%的Pd元素。由此,可以清楚,本实施例中的成形品从最表面起一定深度地被金属成分所浸透。
表1
                    元素比率计算结果(单位:原子%)
   C    N    O    Cl    Ni    Pd
络合物   69.5   -   24.0   -   -   6.4
成形品   56.9   1.5   29.5   3.6   6.3   2.2
进而,在本实施例的成形品最表面,通过X射线光电子分光法解析Pd的化学结合状态。
图11中表示Pd3d结合能量光谱曲线。如图11所示,Pd3d谱为宽谱,除Pd金属以外,还可以分离由PdO和PdO2、Pd络合物产生的波形。这表明成形品内部浸透的金属络合物并未被完全还原成金属元素。
预先分析金属络合物的粉末,求出各结合能的峰,如图1所示,进行波形分离。由此求得的Pd金属成分是60%。另一方面,除此以外的PdO是20%,PdO2及Pd金属络合物是20%。
由上面可得出,本实施例的成形品中,在线宽5a 0.1mm的表面,作为无电解电镀的催化核的Pd金属成分是2.2×60(%)=1.32(原子%)。
实施例2
同实施例1一样,使含有金属络合物和夹带剂的超临界CO2在通路32中循环、滞留。然后,为高效率地去除金属络合物的配位基,通过加热器26,用十分钟加热上下金属模具24、36的温度至160℃。接着,切断加热器26,将上下金属模具冷却到130℃后,减少通路32内的压力。在通路32内减压的同时也开放挤压压力。由此,对应于通路32的成形品29的特定部位的周围气氛也处于减压状态,从而该部位的内部发泡。
超临界流体气化时的压力差越大,即减压越急速,发泡单元就会越小且越多。此外,优选此时树脂温度为一定程度的低温。当温度高时,树脂粘度降低,因而,气泡的成长难以停止,邻接气泡就会连接成为一体。因此,优选该减压工序在小于等于热塑性树脂的玻璃转化温度(Tg)下进行。本发明中,Tg表示没有浸渍超临界流体的散装材料的物性。
然后,取出成形品29、进行无电解镀铜,可以得到良好的铜配线图案。观察到本实施例2中的成形品29的凸起部29a的内部有发泡。通过该发泡,可以降低配线图案的介电常数。得到的发泡部分的发泡单元平均直径约为50μm。
实施例3
同实施例2一样,在通路32的大气开放后,为高效率地去除金属络合物的配位基,通过加热器26,用十分钟加热上下金属模具24、36的温度至160℃。随后,从未图示的导入口导入45℃、15MPa的超临界状态的N2。接着,切断加热器26,冷却上下金属模具到130℃后,减少通路32内的压力。在减压的同时,开放挤压压力。由此,对应于通路32的成形品29的特定部位的周围气氛也处于减压状态,从而该部位的内部发泡。
然后,取出成形品29、进行无电解镀铜,可以得到良好的铜配线图案。观察到本实施例2中的成形品29的凸起部29a的内部有发泡。通过发泡,可以降低配线图案的介电常数。得到的发泡部分的发泡单元平均直径约为30μm,比实施例2中使用超临界CO2的情况,可以得到微细的发泡。
以上,说明了本发明的实施方式,本发明在其主旨范围内可以进行各种变形或变更。

Claims (22)

1.一种表面有凸起部、以热塑性树脂作为材料的成形品,其特征在于,在该凸起部的表面及表面附近含有与前述热塑性树脂不同的有机物质。
2.根据权利要求1中所述的成形品,其特征在于,前述凸起部为延伸伸长的形状,且与其长边方向正交的平面内的截面积大于等于0.005mm2、小于等于0.5mm2
3.根据权利要求1中所述的成形品,其特征在于,前述凸起部进行了发泡。
4.根据权利要求1中所述的成形品,其特征在于,前述有机物质含有聚乙二醇、染料、氟类低分子单体、硅油、氟类高分子及硅类高分子之中的至少任一种。
5.根据权利要求1中所述的成形品,其特征在于,前述有机物质是金属络合物。
6.根据权利要求5中所述的成形品,其特征在于,前述金属络合物的一部分被还原为金属微粒。
7.根据权利要求1中所述的成形品,其特征在于,前述热塑性树脂含有聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、脂环式烯烃树脂、聚醚酰亚胺、聚甲基戊烯、非晶聚烯烃、聚四氟乙烯、液晶聚合物、苯乙烯类树脂、聚甲基戊烯、聚缩醛、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺之中的至少任一种。
8.根据权利要求1中所述的成形品,其特征在于,前述成形品是厚度小于等于200μm的薄膜状形状的成形品。
9.一种成形方法,其特征在于,其包括将以热塑性树脂作为材料的成形品放在金属模具内的工序、以规定压力使前述金属模具合模并保持前述成形品的工序、以及使前述成形品表面浸透含有不同于前述热塑性树脂的有机物质的超临界流体的工序,通过前述浸透工序,使前述成形品表面含有所述有机物质。
10.根据权利要求9中所述的成形方法,其特征在于,通过沿前述金属模具和前述成形品之间形成的通路循环前述超临界流体,进行前述浸透工序。
11.根据权利要求9中所述的成形方法,其特征在于,通过沿前述金属模具和前述成形品之间形成的通路滞留前述超临界流体,进行前述浸透工序。
12.根据权利要求9中所述的成形方法,其特征在于,前述超临界流体是空气、CO、CO2、O2、N2、H2O、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、甲醇、乙醇、丙酮、二乙醚之中的至少任一种。
13.根据权利要求9中所述的成形方法,其特征在于,前述超临界流体是CO2,且其压力大于等于10MPa、小于等于40MPa,其温度大于等于40℃、小于等于60℃。
14.根据权利要求9中所述的成形方法,其特征在于,前述超临界流体还含有用于增加前述有机物质溶解度的助剂。
15.根据权利要求14中所述的成形方法,其特征在于,前述助剂是乙醇。
16.根据权利要求9中所述的成形方法,其特征在于,还包含以大于前述规定的挤压压力的第二挤压压力合模前述金属模具而挤压成形前述成形品的工序。
17.根据权利要求16中所述的成形方法,其特征在于,通过前述浸透工序降低前述成形品表面的玻璃转化温度,并通过以前述第二挤压压力进行合模的工序在前述成形品的表面形成凸起部。
18.一种成形方法,其特征在于,其包含将以热塑性树脂作为材料的成形品放于金属模具内的工序、以规定压力合模前述金属模具并保持前述成形品的工序、在前述成形品表面选择性地浸透超临界流体的工序,前述浸透工序之后,进而实施对前述成形品的表面周围减压的工序,通过该减压工序使前述成形品表面发泡。
19.根据权利要求18中所述的成形方法,其特征在于,对前述成形品的表面周围进行减压的工序是在小于等于前述热塑性树脂的玻璃转化温度下进行的。
20.一种成形装置,其特征在于,其包含收容以热塑性树脂作为材料的成形品的金属模具、开关该金属模具的压力装置、产生超临界流体的超临界流体发生装置以及将前述超临界流体导入前述金属模具内部的通路。
21.一种成形用金属模具,其特征在于,使收容于内部的、以热塑性树脂作为材料的成形品的表面浸透超临界流体,并且通过挤压该成形品在其表面形成用于形成凸起部的通路。
22.一种表面处理方法,其特征在于,其包含使以热塑性树脂作为材料的成形品的表面浸透含有金属络合物的超临界流体的工序、还原前述金属络合物的至少一部分而使在前述成形品的表面析出金属微粒的工序以及对析出有该金属微粒的前述成形品的表面进行无电解电镀处理的工序。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105121528A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 耐克创新有限合伙公司 装饰性泡沫及方法
CN115042371A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 长春三友智造科技发展有限公司 一种聚双环戊二烯反应注射成型方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1926356A1 (en) * 2006-11-22 2008-05-28 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Product having a solid body and one or more rooms inside
ITRE20120033A1 (it) * 2012-04-27 2013-10-28 Cgm Spa Processo di formatura dietro compressione di oggetti di materiale termoplastico
WO2014200896A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Agco Coporation Method and system having an intermediate holding vessel for combining chemical injection substances for a spray system
US10357904B2 (en) * 2015-10-30 2019-07-23 Nike, Inc. Method of foaming an injection molded precursor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6042754A (en) * 1998-10-30 2000-03-28 Optima, Inc. Continuous extrusion-compression molding process for making optical articles
JP3445778B2 (ja) * 2000-08-11 2003-09-08 東北ムネカタ株式会社 射出成形方法
US6596388B1 (en) * 2000-11-29 2003-07-22 Psiloquest Method of introducing organic and inorganic grafted compounds throughout a thermoplastic polishing pad using a supercritical fluid and applications therefor
CN100348401C (zh) * 2002-05-22 2007-11-14 日立麦克赛尔株式会社 成形件,注射模塑法及装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105121528A (zh) * 2013-03-15 2015-12-02 耐克创新有限合伙公司 装饰性泡沫及方法
CN105121528B (zh) * 2013-03-15 2018-04-13 耐克创新有限合伙公司 装饰性泡沫及方法
CN115042371A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 长春三友智造科技发展有限公司 一种聚双环戊二烯反应注射成型方法
CN115042371B (zh) * 2022-06-29 2024-01-05 长春三友智造科技发展有限公司 一种聚双环戊二烯反应注射成型方法

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