專利名稱：由金屬和乳酸凝構(gòu)成的材料及電子元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由金屬和乳酸凝構(gòu)成的材料，以及一種鍍有該材料鍍層的電子元 件。本發(fā)明特別涉及在氧化表面上、特別在陶瓷表面上進行金屬化處理，或是在金屬 上、特別是在鋁、銅、銀、金或鎳上進行金屬化處理；并且為制取金屬打底層而涂底漆，以及 該金屬打底層用于加強基體的應用。
背景技術：
公知的用于生成打底層的方法采用公知的薄層法(Duermschichtverfahren)，諸 如噴鍍或真空沉積處理；公知的厚層法(Dickschichtverfahren)，諸如篩網(wǎng)壓制和電鍍沉 積處理。電鍍和薄層法主要在儀器和方式方法上消耗工本。厚層法雖然簡單，但卻要求較 高的溫度，并因此厚層法作為金屬化方法而不能應用在溫度敏感的基質(zhì)上、諸如塑料上。教禾斗書"Chemie von J. J. Berzelius, 3. Auflage, Band 6，Dresdenund Leipzig 1837”在第137/138頁上公開了由銀和銅構(gòu)成的乳酸鹽。銅、銀和金是硬焊料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在電子元件的表面上經(jīng)濟地進行銅、銀和金的金屬 化處理，這種電子元件不能承受住250°C的溫度載荷，特別是300°C的溫度載荷，或者使電 子元件的基體在經(jīng)濟的環(huán)境條件下采用銅、銀或金進行加強。為了實現(xiàn)上述目的提供一種底漆，該底漆在150°C至300°C、特別在200°C至250°C 的條件下分解成金屬。實現(xiàn)上述目的的技術方案由獨立權利要求來實現(xiàn)。在從屬權利要求中公開了優(yōu)選 的實施方案。根據(jù)本發(fā)明，打底層介質(zhì)基于金屬或由銅、銀或金和乳酸凝構(gòu)成的金屬化合物，該 打底層介質(zhì)作為底漆進行涂鍍，用于實現(xiàn)金屬化處理，并且在涂鍍之后于150°C和300°C之 間轉(zhuǎn)換成所需的金屬。根據(jù)本發(fā)明，以這種方式，特別使粘附的金屬的層厚尤為容易地實現(xiàn) 在10和50 μ m之間，特別為20至30 μ m。即使是耐熱的塑料，諸如含氟聚合物或聚酰亞胺， 也可以采用本發(fā)明的金屬化處理。此外還提供了多種應用，在這些應用中，將一種金屬涂鍍 在其它金屬上不再需要采用厚層技術(Dickschichttechnick)，這些應用通過本發(fā)明就能 實現(xiàn)，諸如將銀鍍在鋁上。這種用于打底層介質(zhì)的材料特別為由銅、銀或金構(gòu)成的溶液或化合物。因此，首 先，基于銅或銀的材料是溶于水的。乳酸凝是凝聚物。特別適宜的比例是每個金屬原子對 應4個乳酸衍生物單元。為了制取鍍層介質(zhì)、特別是打底介質(zhì)，根據(jù)本發(fā)明，使金屬或金屬化合物與乳酸水 溶液在高于100°c的條件下煮沸，直到產(chǎn)生粘稠或粘性流體物質(zhì)。由此實現(xiàn)了特別簡單的金 屬化合物的制取，特別是銀化合物的制取，這樣的金屬化合物適用于材料的金屬化處理，特別是指玻璃、陶瓷和鋁質(zhì)材料的金屬化處理。本發(fā)明的鍍層介質(zhì)適于用作預燒結(jié)的金屬表面、特別是銀質(zhì)表面之間的粘合劑， 從而形成熱連接或?qū)щ娺B接，或形成導軌。在陶瓷覆銅板(DCB)的根據(jù)本發(fā)明進行鍍層的陶瓷上便于通過燒結(jié)對冷卻基體 進行涂鍍處理。硅晶片的鍍層很容易實現(xiàn)。特別是在光電學方面，本發(fā)明的在硅晶片上的鋁表面 鍍層簡化了與銅帶或銀帶的接觸。本發(fā)明的對于玻璃焊料的鍍層簡化了玻璃和金屬的連接。玻璃纖維的金屬鍍層得到簡化。因此實現(xiàn)了導電纖維、紗線和紡織品的簡單制取。此外，本發(fā)明的金屬溶液作為固化劑特別適用于丙烯酸酯和氰酸酯。此外，本發(fā)明的材料作為固化劑特別適用于丙烯酸酯和氰酸酯。本發(fā)明的由Cu、Ag 和Au構(gòu)成的化合物首先在高于100°C的條件下進行分解，并且可以由此穩(wěn)定地與聚合物基 材進行混合。在需要的情況下才通過溫度升高來引起固化效應。由本發(fā)明實現(xiàn)的、通過在低于350°C、特別低于300°C的條件下乳酸衍生物分解實 現(xiàn)的金屬表面的簡單制取，開啟了一個新的連接技術?；阢~、銀或金的金屬迄今為止作為 硬焊料在高于400°C的條件下進行應用，而根據(jù)本發(fā)明使這樣的金屬在軟焊的條件下也能 進行應用。因此可以在軟焊的條件下，常用的軟焊料還可以使用這樣的金屬，即，這些金屬 在迄今為止的軟焊工藝中尚且是陌生的，特別是銅、銀或金含量較高的鋅合金。
具體實施例方式接下來，根據(jù)實施例對本發(fā)明進行詳細說明。在銅粉或氧化銅粉末于乳酸水溶液中煮沸的情況下，產(chǎn)生明顯的綠色溶液，該綠 色溶液持續(xù)在180°C的條件下加熱，直到該綠色溶液不再溶于水為止。這些不溶于水的含銅 物質(zhì)作為打底層壓制在電子元件的陶瓷表面上，用于實現(xiàn)金屬化處理。該壓制處理在干燥 條件下進行，并且在200°C和250°C的條件下進行壓印，特別在保護氣的環(huán)境中進行，直到 生成銅質(zhì)金屬。在銀粉或氧化銀粉末于乳酸水溶液中煮沸的情況下，在混合物加熱到200°C時，形 成為不溶于水的黃色粘稠溶液或粘性流體物質(zhì)。含銀量為20-25重量％。銀成分的過剩仍 不溶解。這樣的銀鍍層介質(zhì)在由聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亞胺、玻璃構(gòu)成的薄片上涂鍍在 陶瓷的氧化鋁基質(zhì)上、以及涂鍍在具有由Al、Cu、Ag、Si和Ni構(gòu)成的表面的基質(zhì)上，并且在 涂鍍之后于^(TC的條件下分解成銀質(zhì)金屬。該金屬非常牢固地粘附在各個表面上。該銀 質(zhì)金屬可以采用軟焊料進行焊接，即使在該表面之前尚不能采用軟焊的情況下。在該銀質(zhì) 金屬上還可以涂鍍其它的金屬膏體，通過這樣的金屬膏體實現(xiàn)機械加強，以及在兩種之前 松動的元件之間實現(xiàn)導熱和導電連接。作為用于丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、氰酸鹽或乳酸聚合的固化劑，在待固化的樹脂中添 加乳酸銀。該混合物是穩(wěn)定的。固化處理在高于120°C、特別高于180°C的條件下進行。通過將金化合物在乳酸水溶液中煮沸產(chǎn)生金鍍層介質(zhì)，其中，通過將混合物加熱 到300°C首先生成這樣的溶液，該溶液轉(zhuǎn)化成不溶于水的流體物質(zhì)。含金量為20-30重量％，最大直到金和乳酸單元的化學計量比為1 4。 這種不溶于水的金鍍層介質(zhì)在由PTFE、聚酰亞胺、玻璃構(gòu)成的薄片上涂鍍在陶瓷 的氧化鋁基質(zhì)上、以及涂鍍在具有由Al、Cujg和Ni構(gòu)成的表面的基質(zhì)上，并且在涂鍍之后 于200°C和300°C之間分解成金質(zhì)金屬。該金屬非常牢固地粘附在各個表面上。在該金質(zhì) 金屬上還可以涂鍍其它的金屬膏體，通過這樣的金屬膏體實現(xiàn)機械加強，以及在兩種之前 松動的元件之間實現(xiàn)導熱和導電連接。
權利要求
1.一種由金屬和乳酸凝構(gòu)成的材料，其特征在于，所述金屬選自銅、銀和金。
2.根據(jù)權利要求1所述的材料，其特征在于，所述材料是溶液或化合物。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的材料，其特征在于，所述材料為乳酸或環(huán)狀二聚乳酸或聚乳酸。
4.根據(jù)權利要求1至3中任意一項所述的材料，其特征在于，所述材料中每個金屬原子 具有4個衍生的乳酸單元。
5.一種電子元件，其具有由金屬、陶瓷或氧化物構(gòu)成的表面，其特征在于，所述電子元 件的表面鍍有根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的材料。
6.根據(jù)權利要求5所述的電子元件，其特征在于，所述電子元件在超過300°C的條件下 被損壞。
7.一種用于在電子元件上制取金屬表面的方法，其特征在于，所述金屬作為金屬粉末、 或作為金屬與水和乳酸的化合物粉末在高于水的沸點的條件下轉(zhuǎn)換成粘稠或粘性產(chǎn)物，將 所述粘稠或粘性產(chǎn)物涂鍍在元件表面上，并且使所涂鍍的鍍層轉(zhuǎn)換成金屬層。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述金屬選自銀、銅、金。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的方法，其特征在于，使所述金屬在150°C和300°C之間于 基質(zhì)表面上析出。
10.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的材料作為用于金屬連接的打底層的應用。
11.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的材料用于連接基體的應用。
12.根據(jù)權利要求1至4中任意一項所述的材料作為聚合物的固化劑的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由金屬和乳酸凝構(gòu)成的材料，其中，該金屬選自銅、銀和金；一種電子元件，其具有由金屬、陶瓷或氧化物構(gòu)成的表面；以及一種用于在電子元件上制取金屬表面的方法。
文檔編號C08K5/00GK102131851SQ200980132838
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月19日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者沃爾夫?qū)な┟芴? 米夏埃爾·舍費爾, 費迪南德·巴特爾斯 申請人:W.C.賀利氏有限公司