用于形成導(dǎo)電圖案的組合物和方法，及其上具有導(dǎo)電圖案的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于形成導(dǎo)電圖案的組合物和使用該組合物形成導(dǎo)電圖案的方 法，以及具有所述導(dǎo)電圖案的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，所述組合物能夠形成精細(xì)導(dǎo)電圖案，該精細(xì)導(dǎo)電圖 案降低機(jī)械-物理性能的劣化并對(duì)各種聚合物樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂層具有優(yōu)異的粘合強(qiáng)度。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近來(lái)微電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)具有在例如各種樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂層的高聚物樹(shù)脂 襯底(或產(chǎn)品）的表面上形成的精細(xì)導(dǎo)電圖案的結(jié)構(gòu)的需求已經(jīng)增長(zhǎng)。所述在高聚物樹(shù)脂襯 底的表面上的導(dǎo)電圖案及結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于形成各種物件例如集成在移動(dòng)電話(huà)中的天線(xiàn)、各 種傳感器、MEMS結(jié)構(gòu)、RFID標(biāo)簽等。
[0003] 同樣地，隨著對(duì)在高聚物樹(shù)脂襯底表面上形成導(dǎo)電圖案的技術(shù)的興趣的增強(qiáng)，提 出了關(guān)于此的幾種技術(shù)。但是，還沒(méi)有提出對(duì)于這些技術(shù)的更有效的方法。
[0004] 例如，根據(jù)以前的技術(shù)，可以考慮通過(guò)在高聚物樹(shù)脂襯底的表面形成金屬層然后 應(yīng)用光刻法來(lái)形成導(dǎo)電圖案的方法，或通過(guò)印制導(dǎo)電膠來(lái)形成導(dǎo)電圖案的方法。但是，當(dāng)根 據(jù)這些技術(shù)形成導(dǎo)電圖案時(shí)，會(huì)有所需的工藝或設(shè)備變得過(guò)于復(fù)雜或難以形成優(yōu)良的精細(xì) 導(dǎo)電圖案的限制。
[0005] 因此，有需要開(kāi)發(fā)能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝更有效地在高聚物樹(shù)脂襯底的表面上形成 精細(xì)導(dǎo)電圖案的技術(shù)。
[0006] 為了滿(mǎn)足本領(lǐng)域的需求，已經(jīng)提出了通過(guò)使用將有特殊的非導(dǎo)電金屬化合物等與 聚合物樹(shù)脂混合的組合物，然后進(jìn)行例如激光等的電磁波的直接輻射來(lái)形成導(dǎo)電圖案的技 術(shù)。根據(jù)此技術(shù)，將所述例如激光等的電磁波直接輻射至組合物的預(yù)定區(qū)域上以選擇性地 曝露（expose)非導(dǎo)電金屬化合物的金屬成分，然后對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行無(wú)電鍍，從而形成所述 導(dǎo)電圖案。
[0007] 但是，當(dāng)應(yīng)用此技術(shù)時(shí)，由于非導(dǎo)電金屬化合物的添加導(dǎo)致脆性增強(qiáng)，在許多情況 下高聚物樹(shù)脂襯底(或產(chǎn)品）自身的例如抗沖擊強(qiáng)度等的機(jī)械-物理性能會(huì)惡化。
[0008] 另外，當(dāng)通過(guò)上述技術(shù)形成導(dǎo)電圖案時(shí)所述導(dǎo)電圖案與高聚物樹(shù)脂襯底的粘合強(qiáng) 度差，也會(huì)發(fā)生使得難以形成優(yōu)良的導(dǎo)電圖案等的問(wèn)題。
[0009] 由于上述問(wèn)題，上面描述的技術(shù)并未被廣泛地應(yīng)用，并且不斷地需要相關(guān)技術(shù)的 開(kāi)發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術(shù)問(wèn)題
[0011] 本發(fā)明試圖提供一種用于形成導(dǎo)電圖案的組合物以及使用該組合物形成導(dǎo)電圖 案的方法，所述組合物能夠形成降低機(jī)械-物理性能劣化并對(duì)各種高聚物樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂 層具有優(yōu)異的粘合強(qiáng)度的精細(xì)導(dǎo)電圖案。
[0012]另外，本發(fā)明試圖提供一種具有導(dǎo)電圖案的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電圖案由用于形成 導(dǎo)電圖案的組合物等形成。
[0013]技術(shù)方案
[0014] 本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種通過(guò)電磁輻射形成導(dǎo)電圖案的組合物， 包含:聚合物樹(shù)脂；以及含有第一金屬元素和第二金屬元素的非導(dǎo)電金屬化合物顆粒，所述 非導(dǎo)電金屬化合物顆粒在晶體結(jié)構(gòu)中具有及1?或P6 3/mmc空間群且粒徑為0. Ιμπι至20μπι，其 中，包含所述第一金屬或第二金屬元素或它們的離子的金屬核由所述非導(dǎo)電金屬化合物顆 粒通過(guò)電磁輻射形成。
[0015] 所述非導(dǎo)電金屬化合物顆粒的具體實(shí)例可以包括選自CuCr〇2、NiCr〇2、AgCr〇2、 C11M0O2、NiMo〇2、AgMo〇2、NiMn〇2、AgMn〇2、NiFe〇2、AgFe〇2、C11WO2、AgW〇2、Ni W〇2、AgSn〇2、Ni Sn〇2 以及CuSn02中的一種或多種化合物，使得可以通過(guò)電磁輻射良好地形成金屬核以形成更優(yōu) 良的導(dǎo)電圖案。
[0016] 另外，所述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物可以對(duì)波長(zhǎng)約為1 OOOnm至1200nm的激光電 磁波展現(xiàn)25 %以下或大約10 %至25 %的反射率。
[0017] 另外，在所述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物中，金屬核可以通過(guò)以大約5W至20W的平 均功率輻射波長(zhǎng)約為1 OOOnrn至1200nm的激光電磁波來(lái)形成。通過(guò)控制激光電磁波的輻射條 件，金屬核可以更有效地在所述組合物的聚合物樹(shù)脂上形成，從而可以形成更優(yōu)良的導(dǎo)電 圖案。
[0018] 另外，在所述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物中，所述聚合物樹(shù)脂可以包括熱固性樹(shù) 脂或熱塑性樹(shù)脂，而且其具體實(shí)例可以包括選自ABS樹(shù)脂；例如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹(shù) 月旨、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹(shù)脂等的聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯樹(shù)脂;聚碳酸酯樹(shù)脂;聚丙烯樹(shù) 脂以及聚鄰苯二甲酰胺樹(shù)脂中的一種或多種。
[0019] 另外，在所述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物中，相對(duì)于全部組合物，所包含的非導(dǎo)電 金屬化合物顆粒約為〇.5wt%至7wt%，所述聚合物樹(shù)脂可以以剩余量被包含。
[0020] 另外，除了上述聚合物樹(shù)脂和預(yù)定的非導(dǎo)電金屬化合物顆粒以外，所述用于形成 導(dǎo)電圖案的組合物還可以包含選自熱穩(wěn)定劑、UV穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤(rùn)滑劑、抗氧化劑、無(wú)機(jī)填 充劑、著色劑、沖擊改性劑以及功能改性劑中的一種或多種添加劑。
[0021] 同時(shí)，本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種利用上述用于形成導(dǎo)電圖案的 組合物，通過(guò)在例如樹(shù)脂產(chǎn)品、樹(shù)脂層等的高聚物樹(shù)脂襯底上直接電磁輻射形成導(dǎo)電圖案 的方法。所述用于形成導(dǎo)電圖案的方法可以包括將上述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物模塑成 樹(shù)脂產(chǎn)品或?qū)⑺鼋M合物應(yīng)用于另一種產(chǎn)品以形成樹(shù)脂層;對(duì)所述樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂層的預(yù) 定區(qū)域輻射電磁波以由非導(dǎo)電金屬化合物顆粒生成包含第一、第二金屬元素或它們的離子 的金屬核；以及對(duì)生成有所述金屬核的區(qū)域進(jìn)行化學(xué)還原或電鍍以形成導(dǎo)電金屬層。
[0022] 在用于形成導(dǎo)電圖案的方法中的生成金屬核的步驟中，波長(zhǎng)約為lOOOnrn至1200nm 的激光電磁波可以以大約5W至20W的平均功率輻射，因此，可以良好地形成所述金屬核并且 可以形成更優(yōu)良的導(dǎo)電圖案。
[0023] 另外，當(dāng)進(jìn)行通過(guò)電磁輻射生成金屬核的步驟時(shí)，部分非導(dǎo)電金屬化合物顆粒曝 露在樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂層的預(yù)定區(qū)域的表面上，并且金屬核由此生成，從而形成被活化以具 有更高粘合強(qiáng)度的表面(此處稱(chēng)為"粘合-活化表面"）。然后，導(dǎo)電金屬層可以通過(guò)無(wú)電鍍形 成在所述粘合-活化表面上。一旦經(jīng)過(guò)無(wú)電鍍，當(dāng)導(dǎo)電金屬離子被化學(xué)還原時(shí)，金屬核就具 有種子的作用，與電鍍?nèi)芤褐械膶?dǎo)電金屬離子形成強(qiáng)結(jié)合。因此，所述導(dǎo)電金屬層可以有選 擇地以更容易的方式形成。
[0024] 同時(shí)，本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案提供了一種具有通過(guò)上述用于形成導(dǎo)電圖 案的組合物以及用于形成導(dǎo)電圖案的方法獲得的導(dǎo)電圖案的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)。所述樹(shù)脂結(jié)構(gòu)可以 包含高聚物樹(shù)脂襯底;含有第一金屬元素和第二金屬元素的非導(dǎo)電金屬化合物顆粒，其在 晶體結(jié)構(gòu)中具有或P6 3/mmc空間群且粒徑為約0 . Ιμπι至20μπι并分散在所述高聚物樹(shù)脂 襯底中；包含金屬核的粘合-活化表面，所述金屬核含有第一、第二金屬元素或它們的離子 并曝露在所述高聚物樹(shù)脂襯底的預(yù)定區(qū)域的表面上；以及形成在所述粘合-活化表面上的 導(dǎo)電金屬層。
[0025] 在所述樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中，在其上形成有粘合-活化表面以及導(dǎo)電金屬層的預(yù)定區(qū)域可 以對(duì)應(yīng)于電磁波在高聚物樹(shù)脂襯底上輻射的區(qū)域。
[0026] 另外，在所述樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電金屬層可以通過(guò)粘合沉積在樹(shù)脂襯底上，其中，在 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 2409的測(cè)試下，待測(cè)的目標(biāo)金屬層的剝離面積為金屬層面積的0% (等級(jí)0)或 大于0 %且小于等于5 % (等級(jí)1)。
[0027]另外，通過(guò)ASTM D256測(cè)定的所述樹(shù)脂結(jié)構(gòu)的沖擊強(qiáng)度可以約為4.0J/cm以上。 [0028] 有益效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于形成導(dǎo)電圖案的組合物和利用該組合物形成所述導(dǎo) 電圖案的方法，以及具有所述導(dǎo)電圖案的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)，其中所述組合物能夠通過(guò)激光電磁輻 射的簡(jiǎn)單工藝在例如各種高聚物樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂層的高聚物樹(shù)脂襯底上形成精細(xì)導(dǎo)電圖 案。
[0030] 具體地，根據(jù)本發(fā)明用于形成導(dǎo)電圖案的組合物使用具有特殊三維結(jié)構(gòu)及預(yù)定范 圍的粒徑的非導(dǎo)電金屬化合物顆粒，從而更有效地形成降低高聚物樹(shù)脂產(chǎn)品或樹(shù)脂層本身 的機(jī)械-物理性能例如沖擊強(qiáng)度等的劣化并具有優(yōu)良粘合強(qiáng)度的精細(xì)導(dǎo)電圖案。
[0031] 因此，所述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物或用于形成導(dǎo)電圖案的方法可以有效地用 于形成例如移動(dòng)電話(huà)殼體等的各種樹(shù)脂產(chǎn)品上的天線(xiàn)用導(dǎo)電圖案、RFID標(biāo)簽、各種傳感器、 MHMS結(jié)構(gòu)等。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案包含在用于形成導(dǎo)電圖案的組合物 中的非導(dǎo)電金屬化合物的示例性三維結(jié)構(gòu)。
[0033] 圖2說(shuō)明了顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案用于形成導(dǎo)電圖案的示例性 方法的各個(gè)步驟的示意圖。
[0034] 圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方案在用于形成導(dǎo)電團(tuán)的示例性方 法中包含通過(guò)電磁輻射形成在高聚物樹(shù)脂襯底表面上的金屬核的粘合-活化表面的電鏡圖 像。
[0035] 圖4和5分別示出了在制備實(shí)施例1中獲得的具有可控粒徑的CuCr02粉末的電鏡圖