[发明专利]在非导电性的基底材料上制造导电结构的方法以及用于此的特定添加物和基底材料

说明书

本发明涉及在非导电性的基底材料上制造导电结构，特别是印刷电路(Leiterbahn)的方法，所述基底材料包括具有至少一种金属化合物的添加物(Additiv)，其中使所述基底材料部分经受激光照射并且添加物中所含的金属化合物被活化，以便在这样的激光活化的区域形成催化活性的种晶(Keime)，随后将其在无外电流的(auβenstromlose)金属化浴中金属化，并由此在非导电性的基底材料上创建导电结构。

在实践中，名为MID(Molded Interconnect Devices)(模内互连装置)的立体注塑电路板已为人所知并被广泛应用。所述MID技术在一个部件中结合了电气和机械功能。在这种情况下，将导电结构集成进壳体并由此取代传统的电路板，从而减少了重量、安装空间和安装成本。

在这种情况下，所谓的激光直接结构化(LDS)特别受到重视。在LDS工艺中，基底材料作为模制件在单组元注塑成型(Einkomponenten-Spritzguss)中以专门添加的塑料颗粒注塑。借助于激光可使添加物在物理化学反应中选择定位性地(ortsselektiv)转化成催化活性的种晶，其中在随后的化学金属化浴(Metallisierungsbad)中金属有针对性地沉积于如此处理过的位点处。

除了活化，激光还具有以下目的，即产生微粗糙的表面以确保金属层在塑料基板上的足够的附着力。

由于通过计算机软件控制经受激光照射的区域，因而在LDS工艺中可以在尽可能短的时间内并在不修改工具的情况下调整或改变电路布局。这种情况以及各种可用于LDS的塑料的商业供应最终导致，对于MID的制造来说LDS工艺是领先技术。

在DE 101 32 092 A1中描述了非导电性基底材料上的印刷电路结构，其包括金属种晶和随后施加在其上的金属化，其中通过使用电磁辐射击碎基底材料中所含的精细粒度分布的非导电性无机金属化合物来形成金属种晶。

DE 10 2004 021 747 A1也描述了这样的印刷电路结构，其中通过使用电磁辐射击碎基底材料中所含的精细粒度分布的纳米级的金属化合物来形成金属种晶。为了保持基底材料的透明度(其使光导(Lichtleitung)成为可能并由此使得印刷电路结构和光导的基底材料的组合能够用于光电方面的应用)，而使用纳米级的非导电性的金属化合物，其颗粒具有特征尺寸低于200nm的纳米尺寸。由此基底材料的透明度和非导电性金属化合物的功能得以保持。

此外，WO 2012/056385 A1描述了一种LDS材料的经改进的无电流的电镀性能(stromlosen Plattierungsleistung)的方法。

由于技术方面的限制，现如今借助于LDS工艺能够可靠地制造最小间距为150μm的电路板电路。为了进一步推动所需的MID的小型化，当务之急是将所述限制进一步向后推。为此作出了很大的努力，使激光照射聚焦程度更高并将其更精确地在模件的表面引导。其次是减小添加物的尺寸，以确保更好的激光结构化的边缘锐度。然而，必须注意的是这种方式受到限制，因为在混炼或注塑成型的过程中在颗粒尺寸减小的情况下一般会使添加物聚集在一起的可能性增加。

在此，以下三个方面尤为重要：

1)基础聚合物以及由其制造出的工件的物理特性，例如耐冲击性和断裂强度，受到添加物的数量、大小、形状和类型的影响。

2)添加物的类型在本质上决定所使用的激光射线可具有什么样的波长并且其是如何有效地被吸收的。

3)使用不同的材料来不同程度地促进添加物向催化活性的种晶的化学物理的转化并且在某些材料中可以不发生所述转化。

本发明的目的在于，以适当的方式来实施添加物，使得相比于添加物的独立作用，添加物-包覆-混合对基础聚合物的物理性能的不利影响较小并且通过激光照射更有效地转化成催化活性的种晶。

根据本发明，上述目的通过根据权利要求1的特征的方法得以实现。本发明进一步的实施方式由从属权利要求来限定。