[go: up one dir, main page]

NL1029311C2 - Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate. - Google Patents

Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate. Download PDF

Info

Publication number
NL1029311C2
NL1029311C2 NL1029311A NL1029311A NL1029311C2 NL 1029311 C2 NL1029311 C2 NL 1029311C2 NL 1029311 A NL1029311 A NL 1029311A NL 1029311 A NL1029311 A NL 1029311A NL 1029311 C2 NL1029311 C2 NL 1029311C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
substrate
microscopic
metal
aqueous solution
plastic
Prior art date
Application number
NL1029311A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Jacobus Creemers
Original Assignee
Nanotechnology B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanotechnology B V filed Critical Nanotechnology B V
Priority to NL1029311A priority Critical patent/NL1029311C2/en
Priority to PCT/NL2006/000305 priority patent/WO2006137730A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1029311C2 publication Critical patent/NL1029311C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1689After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/2006Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
    • C23C18/2046Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by chemical pretreatment
    • C23C18/2073Multistep pretreatment
    • C23C18/2086Multistep pretreatment with use of organic or inorganic compounds other than metals, first
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/28Sensitising or activating
    • C23C18/285Sensitising or activating with tin based compound or composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/42Coating with noble metals
    • C23C18/44Coating with noble metals using reducing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1635Composition of the substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

i !i!

Microscopisch substraat alzijdig bedekt met een metaallaag en werkwijze voor het metalliseren van een microscopisch substraat.Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate.

5 De uitvinding heeft betrekking op een microscopisch substraat dat alzijdig bedekt is met een metaallaag. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het alzijdig metalliseren van een microscopisch substraat, waarbij op het substraat ten minste één metaal vanuit een oplossing wordt afgezet. Onder microscopisch worden afmetingen in de grootte-orde van enkele micrometers tot enkele honderden 10 micrometers verstaan.The invention relates to a microscopic substrate that is covered on all sides with a metal layer. The invention also relates to a method for metallizing a microscopic substrate on all sides, wherein at least one metal is deposited from a solution on the substrate. Microscopic is understood to mean dimensions in the order of magnitude of a few micrometers to a few hundred 10 micrometers.

Dergelijke microscopische substraten vinden met name toepassing in elektrisch geleidende pasta’s en coatings die worden gebruikt om onderdelen van elektrische inrichtingen onderling te verbinden of elektromagnetisch af te schermen. De substraten 15 worden daarbij als elektrisch geleidende deeltjes in een suspensie gebracht van een bind- en oplosmiddel en in die vorm verwerkt. Op zichzelf kunnen daarvoor metaaldeeltjes in een suspensie worden toegepast maar omdat elektrische geleiding slechts aan een oppervlak van de substraten plaats vindt kan het vaak kostbare metaal worden uitgespaard door uit te gaan van een kern van een goedkoper materiaal en deze 20 te bedekken met een geschikt metaal. De bekende microscopische substraten omvatten daartoe een kem van glas die alzijdig met een edelmetaal zoals zilver is bedekt.Such microscopic substrates find particular application in electrically conductive pastes and coatings that are used to interconnect or electromagnetically shield parts of electrical devices. The substrates are thereby placed as electrically conductive particles in a suspension of a binding and solvent and processed in that form. Metal particles can be used per se for this in a suspension, but because electrical conduction only takes place on one surface of the substrates, the often expensive metal can be saved by starting from a core of a cheaper material and covering it with a suitable metal . The known microscopic substrates for this purpose comprise a core of glass which is covered on all sides with a noble metal such as silver.

Een nadeel van dergelijke bekende, met metaal bedekte glassubstraten is echter dat door hun relatief hoge gewicht de substraten niet goed blijven zweven maar daarentegen 25 relatief snel bezinken waardoor de suspensie onbruikbaar wordt. Het is daarom zaak een dergelijke suspensie pas aan te maken vlak voordat deze wordt verwerkt, wat vanuit logistiek oogpunt in een vol-continu productieproces in voorkomende gevallen ongewenst is.A drawback of such known metal-coated glass substrates, however, is that due to their relatively high weight, the substrates do not float well, but on the other hand settle relatively quickly, making the suspension useless. It is therefore important to prepare such a suspension just before it is processed, which is undesirable from a logistical point of view in a fully continuous production process.

30 Met de onderhavige uitvinding wordt onder meer beoogd te voorzien in een microscopisch substraat van de in de aanhef beschreven soort dat met aanmerkelijk minder gevaar voor vroegtijdige bezinking in een suspensie kan worden verwerkt.The present invention has for its object, inter alia, to provide a microscopic substrate of the type described in the preamble which can be incorporated into a suspension with considerably less risk of premature settling.

10293Π -2-10293Π -2-

Een microscopisch substraat van de in de aanhef beschreven soort is daartoe volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het substraat een kunststof omvat. Toepassing van een kunststof verschaft het substraat een lager gewicht, waardoor het beter in de suspensie blijft zweven. De suspensie is daarom aanmerkelijk langer houdbaar dan de bekende 5 suspensie op basis van met metaal bedekte glasbolletjes, waardoor een voorraad kan worden aangelegd, waardoor het productieproces van te coaten producten flexibeler is en minder risico loopt om stil te komen liggen. Bovendien leidt de relatieve soortelijke dichtheid van het gebruikte kunststof-materiaal voor het substraat bij een relatief laag metaalverbruik reeds tot een gewenst gewichtspercentage daarvan.To this end, a microscopic substrate of the type described in the opening paragraph is characterized according to the invention in that the substrate comprises a plastic. The use of a plastic provides the substrate with a lower weight, as a result of which it floats better in the suspension. The suspension therefore has a considerably longer shelf life than the known suspension on the basis of metal-coated glass beads, as a result of which a stock can be created, as a result of which the production process of products to be coated is more flexible and runs less risk of stalling. Moreover, with a relatively low metal consumption, the relative density of the plastic material used for the substrate already leads to a desired percentage by weight thereof.

1010

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het microscopische substraat volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat het substraat een kunststof korrel omvat, in het bijzonder een kunststof parel. Dergelijke substraten zijn op bestelling in de handel verkrijgbaar in grote aantallen met nagenoeg uniforme afmetingen. Daarom zal een suspensie met i 15 dergelijke parels relatief goed reproduceerbare eigenschappen bezitten. !A preferred embodiment of the microscopic substrate according to the invention is characterized in that the substrate comprises a plastic bead, in particular a plastic bead. Such substrates are commercially available on demand in large numbers with almost uniform dimensions. Therefore, a suspension with such beads will have relatively good reproducible properties. !

Een uitvoeringsvorm van het microscopische substraat volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat het substraat een of meer uitsteeksels bezit. Substraten met uitsteeksels en in het bijzonder een vertakte (dendritische) structuur zullen elkaar gemakkelijker 20 kunnen raken, waardoor het mogelijk is om een pasta of coating te verkrijgen die extra goed elektrisch geleidend is. Bovendien leveren de uitsteeksels een grotere stromingsweerstand waardoor de deeltjes minder snel zullen bezinken.An embodiment of the microscopic substrate according to the invention has the feature that the substrate has one or more protrusions. Substrates with protrusions and in particular a branched (dendritic) structure will be able to touch each other more easily, making it possible to obtain a paste or coating that is additionally well electrically conductive. Moreover, the protrusions provide a greater flow resistance, so that the particles will settle less quickly.

Een verdere uitvoeringsvorm van het microscopische substraat volgens de uitvinding 25 heeft als kenmerk dat de kunststof behoort tot de groep: polymetamethylacrylaat, polypropyleen, polystyreen, polyethyleen en polyurethaan. Met deze kunststoffen zijn in de praktijk goede resultaten bereikt.A further embodiment of the microscopic substrate according to the invention is characterized in that the plastic belongs to the group: polymetamethyl acrylate, polypropylene, polystyrene, polyethylene and polyurethane. Good results have been achieved with these plastics in practice.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het microscopische substraat volgens de 30 uitvinding heeft als kenmerk dat het substraat samendrukbaar is. Daarmee kunnen verende én elektrisch geleidende eigenschappen in één materiaal gecombineerd worden. Microscopische substraten met een dergelijke combinaties van eigenschappen kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in een verende coating, pasta of kit, zoals eenA further preferred embodiment of the microscopic substrate according to the invention has the feature that the substrate is compressible. Thereby resilient and electrically conductive properties can be combined in one material. Microscopic substrates with such combinations of properties can be used, for example, in a resilient coating, paste or kit, such as one

102931V102931V

i -3- schokabsorberende coating of een samendrukbaar elektrisch geleidend afdichtingsmateriaal. Met het samendrukbare elektrische afdichtingsmateriaal kan een beoogde elektromagnetische afscherming van een apparaat worden verbeterd, doordat ook eventuele kieren en naden kunnen worden afgedicht.Shock-absorbing coating or a compressible electrically conductive sealing material. With the compressible electrical sealing material, an intended electromagnetic shielding of an apparatus can be improved, because any cracks and seams can also be sealed.

55

Voor het alzijdig metalliseren van een microscopisch substraat zoals gebruikt in een geleidende coating of afdichting, wordt gewoonlijk uitgegaan van elektroless plating, waarbij zonder toepassing van elektroden, metaal vanuit een oplossing op een substraat wordt afgezet. Voor het metalliseren van een glas-substraat kan een conventionele 10 electroless plating werkwijze worden gebruikt. Deze blijkt echter bij gebruik van kunststof substraten niet de gewenste hechting van het metaal aan het substraat te geven.For all-round metallization of a microscopic substrate as used in a conductive coating or seal, electroless plating is usually used in which metal is deposited from a solution onto a substrate without the use of electrodes. A conventional electroless plating method can be used for the metallization of a glass substrate. However, this does not appear to give the desired adhesion of the metal to the substrate when using plastic substrates.

Om hieraan tegemoet te komen heeft een werkwijze voor het alzijdig metalliseren van een microscopisch substraat van de in de aanhef beschreven soort, volgens de uitvinding 15 als kenmerk dat voor het substraat wordt uitgegaan van een kunststof, dat het substraat wordt onderworpen aan een voorbehandeling met een verbinding uit de groep van silanen, titanaten, chelaten, zirconaten, siloxanen, siliconaten en aluminaten, en dat na de voorbehandeling het metaal op het substraat wordt afgezet. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1029311In order to meet this, a method for metallizing a microscopic substrate of the type described in the opening paragraph, according to the invention, is characterized in that the substrate is based on a plastic, that the substrate is subjected to a pretreatment with a compound from the group of silanes, titanates, chelates, zirconates, siloxanes, siliconates and aluminates, and that the metal is deposited on the substrate after the pretreatment. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1029311

Dankzij een dergelijke voorbehandeling wordt een betere hechting met het kunststof 2 substraat bewerkstelligd en kan tevens het metaal met een uniforme laagdikte op het 3 kunststof substraat worden afgezet. Hierdoor kan een deeltje met een uitmuntende 4 elektrische geleidbaarheid worden bereikt. Een elektrisch geleidende coating waar 5 deeltjes van een dergelijke soort in aanwezig zijn, zal daarom ook een goede elektrische 6 geleidbaarheid vertonen. Tevens kan door de goede hechting en de hoge uniformiteit 7 van de laagdikte met een dunnere laag metaal op het substraat worden volstaan, 8 waardoor grondstofkosten worden bespaard. Vermoed wordt dat een verbinding uit de 9 groep van silanen, titanaten, chelaten, zirconaten, siloxanen, siliconaten en aluminaten 10 een katalytisch effect heeft op de uiteindelijke metaaldepositie.Thanks to such a pretreatment, a better adhesion with the plastic substrate 2 is achieved and the metal can also be deposited on the plastic substrate with a uniform layer thickness. This allows a particle with an excellent 4 electrical conductivity to be achieved. An electrically conductive coating in which 5 particles of such a type are present will therefore also exhibit good electrical 6 conductivity. Due to the good adhesion and the high uniformity 7 of the layer thickness, a thinner layer of metal on the substrate will suffice, 8 thereby saving raw material costs. A compound from the group of 9 silanes, titanates, chelates, zirconates, siloxanes, silicates and aluminates is believed to have a catalytic effect on the final metal deposition.

1111

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat het substraat aan één of meer verdere voorbehandelingen wordt onderworpen in een of meer waterige metaalverbindingoplossingen. Door deze één of meerdere verdere -4- voorbehandelingen wordt het bedekkingsproces versneld. Vermoed wordt dat een dergelijke metaalverbindingoplossing een verder katalytisch effect heeft op de uiteindelijke metaaldepositie.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that the substrate is subjected to one or more further pretreatments in one or more aqueous metal compound solutions. The covering process is accelerated by these one or more further -4 pre-treatments. Such a metal compound solution is suspected of having a further catalytic effect on the final metal deposition.

5 Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat tenminste één van de verdere voorbehandelingen wordt uitgevoerd met een waterige oplossing van een metaal met een redox-normaalpotentiaal lager dan 1, in het bijzonder lager dan 0,2 en meer in het bijzonder lager dan 0. Een of meer van dergelijke oplossingen geven een extra goed resultaat met betrekking tot de bedekkingsgraad, wat 10 wordt toegeschreven aan een reducerende werking van de oplossing.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that at least one of the further pre-treatments is carried out with an aqueous solution of a metal with a redox normal potential lower than 1, in particular lower than 0.2 and more in the particularly lower than 0. One or more of such solutions give an extra good result with regard to the coverage, which is attributed to a reducing effect of the solution.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat tenminste één van de verdere voorbehandelingen wordt uitgevoerd met een waterige oplossing van een metaalverbinding van een edelmetaal. Een dergelijke verdere 15 voorbehandeling leidt in de praktijk tot een hoge depositiesnelheid, hetgeen wordt toegeschreven aan een katalytische werking op de uiteindelijke metaaldeposititie.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that at least one of the further pre-treatments is carried out with an aqueous solution of a metal compound of a noble metal. Such a further pretreatment leads in practice to a high deposition rate, which is attributed to a catalytic action on the final metal deposition.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het substraat wordt onderworpen aan ten minste één verdere 20 voorbehandeling met een waterige oplossing van een metaalzout, in het bijzonder een tinzout of een palladiumzout, meer in het bijzonder tinchloride of palladiumchloride. Een dergelijke verdere voorbehandeling leidt in de praktijk tot een bijzonder goede hechting van de metallisatie.A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the substrate is subjected to at least one further pretreatment with an aqueous solution of a metal salt, in particular a tin salt or a palladium salt, more in particular tin chloride or palladium chloride. Such further pre-treatment leads in practice to a particularly good adhesion of the metallization.

25 Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat, de ten minste één verdere voorbehandeling plaatvindt met achtereenvolgens een waterige oplossing van tinchloride en een waterige oplossing van palladiumchloride. Bij gebruik van een dergelijke voorbehandeling kunnen opvallend goede resultaten worden verkregen op het gebied van hechting en tevens met betrekking 30 tot de bedekkingsgraad en laagdikte.A further preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the at least one further pre-treatment takes place in succession with an aqueous solution of tin chloride and an aqueous solution of palladium chloride. When such pre-treatment is used, remarkably good results can be obtained in the field of adhesion and also with regard to the degree of coverage and layer thickness.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het microscopische substraat na het afzetten van het metaal op het oppervlak, aan 102931 1 -5- een nabehandeling wordt onderworpen met een verbinding uit de groep van silanen, titanaten en zirconaten. Deze nabehandeling bevordert hechting van het bedekte substraat aan het bindmiddel van de suspensie. Dit bevordert niet alleen de elektrische geleidbaarheid van een dergelijke suspensie maar verlengt tevens de houdbaarheid 5 daarvan doordat dergelijke substraten minder snel bezinken.A further embodiment of the method according to the invention is characterized in that the microscopic substrate, after depositing the metal on the surface, is subjected to a post-treatment with a compound from the group of silanes, titanates and zirconates. This post-treatment promotes adhesion of the coated substrate to the binder of the suspension. This not only promotes the electrical conductivity of such a suspension but also extends its shelf life because such substrates settle less quickly.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat een aantal microscopische substraten in een bulk gelijktijdig alzijdig worden gemetalliseerd. De werkwijze volgens de uitvinding blijkt zeer geschikt voor het 10 gelijktijdig alzijdig metalliseren van microscopische substraten in een bulk. Hierbij is het namelijk van belang dat het metaal zich bijzonder gemakkelijk aan de substraten hecht, aangezien een dergelijke bulkproductie niet toelaat elk substraat gericht te behandelen.A further preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that a number of microscopic substrates in a bulk are simultaneously metalized on all sides. The method according to the invention appears to be very suitable for the simultaneous all-round metallization of microscopic substrates in a bulk. This is because it is important that the metal adhere to the substrates particularly easily, since such a bulk production does not allow specific treatment of each substrate.

15 Een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de substraten, na van een metallisatie te zijn voorzien, onder voortdurende beroering in de bulk aan een luchtstroom worden blootgesteld en gedroogd. Aldus lopen de substraten minder gevaar om te kleven, hetgeen zou resulteren in het achterblijven van vocht en klontering. Dit restvocht kan de hechting van de substraten met het 20 bindmiddel verslechteren.A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the substrates, after being provided with a metallization, are exposed to an air flow and dried under constant agitation in the bulk. Thus, the substrates are less at risk of sticking, which would result in moisture and clumps remaining. This residual moisture can deteriorate the adhesion of the substrates with the binder.

Hierna zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden.The invention will be explained in more detail below with reference to a number of exemplary embodiments.

2525

Uitvoeringsvoorbeeld 1 PMMA parels met een diameter van 15μιη voor toepassing in een geleidend coating, worden bedekt met zilver door ze een aantal behandelingen te laten ondergaan.Embodiment Example 1 PMMA beads with a diameter of 15μιη for use in a conductive coating are covered with silver by having them undergo a number of treatments.

30 Allereerst wordt een voorbehandeling uitgevoerd, waarbij de parels gedurende 60 minuten worden blootgesteld aan aminopropyltriethoxysilaan in een waterige oplossing met een concentratie van 2 mol/1 bij een temperatuur van 293 K. Vervolgens wordt een verdere voorbehandeling uitgevoerd, waarbij de parels eerst gedurende 1 minuut worden 1029311 -6- behandeld met een waterige oplossing van tin(II)chloride met een concentratie van 2 mmol/1 en een temperatuur van 293 K en vervolgens gedurende 1 minuut aan een waterige oplossing van palladiumchloride met een concentratie van 2 mmol/1 bij 293 K.First of all, a pretreatment is carried out, wherein the beads are exposed for 60 minutes to aminopropyltriethoxysilane in an aqueous solution with a concentration of 2 mol / l at a temperature of 293 K. Subsequently, a further pretreatment is carried out, the beads first being carried out for 1 minute 1029311-6 are treated with an aqueous solution of tin (II) chloride with a concentration of 2 mmol / l and a temperature of 293 K and then for 1 minute with an aqueous solution of palladium chloride with a concentration of 2 mmol / l at 293 K.

Daarna wordt een verzilverstap uitgevoerd met een alkalisch zilvercomplex gedurende 4 5 minuten in een waterige oplossing met een concentratie van 2 mol/1 bij 300 K. Daarbij wordt het zilvercomplex gereduceerd met glucose (een reductor) dat aanwezig is in een concentratie van 2 mol/1, waardoor zilver neerslaat op het oppervlak van de parels.A silvering step is then carried out with an alkaline silver complex for 4 minutes in an aqueous solution with a concentration of 2 mol / l at 300 K. The silver complex is then reduced with glucose (a reducer) present in a concentration of 2 mol / l 1, causing silver to settle on the surface of the beads.

10 Uitvoerinesvoorbeeld 210 Example 2

Polyurethaanparels met een diameter van 40pm voor toepassing in een geleidende samendrukbare afdichtring, worden bedekt met zilver door ze aan een aantal behandelingen bloot te stellen. Allereerst wordt een voorbehandeling uitgevoerd, 15 waarbij de parels gedurende 60 minuten worden blootgesteld aan DC772 (Dow Coming 772, een natriumsiliconaat) in een waterige oplossing met een concentratie van 2 mol/1 bij een temperatuur van 293 K. Vervolgens wordt een verdere voorbehandeling uitgevoerd, waarbij de parels gedurende 1 minuut worden behandeld met een waterige oplossing van PdCl2 (een palladiumzout) met een concentratie van 2 mmol/1 en een 20 temperatuur van 293 K. Daarna wordt een verzilverstap uitgevoerd met een alkalisch zilvercomplex gedurende 4 minuten in een waterige oplossing met een concentratie van 2 mol/1 bij 300 K. Daarbij wordt het zilvercomplex gereduceerd met glucose (een reductor) dat aanwezig is in een concentratie van 2 mol/1, waardoor zilver neerslaat op het oppervlak van de parels.Polyurethane beads with a diameter of 40 µm for use in a conductive compressible seal ring are covered with silver by exposing them to a number of treatments. First of all, a pretreatment is performed in which the beads are exposed to DC772 (Dow Coming 772, a sodium silicate) for 60 minutes in an aqueous solution with a concentration of 2 mol / l at a temperature of 293 K. Subsequently, a further pretreatment is carried out wherein the beads are treated for 1 minute with an aqueous solution of PdCl 2 (a palladium salt) with a concentration of 2 mmol / l and a temperature of 293 K. Then, a silvering step is carried out with an alkaline silver complex for 4 minutes in an aqueous solution with a concentration of 2 mol / l at 300 K. The silver complex is then reduced with glucose (a reducer) which is present in a concentration of 2 mol / l, whereby silver precipitates on the surface of the beads.

2525

Hoewel de uitvinding is toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden, is de werkwijze volgens de uitvinding daartoe geenszins beperkt. Integendeel zijn voor de gemiddelde vakman binnen het kader van de uitvinding nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk.Although the invention has been elucidated on the basis of a number of exemplary embodiments, the method according to the invention is by no means limited thereto. On the contrary, many variations and manifestations are still possible for those skilled in the art within the scope of the invention.

3030

Zo kan uit de groep van silanen, titanaten, chelaten, zirconaten, siloxanen, siliconaten en aluminaten geheel vrij worden gekozen. De silanen kunnen zowel reactief (organofunctioneel) zijn als niet-reactief. Reactieve silanen zijn bijvoorbeeld:Thus, from the group of silanes, titanates, chelates, zirconates, siloxanes, siliconates and aluminates, it is entirely possible to choose freely. The silanes can be both reactive (organofunctional) and non-reactive. Reactive silanes are, for example:

-----—_____I-----—_____ I

1029311 -7- aminosilanen, epoxysilanen, methacryloxysilanen, mercaptosilanen, chloorsilanen, vinylsilanen, stryrylsilanen, isocyanaatsilanen, fosflnesilanen. Niet-reactieve silanen zijn bijvoorbeeld de alkyltrimethoxysilanen. Voorbeelden van titanaten, chelaten en zirconaten zijn: tetraalkyltitanaten, tetraalkylzirconaten en titanivunchelaten. Voor 5 siloxanen en siliconaten kan gedacht worden aan ondermeer polymethylhydrogeensiloxaan, kaliummethylsiliconaat en natriummethylsiliconaat.Aminosilanes, epoxy silanes, methacryloxysilanes, mercaptosilanes, chlorosilanes, vinylsilanes, stryrylsilanes, isocyanate silanes, phosphflnesilanes. Non-reactive silanes are, for example, the alkyl trimethoxy silanes. Examples of titanates, chelates and zirconates are: tetraalkyl titanates, tetraalkyl zirconates and titanivunchelates. For siloxanes and siliconates, polymethylhydrogen siloxane, potassium methylsiliconate and sodium methylsiliconate can be envisaged.

Voor de metaallaag op het kunststof substraat kan uit diverse metalen een keuze worden gemaakt. Gekozen kan worden voor bijvoorbeeld goud, zilver, koper, platina of een 10 combinatie van een aantal metalen.A choice can be made from various metals for the metal layer on the plastic substrate. For example, gold, silver, copper, platinum or a combination of a number of metals can be chosen.

Voor het kunststof substraat kan worden uitgegaan van vele kunststoffen. Eventueel kan een combinatie van meerdere kunststoffen of een combinatie van kunststoffen en andere materialen worden gebruikt. Ook is een gelaagde structuur met meerdere materialen 15 mogelijk. Mogelijke verdere kunststoffen zijn: polyamiden, polyvinylchloriden, polycarbonaten, polysiloxanen, polyacrylaten, polyurethanen en copolymeren van deze kunststoffen |Many plastics can be assumed for the plastic substrate. A combination of several plastics or a combination of plastics and other materials can optionally be used. A layered structure with multiple materials is also possible. Possible further plastics are: polyamides, polyvinyl chlorides, polycarbonates, polysiloxanes, polyacrylates, polyurethanes and copolymers of these plastics |

Wat betreft vorm, is ook een grote variëteit mogelijk. Zo kan het kunststof substraat 20 naast de reeds vermelde vormen, ook bijvoorbeeld een eivormige, vezelige of vlokvormige structuur bezitten. Het gebruikt van kunststof staat een grote mate van vormvrijheid toe.In terms of shape, a large variety is also possible. Thus, in addition to the forms already mentioned, the plastic substrate 20 may also have, for example, an egg-shaped, fibrous or flake-like structure. The use of plastic allows a great deal of freedom of form.

De afmeting van de microscopische substraten kan vrij worden gekozen tussen enkele 25 en enkele honderden micrometers. Substraten met deze afmetingen zijn voor vele toepassingen bruikbaar. Vaak wordt de diameter gekozen tussen de 20 en 60 micrometer. Substraten met dergelijke afmetingen zijn prima met de werkwijze volgens de uitvinding bedekbaar en zijn klein genoeg om goed te functioneren als geleidende deeltjes in een geleidende coating of afdichting van een elektronisch apparaat.The size of the microscopic substrates can be freely selected between a few and a few hundred micrometers. Substrates with these dimensions can be used for many applications. The diameter is often chosen between 20 and 60 micrometers. Substrates with such dimensions are perfectly coverable with the method according to the invention and are small enough to function well as conductive particles in a conductive coating or seal of an electronic device.

30 / 102931130/1029311

Claims (14)

1. Microscopisch substraat dat alzijdig bedekt is met een metaallaag, met het kenmerk dat, het substraat een kunststof omvat. 5Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer, characterized in that the substrate comprises a plastic. 5 2. Microscopisch substraat volgens een der voorgaande conclusie, met het kenmerk dat, het substraat een kunststof korrel omvat, in het bijzonder een kunststof parel.Microscopic substrate according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate comprises a plastic bead, in particular a plastic bead. 3. Microscopisch substraat volgens conclusie 1, met het kenmerk dat, het substraat 10 een of meer uitsteeksels bezit.Microscopic substrate according to claim 1, characterized in that the substrate 10 has one or more protrusions. 4. Microscopisch substraat volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de kunststof behoort tot de groep: polymetamethylacrylaat, polypropyleen, polystyreen, polyethyleen en polyurethaan. 15Microscopic substrate according to claim 2, characterized in that the plastic belongs to the group: polymetamethyl acrylate, polypropylene, polystyrene, polyethylene and polyurethane. 15 5. Microscopisch substraat volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het substraat samendrukbaar is.Microscopic substrate according to claim 1, characterized in that the substrate is compressible. 6. Werkwijze voor het alzijdig metalliseren van een microscopisch substraat, 20 waarbij op het substraat ten minste één metaal vanuit een oplossing wordt afgezet, met het kenmerk dat voor het substraat wordt uitgegaan van een kunststof, dat het substraat wordt onderworpen aan een voorbehandeling met een verbinding uit de groep van silanen, titanaten, chelaten, zirconaten, siloxanen, siliconaten en aluminaten, en dat na de voorbehandeling het metaal op het substraat wordt afgezet. 256. Method for metalizing a microscopic substrate on all sides, wherein at least one metal is deposited from a solution on the substrate, characterized in that the substrate is based on a plastic, that the substrate is subjected to a pretreatment with a compound from the group of silanes, titanates, chelates, zirconates, siloxanes, siliconates and aluminates, and that the metal is deposited on the substrate after the pretreatment. 25 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk dat het substraat aan één of meer verdere voorbehandelingen wordt onderworpen in een of meer waterige metaalverbindingoplossingen.Method according to claim 6, characterized in that the substrate is subjected to one or more further pretreatments in one or more aqueous metal compound solutions. 8. Werkwijze voor het metalliseren van een microscopisch substraat, volgens conclusie 7, met het kenmerk dat tenminste één van de verdere voorbehandelingen wordt uitgevoerd met een waterige oplossing van een metaal met een redox- -9- normaalpotentiaal lager dan 1, in het bijzonder lager dan 0,2 en meer in het bijzonder lager dan 0.Method for metallizing a microscopic substrate, according to claim 7, characterized in that at least one of the further pre-treatments is carried out with an aqueous solution of a metal with a redox normal potential lower than 1, in particular lower than 0.2 and more particularly lower than 0. 9. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat tenminste één van de 5 verdere voorbehandelingen wordt uitgevoerd met een waterige oplossing van een metaalverbinding van een edelmetaal.9. Method according to claim 7, characterized in that at least one of the further pre-treatments is carried out with an aqueous solution of a metal compound of a noble metal. 10. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het substraat wordt onderworpen aan ten minste één verdere voorbehandeling met een waterige oplossing 10 van een metaalzout, in het bijzonder een tinzout of een palladiumzout, meer in het bijzonder tinchloride of palladiumchloride.10. A method according to claim 7, characterized in that the substrate is subjected to at least one further pretreatment with an aqueous solution of a metal salt, in particular a tin salt or a palladium salt, more in particular tin chloride or palladium chloride. 11. Werkwijze voor het alzijdig metalliseren van een microscopisch substraat volgens conclusie 10, met het kenmerk dat, de verdere voorbehandeling plaatsvindt met 15 achtereenvolgens een waterige oplossing van tinchloride en een waterige oplossing van palladiumchloride.11. Method for metalizing a microscopic substrate on all sides according to claim 10, characterized in that the further pre-treatment takes place in succession with an aqueous solution of tin chloride and an aqueous solution of palladium chloride. 12. Werkwijze volgens één van de conclusies 6 tot en met 11, met het kenmerk dat het microscopische substraat na het afzetten van het metaal op het oppervlak, aan een 20 nabehandeling wordt onderworpen met een verbinding uit de groep van silanen, titanaten en zirconaten.12. A method according to any one of claims 6 to 11, characterized in that after depositing the metal on the surface, the microscopic substrate is subjected to an after-treatment with a compound from the group of silanes, titanates and zirconates. 13. Werkwijze volgens één van de conclusies 6 tot en met 12, met het kenmerk dat een aantal microscopische substraten in een bulk gelijktijdig alzijdig worden 25 gemetalliseerd.13. A method according to any one of claims 6 to 12, characterized in that a number of microscopic substrates in a bulk are simultaneously metallized on one side. 14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk dat de substraten, na van een metallisatie te zijn voorzien, onder voortdurende beroering in de bulk aan een luchtstroom worden blootgesteld en gedroogd. >029311A method according to claim 13, characterized in that the substrates, after being provided with a metallization, are exposed to an air stream and dried under constant agitation in the bulk. > 029311
NL1029311A 2005-06-22 2005-06-22 Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate. NL1029311C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1029311A NL1029311C2 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate.
PCT/NL2006/000305 WO2006137730A1 (en) 2005-06-22 2006-06-22 Method for metallizing a microscopic synthetic substrate and a metallized substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1029311A NL1029311C2 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate.
NL1029311 2005-06-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1029311C2 true NL1029311C2 (en) 2006-12-27

Family

ID=34975059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1029311A NL1029311C2 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL1029311C2 (en)
WO (1) WO2006137730A1 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3709714A (en) * 1970-12-31 1973-01-09 Hooker Chemical Corp Metalizing substrates
EP0115006A1 (en) * 1982-12-31 1984-08-08 Bayer Ag Process for producing porous metallized bodies
WO1996014165A1 (en) * 1994-11-04 1996-05-17 The Government Of The United States Of America, Represented By The Secretary Of The Navy Polymerized phospholipid membrane mediated synthesis of metal nanoparticles
US5866202A (en) * 1995-05-23 1999-02-02 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Method of manufacturing metallized polymeric particles, and polymeric material manufactured according to the method
EP1172824A1 (en) * 1999-02-22 2002-01-16 Nippon Chemical Industrial Company Limited Conductive electrolessly plated powder, its producing method, and conductive material containing the plated powder
WO2002028527A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Basf Aktiengesellschaft Method for producing catalysts consisting of metal of the platinum group by means of electroless deposition and the use thereof for the direct synthesis of hydrogen peroxide
EP1279750A1 (en) * 2000-04-25 2003-01-29 Nikko Materials Company, Limited Pretreating agent for metal plating
US20040063915A1 (en) * 2002-08-21 2004-04-01 Diner Bruce A. Metalization of microtubules
EP1538237A1 (en) * 2002-09-10 2005-06-08 Nikko Materials Co., Ltd. Method for metal plating and pre-treating agent

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57111328A (en) * 1980-12-29 1982-07-10 Seiko Epson Corp Electroless plating onto plastic surface

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3709714A (en) * 1970-12-31 1973-01-09 Hooker Chemical Corp Metalizing substrates
EP0115006A1 (en) * 1982-12-31 1984-08-08 Bayer Ag Process for producing porous metallized bodies
WO1996014165A1 (en) * 1994-11-04 1996-05-17 The Government Of The United States Of America, Represented By The Secretary Of The Navy Polymerized phospholipid membrane mediated synthesis of metal nanoparticles
US5866202A (en) * 1995-05-23 1999-02-02 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Method of manufacturing metallized polymeric particles, and polymeric material manufactured according to the method
EP1172824A1 (en) * 1999-02-22 2002-01-16 Nippon Chemical Industrial Company Limited Conductive electrolessly plated powder, its producing method, and conductive material containing the plated powder
EP1279750A1 (en) * 2000-04-25 2003-01-29 Nikko Materials Company, Limited Pretreating agent for metal plating
WO2002028527A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Basf Aktiengesellschaft Method for producing catalysts consisting of metal of the platinum group by means of electroless deposition and the use thereof for the direct synthesis of hydrogen peroxide
US20040063915A1 (en) * 2002-08-21 2004-04-01 Diner Bruce A. Metalization of microtubules
EP1538237A1 (en) * 2002-09-10 2005-06-08 Nikko Materials Co., Ltd. Method for metal plating and pre-treating agent

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006137730A1 (en) 2006-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4624798A (en) Electrically conductive magnetic microballoons and compositions incorporating same
US4624865A (en) Electrically conductive microballoons and compositions incorporating same
Zhu et al. A Nature‐Inspired, Flexible Substrate Strategy for Future Wearable Electronics
US9920432B2 (en) Adhesion promoting agents for metallization of substrate surfaces
CN100338259C (en) Metallization of non-conductive surfaces with silver catalysts and electroless metal compositions
CN1223702C (en) Plating method of metal film on surface of polymer
EP1279750B1 (en) Pretreating agent for metal plating
Lien et al. Electroless silver plating on tetraethoxy silane-bridged fiber glass
KR100568386B1 (en) Metal Plating Method and Pretreatment Agent
Sharma et al. Development of copper coatings on ceramic powder by electroless technique
CN1195099C (en) Pretreating agent for metal plating, and method for metal plating using same
CN1959867A (en) Method for fabricating conductive particle and anisotropic conductive film using the same
US7045461B2 (en) Metal plating method, pretreatment agent, and semiconductor wafer and semiconductor device obtained using these
US20190295747A1 (en) Electroless plating of silver onto graphite
KR19980703108A (en) A method for selectively or partially electrolytic metallizing a substrate surface made of non-conductive material
Hu et al. Facile fabrication of conductive ultrahigh molecular weight polyethylene fibers via mussel‐inspired deposition
EP3238249A1 (en) Method for electromagnetic shielding and thermal management of active components
JP5967778B2 (en) Method for depositing conductive polymer-metal composite, conductive polymer-metal composite, method for forming conductive wiring pattern on flexible substrate, and flexible substrate
NL1029311C2 (en) Microscopic substrate covered on all sides with a metal layer and method for metallizing a microscopic substrate.
CN104005027A (en) Method for metallizing surface of silicon-containing epoxy resin
JPS60181294A (en) Production of inorganic powder having metallic film on surface
CN101063624A (en) Method for depositing metal membrane layer on fiber optic sensor end-face
CN106282979B (en) Surface modification method of organic polymer base material
JP2010047828A (en) Pretreatment method for electroless plating and electroless plating method of substrate
CN1243464C (en) Method for forming electromagnetic wave interference shielding film

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20090101