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_2

文档序号:9529306阅读:来源:国知局
>[0038] 根据本发明,可以提供用于形成导电图案的组合物,该组合物能够通过非常简单 的激光电磁照射工艺在聚合物树脂基底例如多种聚合物树脂产品或树脂层上更有效地形 成精细导电图案,以及使用该组合物形成导电图案的方法,以及具有该导电图案的树脂结 构。
[0039] 此外,由于用分类为化学式1的特定化学结构表示非导电金属化合物,所以,能够 更有效地使用所述用于形成导电图案的组合物制备白色聚合物树脂产品或树脂层,因此, 用于有效制备具有不同颜色的树脂产品。
[0040] 用于形成导电图案的组合物或者形成导电图案的方法能够非常有效地用于形成 在树脂例如手机壳、RFID标签、各种传感器、MEMS结构等上的天线的导电图案。
【附图说明】
[0041] 图1示出了根据本发明的一个实施方案的用于形成导电图案的组合物中包含的 非导电金属化合物的示例性三维结构;
[0042] 图2a至2c不出了表不根据本发明的另一实施方案的用于形成导电图案的不例性 方法的每个步骤的示意图;
[0043] 图3为表示根据本发明的另一实施方案的形成导电图案的示例性方法中通过电 磁照射在聚合物树脂基底的表面上形成的包含金属核的粘附-活化表面的电镜图;
[0044] 图4为表示根据本发明的另一实施方案的形成导电图案的方法在聚合物树脂基 底上形成导电图案的图;
[0045] 图5和图6分别表示在制备实例1中得到的&^102粉末的电镜图和X射线衍射 图;
[0046] 图7表示粉碎之后制备实施例1的CuA102粉末的图;
[0047] 图8和图9分别为在实施例1中通过注塑得到的基底状组合物(在激光照射之 前)的照片(图8),以及表示测量基底状组合物的色值(L*值)随&^102粉末含量变化的 结果的图(图9);
[0048] 图10和图11分别表示检查在制备实施例1中激光照射之后在树脂基底上是否形 成金属核的X射线衍射分析和电镜图的结果;
[0049] 图12是显示在实施例1中在激光照射之后树脂基底的表面条件的电镜图;以及
[0050] 图13和图14分别表示检查在对比例1中激光照射之后在树脂基底上是否形成金 属核的X射线衍射分析和电镜图的结果。
【具体实施方式】
[0051] 下文中,将描述根据本发明的具体实施方案的用于形成导电图案的组合物、使用 该组合物形成导电图案的方法,以及具有所述导电图案的树脂结构。
[0052] 根据本发明的一个实施方案,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
[0053] 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
[0054] 包含与所述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
[0055] 由所述非导电金属化合物通过电磁照射形成含有第一金属或第二金属或其离子 的金属核:
[0056] [化学式1]
[0057] ABX2
[0058] 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。
[0059] 在使用根据本发明的一个实施方案的用于形成导电图案的组合物模制聚合物树 脂产品或树脂层之后,能够通过激光电磁照射由非导电金属化合物形成含有第一金属或第 二金属或其离子的金属核。这些金属核选择性地暴露于照射电磁波的预定区域上,因此能 够在聚合物树脂基底的表面上形成粘附-活化表面。接下来,通过含有第一金属或第二金 属或其离子的金属核的化学还原或者通过使用作为种子的金属核和包含导电金属离子的 电镀液的无电解镀,可以在包含金属核的粘附-活化表面上形成导电金属层。通过这种工 艺,可以选择性地只在聚合物树脂基底的照射电磁波的预定区域上形成导电金属层,即,精 细导电图案。
[0060] 具体地,通过电磁照射引起金属核和粘附-活化表面,以及更优异的导电图案的 形成的因素之一是在一个实施方案的组合物中包含的非导电金属化合物的具体的三维结 构。图1中示出了根据本发明的一个实施方案的用于形成导电图案的组合物中包含的非导 电金属化合物的示例性三维结构。
[0061] 参照图1,在非导电金属化合物的三维结构中,第一层(共边八面体层)含有第一 金属和第二金属中的至少一种金属,该第一层具有互相二维连接的共边八面体。另外,非导 电金属化合物的三维结构包括位于相邻第一层之间的第二层,以及多个上述第一层。所述 第二层含有与第一层的金属不同的金属,例如,除了第一层中包含的第一金属和第二金属 中的一种的金属,第二层的金属在相邻第一层之间将八面体的顶点互相连接,从而将其二 维结构互相连接。
[0062] 在电磁照射之前,具有特定分层三维结构的非导电金属化合物表现非导电性并且 与聚合物树脂具有优异的相容性,并且在还原或电镀处理中使用的溶液中也是化学稳定的 以维持非导电性。因此,非导电金属化合物在聚合物树脂基底中均匀分散并且在电磁波未 照射的区域中维持化学稳定状态以表现非导电性。
[0063] 相比之下,在照射电磁波例如激光的预定区域中能够容易地由非导电金属化合物 产生第一金属或第二金属或其离子。在这一方面,预计容易由非导电金属化合物产生金属 或其离子是由于由非导电金属化合物中的第一层和第二层顺序排列产生的分层三维结构。 与具有非分层三维结构的化合物相比,由于所述非导电金属化合物的分层三维结构,能够 更容易地释放第二层中包含的第一金属或第二金属或其离子。同样地,通过电磁照射由非 导电金属化合物会更容易地释放金属或其离子,这是引起金属核和粘附-活化表面的形成 的因素之一。
[0064] 然而,本发明人的实验结果表明金属核和粘附-活化表面的形成并不仅仅由于 非导电金属化合物的特定的三维结构。本发明人不断进行实验和研究,他们发现,在具有 上述特定三维结构的化学式1的非导电金属化合物中,例如,选择并包括CuA102、CuGa02、 CuIn02、CuT102、CuY02、CuSc02、CuLa02、CuLu02、NiA102、NiGa02、NiIn02、NiT102、NiY02、NiSc02、 NiLa02、NiLu02、AgA102、AgGa02、Agln02、AgT102、AgY02、AgSc02、AgLa02、AgLu02等中的具体 化合物,因此,一个实施方案的化合物能够相对于电磁波例如具有特定波长的激光表现出 更高吸收性和选择性。此外,当调节后面提及的电磁照射例如激光的条件时,最终可以形成 金属核和粘附-活化表面,并且可以通过电磁照射例如激光和接下来的还原或电镀处理形 成更优异的精细导电图案。
[0065] 由于非导电金属化合物的上述独特三维结构及其特征,以及对上述金属核形成条 件的控制,因此,与其它包含具有不同的三维结构例如螺旋形的组合物或者其它没有金属 核形成的组合物相比,一个实施方案的用于形成导电图案的组合物能够容易地形成优异的 精细导电图案。此外,由于这些特征,与其它包含具有非分层三维结构例如螺旋形的非导电 金属化合物的组合物相比,即使本发明的非导电金属化合物的量,更具体地,第一金属或第 二金属的量或含量降低,一个实施方案的用于形成导电图案的组合物也能够更容易地形成 优异的精细导电金属层。
[0066] 此外,因为一个实施方案的组合物中包含的化学式1的非导电金属化合物由化学 式1表不,该化学式1表不具有最外层轨道充满3+氧化态的电子的金属B(例如Al、Ga、In、Tl、Y、Sc、La或Lu),以及过渡金属A(例如Cu、Ni或Ag),所以,使用一个实施方案的组合物 能够制备具有白色或其他不同颜色的树脂产品或树脂层。如果包含除上述金属之外的过渡 金属诸如Cr等作为B,使用包含这样的非导电金属化合物的组合物难以得到具有白色或其 他不同颜色的树脂产品。相比之下,当使用包含上述指定金属B的化学式1的非导电金属 化合物时,容易为具有导电图案的树脂产品或树脂层提供白色或其他不同颜色,从而
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