Powłoki metaliczne nanoszone z fazy gazowej na tworzywa polimerowe

• Autorzy: Żenkiewicz M. , Moraczewski K. , Rytlewski P.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano przeglądu niektórych zagadnień związanych z metalizowaniem tworzyw polimerowych. Scharakteryzowano i wskazano przy tym na coraz większe znaczenie fizycznych (PVD) oraz chemicznych (CVD) metod nanoszenia metalu z fazy gazowej lub ciekłej na te tworzywa. Omówiono główne sposoby nanoszenia powłok metalicznych metodami PVD i CVD oraz podstawowe ich uwarunkowania. Przedstawiono możliwości obniżenia temperatury prowadzenia procesów CVD, co umożliwia metalizowania wielu tworzyw. Wskazano także na duże znaczenie prekursorów stosowanych w tych procesach.

EN

In this article a review of some problems of polymer metallization has been presented. Increasing importance of physical (PVD) and chemical (CVD) vapor deposition methods of metals has been show and characterized. The main methods of PVD and CVD processes and basic conditions of metal deposition has been discussed. The methods of reducing the temperature of CVD processes, which allows metallization of plastics has been presented. The importance of precursors used in these processes also has been shown.

Słowa kluczowe

PL

nanoszenie powłok metalicznych; metalizacja tworzyw; faza gazowa

EN

deposition metallic coatings; metallization plastics; vapor phase

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2010
• Tom: [R.] 16, nr 5
• Strony: 260--272
• Opis fizyczny: Bibliogr. 56 poz., rys.

Twórcy

autor

Żenkiewicz M.

autor

Moraczewski K.

autor

Rytlewski P.

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Instytut Techniki, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz,

Bibliografia

• 1. Bagdach S., Sianko U. (red.) „Poradnik galwanotechnika. Praca zbiorowa”, WNT, Warszawa 2002.
• 2. Li D., Goodwin K., Yang C.: Electroless copper deposition on aluminum - seeded ABS plastics, J. Mater. Sci. 2008, 43, 7121-7131.
• 3. Tang X., Cao M., Bi C., Yan L., Zhang B.: Research on a new surface activation process for electroless plating on ABS plastic, Mater. Lett. 2008, 62, 1089-1091.
• 4. Tang X., Cao M., Yan L., Zhang B.: A new palladium - free surface activation process for Ni electroless plating on ABS plastic, Mater. Lett. 2009, 63, 840-842.
• 5. Teixeira L.A.C., Santini M.C.: Surface conditioning of ABS for metallization without the use of chromium baths, J. Mater. Processing Tech. 2005, 170, 37-41.
• 6. Guo R.H., Jiang S.Q., Yuen C.W.M., Ng M.C.F.: An alternative process for electroless copper plating on polyester fabric, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2009, 20, 33-38.
• 7. Rao Z., Chong E.K., Anderson N.L., Stevens M.G., Driver R., Paulose K.V.: A tin-free catalyst for electroless platinum deposition on polyethylene terephthalate, J. Mater. Sci. Lett. 1998, 17, 303-305.
• 8. Domenech S.C., Lima Jr. E., Drago V., De Lima J.C., Borges Jr. N.G., Avila A.O.V., Soldi V.: Electroless plating of nickel-phosphorous on surface-modified poly(ethylene terephthalate) films, Appl. Surf. Sci. 2003, 220, 238-250.
• 9. Garcia-Gabaldon M., Perez-Herranz V., Garcia-Anton J., Guinon J.L.: Electrochemical study of activating solution for electroless plating of polymers, J. Appl. Electrochem. 2007, 37, 1145-1152.
• 10. Siau S., Vervaet A., Schacht E., Demeter U., Van Calster A.: Epoxy polymer surface modification through wet-chemical organic surface synthesis for adhesion improvement in microelectronic, Thin Solid Films 2006, 495, 348-356.
• 11. Paunovic M., Schleinger M.: „Fundaments of electrochemical deposition”, Wiley Interscience, Hoboken 2006.
• 12. Żenkiewicz M.: „Adhezja i modyfikowanie warstwy wierzchniej tworzyw wielkocząsteczkowych”, WNT, Warszawa 2000.
• 13. Kim G.G., Kang J.A., Kim J.H., Kim S.J., Lee N.H., Kim S.J.: Metallization of polymer through a novel surface modification applying a photocatalytic reaction, Surf. Coat. Technol. 2006, 201, 3761-3766.
• 14. Beil S., Horn H., Windisch A., Hilgers C., Pochner K.: Photochemical functionalization of polymer surfaces for subsequent metallization, Surf. Coat. Technol. 1999, 116-119, 1195-1203.
• 15. Mai T.T., Schultze J.W., Staikov G.: Relation between surface preconditioning and metal deposition in direct galvanic metallization of insulating surfaces, J. Solid State Electrochem. 2004, 8, 201-208.
• 16. Mai T.T., Schultze J.W., Staikov G., Munoz A.G.: Mechanism of galvanic metallization of CoS-activated insulating polymer surfaces, Thin Solid Films 2005, 488, 321-328.
• 17. Pan C.T.: Selective electroless copper plating micro-coil assisted by 248 nm excimer laser, Microelectr. Eng. 2004, 71, 242-251.
• 18. Sikora R.: „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, Wydawnictwo Edukacyjne Zofii Dobkowskiej, Warszawa 1993.
• 19. Sikora R. (red.): „Przetwórstwo tworzyw polimerowych. Podstawy logiczne, formalne i terminologiczne”, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2006.
• 20. Mattox D.M.: „Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing. Film Formation, Adhesion, Surface Preparation and Contamination Control”, Noyes Publication, Westwood 1998.
• 21. Mubarak A., Hamzah E., Toff M.R.M.: Review of physical vapour deposition (PVD) techniques for hard coating, J. Mekanikal 2005, 20, 42-51.
• 22. Wang B., Eberhardt W., Kuck H.: Plasma pretreatment of liquid crystal polymer and subsequent metallization by PVD, Vacuum 2006, 81, 325-328.
• 23. Dietzel Y., Przyborowski W., Nocke G., Offermann P., Hollstein F., Meinhardt J.: Investigation of PVD arc coatings on polyamide fabrics, Surf. Coat. Technol. 2000, 135, 75-81.
• 24. Dobrzański L.A.: „ Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo”, WNT, Warszawa 2006.
• 25. Forster J., Gopalraja P., Gung T.J., Sundarrajan A., Fu X., Hammond N., Fu J., Kelkar U., Bhatnagar A.: A PVD based barrier technology for the 45 nm mode, Microelectr. Eng. 2005, 82, 594-599.
• 26. Burakowski T., Wierzchoń T.: „Inżynieria powierzchni metali”, WNT, Warszawa 1995.
• 27. Grigorov G.I., Grigorov K.G., Sporken R., Caudano R.: Ion-induced densification of PVD films - a choice of the optimum density of ion bombardment, Appl. Phys. A 1996, 63, 399-401.
• 28. Wagner A.J., Wolfe G.M., Fairbrother D.H.: Reactivity of vapor - deposited metal atoms with nitrogen - containing polymers and organic surfaces studied by in situ XPS, Appl. Surf. Sci. 2003, 219, 317-328.
• 29. Ektessabi A.M., Hakamata S.: XPS study of ion beam modified polyimide films, Thin Solid Films 2000, 377-378, 621-625.
• 30. Wang B., Eberhardt W., Kuck H.: Adhesion of PVD layers on liquid crystal polymer pretreated by oxygen-containing plasma, Vacuum 2005, 79, 124-128.
• 31. Mattox D.M.: Applications of vacuum coatings, Plat. Surf. Finish. 2002, 89, 46-47.
• 32. Engers B., Bauer H.U.: Cost-effective PVD coatings in batch systems, Surf. Coat. Technol. 1999, 116-119, 705-710.
• 33. Schultrich B., Siemroth P., Sheibe H.J.: High rate deposition by vacuum arc methods, Surf. Coat. Technol. 1997, 93, 64-68.
• 34. Schäffer E., Kleer G.: Mechanical behavior of (Ti,Al)N coatings exposed to elevated temperatures and an oxidative environment, Surf. Coat. Technol. 2000, 133-134, 215-219.
• 35. Wu S.K., Lin H.C., Liu P.L.: An investigation of unbalanced magnetron sputtered TiAlN films on SKH51 high-speed steel, Surf. Coat. Technol. 2000, 124, 97-103.
• 36. Musil J., Hrubý H.: Superhard nanocomposite Ti1-xAlxN films prepared by magnetron sputtering, Thin Solid Films 2000, 365, 104-109.
• 37. Mubarak A., Hamzah E., Toff M.R.M., Hashim A.H.: The effect of nitrogen gas flow rate on the properties of TiN-coated HSS using cathodic arc evaporation PVD technique, Surf. Rev. Lett. 2005, 12, 631-643.
• 38. Eizner B.A., Markov G.V., Minevich A.A.: Deposition stages and applications of CAE multicomponent coatings, Surf. Coat. Technol. 1996, 79, 178-191.
• 39. Kimura A., Murakami T., Yamada K., Suzuki T.: Hot-pressed Ti-Al targets for synthesizing Ti1-xAlxN films by the arc ion plating method, Thin Solid Films 2001, 382, 101-105.
• 40. Pulker, H.K.: „Coatings on Glass”, Elsevier, New York 1999.
• 41. Mattox, D.M.: „The Historical Development of Controlled Ion-Assisted and Plasma-Assisted PVD Process”, Proceedings of the 40th Annual Technical Conference, Society of Vacuum Coaters 1997.
• 42. Seeser J.W., LeFebvre P.M., Hichwa B.P., Lehan J.P., Rowlands S.F., Allen T.H.: Meta-Mode Reactive Sputtering: A New Way to Make Thin Film Products, Proceedings of the 35th Annual Technical Conference, Society of Vacuum Coaters 1992.
• 43. Jones A.C., Hitchman M.L.: „Chemical Vapour Deposition Precursors, Processes and Applications”, The Royal Society of Chemistry, Cambridge 2009.
• 44. Blackman C.S., Carmalt C.J., Parkin I.P., O’Neill S.A., Molloy K.C., Apostolico L.: Chemical vapour deposition of crystalline thin films of tantalum phosphide, Mater. Lett. 2003, 57, 2634-2636.
• 45. Devi A., Shivashankar S.A.: Thermal chemical vapour deposition of copper films from copper ethylacetoacetate: microstructure and electrical resistivity, J. Mater. Sci. Lett. 1998, 17, 367-369.
• 46. Rhee S., Yun J.: Surface passivation technique for selective hole filling by chemical vapor deposition, J. Mater. Sci. Lett. 1998, 17, 947-949.
• 47. Doppelt P.: Copper CVD precursors and processes for advanced metallization, Microelectr. Eng. 1997, 37/38, 89-95.
• 48. Michalski A.J.: „Fizykochemiczne podstawy otrzymywania powłok z fazy gazowej”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
• 49. Martin L., Esteve J., Borros S.: Growth vs. nucleation of conducting polymers thin films obtained by plasma-enhanced chemical vapor deposition, Thin Solid Films 2004, 451-452, 74-80.
• 50. Hampden-Smith M.J., Kodas T.T.: Chemical vapour depostion of copper from (hfac)CuL compounds, Polyhedron 1995, 14, 699-732.
• 51. Toh B.H.W., McNeill D.W., Gamble H.S.: Investigation of copper layers deposited by CVD using Cu(I)hfac(TMVS) precursor, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2005, 16, 437-443.
• 52. Norman J.A.T., Perez M., Schultz S.E., Waechtler T.: New precursors for CVD copper metallization, Microelectr. Eng. 2008, 85, 2159-2163.
• 53. Kada T., Ishikawa M., Machida H., Ogura A., Ohshita Y., Soai K.: Volatile CVD precursors for Ni film: cyclopentadienylallynickel, J. Crystal Growth 2005, 275, e1115-e1119.
• 54. Devi A., Shivashankar S.A.: Thermal analysis of metalorganic complexes of copper from evaluation as CVD precursors, J. Thermal Anal. Cal. 1999, 55, 259-270.
• 55. Wahl G., Pulver M., Decker W., Klippe L.: CVD processes for coatings and surface modifications, Surf. Coat. Technol. 1998, 100-101, 132-141.
• 56. Park J., Sudarshan T.S.: „Chemical Vapor Deposition”, ASM International, Russell 2001.