Beschreibung Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen selektiv me- tallisierten Teilen und dreidimensionales selektiv metalli- siertes Teil Die Metallisierung von Kunststoffen mit Hilfe der Galvano- technik ermöglicht es, dass das Produkt ohne zusätzliche Maß- nahmen vollständig metallisiert wird. Für die meisten Anwen- dungen ist jedoch nur eine partielle Metallisierung des Pro- duktes erwünscht. Für die selektive Metallisierung gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann man ein Produkt in zwei Schritten mit zwei verschiedenen Kunststoffen Spritzgießen (Zweikomponenten-Spritzgießen), wobei der eine Kunststoff me- tallisierbar ist und der andere Kunststoff nicht. Hierbei wird zuerst ein Teil aus dem einen Kunststoff gespritzt, wor- auf dieses Teil in eine Form gelegt und durch Spritzen des anderen Kunststoffs vervollständigt wird. Wenn man das Pro- dukt danach mit einer bestimmten Methode metallisiert, wird der eine Kunststoff metallisiert und der andere nicht. Eine selektive Metallisierung lässt sich auch erreichen, indem man lichtempfindliche Lacke verwendet. Hierbei wird das gesamte Produkt zuerst durch einen chemischen Prozess mit einer dün- nen leitenden Metallschicht versehen. Anschließend wird ein Photolack aufgebracht und es wird durch selektives Belichten und entwickeln ein Muster in dem Lack hergestellt. Dieses Muster wird galvanisch verstärkt und danach kann der Photo- lack entfernt werden. Nun kann man die Anfangsschicht in ei- nem Ätzprozess entfernen, so dass das aufgewachsene Muster übrigbleibt. Eine weitere Möglichkeit zur selektiven Metall- sierung wird durch den Einsatz von Lasern ermöglicht. Hier können nach einer ganzflächigen Metallisierung die nicht er- wünschen Metallschichten durch Laserablation örtlich ent- fernt werden (vgl. Berichtsband über das 15. Ulmer Gespräch am 6. und 7. Mai 1993 in Neu-Ulm, Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau, Seiten 114 bis 120., A. F. P. M van Veggel"Haftfeste Metallisierung von technischen Kunststoffen").

Bei einer Variante der Herstellung selektiv metallisierter Produkte durch Zweikomponenten-Spritzgießen werden ein erster kernkatalysierter Kunststoff und zweiter nicht kernkataly- sierter Kunststoff verwendet. Dadurch dass dem ersten Kunst- stoff die Keime bereits beigemengt sind, ist hier eine nass- chemische Bekeimung des Spritzgießteils nicht notwendig. Bei der nachfolgenden Metallisierung in einem chemischen Metall- abscheidungsbad ergibt sich dann eine selektive Metallab- scheidung in denjenigen Bereichen, die aus dem kernkataly- sierten Kunststoff bestehen.

Der in den Ansprüchen l und 24 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine einfache und wirtschaftliche se- lektive Metallisierung von dreidimensionalen Teilen zu ermög- lichen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine ganz- flächige Bekeimung von durch Zweikomponenten-Spritzgießen hergestellten Teilen selektiv durch ein Lösungsmittel wieder entfernt werden kann. Dieses Lösungsmittel darf den in den zu metallisierenden Bereichen verwendeten ersten Kunststoff nicht angreifen, während es den in den nicht zu metallisier- enden Bereichen verwendeten zweiten Kunststoff leicht auflö- sen soll und dadurch die Bekeimung in diesen Bereichen selek- tiv wieder entfernt. Bei einer nachfolgenden stromlosen Me- tallabscheidung ergibt sich dann eine selektive Metallisie- rung der aus dem ersten Kunststoff bestehenden Bereiche, da dort eine Bekeimung noch vorhanden ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von dreidimensionalen selektiv metallisierten Teilen gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 23 hervor.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ermöglicht eine galvanische Verstärkung der stromlos abgeschiedenen Metallschichten. Eine

derart verstärkte Metallisierung ist insbesondere für Leiter- strukturen zweckmäßig.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ermöglicht mit der Bekei- mung in einem Palladium-System eine besonders effektive kata- lysierte stromlose Metallabscheidung in den zu metallisieren- den Bereichen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 ermöglicht eine selektive Entfernung der Bekeimung mit Lauge als Lösungsmittel. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, dass eine erste Gruppe von Kunststoffen in Lauge beständig ist, während eine zweite Gruppe von Kunststoffen in Lauge löslich ist. Als erster Kunststoff, der in Lauge beständig ist, werden gemäß den An- sprüchen 5 und 6 vorzugsweise PA und PS verwendet. Als zwei- ter Kunststoff der in Lauge löslich ist, werden gemäß den An- sprühen 7 bis 10 vorzugsweise LCP, PEI, PET und PBT verwen- det. Zur selektiven Entfernung der Bekeimung werden dabei ge- mäß den Ansprüchen 11 und 12 vorzugsweise Lösungsmittel auf der Basis von KOH oder NaOH verwendet. Neben der Verwendung- von reiner KOH und reiner NaOH sollen darunter auch Lösungs- mittelmischungen verstanden werden, die als maßgebliche Kom- ponente KOH oder NaOH enthalten.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 13 ermöglicht eine selektive Entfernung der Bekeimung mit Säure als Lösungsmittel. Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, dass eine erste Gruppe von Kunststoffen in Säure beständig ist, während eine zweite Gruppe von Kunststoffen in Säure löslich ist. Als erster Kunststoff, der in Säure beständig ist, werden gemäß den An- sprüchen 14 bis 17 vorzugsweise LCP, PEI, PET oder PBT ver- wendet. Als zweiter Kunststoff, der in Säure löslich ist, werden gemäß den Ansprüchen 18 und 19 vorzugsweise PA oder PS verwendet. Zur selektiven Entfernung der Bekeimung werden ge- mäß den Ansprüchen 20 bis 23 vorzugsweise Lösungsmittel auf der Basis von HCl oder H2SO4 oder Mischungen aus Cr03 und H2SO4 oder Mischungen aus CC13-COOH und H2SO4 verwendet. Bei

den Ansprüchen 20 und 21 sollen dabei neben reiner HC1 oder reiner H2SO4 auch Lösungsmittelmischungen verstanden werden, die als maßgebliche Komponenten HC1 oder H2SO4 enthalten.

Der Anspruch 24 betrifft ein dreidimensionales selektiv me- tallisiertes Teil, welches in den metallisierten Bereichen aus einem ersten Kunststoff und in den nicht metallisierten Bereichen aus einem zweiten Kunststoff besteht. Der erste Kunststoff und der zweite Kunststoff weisen dabei besondere Eigenschaften auf, die durch die Löslichkeit in einem vorge- gebenen Lösungsmittel definiert sind. Der erste Kunststoff ist dabei in einem vorgegebenen bestimmten Lösungsmittel zu- mindest weitgehend unlöslich, während der zweite Kunststoff in dem gleichen Lösungsmittel zumindest weitgehend löslich ist. So ist beispielsweise der erste Kunststoff in Lauge be- ständig, während der zweite Kunststoff in Lauge löslich ist.

Der erste Kunststoff kann aber auch in Säure beständig sein, während der zweite Kunststoff in Säure löslich ist. Mit die- sen Materialeigenschaften kann bei der Herstellung der drei- dimensionalen selektiv metallisierten Teile eine selektive Entkeimung in Lauge oder in Säure durchgeführt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 ein durch Zweikomponenten-Spritzgießen hergestell- tes dreidimensionales Teil, Figur 2 das Teil gemäß Figur 1 nach einer ganzflächigen Be- keimung,.

Figur 3 das Teil gemäß Figur 2 nach einer selektiven Ent- fernung der Bekeimung, Figur 4 das Teil gemäß Figur 3 nach einer selektiven Metal- lisierung und

Figur 5 einen Koaxialstecker.

In Figur 1 ist ein würfelförmiges Teil T dargestellt, welches durch Zweikomponenten-Spritzgießen aus einem ersten Kunst- stoff und einem zweiten unterschiedlichen Kunststoff herge- stellt wurde. Die aus dem ersten Kunststoff bestehenden und später zu metallisierenden Bereiche sind mit B1 bezeichnet, während die aus dem zweiten Kunststoff bestehenden und nicht zu metallisierenden Bereiche mit B2 bezeichnet sind.

Figur 2 zeigt das in Figur 1 dargestellte Teil T nach der nasschemischen Bekeimung. Die ganzflächige Bekeimung des Teils T ist dabei durch kleine mit BK bezeichnete Partikel angedeutet. Bei einer Behandlung in einem Palladium-System wird die Bekeimung BK durch Palladiumkeime gebildet.

Figur 3 zeigt das in Figur 2 dargestellte Teil T nach einer selektiven Entfernung der Bekeimung BK in den nicht zu metal- lisierenden Bereichen B2. Diese selektive Entfernung der Be- keimung BK erfolgt durch Eintauchen des Teiles T in ein Lö- sungsmittel, in welchem der erste Kunststoff unlöslich ist und in welchem der zweite Kunststoff löslich ist. Durch die Anlösung des zweiten Kunststoffs in den nicht zu metallisier- enden Bereichen B2 wird hier die Bekeimung BK abgelöst, wäh- rend sie in den zu metallisierenden Bereichen B1 (vgl. Figur 1) verbleibt.

Figur 4 zeigt das in Figur 3 dargestellte Teil T nach der se- lektiven Metallisierung der Bereiche B2. Die durch die fein verteilte Bekeimung BK katalytisch wirksamen Oberflächen in den Bereichen B1 (vgl. Figur 1) lösen beim Eintauchen in ein chemisch stromlos arbeitendes Bad die Abscheidung einer Grundmetallisierung aus. Nach dem Überwachsen der Bekeimung BK setzt sich die Abscheidung autokatalytisch fort, bis die resultierende Metallisierung M die gewünschte Schichtdicke aufweist. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Me-

tallisierung M noch durch eine anschließende galvanische Me- tallabscheidung verstärkt.

Figur 5 zeigt einen Koaxialstecker, dessen Basis ein selektiv metallisiertes Teil T1 bildet. Dieses Teil T1 entspricht weitgehend dem vorstehend beschriebenen Teil T, wobei auch die selektive Metallisierung M in der beschriebenen Weise er- zeugt wird. Die Steckerhülsen SH des Koaxialsteckers sind in die Frontseite des Teils T1 eingesetzt, während am äußeren unteren Rand des Teils T1 integral angeformte und leicht nach unten hervorstehende Nasen N vorgesehen sind. Die Nasen N be- stehen aus dem ersten Kunststoff, d. h. die Metallisierung M erstreckt sich auch über die Nasen N. Ebenfalls am unteren Rand des Teils T1 befinden sich Aussparungen A, in welche ge- stanzte Metallteile MT eingesetzt sind. Diese Metallteile MT sind auf in der Zeichnung nicht erkennbare Weise elektrisch leitend mit den ebenfalls nicht erkennbaren Innenleitern der Steckerhülsen SH verbunden. Aus Figur 5 ist auch ersichtlich, dass die unteren Flächen der Nasen N und der Metallteile MT auf gleicher Höhe in einer Ebene liegen und somit eine SMD- Montage auf einer Leiterplatte oder dergl. ermöglichen.

Im folgenden werden verschiedene Beispiele zur Herstellung der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Teile T beschrieben, wobei sich diese Beispiele selbstverständlich auch auf die Herstellung des in Figur 5 dargestellten Koaxialsteckers ü- bertragen lassen.

Beispiel 1 : Das in Figur 1 dargestellte Teil T wird durch Zweikomponen- ten-Spritzgießen hergestellt, wobei die zu metallisierenden Bereiche B1 aus PA (Polyamid) und die nicht zu metallisieren- den Bereiche B2 aus LCP (Liquid Crystal Polymer) bestehen.

Die Bekeimung BK gemäß Figur 2 wird nasschemisch in einem Palladium-System erzeugt. Die anschließende selektive Entfer- nung der Palladiumkeime in den Bereichen B2 gemäß Figur 3 er- folgt durch Eintauchen des Teils T in eine Lösung von KOH

(Kalilauge) in Wasser. Nach einem Spülvorgang wurde dann die Metallisierung M gemäß Figur 4 durch stromlose Kupferabschei- dung und anschließende galvanische Kupferabscheidung in han- delsüblichen Bädern hergestellt.

Beispiel 2 : Abweichend vom Beispiel 1 bestehen die zu metallisierenden Bereiche B1 aus PS (Polystyrene).

Beispiel 3 : Abweichend vom Beispiel I bestehen die nicht zu metallisier- enden Bereiche B2 aus PEI (Polyetherimid).

Beispiel 4 : Abweichend vom Beispiel 2 bestehen die nicht zu metallisier- enden Bereiche B2 aus PEI (Polyetherimid).

Beispiel 5 : Abweichend vom Beispiel 1 bestehen die nicht zu metallisier- enden Berieche B2 aus PET (Polyethylenterephthalat).

Beispiel 6 : Abweichend vom Beispiel 1 bestehen die nicht zu metallisier- enden Berieche B2 aus PBT (Polybutylenterephthalat).

Beispiel 7 : Abweichend vom Beispiel 1 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von NaOH (Natronlauge) in Wasser verwendet.

Beispiel 8 : Abweichend vom Beispiel 2 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von NaOH (Natronlauge) in Wasser verwendet.

Beispiel 9 : Abweichend vom Beispiel 3 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von NaOH (Natronlauge) in Wasser verwendet.

Beispiel 10 : Abweichend vom Beispiel 4 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von NaOH (Natronlauge) in Wasser verwendet.

Beispiel 11 : Abweichend vom Beispiel 5 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von NaOH (Natronlauge) in Wasser verwendet.

Beispiel 12 : Abweichend vom Beispiel 6 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von NaOH (Natronlauge) in Wasser verwendet.

Beispiel 13 : Das in Figur 1 dargestellte Teil T wird durch Zweikomponen- ten-Spritzgießen hergestellt, wobei die zu metallisierenden Bereiche B1 aus LCP (Liquid Crystal Polymer) und die nicht zu metallisierenden Bereiche B2 aus PA (Polyamid) bestehen. Die Bekeimung BK gemäß Figur 2 wird nasschemisch in einem Palla- diumsystem erzeugt. Die anschließende selektive Entfernung der Palladiumkeime in den Bereichen B2 gemäß Figur 3 erfolgt durch Eintauchen des Teils T in eine Lösung aus konzentrier- ter Salzsäure in Wasser mit Anteilen beider Komponenten von jeweils 50 Vol.-%. Nach einem Spülvorgang wurde dann die Me- tallisierung M gemäß Figur 4 durch stromlose Kupferabschei- dung und anschließende galvanische Kupferabscheidung in han- delsüblichen Bädern hergestellt.

Beispiel 14 : Abweichend vom Beispiel 13 bestehen die zu metallisierenden Bereiche B1 aus PEI (Polyetherimid) Beispiel 15 : Abweichend vom Beispiel 13 bestehen die zu metallisierenden Bereiche B1 aus PET (Polyethylenterephthalat).

Beispiel 16 : Abweichend vom Beispiel 13 bestehen die zu metallisierenden Bereiche B1 aus PBT (Polybutylenterephthalat).

Beispiel 17 : Abweichend vom Beispiel 13 bestehen die nicht zu metallisier- enden Bereiche B2 aus PS (Polystyrene).

Beispiel 18 : Abweichend vom Beispiel 14 bestehen die nicht zu metallisier- enden Bereiche B2 aus PS (Polystyrene).

Beispiel 19 : Abweichend vom Beispiel 15 bestehen die nicht zu metallisier- enden Bereiche B2 aus PS (Polystyrene).

Beispiel 20 : Abweichend vom Beispiel 16 bestehen die nicht zu metallisier- enden Bereiche B2 aus PS (Polystyrene).

Beispiel 21 : Abweichend vom Beispiel 13 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 %iger H2S04 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 22 : Abweichend vom Beispiel 14 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 % iger H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 23 : Abweichend vom Beispiel 15 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 % iger H2SO4 (SchweSelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 24 : Abweichend vom Beispiel 16 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 % iger H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 25 : Abweichend vom Beispiel 17 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 % iger H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 26 : Abweichend vom Beispiel 18 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 % iger H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 27 : Abweichend vom Beispiel 19 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 % iger H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 28 : Abweichend vom Beispiel 20 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung von 50 Eiger H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 29 : Abweichend vom Beispiel 13 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/1 Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/1 H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 30 : Abweichend vom Beispiel 14 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lö- sung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 31 : Abweichend vom Beispiel 15 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 32 : Abweichend vom Beispiel 16 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 33 : Abweichend vom Beispiel 17 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 34 : Abweichend vom Beispiel 18 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 35 : Abweichend vom Beispiel 19 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 36 : Abweichend vom Beispiel 20 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 300 g/l Cr03 (Chromtrioxid) und 300 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser verwendet.

Beispiel 37 : Abweichend vom Beispiel 13 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 38 : Abweichend vom Beispiel 14 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 39 : Abweichend vom Beispiel 15 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 40 : Abweichend vom Beispiel 16 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 41 : Abweichend vom Beispiel 17 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 42 : Abweichend vom Beispiel 18 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2504 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 43 : Abweichend vom Beispiel 19 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/1 CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Beispiel 44 : Abweichend vom Beispiel 20 wird zur selektiven Entfernung der Palladiumkeime eine Lösung aus 150 g/l CC13-COOH (Trichlor- essigsäure) und 150 g/l H2SO4 (Schwefelsäure) in Wasser ver- wendet.

Bei den vorstehenden Beispielen 1 bis 44 lag die Behandlungs- dauer für die Entfernung der Bekeimung im Bereich von 5 Minu- ten. Die Temperatur der verwendeten Lösungsmittel lag im Be- reich von 50°C. Die Konzentration der verwendeten Lösungsmit- tel wurde so eingestellt, dass eine sichere Entfernung der Bekeimung BK in den nicht zu metallisierenden Bereichen B2 gewährleistet war.