JPH09500174A - 非導電性基体の金属化法 - Google Patents

非導電性基体の金属化法

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JPH09500174A JP7504371A JP50437195A JPH09500174A JP H09500174 A JPH09500174 A JP H09500174A JP 7504371 A JP7504371 A JP 7504371A JP 50437195 A JP50437195 A JP 50437195A JP H09500174 A JPH09500174 A JP H09500174A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、(a)溶媒及び選択されたバインダーを含む分割された酸化銅分散液(4)を調製する段階、(b)該分散液を非導電性基体(1)に適用して層(5)を形成する段階、(c)適当な試薬を用いてCu層(9)を形成する段階、(d)前記層(9)上に少なくとも1つの金属層(11)を電析する段階からなる方法。

Description

【発明の詳細な説明】 非導電性基体の金属化法 発明の分野 本発明は非導電性基体(基板)の金属化法に関する。従来の技術 ガラス、プラスチック材料、非導電性マトリックスを含む複合材料、紙、セラ ミック材料などの非導電性基体又は支持体上に金属層を形成する多くの方法が既 に公知である。 最初の方法群は、種々の加熱手段(ジュール効果、電子衝撃、陰極スパッター 法など)により真空下に液体金属を蒸発させて付着させるものである。従って、 典型的にはプラスチック材料(例えばPET)製のフィルム上にアルミニウム層 を付着させることが可能である。 これらの方法の変形態様としては、場合によってプラズマの助けを借りる、「 CVD」(化学的析出)(PEVD法=プラズマ強化析出)という用語で知られ ている化学的手段による析出法がある。 金属の化学又は電気化学的析出法も公知である。 これらの方法は、導電性基体の場合の慣用法であると考 えられる。 非導電性基体の場合、実際に化学又は電気化学的析出を進める前に予備処理を する必要がある。 この処理は、多孔質金属構造の製造に関する仏国特許出願公開FR−A1−2 558485号明細書に記載のような真空下の金属化であってよい。 該処理は、“Electroplating of Plastics−J. Christofら−Finishing Publications Ltd .1977−UK”又は“Surface Finishing System s:Metal and Non−metal Finishing Hand book−Guide − by George J. Rudzki − F inishing Publications Ltd.1983 − Eng land”といった論文に記載のような貴金属(銀、パラジウム、金)をベース とする活性化処理であってもよい。 典型的な方法には、以下の順次段階: *基体をクロム酸でエッチングする段階、 *塩化第一錫溶液により処理する段階、 *Ag、Pd、Auのような貴金属を含む溶液により処理する段階、 *銀、銅、ニッケル又は錫のような金属を析出し得る「無電解」槽中に浸漬させ る(化学的析出又は自触媒[析出])(比較的ゆっくりした析出)段階; *最後に、析出すべき金属で電解被覆する段階(化学的析出よりはるかに速い析 出であり、導電性表面を得るために必要な段階) が含まれる。 最後に、慣用の化学又は電気化学的析出の実施に必要な予備処理(それぞれ、 還元剤を用いて化学的手段によるか又は電気化学的手段により金属塩を還元する )が、基板に導電性フレーク若しくは粉末(金属粉末、炭素繊維、黒鉛など)の ような導電性充填剤又は還元により導電性にした充填剤を組み込むことからなる 方法がある。 例えば、仏国特許出願公開FR−A−2544340号明細書は、以下の段階 : *20〜60重量%の粉末形態のCu2Oを含む熱硬化性樹脂のコロジオンを形 成する段階; *該コロジオンからフィルムを形成する段階; *表面上でCu2O粒子を暴露する(光に当てる)ためにフィルムを延伸又は機 械的に酸洗いする段階; *表面上でホウ水素化物によりCu2O粒子を還元する段階; *次いで、電析を実施する段階 を含む導電性フィルムの製造法を記載している。 同様に、仏国特許出願公開FR−A−2518126号明細書には、電析によ り成型物を金属化する方法を記載しており、該方法は、以下の段階(実施例1) : −プレポリマー材料とCu2O粉末の混合物を形成する段階; −前記成型物を得るために混合物を成型し、プレポリマー材料を架橋する段階; −Cu2O粒子を暴露するために、弱研摩材で前記成型物の表面を処理し、ちり を除去し、次いで超音波タンク中で処理する段階; −ホウ水素化物でCu2Oを還元して銅を形成する段階; −次いで、銅を電析する段階 を含む。 貴金属を用いた活性化処理を必要とせずに無電解金属析 出を可能にする方法も公知である。例えば、米国特許第3,146,125号及 び同第3,226,256号の各明細書は、典型的には以下の段階: −プレポリマーとCu2O粉末との混合物を調製する段階; −該混合物を成型するか、又は該混合物をインキのように絶縁基体上に塗布する 段階; −該混合物を架橋する段階; −場合によって、Cu2O粒子を暴露するために表面を研磨する段階; −硫酸によりCu2Oを不均化する段階; −次いで、無電解金属析出を行う段階 を含む方法を開示している。 最後に、米国特許第4,327,125号明細書に開示されているような、銅 メッキすべき非導電性表面上に銅の塩と還元剤とから形成されたCu粒子のコロ イドを析出させ、次いで無電解槽中で銅の化学的析出を行う公知方法がある。本発明の目的 本発明の目的は、任意の形状を有する任意の非導電性表 面を処理し、次いで無電解析出だけでなく特に電析によっても金属化を行い得る ようにすることであり、該方法は、電解法の高速析出を可能にするという点で、 経済的な見地から見て有利である。本発明の説明 本発明は、2つの実施態様に従って実施し得る。 本発明の第1の態様により、非導電性基体(支持体)上に連続金属析出層を製 造する方法は、以下の段階: (a)試薬の作用により、溶媒と該溶媒の除去後に該試薬に対して透過性のフィ ルムを形成するように選択されたバインダーとを含む、少なくとも部分的に金属 銅の状態に変換させ得る分割状態の酸化銅の分散液を調製する段階、 (b)前記非導電性基体上に前記分散液を適用(塗布)し、該非導電性基体上に 30μm未満の厚さの分割状態の前記酸化銅を含む薄層を形成する段階、 (c)非導電性基体の表面上にCuを含む薄層を得るように、前記試薬の作用に より前記酸化銅からCuを形成する段階、 (d)前記Cuを含む層の上に、溶液状の少なくとも1種のイオン性金属種を電 析させて少なくとも1つの金属層を 析出させる段階 からなる。 従って、本発明は、従来技術に比べてより簡易且つ経済的な方法である。本発 明は、市販品から得られる酸化銅の分散液を調製し、特殊な手段を用いずに、該 分散液を、塗料、インキ又はワニスのように、必ずではないが殆どの場合その最 終形態である任意の非導電性基体上に適用し、電析により金属析出する前に、そ れ自体公知の方法で該酸化銅の全体又は一部をCuに変換させ得る。 確かに従来技術の金属化処理法においては、その後の電析を可能にするために 、Cu2Oを用いることが既に公知となっているが、これは完全に異なる条件下 のことである。すなわち、仏国特許出願公開FR−A−2518126号明細書 においては、Cu2Oは表面上には析出されず、その非導電性基体と均密に結合 しているので、非導電性基体はCu2Oの存在下に成型される。さらに、高度な 導電性を得るようにCu2Oの還元剤としてのホウ水素化物の作用を可能にする ために得られた成型物の表面を研磨する。 従って、そのような方法は、本発明の場合のように、研磨作用が到達し得ない 気孔内面を有する多孔質発泡体(フォ ーム)のような基体には適用し得ない。 本発明は、段階(a)から(c)により、銅を殆ど含まず、従って比較的導電 性が低い薄層を形成するという事実にも拘わらず、本発明に従い電析によって金 属層を形成し得るという特に驚異的な特徴を提供する。 仏国特許出願公開第2518126号明細書に記載の処理をした後で得られる 表面抵抗率は、0.01〜1000Ω/□であるが、本発明の段階(a)から( c)の後で得られる表面抵抗率は、20×106Ω/□にも達し得る極めて高レ ベルのものであり、前記特許出願公開FR−2518126号明細書に記載のも のの20,000倍も高い。 さらに、本出願人により行われた実験により、従来技術の実験から想定され得 るものに反して、電解手段により金属析出が行われる可能性とこの抵抗率基準と の間には相関関係がないことが示された。実施例3を参照されたい。 対照的に、これらの実験により、バインダーの性質及び状態(架橋又は非架橋 )が、実施例5及び6に示されているように、決定的な役割を果たすことが示さ れた。図面の説明 図面は全て本発明に関する。 図1〜図3は、非導電性基体(1)の性質〔図1の見かけ多孔度を有さない材 料;図2の開口多孔度(見かけ気孔率)を有する気泡材料〕又は該基体上に適用 された分散液の性質〔図1及び図2のCu2O粉末を含む分散液(4);図3の 導電性粉末を含む分散液(4a)〕に関する異なる変形態様による方法の種々の 段階を示している。 図1に示されている方法において、基体(1)は、乾燥して溶媒を除去した後 で、Cu2O及びバインダーを含む本発明の薄層(5a)で被覆された基体(1 )により形成された多層材料(20)を得るように、一方の表面を、溶媒中にC u2O粉末(小円で示されている)及びバインダーを含む本発明の分散液(4) でコーティングする。酸性溶液に浸漬した後で、導電性粒子(Cu)(十字で示 す)を含む薄層(9)で被覆された基体(1)により形成された多層材料(21 )を得る。陰極(15)及び陽極(16)を備えた電解槽(10)中で金属を電 析した後、所望の厚さの金属層(11)を含む多層材料(22)を得る。 次いで、該多層材料を、主として金属材料(23)を得るように、基体を分離 するか、又は前記バインダーを架橋 して前記基体(1)と前記金属層(11)とを強固に接続することにより材料( 24)を得るように、材料(22)を加熱処理して変化させることも可能である 。 基体の性質が図1とは異なる図2において、本発明の方法を見かけ多孔度を有 する気泡体(1a)(断面に気泡が示されている)に適用した。該気泡体を分散 液(4)に浸漬し、次いで該気泡体を取り出して乾燥することにより、気泡の表 面全体がCu2O及びバインダーを含む本発明の層(5a)で被覆された材料( 20a)を得る。 酸性処理することにより、気泡の表面が導電性粒子(Cu)及び前記バインダ ーを含む層(9)で被覆された材料(21a)が形成される。次いで、電析によ り、気泡の全表面が金属層(11)で被覆された材料(22a)を得る。 図1に類似の図3において、分散液(4a)は、図1の分散液(4)のように CU2Oを含む代わりに、導電性粒子を含んでいる。該分散液からなる薄いフィ ルムを塗布し、乾燥させた後で、前記バインダー中の導電性粒子層(9a)を含 む材料(21)を得る。 図4は、材料(9、9a)の表面抵抗率を決定し得る電気アセンブリーを示し ている。 この抵抗率(Ω/□)は、式:(3.14×ΔV/I×1n2)により得られ 、測定用電極は25mmの間隔で離されている。 図5、図5a及び図6は、槽(10)中で電解により金属層(11)を形成す る好ましい方法を断面図で示しており、電流の移動は陰極(15)及び陽極(1 6)により得られる: − 先ず、累進的に層(9)の表面全体を被覆するように、層(9)との電気的 接触点から金属フィルムが生長することにより「一次」金属フィルム(14)が 形成される。図5aは、金属フィルム(14)が層(9)の表面の約半分を被覆 し、矢印の方向に底面に向かって進んでいる状態の正面図を示しており、層(9 )との電気的接触点は層(9)の上端に配置されている。 − 次いで、層(9)の表面Sの全体の上に金属フィルムが形成されたら、電解 を実施し、金属フィルム(14)の厚さを増大させて金属層(11)を得る。 図6はJ=f(t)〔ここで、y軸上のJは電流の強度(A)を表し、この場 合の表面積はIdm2であり、x軸上のtは2つの電解段階の分単位の時間を表 す〕のグラフ である。 時間がΔtsで示されている第1の段階は、厚さEiの金属フィルム(14)に よる層(9)の表面S全体の累進的な被覆を目的としており、被覆は電流密度の 累進的な増大と共に起こる。 時間がΔtEで示されている第2の段階は、金属層の厚さの増大を目的として おり、厚さは、初期の厚さEiから最終金属層(11)における厚さEfに増大す る。 図7は、連続的に金属ストリップ(13)を製造することを目的とする本発明 の態様を実施するための電析装置の断面図である。この図は、本発明の1つの態 様による方法を示し得る。 基体(1)は巻き取り形態のプラスチックフィルム(横方向の斜線が施された ストリップで表されている)である。 該装置は、順に: − 基体(1)の供給手段(2)、 − 基体(1)上に、溶媒中のCu2O分散液(4)からなる薄層(5)(円で 表されている)を適用するための手段(3)、 − 該薄層(5)を乾燥する手段(6)、 − 十字で表されているCuを含む前記薄層(9)を形成するために、該薄層( 5)を酸洗いする手段(7)及び水でリンスする手段(8)、 − 2つの連続槽中で金属層(11)の電析を確実にする手段 からなる。 第1の槽(10a)において、金属塩の濃度及び電気的パラメーター、陰極( 15)と陽極(16a)との間の電圧及び強度を、槽から出た後で数μmの厚さ Eiを有する金属フィルムが得られるように選択する。 第2の槽(10)において、陰極(15)と陽極(16)を通過する電流の強 度は、第1の槽の電流強度より大きく、これは、所望の厚さEfを有する金属層 (11)を急速に形成するように適合されている。 基体(1)として機能するプラスチックストリップは、電解槽から出ると金属 ストリップ(13)から分離される。場合によって、プラスチックストリップは ガイド手段(12)により装置の先頭部に再導入され得る。発明の詳細な説明 本発明の第1の態様を実施するために、酸化銅としてC uO又はCu2Oを選択し得、前記試薬は、CuOの場合には還元剤であり、C u2Oの場合には還元剤又は不均化剤である。 前記方法の段階(a)で調製された溶媒中の前記CuO又はCu2Oの分散液 (4)は、平均粒径が30μm未満、好ましくは10μm未満で且つ0.1μm より大きい粒子形態のCuO又はCu2Oの微細分散体を含んでいる。 該分散液(4)中のCuO又はCu2Oの含量は20〜80%の範囲である。 流体の分散液を得たい場合には、該分散液中のCuO又はCu2O含量は一般 に20〜60重量%の範囲であるが、CuO又はCu2O含量の増大に応じて増 大する粘度は分散液の他の構成成分にも依存する。 Cu2OからのCuの形成は、2種の慣用法に従って、還元剤又は不均化作用 により行われ得る。 Cu2Oの不均化は、 2 Cu+←---→Cu+++Cu で表され得るそれ自体公知の反応(釣合反応)である。 本発明によれば、Cu2O不均化反応を選択し、好ましくは試薬として酸であ る不均化剤を選択するのが、以下の 理由から有利である: − Cu2Oを含む前記薄層に対する酸の作用は還元剤よりも即効性であり、H+ イオンの移動度(前記層への浸透し易さ)はホウ水素化物のような還元剤よりは るかに高く、従って、連続処理が可能である。 − 本出願人の仮説によれば、Cu2Oを含む前記薄層への酸の浸透及びその不 均化反応は、水性媒体に可溶であるCu++イオンの形成により、Cuを含む前記 薄層を多孔性にし、それによって、Cuを含む前記薄層の金属Cu析出層と析出 すべき金属イオン溶液全体との「電解接触」が大きく改良される。 − 最後に、通常の酸はホウ水素化物のような還元剤よりはるかに経済的である 。 さらに、本出願人の実験の範囲内で行われた表面抵抗率の測定後に示されたよ うに、低抵抗率を有する表面が、もはやその後に直接電析を実施し得るために必 要とされることはないと考えられることを強調したい。本発明によれば、40× 106Ω/□程も高くなり得る表面抵抗率は、その後の電析を可能にする基本的 な技術的効果を得るに十分であるので、導電性粒子の量を増大させようと試みる ことは不要である。 酸を用いたCu2Oの不均化の場合には、水溶液中の稀酸を用いて操作するの が好ましい。 該酸は、酢酸、ギ酸、硝酸、シュウ酸、リン酸、スルファミド酸、硫酸、酒石 酸からなる群から選択される。硫酸を用いるのが好ましい。 Cuを含む薄層(9)の形成をもたらす該不均化反応は一般に、乾燥し、薄層 (5)から揮発性物質を除去した後で行われる。しかし、本発明によれば、前記 試薬に対するバインダーの透過性を保持する条件、特に温度条件下に乾燥を行う ことが重要である。従って、前記バインダーの重合又は高度の架橋をもたらす乾 燥温度を回避する必要がある。 不均化反応は極めて急速、即ち、数秒、典型的には5〜20秒のオーダーであ り、薄層、層(5a)、そして層(9)は、その完全性(integrity)を保ち、 乾燥、酸による洗浄段階及び水によるリンス段階の間にも崩壊しないことが認め られ、これは本発明の実施には不可欠である。バインダー並びに薄層(5a)及 び(9)の形成条件の選択には2つの不可欠な基準がある。 本発明によれば、Cu2Oと塩、好ましくは水溶性スル フィド(例えばK2S)とを反応させることも可能である。この場合、黒色層が 形成され、その上で電解法による析出を実施し得る。 既に記載した本発明の第2の実施態様は、導電性粒子の使用を必要とする。こ の場合、本発明の方法は、以下の段階: (a)溶媒及び選択されたバインダーを含む分割状態の導電性粉末の分散液(4 a)を調製する段階、 (b)該分散液(4a)を前記非導電性基体(1)上に適用し、分割状態の前記 導電性粉末を含む薄層(9a)を前記非導電性基体上に形成する段階、 (c)少なくとも1種のイオン性金属種溶液を電解還元し、前記層(9a)上に 金属層を析出する段階 からなる。 しかし、本発明によれば、導電性粒子の使用を必要とする場合、その後で直接 に電析を実施し得るように、導電性表面又は典型的には1000Ω/□未満の低 抵抗率を有する表面を得ることは必要でなく、実際、40×106Ω/□にも達 し得る抵抗率は本発明に適合しており、そのために、少量の導電性粉末を用いる ことも、僅かに導電性の低 い粉末を大量に用いることも可能であることに留意されたい。 該導電性粉末は、粒径が50μm未満の黒鉛粉末であるのが好ましいが、酸化 しにくい金属を選択する限り、例えば、金属粉末のようないずれの導電性粉末も 適当であり得る。 前記黒鉛粉末は厚さが1〜3μm、最大寸法が5〜20μmのフレーク形態で あるのが好ましい。 本発明の実施態様とは関係なく、前記分散液(4、4a)は、薄層として、均 一な厚さ、典型的には30μm未満の厚さに前記非導電性基体(1)上に適用す るために、コーティング、浸漬、スリップ塗装、噴霧、又は、特に印刷技術(シ ルクスクリーン法、フレキソグラフ印刷など)若しくは工業用塗装を含めた塗装 技術において公知の任意の他の方法により前記基体上に適用し得る。 本発明の態様には関係なく、前記バインダーは、Cu粒子を含む層(9)に対 しても、導電性粒子を含む層(9a)に対しても実質的に同じ役割を果たす。 本発明は、その方法の段階(b)において、該方法の段階(d)の後で、金属 製、好ましくは銅製の導電性トラッ クを得るように、マスクを用いて、典型的にはシルクスクリーン法により、前記 非導電性基体(1)上に前記分散液(4)を適用し得る。 一般に、分散液(4、4a)は、基体(1)上に適用し得るように、選択され た適用技術に応じて異なり得る十分な流動性を有していなければならない。それ に反して、該分散液がいったん基体上に薄層として析出されたら、分散液を硬化 させるための任意の公知方法により、典型的には前記溶媒を蒸発させるか、又は 前記バインダーを凝集させるか、又は前記分散液を加熱(液状で)し、次いで粘 度を増大させるために該液体を冷却する(その場合、溶媒の除去は不要であり得 る)ことにより硬化させることが望ましい場合が多い。 分散液を硬化させると、分散液の凝集力が高められ、且つ殆どの場合、基体に 対する付着性も高められ、それによって被覆された基体の取り扱い、及び、必要 な場合に、前記試薬による処理が容易になり得る。 導電性粒子を含む層(9、9a)を形成した後で、直接又は間接に金属の電析 を行う。 本発明によれば、前記金属種の電析は1つ以上の電解槽 中、2段階で行うのが好ましい: − 第1の段階において、本発明により処理された表面〔Cu2Oの分散液(4 )を用いる場合には層(9)を形成する段階(a)、(b)及び(c)の後で、 導電性粉末の分散液(4a)を用いる場合には層(9a)を形成する段階(a) 及び(b)の後で得られた〕上に、金属フィルムの生長及び伝播(propagation )により、前記処理された表面と電気的に接触する少なくとも1つの点から、前 記金属フィルムの生長点が前進することにより、薄い、典型的には10μm未満 の厚さの「一次」金属フィルム(14)が前記処理された表面を被覆するまで、 「一次」金属析出を行い、 − 第2の段階において、前記金属層(11)の所望の厚さEfが得られるまで 前記「一次」金属フィルムの厚さEiを増大させる。 前記第1の段階において、典型的には前記第2の段階に用いられる(そうでな い場合もある)最大強度Jmax(若しくは密度Imax)が得られるまで、電解電流 の強度J又は密度Iを累進的に増大させ、且つ前記電解槽の撹拌を抑えることに より前記「一次」金属フィルム(14)を得る。 実際には、「一次」金属フィルム(14)の形成時間(Δts)を制限するため に接触点を増やす。 電流密度を増大させる代わりに、脈動電流を増大させるか、又は電析電圧を固 定して電流のドリフトを可能にし、それによって金属化表面の比率を増大させる ことも可能である。 密度又は強度を累進的に増大させる(dImax/dt)場合に、これは、可能 な限り高く、但し実験的に決定し得且つそれを超えると前記処理された表面全体 が該金属フィルムで被覆される前に前記金属フィルム(14)の生長及び伝播が 停止する限界値(dImax/dt)maxよりは低くなるように選択する。 実際、本出願人は、強度を過度に増大させると、金属フィルム(14)の表面 の生長が突然停止してしまうことを認めた。該現象を詳細に検討すると、電流密 度が過剰になると、「焼けた」析出層が形成される、即ち、前記金属フィルムの 生長前面で、金属水酸化物が前記フィルム内に取り込まれて、その生長を妨害す ることが示された。 連続金属化の場合、図7に示されているように、2つの連続電解タンクを用い る。金属塩の濃度及び電気的パラメ ーター(強度及び電圧)の適切な選択の外に、陽極として機能する金属タンクに 対して基体ストリップ(1)を傾斜させて配置すると、第1の電解槽(10a) 中でストリップが進むにつれて電場が累進的に増大し、該槽(10a)中で金属 フィルム(14)が累進的に形成され得る。 槽(10a)が陰極(15a)との電気的接触点を1つしか有していない場合 、ストリップの前進速度は、典型的には1分間に少なくとも数センチメートル( 典型的には3〜4cm/分)の金属フィルムの生長及び伝播速度に基づいて調整 される。 本発明によれば、前記バインダーは、前記分散液(4、4a)中20重量%未 満の重量含有率で含まれ、 (1)前記溶媒(バインダーは該溶媒に可溶であるか又は微細に分散し得えなけ ればならない)に応じて前記酸化銅又は前記導電性粉末の安定な分散液(4、4 a)を得、 (2)前記溶媒を部分的又は完全に除去した後を含めて前記基体上に連続薄層( 5、9a)を形成し、 (3)電解槽中で完全性を保つ薄層(9、9a)を形成するように選択される。 従って、該バインダーの第1の機能は、特に、水と接触 して崩壊しない、粒子を被覆する薄い連続層を形成する能力である。 バインダーが有すべき第2の必須機能は、電解条件下に金属フィルムの生長を 可能にする能力である。この機能とバインダーの固有の特性とを相関させること は不可能ではないにしても困難であると考えられるが、以下により詳細に説明す るように、この能力は処理すべき基体(1)の表面組織にも依存する。 これら全ての理由から、前記バインダーは、銅粒子を含む薄層(9)の形成を 含む前記方法の段階(a)から(d)を含むテストに基づいて選択され、該テス トにおいて、バインダー及びその溶媒に関するものを除く他のパラメーターは前 以て決定される: − 段階(a)において、Cu2O50重量%、前記テストすべきバインダー約 10重量%及びその溶媒40重量%を含む前記分散液(4)を調製する。 − 段階(b)において、金属化すべき絶縁材(1)からなるプレート(10c m×20cm×1cm)上に、厚さ25μmの層(5)として前記分散液(4) を適用し、熱により重合又は架橋し得るバインダーの場合には、該バイ ンダーを重合又は架橋しない程度の低い温度で溶媒を除去して薄層(5a)を形 成する。 − 段階(c)において、Cu2O分散液で被覆された前記プレートを、10重 量%の硫酸を用いて1分間処理してCu2Oを不均化し、Cu粒子を含む薄層( 9)を形成し、次いで該プレートを水でリンスする。 − 段階(d)において、勾配電流を用いた前記「一次」金属層(14)の形成 条件、典型的には図6に示されている条件〔Δtsが3分に等しく、電流強度J が10Aに等しい〕下に、段階(c)の後で得られたプレートをCuの電析テス トにかける。 前記バインダーは、金属フィルムの生長及び伝播により、前記薄層(9)を被 覆する「一次」金属フィルム(14)が累進的に形成されるように選択される。 実施例3を参照されたい。 テストされる材料が高度に分割されている(見かけ多孔度を有するフォーム) 場合、Δtsは、例えば15分に達するようにかなり延長される。実施例4を参 照されたい。 本出願人は、平坦な基体(1)、例えば、プラスチック材製のプレートを用い る場合に選択されたバインダー全て が、見かけ多孔度を有するフォームからなる基体(1)に適当であるわけではな いが、多孔質基体に適当なバインダー全てが非多孔質基体にも適当であることを 認めた。 本出願人の仮説によれば、最も「柔軟性」のバインダーのみが、曲率半径が小 さいか又は勾配に多くの屈折点を有する内面を含む多孔質基体に適当である。 前記溶媒は有機溶媒から選択するのが好ましく、前記バインダーは、極性基を 有する低分子量のオリゴマー、プレポリマー又はポリマーから選択するのが好ま しい。 前記バインダーは、熱可塑性樹脂(セルロースアセテートブチレート、アクリ ル、ポリアミド、ポリスチレン、ビニルイソブチルエーテルなど)、又は架橋す る前に熱硬化し得る樹脂(シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ、ポリエ ステルなど)から選択し得る。 前記バインダーはシリコーン樹脂から選択するのが好ましい。 これらのバインダーは、限定するわけではないが殆どの場合有機溶媒中で、イ ンキ又は塗料の無機顔料を安定化するための公知添加剤から選択し得る。化学的 に極めて多様なこれらの安定剤は、分散されるべき製品に対して親和性 を有する部分と、溶媒に対して親和性を有する部分とを含む分子である。 低分子量から中分子量までのモノマー、オリゴマー又はポリマーであってもよ いこれらの安定剤は、基体(1)及び製造したい製品の性質に応じて選択し得る 。 実際、「基体(1)+該基体に接着された金属層(11)」である複合材料( 24)を製造したい場合も、図7に示されているように、金属ストリップ(13 、23)を製造したい場合もあり、それらとは反対に、金属ストリップ(13、 23)を得るために、前記金属層(11)をその基体(1)から容易に分離し得 ることが望まれる場合もある。 第1の場合、溶媒の除去段階の間、特に前記バインダーの架橋処理及びその後 の電解による金属析出の間に、基体(1)と層(5)との間に確実な結合が得ら れるように、基体の化学的性質とバインダーの化学的性質との間に親和性、相溶 性が求められる。 第2の場合は反対に、化学的な不相溶性が求められる。 しかし全ての場合に、選択されたバインダーは、前記試薬及び前記電解浴に対 して透過性でなければならず、特に、 好ましいCu2O不均化法の場合には、前記試薬の存在下にその物理的完全性を 維持しながらH+イオンの急速な移行を可能にしなければならない。 前記分散液(4)の調製にはさらに、特に分散液の流動学的性質を選択された 適用法に適合させるため、あるいは該分散液の経時的な保存を確実にするために 、塗料及びインキの分野においてそれ自体公知の種々の添加剤〔例えば、改質セ ルロースタイプのもの、モンモリロナイトタイプのアルミノシリケート、改質B entone(登録商標)、Thixcin(登録商標)=ヒマシ油誘導体であ ってよい増粘剤〕が必要とされる。一般にこれらの添加剤は、少量(典型的には 、1重量%のオーダーで)用いられる。 本発明によれば、前記非導電性基体(1)は、フラット材料(巻き取り形態の プラスチックフィルム、織物、不織布、好ましくは巻き取り形態のフェルトなど )、成型品(成型部品、チューブなど)、見かけ多孔度を有する気泡材料(プラ スチック製のフォーム、布製のフェルトなど)からなる群から選択される。 本発明においては、前記非導電性基体(1)(プラスチック、セラミック、ガ ラス、木材、布など)の性質及び分割 状態の多少に関して制限はないが、但し、該基体(1)は、本発明方法の実施中 に、前記分散液の溶媒又は前記電解槽の水によって崩壊されてはならない。 前記基体(1)は、ストリップ形態でもフォーマット(format)形態の 材料であってよく、前記製造法の種々の段階は、例として図7に示されているよ うに、連続的に実施し得る。 金属層(11)が形成された後では、該方法は、所望の最終材料の性質に応じ て多くの変形態様を取ることが可能である。 前記金属層(11)の形成段階の後で、前記金属層(11)を前記非導電性基 体(1)から、好ましくは物理的分離、熱分解又は化学溶解により分離すること が可能である。このようにして主として金属材料(13、23)が得られる。 前記金属層(11)の形成段階の後で、該金属層を前記非導電性基体(1)か ら分離せず、該金属層(11)の形成後に前記バインダーを重合又は架橋して前 記非導電性基体(1)と前記金属層(11)との間の接着性を強化することも可 能である。実施例1 ボールミルを用い、以下の重量組成: − Cu2O:50% − バインダー又は安定剤:10% − 溶媒:40% を有する分散液(4)を調製した。 Cu2Oは市販の粉末であり、該粉末は粉砕後には、2μmのオーダーの平均 粒径を有する。バインダー(安定剤)は市販のメチルフェニルシリコーン樹脂で あり、溶媒はトリクロロエチレンである。 基体は、見かけ(開口)気孔(0.8〜1mmの気孔)を有する厚さ10mm のポリウレタンフォーム片である。 基体を分散液(4)に浸し、次いで、取り出して排水した後、1分間風乾した 。 次いで基体を10%硫酸溶液中に数十秒間浸し、次いで水でリンスした。 該基体を、80g/lのCuSO4を含み、発電機の陰極に接続された慣用の 電解槽に入れた。該基体を、10μmのオーダーの平均厚さの金属銅フィルム( 14)を得るように電流密度I=3A/dm2で20分間電解にかけた。実施例2 この実施例は実施例1に類似しているが、但し、試薬は硫酸ではなく、3重量 %の硫化カリウム水溶液である。 そのようにして、銅の塩を電解することにより銅析出層を得ることができる導 電性黒色析出層を得た。実施例3 この実施例においては、11種の異なるバインダーをテストした。 (A)バインダーの存在下に、溶媒としてのトリクロロエチレン中、実施例1の ようにして、Cu2O粉末を粉砕してCu2O分散液(50重量%の分散液)を調 製する。 以下の表は、バインダーの性質、及び分散液中のバインダーと溶媒との重量比 を示している: G.E.Silicone社、(6)Dow Chemical社、(7)Al tulor社、(8)及び(9)La Celliose社、(11)East man社であ る。 (B)基体(1)上への適用 基体は、寸法が143×76×3(mm)のテフロンプレートである。 各分散液を分散液に浸漬して塗布し、約30〜40μmの湿潤層(5)を形成 した。 風乾後、約20μmの厚さの乾層(5a)を得た。5つの側層を除去し、基体 上に143mm×76mmの寸法の層のみを残した。 (C)Cu2Oの不均化 11個のプレートを10重量%の硫酸溶液中に1分間浸し、次いで水でリンス した後、プレートを圧縮空気で乾燥した。 (D)表面抵抗率の測定 該測定のために、図4に示されている4点測定法を用いた。 電圧計を用いて電圧ΔV及び強度Iを測定したが、発電機の電圧は100Vに した。 得られた値をΩ/□で(E)の下の表に示す。 (E)図5及び図5aに示されているような電析による銅 フィルム(14)の形成 電解浴は、以下の組成: − Cu(BF42:450g/l − HBF4:40g/l を有する。 電解条件は: − 発電機=脈動電流生成機 − 浴温度=20〜25℃ − Jは、電解の開始時には1Aから出発し、3分後に10Aに到達した。次い で、13Aの値を12分間維持した。 全ての場合に、電気的接触点からの金属フィルムの累進的伝播及び生長による 金属フィルム(14)の形成が認められた。伝播速度は全てのバインダーについ てほぼ同じで、約50mm/分であった。この中間金属層(14)は6μmのオ ーダーの厚さを有する。 以下の表に、各試料上に析出された銅の量及び表面抵抗率が示されている。理 論量(プレート上の銅の析出)は3.376gである。 結論として、表面抵抗率と全ての場合理論量とあまり変わらない析出された銅 の量との間に相関関係が存在するとは考えられず、従って、テストした全バイン ダーは、用いられた基体の場合には本発明の実施に適当であると考え得る。実施例4 実施例3と同じ一連のテストを行ったが、基体として、 寸法が245×55×10mm3のポリウレタンフォーム製プレートを用いた。 実施例3との相違は、以下のみであった: − Cu2Oの不均化は実施例3における1分の代わりに3分であり、 − Jは電解の開始時の2Aから出発して15分(Δts)後に30Aに到達し 、次いで、35Aの値を15分間(ΔtE)維持した。 表面(245mm×55mm)の完全な被覆に要した時間(分)、金属フィル ムが移動した距離の割合(%)(プレート表面の被覆率)及び析出された銅の重 量(g)を測定した。 この表は、見かけ気孔を有するフォーム製基体の場合、バインダーを選択する ためのテストの選択性が高いことを示している。 本出願人は、金属フィルムの伝播がないのは導電性粒子を含む薄層(9、9a )の不連続性によるものであり、該不連続性はそれ自体バインダーの柔軟性の低 さ(分散液の乾燥時の層の亀裂?)から発生したものであるとの仮説を 立てた。 見かけ気孔を有する支持体の場合、最終製品の断面に、気孔の内面全体、さら に最終金属層(11)全体にわたる金属フィルム(14)の連続性が示されたこ とに留意されたい。実施例5 バインダー(1)を用いて実施例4のようにして一連のテストを行ったが、電 解条件は、種々のΔtsを用い、Jは電解開始時の2Aから出発し、Δts時間後 に30Aに到達するという点で異なっている。さらに、35Aの値は30分に等 しいΔtE時間維持された。 以下の結果を得たが、該結果は、フォーム基体を完全に被覆するのに要する時 間として表わされている。 テスト5cから5hまでの場合、金属層(11)の最終厚さは約50μmであ った。 これらのテストは、電流密度の上昇速度に関して越えてはならない閾値が存在 することを明瞭に示している。この実施例の場合、該上昇速度は、7分間で35 A未満でなければならない。さもなければ、金属層の生長反応は電解中に停止す るか、テスト5aにおけるように生長反応が全く発生しないことさえある。 生産性の見地から、該上昇速度は、この閾値以下(テスト5c)にすべきであ ることに留意されたい。実施例6 バインダー(1)を用い、実施例4に記載のようにして一連のテストを行った が、バインダーの架橋度は異なる: テスト6aはテスト4−1と同様であるが、但し、層(5a)を含む材料(2 0)を形成するために、前記バインダーを含む分散液(4)を層(5)の形態で 基体(1)上に適用した後で風乾する。 テスト6bはテスト6aと同様であるが、但し、層(5)を、室温に近い温度 で乾燥させるのではなく、130℃で4時間乾燥させる。 テスト6cはテスト6aと同様であるが、但し、層(5)は200℃で30分 間乾燥させる。 得られた結果: テスト6aはテスト4−1に等しく、15分で金属状(14)の均一な析出が 形成され、次いで厚い金属層(11)が得られる。 テスト6bの場合には、1時間の電解後にさえ、フォームプレートの2/3が 金属析出層で被覆されたに過ぎない。 テスト6cでは、1時間の電解後にさえ金属析出は全く形成されなかった。 これらのテストは、バインダーの架橋の不在が決定的に重要であることを確認 するものである。実施例7 テスト7aでは、テスト6cと同じ条件を用いたが、但し、選択された基体は 、ポリウレタンフォーム製プレートの代わりにガラスプレート(120mm×6 0mm×2mm)であった。 テスト7bでは、テスト7aと同じ条件を用いたが、但し、200℃で煮沸後 、Cu2O粉末を不均化するために、プレートを希硫酸で処理する前に、層(5 a)の表面を研磨した。結果 : テスト7aでは、テスト6cと同様に、電解しても銅析出層は全く形成されな い。 テスト7bでは、120mmにわたるプレート全体を被覆する金属フィルム( 14)が8分(Δts)で形成される。 これらのテストは、実施例6のテスト結果を確認するものであり、且つ、バイ ンダーが、その化学的性質及び/又はその架橋の程度により、Cu2O粒子を硫 酸の不均化作用から免れさせ得ないことが不可欠であることを示している。 導電性粉末を用いて行われた他のテストからも同様な結論、即ち、電解槽によ っても分離されない、導電性粒子を含む層(9、9a)を得る必要性が導かれた 。本発明の補足目的 本発明は、補足目的として、本発明方法により得ることができる種々の製品を 有する。 これらの製品は3つのタイプ: (a)絶縁基体(1)と、薄い、典型的には10μm未満の厚さの金属フィルム (14)との組み合わせからなる材料(22a)か、 (b)任意の基体(プラスチックフィルム、多孔質フォーム、織物、ガラスなど )であってよい絶縁基体(1)と、10μmを超える厚さの金属層(11)との 密着型組み合わせからなる複合材料(24)か、 (c)主として金属層(11)からなる材料(23)であり得る。 これらのタイプの製品それぞれにおいて、金属層(11)は種々の金属の金属 層からなり得る。本発明の用途 本発明は多くの用途を有しており、中でも: − 薄型金属シート(ニッケル、銅、ニッケル/銅シートなど)の製造、 − 実施例4におけるように、それ自体高表面積/体積比を有する見かけ気孔を 含む基体から出発し、場合によって金属層の析出後に最初の基体を取り除くこと による、高表面積/体積比を要する触媒用支持体の製造、 − 例えば、フォースセンサー(force sensor)製造用の計測用絶 縁基体上に接着された導電性トラック(好ましくはCu製)の製造、 − 熱交換器に用いられる多孔質構造(好ましくはCuを用いた)の製造、 − 蓄電池用の多孔質金属電極、又はカドミウム、ニッケル、銅などのような金 属で被覆し得る蓄電池電極用支持体の製造、 − 硬質又は可撓性非導電性基体の雑音防止、 − 硬質又は可撓性非導電性基体(例えば織物)の帯電防止処理 を挙げることができる。本発明の利点 既に述べたように、本発明は、本発明の方法が: (a)無制限に、任意のタイプの基体・支持体に、任意の絶縁基体(塊状物体、 フィルム、フォーム、織物など)上に「塗料」を塗布するように本発明の処理を 施し得、 (b)ほぼ同一の工具を用いて種々の基体と金属層との組み合わせから多岐にわ たる最終製品を得る可能性があるために、極めてフレキシブルであり、 (c)高価な試薬又は特殊な処理段階を用いずに任意の電析を可能にすることに より、消費材及び製造コストの点で経済的であり、 (d)析出が慣用手段で(真空下及び/又は高温での技術を必要とせずに)実施 されるために、設備投資の点で経済的であり、 (e)極めて広い(1〜2m)の基体上に連続的に電析を形成し得るので非常に 生産性が高い ために、従来技術の方法を用いた場合に経験する多くの問題を解決する。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年8月21日 【補正内容】 請求の範囲 1.非導電性基体(1)上に連続金属析出層(11)を製造する方法であって、 (a)試薬の作用により少なくとも部分的に金属銅の状態に変換され得る分割状 態の酸化銅の分散液であって、溶媒と、該溶媒を除去した後で該試薬及び段階( d)の電解浴に対して透過性のフィルムが形成されるように選択されたバインダ ーとを含む分散液(4)を調製する段階、 (b)前記非導電性基体(1)上に前記分散液を適用し、該非導電性基体上に前 記分割状態の酸化銅を含む薄層(5)を形成する段階; (c)非導電性基体の表面上にCuを含む薄層(9)が得られるように、前記試 薬の作用により前記酸化銅からCuを形成する段階; (d)中間段階無しに直接、前記Cuを含む層(9)上に電解浴から電析により 金属層を析出させる段階 からなる方法。 2.前記酸化銅がCuO又はCu2Oであり、CuOの場合には前記試薬が還元 剤であり、Cu2Oの場合には前記 試薬が還元剤又は不均化剤である請求項1に記載の方法。 3.前記方法の段階(a)で調製した、溶媒中の前記CuO又はCu2Oの分散 液(4)が、30μm未満、好ましくは10μm未満の平均粒径を有する粒子形 態のCuO又はCu2Oの微細分散体を含む請求項2に記載の方法。 4.前記分散液(4)中のCuO又はCu2Oの含量が20〜80%の範囲であ る請求項3に記載の方法。 5.好ましくは、前記酸化銅がCu2Oであり、前記試薬が不均化剤である請求 項4に記載の方法。 6.前記不均化剤が、酢酸、ギ酸、硝酸、シュウ酸、リン酸、スルファミド酸、 硫酸、酒石酸からなる群から選択される請求項5に記載の方法。 7.Cu2Oを塩、好ましくは水溶性硫化物と反応させる請求項4に記載の方法 。 8.非導電性基体(1)上に連続金属析出層(11)を製造する方法であって、 (a)溶媒、及び該溶媒の除去後に前記試薬及び段階(c)の電解浴に対して透 過性のフィルムが形成されるように選択されたバインダーを含む分割状態の導電 性粉末の分散液(4a)を調製する段階、 (b)前記非導電性基体(1)上に前記分散液(4a)を適用し、該非導電性基 体上に、前記分割状態の導電性粉末を含む薄層(9a)を形成する段階、 (c)中間段階無しに直接、前記Cuを含む層(9a)上に電解浴から電析によ り金属層を析出させる段階 からなる方法。 9.前記導電性粉末は50μm未満の粒径を有する黒鉛粉末であるのが好ましい 請求項8に記載の方法。 10.前記方法の段階(b)において、分散液を30μm未満の厚さの薄層とし て基体上に適用するために、コーティング、浸漬、スリップ塗装、噴霧、又は特 に印刷技術(シルクスクリーン法、フレキソグラフ印刷など)若しくは工業用塗 装を含めた塗装技術において公知の任意の他の方法により、前記非導電性基体( 1)上に流体の前記分散液(4、4a)を適用する請求項1から9のいずれか一 項に記載の方法。 11.前記方法の段階(b)において、電析後に、好ましくは銅製の、導電性金 属トラックが得られるように、前記非導電性基体(1)上に前記分散液(4、4 a)をマスク、典型的にはシルクスクリーン法を用いて適用する請求項1 0に記載の方法。 12.前記方法の段階(b)において、前記基体上に前記分散液(4、4a)を 適用した後、分散液を硬化するための任意の公知方法、典型的には前記溶媒を蒸 発させるか、前記バインダーを凝集させるか、又は前記分散液を加熱、次いで冷 却することなどにより前記薄層(5、9a)を形成する請求項10又は11に記 載の方法。 13.前記金属種の電析が、好ましくは1つ以上の電解浴中で、2つの段階、即 ち: − 第1の段階において、本発明により処理された表面〔Cu2Oの分散液を用 いる場合には段階(a)、(b)及び(c)の後で、導電性粉末の分散液を用い る場合には段階(a)及び(b)の後で得られた表面〕上に、金属フィルムの生 長及び伝播によって、電極及び前記処理された表面の少なくとも1つの電気的な 接触点から、前記金属フィルムの生長面の前進により、薄い、典型的には10μ m未満の厚さの「一次」金属フィルムが前記処理された表面を被覆するまで、「 一次」金属析出を行い、 − 第2の段階において、前記「一次」金属フィルムの厚さを、前記金属析出層 の所望の厚さが得られるまで増大さ せる ことにより行われる請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 14.第1の段階において、典型的には前記第2の段階に用いられる最大強度Imax が得られるまで電解電流の強度を累進的に増大させると共に前記電解浴の撹 拌を抑えることにより前記「一次」金属フィルムを得る請求項13に記載の方法 。 15.強度の累進的増大(dImax/dt)が、可能な限り高く、但し実験的に 決定され得且つそれを超えると前記処理表面全体が前記金属フィルムで被覆され る前に前記フィルムの生長及び伝播が停止する限界値(dImax/dt)max以下 になるように選択される請求項14に記載の方法。 16.前記バインダーは、前記分散液(4)中20重量%未満の重量含有率であ り、(1)前記溶媒に応じて(バインダーは該溶媒に可溶であるか又は該溶媒中 に微細に分散し得なければならない)、前記酸化銅又は前記導電性粉末の安定な 分散液(4)が得られ、(2)前記溶媒を部分的又は全体的に除去した後を含め て前記基体上に連続薄層(5、9a)が形成され、(3)電解浴中でその完全性 を 保つ薄層(9、9a)が形成されるように選択される請求項1から15のいずれ か一項に記載の方法。 17.前記バインダーが、前記酸化銅を含む薄層(9)の形成を含む前記方法の 段階(a)から(d)を含むテストに基づいて選択され、該テストにおいて、バ インダー及びその溶媒に関するもの以外のパラメーターは前以て決定されており 、 段階(a)において、Cu2O50重量%、前記テストすべきバインダー約1 0重量%及びその溶媒40重量%からなる前記分散液(4)を調製し、 段階(b)において、金属化すべき絶縁材料(1)からなるプレート(10c m×20cm×1cm)上に、厚さ25μmの層(5)として前記分散液(4) を適用し、熱重合又は架橋し得るバインダーの場合には、該バインダーが重合又 は架橋しない程度の低い温度で溶媒を除去して薄層(5a)を形成し、 段階(c)において、Cu2O分散液で被覆された前記プレートを10重量% の硫酸を用いて1分間処理してCu2Oを不均化すると共にCu粒子を含む薄層 (9)を形成し、次いで該プレートを水でリンスし、 − 段階(d)において、段階(c)の後で得られたプレートを前記「一次」金 属層の形成条件下にCu電析テストにかけ、金属フィルムの生長及び伝播により 、前記薄層(9)の全てを被覆する「一次」金属フィルムが累進的に形成される ように前記バインダーを選択する請求項16に記載の方法。 18.前記溶媒は、好ましくは有機溶媒から選択され、前記バインダーは、好ま しくは極性基を有する低分子量のオリゴマー、プレポリマー又はポリマーから選 択される請求項16又は17に記載の方法。 19.前記バインダーが、熱可塑性樹脂(セルロースアセテートブチレート、ア クリル樹脂、ポリアミド、ポリスチレン、ビニルイソブチルエーテルなど)、又 は架橋前に熱硬化され得る樹脂(シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ、 ポリエステルなど)から選択される請求項16又は17に記載の方法。 20.前記バインダーが好ましくはシリコーン樹脂から選択される請求項19に 記載の方法。 21.前記非導電性基体(1)が、フラット材料(巻き取り形態のプラスチック フィルム、織物、不織布、巻き取り 形態のフェルトなど)、成型品(成型部品、チューブなど)、開口多孔度を有す る気泡材料(プラスチック製のフォーム、布製のフェルトなど)からなる群から 選択される請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。 22.前記基体(1)が、ストリップ形態又はフォーマット形態の材料であり、 前記方法の段階が連続的に実施される請求項21に記載の方法。 23.前記金属層(11)の形成段階後に、前記金属層(11)を前記非導電性 基体(1)から、好ましくは物理的分離、熱分解又は化学溶解により分離する請 求項1から22のいずれか一項に記載の方法。 24.前記金属層(11)の形成段階の後に、該金属層(11)を前記非導電性 基体(1)から分離せず、場合によって前記金属層(11)の形成後に前記バイ ンダーを重合又は架橋して前記非導電性基体(1)と前記金属層(11)との間 の接着性を強化する請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヌギユイアン,バン・ユー フランス国、95800・セルジイ・サン・ク リストフ、リユ・ビユイソン・プリユネ ル、47 (72)発明者 アンサンガ,セルジユ フランス国、95540・メリ・シユール・ワ ーズ、ラ・ボンヌビル、シユマン・ドユ・ ミリユ(番地なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.非導電性基体(1)上に連続金属析出層(11)を製造する方法であって、 (a)試薬の作用により、溶媒と、該溶媒を除去した後で該試薬に対して透過性 のフィルムを形成するように選択されたバインダーを含む、少なくと部分的に金 属銅の状態に変態され得る分割状態の酸化銅の分散液(4)を調製する段階、 (b)前記非導電性基体(1)上に前記分散液を適用し、該非導電性基体上に前 記割状態の酸化銅を含む薄層(5)を形成する段階; (c)非導電性基体の表面上にCuを含む薄層(9)を得るように、前記試薬の 作用により前記酸化銅からCuを形成する段階; (d)前記Cuを含む層(9)上に、溶液状の少なくとも1種のイオン性金属種 を電析させて、少なくとも1つの金属層を析出する段階 からなる方法。 2.前記酸化銅がCuO又はCu2Oであり、前記試薬が CuOの場合には還元剤であり、Cu2Oの場合には還元剤又は不均化剤である 請求項1に記載の方法。 3.前記方法の段階(a)で調製した、溶媒中の前記CuO又はCu2Oの分散 液(4)が、30μm未満、好ましくは10μm未満の平均粒径を有する粒子形 態のCuO又はCu2Oの微細分散体を含む請求項2に記載の方法。 4.前記分散液(4)中のCuO又はCu2Oの含量が20〜80%の範囲であ る請求項3に記載の方法。 5.好ましくは、前記酸化銅がCu2Oであり、前記試薬が不均化剤である請求 項4に記載の方法。 6.前記不均化剤が、酢酸、ギ酸、硝酸、オキサル酸、リン酸、スルファミド酸 、硫酸、酒石酸からなる群から選択される請求項5に記載の方法。 7.Cu2Oを塩、好ましくは水溶性スルフィドと反応させる請求項4に記載の 方法。 8.非導電性基体(1)上に連続金属析出層(11)を製造する方法であって、 以下の段階: (a)溶媒及び選択されたバインダーを含む分割状態の導電性粉末の分散液(4 a)を調製する段階、 (b)前記非導電性基体(1)上に前記分散液(4a)を 適用し、該非導電性基体上に、前記分割状態の導電性粉末を含む薄層(9a)を 形成する段階、 (c)溶液状の少なくとも1種のイオン性金属種を電解還元して前記層(9a) 上に金属層を析出する段階 からなる方法。 9.前記導電性粉末は50μm未満の粒径を有する黒鉛粉末であるのが好ましい 請求項8に記載の方法。 10.前記方法の段階(b)において、分散液を30μm未満の厚さの薄層とし て基体上に適用するために、コーティング、浸漬、スリップ塗装、噴霧、又は特 に印刷技術(シルクスクリーン法、フレキソグラフ印刷など)若しくは工業用塗 装を含めた塗装技術において公知の任意の他の方法により、前記非導電性基体( 1)上に、前記分散液(4、4a)を適用する請求項1から9のいずれか一項に 記載の方法。 11.前記方法の段階(b)において、電析後に、好ましくは銅製の導電性金属 トラックを得るように、前記非導電性基体(1)上に前記分散液(4、4a)を マスク、典型的にはシルクスクリーン法を用いて適用する請求項10に記載の方 法。 12.前記方法の段階(b)において、前記基体上に前記分散液(4、4a)を 適用した後、分散液を硬化するための任意の公知方法、典型的には前記溶媒を蒸 発させるか、前記バインダーを凝集させるか、又は前記分散液を加熱、次いで冷 却することなどにより前記薄層(5、9a)を形成する請求項10又は11に記 載の方法。 13.前記金属種の電析が、好ましくは1つ以上の電解槽中、2つの段階: − 第1の段階において、本発明により処理された表面〔Cu2Oの分散液(4 )を用いる場合には段階(a)、(b)及び(c)の後で、導電性粉末の分散液 を用いる場合には段階(a)及び(b)の後で得られた表面〕上に、生長及び生 長反応により、金属フィルムの電極及び前記処理された表面の少なくとも1つの 電気的な接触点から、前記金属フィルムの生長点の前進により、薄い、典型的に は10μm未満の厚さの前記「一次」金属フィルム(14)が前記処理された表 面を被覆するまで、「一次」金属析出を行い、 − 第2の段階において、前記「一次」金属フィルムの厚さEiを、前記金属層 (11)の所望の厚さEfが得られる まで増大させる ことにより行われる請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 14.第1の段階において、典型的には前記第2の段階に用いられる最大強度Jmax が得られるまで電解電流の強度を累進的に増大させ、前記電解槽の反応を抑 えることにより前記「一次」金属フィルムを得る請求項13に記載の方法。 15.強度(dImax/dt)の累進的増大が、可能な限り高く、但し実験的に 決定され得且つそれを超えると前記処理表面全体が前記金属フィルムで被覆され る前に前記フィルムの生長及び生長反応が停止する限界値(dImax/dt)max 以下になるように選択される請求項14に記載の方法。 16.前記バインダーは、前記分散液(4)中20重量%未満の重量含有率であ り、(1)前記溶媒に応じて(バインダーは該溶媒に可溶であるか又は該溶媒中 に微細に分散し得えなければならない)、前記酸化銅又は前記導電性粉末の安定 な分散液(4、4a)を得、 (2)前記溶媒を部分的又は全体的に除去した後を含めて 前記基体上に連続薄層(5、9a)を形成し、 (3)電解槽中でその結合性を保つ薄層(9、9a)を形成するように選択され る請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。 17.前記バインダーが、前記酸化銅を含む薄層(9)の形成を含む前記方法の 段階(a)から(d)を含むテストに基づいて選択され、該テストにおいて、バ インダー及びその溶媒に関するもの以外のパラメーターは前以て決定されており 、 段階(a)において、Cu2O50重量%、前記テストすべきバインダー約1 0重量%及びその溶媒40重量%からなる前記分散液(4)を調製し、 段階(b)において、金属化すべき絶縁材料(1)からなるプレート(10c m×20cm×1cm)上に、厚さ25μmの層(5)として前記分散液(4) を適用し、熱重合又は架橋し得るバインダーの場合には、該バインダーが重合又 は架橋されない程度の低い温度で溶媒を除去して薄層(5a)を形成し、 段階(c)において、Cu2O分散液で被覆された前記プレートを10重量% の硫酸を用いて1分間処理してCu2 Oを不均化し、Cu粒子を含む薄層(9)を形成し、次いで該プレートを水で リンスし、 − 段階(d)において、段階(c)の後で得られたプレートを前記「一次」金 属層の形成条件下にCu電析テストにかけ、金属フィルムの生長及び生長反応に より、前記薄層(9)の全てを被覆する「一次」金属フィルムが累進的に形成さ れるように前記バインダーを選択する請求項16に記載の方法。 18.前記溶媒は、好ましくは有機溶媒から選択され、前記バインダーは、好ま しくは極性基を有する低分子量のオリゴマー、プレポリマー又はポリマーから選 択される請求項16又は17に記載の方法。 19.前記バインダーが、熱可塑性樹脂(セルロースアセテートブチレート、ア クリル樹脂、ポリアミド、ポリスチレン、ビニルイソブチルエーテルなど)、又 は架橋前に熱硬化され得る樹脂(シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ、 ポリエステルなど)から選択される請求項16又は17に記載の方法。 20.前記バインダーが好ましくはシリコーン樹脂から選択される請求項19に 記載の方法。 21.前記非導電性基体(1)が、フラット材料(巻き取り形態のプラスチック フィルム、繊維、不織布、巻き取り形態のフェルトなど)、成型材料(成型部品 、チューブなど)、見かけ多孔度を有する気泡材料(プラスチック製のフォーム 、布製のフェルトなど)からなる群から選択される請求項1から20のいずれか 一項に記載の方法。 22.前記基体(1)が、ストリップ形態又はフォーマット形態の材料であり、 前記方法の段階が連続的に実施される請求項21に記載の方法。 23.前記金属層(11)の形成段階後に、前記金属層(11)を前記非導電性 基体(1)から、好ましくは物理的分離、熱分解又は化学溶解により分離する請 求項1から22のいずれか一項に記載の方法。 24.前記金属層(11)の形成段階の後では、該金属層(11)は前記非導電 性基体(1)から分離せず、場合によって前記金属層(11)の形成後に前記バ インダーを重合又は架橋して前記非導電性基体(1)と前記金属層(11)との 間の接着性を強化する請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。
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