用于形成导电图案的组合物和方法，以及其上具有导电图案的树脂结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于形成导电图案的组合物，该组合物能够通过非常简单的工艺在各 种聚合物树脂产品或树脂层上形成精细导电图案，使用该组合物形成导电图案的方法，以 及具有该导电图案的树脂结构。
【背景技术】
[0002] 随着微电子技术近来的发展，对在聚合物树脂基底（或产品）例如各种树脂产品 或树脂层的表面上形成有精细导电图案的结构的需求增加。在聚合物树脂基底的表面上的 导电图案能够用于形成各种物体例如集成至手机壳、各种传感器、MEMS结构或RFID标签中 的天线。
[0003] 就此，随着对在聚合物树脂基底的表面上形成导电图案技术的兴趣增加，已经提 出几项技术。然而，还未提出针对这些技术的更有效的方法。
[0004] 例如，根据现有技术，可以考虑通过在聚合物树脂基底的表面上形成金属层然后 进行光刻形成导电图案的方法，或者通过印制导电胶形成导电图案的方法。然而，当根据该 技术形成导电图案时，劣势在于所需的工艺或设备变得太复杂，或者难以形成优异的精细 导电图案。
[0005] 因此，需要不断发展能够通过更简单的工艺在聚合物树脂基底的表面上更有效地 形成精细导电图案的技术。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 本发明提供了一种用于形成导电图案的组合物，该组合物能够通过非常简单的工 艺在各种聚合物树脂产品或树脂层上形成精细导电图案，以及使用该组合物形成导电图案 的方法。
[0008] 此外，本发明提供具有由该用于形成导电图案的组合物等形成的导电图案的树脂 结构。
[0009] 技术方案
[0010] 本发明提供一种通过电磁照射用于形成导电图案的组合物，该组合物包含聚合物 树脂，以及含有第一金属和第二金属的化学式1的非导电金属化合物，其中，所述非导电金 属化合物具有三维结构，该三维结构包括多个第一层，该第一层含有第一金属和第二金属 中的至少一种金属并且具有互相二维连接的共边八面体，以及
[0011] 含有与第一层的金属不同的金属并且位于相邻的第一层之间的第二层；以及
[0012] 通过电磁照射，由非导电金属化合物形成的含有第一金属或第二金属或其离子的 金属核：
[0013] [化学式1]
[0014] ABX2
[0015] 其中，A和B分别各自独立地为第一金属和第二金属，A为过渡金属，B为最外层轨 道充满3+氧化态的电子的金属，X为氧、氮或硫。
[0016] 在用于形成导电组合物的组合物中，非导电金属化合物的第二层中含有的金属可 以将二维结构互相连接，例如，在相邻第一层之间将八面体的顶点互相连接。所述非导电金 属化合物可以定义为具有及兔《或P63/mmc空间群的化合物。
[0017] 此外，所述非导电金属化合物可以具有三维结构，该三维结构包括：多个第一层 (共边八面体层），在该第一层中第一金属和第二金属（A金属和B金属）中的至少一种金 属和原子X形成排列为二维连接结构的共边八面体，以及
[0018] 含有与第一层的金属不同的金属的第二层，其中，在相邻第一层之间，所述金属将 八面体的顶点互相连接以使二维结构互相连接。
[0019] 非导电金属化合物的具体实例可以为选自CuA102、CuGa02、Culn02、CuT102、CuY02、 CuSc02、CuLa02、CuLu02、NiA102、NiGa02、Niln02、NiT102、NiY02、NiSc02、NiLa02、NiLu02、 AgA102、AgGa02、Agln02、AgT102、AgY02、AgSc02、AgLaOjPAgLuO2中的一种或多种化合物，因 此，通过电磁照射较好地形成金属核以便形成更优异的导电图案，并且也可以制备具有白 色或其他不同颜色的树脂层或树脂产品。
[0020] 同时，当以约5至20W的平均功率用波长为约lOOOnm至1200nm的激光电磁波照 射上述用于形成导电图案的组合物时，形成金属核。通过控制激光电磁照射的条件，可以在 组合物的聚合物树脂上更有效地形成金属核，因此，能够形成更优异的导电图案。
[0021] 在用于形成导电图案的组合物中，所述聚合物树脂可以包括热固性树脂或热塑性 树脂，其更具体的实例可以为选自例如ABS树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂或聚对苯二 甲酸乙二醇酯树脂等的聚对苯二甲酸亚烷基酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂和聚邻苯 二甲酰胺树脂中的一种或更多种。
[0022] 此外，在用于形成导电图案的组合物中，相对于全部组合物，所述非导电金属化合 物的含量可以为约1重量至10重量％，并且聚合物树脂可以以余量被包括。
[0023] 除了上面描述的聚合物树脂和预先确定的非导电金属化合物以外，用于形成导电 图案的组合物还可以包含选自热稳定剂、UV稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗氧化剂、无机填料、 颜料添加剂、冲击改性剂和功能改性剂中的一种或更多种添加剂。
[0024] 同时，本发明提供了使用上述用于形成导电图案的组合物通过直接电磁照射而在 聚合物树脂基底例如树脂产品或树脂层上形成导电图案的方法。形成导电图案的方法可以 包括以下步骤：将用于形成导电图案的组合物模压成树脂产品或将其涂敷至另一产品以形 成树脂层；向该树脂产品或树脂层的预定区域照射电磁波以由非导电金属化合物生成含有 第一金属或第二金属或其离子的金属核；以及对产生金属核的区域进行化学还原或电镀， 以形成导电金属层。
[0025] 在形成导电图案的方法的生成金属核的步骤中，可以以约5至20W的平均功率照 射波长为约l〇〇〇nm至1200nm的激光电磁波，因此，可以更有效地形成金属核并且可以形成 更优异的导电图案。
[0026] 此外，当进行通过电磁照射生成金属核的步骤时，非导电金属化合物的一部分暴 露于树脂产品或树脂层的预定区域的表面上，并且由其生成金属核，从而形成被活化而具 有更高粘附性的表面（下文中，"粘附-活化表面"）。接下来，通过金属核中包含的第一金 属离子或第二金属离子的化学还原或者通过它们的无电解镀（electrolessplating)将导 电金属离子进行化学还原，因此可以在粘附-活化表面上形成导电金属层。在无电解镀中， 当导电金属离子被化学还原时，金属核起到一种种子的作用，以在电镀溶液中与导电金属 离子形成强键合。因此，可以以更简单的方式选择性地形成导电金属层。
[0027] 在还原或电镀步骤中，生成金属核的树脂产品或树脂层的预定区域可以用含有还 原剂的酸溶液或碱溶液处理，并且这种溶液可以包含选自选自甲醛、次磷酸盐、二甲胺硼烷 (DMAB)、二乙胺硼烷（DEAB)和肼中的一种或多种作为还原剂。在另一实施方案中，所述区 域可以在还原步骤中用包含还原剂和导电金属离子的无电解镀溶液处理。
[0028] 同时，本发明提供具有使用上述用于形成导电图案的组合物和上述用于形成导电 图案的方法得到的导电图案的树脂结构。这种树脂结构可以包含聚合物树脂基底；含有第 一金属和第二金属并且分散在聚合物树脂基底中的化学式1的非导电金属化合物，
[0029] 其中，所述非导电金属化合物具有三维结构，该三维结构包括多个第一层，该第一 层含有第一金属和第二金属中的至少一种金属并且具有互相二维连接的共边八面体，以及
[0030] 含有与第一层的金属不同的金属并且位于相邻的第一层之间的第二层；
[0031] 暴露于聚合物树脂基底预定区域的表面上的粘附-活化表面，该粘附-活化表面 具有含有第一金属或第二金属或其离子的金属核；以及
[0032] 在所述粘附-活化表面上形成的导电金属层：
[0033] [化学式1]
[0034] ABX2
[0035] 其中，A和B分别各自独立地为第一金属和第二金属，A为过渡金属，B为最外层轨 道充满3+氧化态的电子的金属，X为氧、氮或硫。
[0036] 在树脂结构中，形成粘附-活化表面和导电金属层的预定区域可以相当于照射电 磁波的聚合物树脂基底的区域。
[0037] 有益效果