专利名称：一种高电阻率金属氧化物材料表面金属图案印刷方法
技术领域：
本发明属于高电阻率金属氧化物表面处理技术领域，特别涉及一种高电阻率金属 氧化物材料表面金属图案印刷方法。
背景技术：
金属氧化物材料表面金属化已成为高技术产业特别重要的工艺技术，如高频电子 元器件、多层芯片封装、微电子和精密机械制造等。一种特殊的新型高电阻率金属材料表面 金属化被提出[一种高电阻率金属氧化物材料表面电镀的方法(ZL 200710118076. 4)]，但 此种方法只能用于金属氧化物材料表面整体金属化，而不能实现局部金属化，也不能得到 不同形状的金属图案。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本、简单环保的高电阻率氧化物材料表面金属图案 印刷技术，可以根据需要印刷不同形状的金属图案，所形成的图案表面光滑美观，结实耐用。一种高电阻率金属氧化物材料表面金属图案印刷方法，首先是对高电阻率氧化物 材料表面进行原子氢致电导改性处理，提高氧化物材料表面的电子电导，使氧化物材料表 面形成不同形状的导电图案。然后对其进行电镀，形成不同形状的金属图案。高电阻率金 属氧化物材料含金属元素钛、铁、钴、镍、铜、锌、铌、铅、锰之中的1 9种，金属氧化物材料 可以由这些金属元素的简单氧化物组成，也可以由这些金属元素的简单氧化物组成的复合 氧化物构成，氧化物材料中这几种金属元素的摩尔百分含量之和介于10% 50%。氧化物 材料表面电镀的金属种类包括银、金、镉、铬、铜、铁、镍、锌、锡。本发明金属氧化物材料表面金属图案印刷的具体方法如下首先，将不同图案的导电橡胶和高电阻率金属氧化物材料放入电解质水溶液中 (电解质浓度5克/升 500克/升)，如硫酸钠水溶液等，在水溶液中添加电解质的目的 在于提高水溶液的电导率。然后以导电橡胶为阴极，将其紧压在氧化物材料表面，电解水溶 液进行原子氢处理，阴极电流密度0. 1 3安培/平方厘米，电解质水溶液温度0 60°C。 原子氢在导电橡胶上产生，氢迁移到紧靠在导电橡胶的氧化物材料表面，吸附在氧化物材 料的表面；原子氢溶解进入氧化物材料，使氧化物材料出现半导化甚至金属化。随原子氢处 理时间的增加，电导改性区域逐渐增大，更大区域范围内氧化物材料表面出现半导化或金 属化，电阻率小于IO4欧姆·米。随后将导电橡胶移走，停止原子氢处理，用去离子水冲洗 干净，便得到表面具有导电图案的氧化物材料。然后采用振动电镀或滚镀的方法，在金属氧 化物材料导电区域上经电镀形成金属图案。本发明的优点在于可大量印刷不同形状的金属图案，且图案光滑均勻、结构致 密。成本较低、操作工艺简单。本发明适用于高电阻氧化物材料表面形成金属图案。
图1是高电阻率金属氧化物材料表面金属化的流程示意图。其中一表示高电阻率氧化物材料试样二表示原子氢处理；其中1、导电橡胶图案，2、绝缘空白区三表示半导化图案的形成；其中2、绝缘空白区，3、半导化区四表示金属化图案的形成；其中2、绝缘空白区，4、金属化区
具体实施例方式实施例1选取5枚烧结好的镍铜锌铁氧体陶瓷圆片，直径为1厘米，厚度为1毫米，铁氧 体组成为Nia Jna5Cua2Fe2O4，其中铁元素摩尔百分含量为28. 6 %，镍元素摩尔百分含量为 4. 29%，锌元素摩尔百分含量为7. 14%，铜元素摩尔百分含量为2.86%。将圆形导电橡胶 压在绝缘铁氧体圆片上，一起放入硫酸钠水溶液中，以铅电极为阳极，导电橡胶为阴极，对 铁氧体材料表面进行原子氢电导改性处理，使得表面半导化。工艺参数如下硫酸钠(Na2SO4)水溶液 10克/升阴极电流密度0.4安培/平方厘米温度20°C处理7-20分钟后，将导电橡胶移出，停止电解，用去离子水将铁氧体陶瓷圆片清 洗干净，用吹风机吹干，便得到表面具有圆环状导电图案的镍铜锌铁氧体材料。将印有圆环状导电图案的镍铜锌铁氧体材料与直径0.5毫米的钢球一起置于吊 篮中，再将吊篮置于电镀镀液中，采用振动电镀的方法镀一层金属层，以镍为例，电镀镍工 艺参数如下六水合硫酸镍250克/升六水合氯化镍40克/升硼酸40克/升pH5温度20°C阴极电流密度1安培/平方分米最后，将印有圆环状金属图案的镍铜锌铁氧体材料从吊篮中取出，用去离子水清 洗干净后，用吹风机吹干，便得到经金属化的产品。该产品金属图案光滑均勻，结构致密。实施例2选取5枚烧结好的平面六角Co2Z铁氧体陶瓷圆片，直径为1厘米，厚度为1毫 米，铁氧体组成为Ba3Co2Fe24O41，铁元素摩尔百分含量为34. 3 %，钴元素摩尔百分含量为 2. 86%。将正方形导电橡胶压在绝缘铁氧体圆片上，一起放入硫酸钠水溶液中，以铅电极为 阳极，导电橡胶为阴极，对铁氧体材料表面进行原子氢电导改性处理，使得表面半导化。工 艺参数如下硫酸钠(Na2SO4)水溶液 450克/升阴极电流密度2安培/平方厘米
温度50℃
Jzjb 7-20分钟后，将导电橡胶移出，停止电解，用去离子水将铁氧体陶瓷圆片清洗干淨，用吹风机吹干，便得到表面具有方框形导电图案的C。，Z铁氧体材料。
将印有方框形导电图案的C。，Z铁氧体材料与直径o．5毫米的钢球一起置于吊篮中，再将吊篮置于电镀镀液中，采用振动电镀的方法镀一层金属层，以镍为例，电镀镍工艺参数如下
六水合硫酸镍250 ／升
六水合氯化镍40克／升
硼酸40克／升
pH5
温度20℃
阴极电流密度l安培／平方分米
最后，将印有方框形金属图案的C。，Z铁氧体材料从吊篮中取出，用去离子水清洗干淨后，用吹风机吹干，便得到经金属化的产品。该产品金属图案光滑均匀，结构致密。
权利要求
一种高电阻率金属氧化物材料表面金属图案印刷方法，其特征在于首先是对高电阻率氧化物材料表面进行原子氢致电导改性处理，提高氧化物材料表面的电子电导，使氧化物材料表面形成不同形状的导电图案；然后对氧化物材料进行电镀，形成不同形状的金属图案；高电阻率金属氧化物材料含金属元素钛、铁、钴、镍、铜、锌、铌、铅、锰之中的1～9种，金属氧化物材料由这1～9种金属元素的简单氧化物组成，或者由这1～9种金属元素的简单氧化物组成的复合氧化物构成，氧化物材料中这1～9种金属元素的摩尔百分含量之和介于10％～50％；氧化物材料表面电镀的金属种类包括银、金、镉、铬、铜、铁、镍、锌、锡；金属氧化物材料表面金属图案印刷的具体方法如下首先，将不同图案的导电橡胶和高电阻率金属氧化物材料放入电解质水溶液中，电解质浓度5克/升～500克/升，然后以导电橡胶为阴极，将导电橡胶紧压在氧化物材料表面，电解水溶液进行原子氢处理，阴极电流密度0.1～3安培/平方厘米，电解质水溶液温度0～60℃；原子氢在导电橡胶上产生，氢迁移到紧靠在导电橡胶的氧化物材料表面，吸附在氧化物材料的表面；原子氢溶解进入氧化物材料，使氧化物材料出现半导化甚至金属化；随原子氢处理时间的增加，电导改性区域逐渐增大，更大区域范围内氧化物材料表面出现半导化或金属化，电阻率小于104欧姆·米；随后将导电橡胶移走，停止原子氢处理，用去离子水冲洗干净，便得到表面具有导电图案的氧化物材料；然后采用振动电镀或滚镀的方法，在金属氧化物材料导电区域上经电镀形成金属图案。
全文摘要
本发明属于高电阻率金属氧化物表面处理技术领域，特别涉及一种高电阻率金属氧化物材料表面金属图案印刷方法。其特征在于首先是对高电阻率氧化物材料表面进行原子氢致电导改性处理，提高氧化物材料表面的电子电导，使氧化物材料表面形成不同形状的导电图案；然后对氧化物材料进行电镀，形成不同形状的金属图案。本发明的优点在于可大量印刷不同形状的金属图案，且图案光滑均匀、结构致密。成本较低、操作工艺简单。
文档编号C25D5/02GK101914793SQ20101025360
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者曹江利, 王兰花 申请人:北京科技大学