用于形成导电图案的组合物和方法，及其上具有导电图案的树脂结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于形成导电图案的组合物和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，所述组合物能够形成精细导电图案，该精细导电图 案降低机械-物理性能的劣化并对各种聚合物树脂产品或树脂层具有优异的粘合强度。
【背景技术】
[0002] 随着近来微电子技术的发展，对具有在例如各种树脂产品或树脂层的高聚物树脂 衬底(或产品）的表面上形成的精细导电图案的结构的需求已经增长。所述在高聚物树脂衬 底的表面上的导电图案及结构可以应用于形成各种物件例如集成在移动电话中的天线、各 种传感器、MEMS结构、RFID标签等。
[0003] 同样地，随着对在高聚物树脂衬底表面上形成导电图案的技术的兴趣的增强，提 出了关于此的几种技术。但是，还没有提出对于这些技术的更有效的方法。
[0004] 例如，根据以前的技术，可以考虑通过在高聚物树脂衬底的表面形成金属层然后 应用光刻法来形成导电图案的方法，或通过印制导电胶来形成导电图案的方法。但是，当根 据这些技术形成导电图案时，会有所需的工艺或设备变得过于复杂或难以形成优良的精细 导电图案的限制。
[0005] 因此，有需要开发能够通过简单的工艺更有效地在高聚物树脂衬底的表面上形成 精细导电图案的技术。
[0006] 为了满足本领域的需求，已经提出了通过使用将有特殊的非导电金属化合物等与 聚合物树脂混合的组合物，然后进行例如激光等的电磁波的直接辐射来形成导电图案的技 术。根据此技术，将所述例如激光等的电磁波直接辐射至组合物的预定区域上以选择性地 曝露（expose)非导电金属化合物的金属成分，然后对相应区域进行无电镀，从而形成所述 导电图案。
[0007] 但是，当应用此技术时，由于非导电金属化合物的添加导致脆性增强，在许多情况 下高聚物树脂衬底(或产品）自身的例如抗冲击强度等的机械-物理性能会恶化。
[0008] 另外，当通过上述技术形成导电图案时所述导电图案与高聚物树脂衬底的粘合强 度差，也会发生使得难以形成优良的导电图案等的问题。
[0009] 由于上述问题，上面描述的技术并未被广泛地应用，并且不断地需要相关技术的 开发。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 本发明试图提供一种用于形成导电图案的组合物以及使用该组合物形成导电图 案的方法，所述组合物能够形成降低机械-物理性能劣化并对各种高聚物树脂产品或树脂 层具有优异的粘合强度的精细导电图案。
[0012]另外，本发明试图提供一种具有导电图案的树脂结构，所述导电图案由用于形成 导电图案的组合物等形成。
[0013]技术方案
[0014] 本发明的一个示例性实施方案提供了一种通过电磁辐射形成导电图案的组合物， 包含:聚合物树脂；以及含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物颗粒，所述 非导电金属化合物颗粒在晶体结构中具有及1?或P6 3/mmc空间群且粒径为0. Ιμπι至20μπι，其 中，包含所述第一金属或第二金属元素或它们的离子的金属核由所述非导电金属化合物颗 粒通过电磁辐射形成。
[0015] 所述非导电金属化合物颗粒的具体实例可以包括选自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中的一种或多种化合物，使得可以通过电磁辐射良好地形成金属核以形成更优 良的导电图案。
[0016] 另外，所述用于形成导电图案的组合物可以对波长约为1 OOOnm至1200nm的激光电 磁波展现25 %以下或大约10 %至25 %的反射率。
[0017] 另外，在所述用于形成导电图案的组合物中，金属核可以通过以大约5W至20W的平 均功率辐射波长约为1 OOOnrn至1200nm的激光电磁波来形成。通过控制激光电磁波的辐射条 件，金属核可以更有效地在所述组合物的聚合物树脂上形成，从而可以形成更优良的导电 图案。
[0018] 另外，在所述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，而且其具体实例可以包括选自ABS树脂；例如聚对苯二甲酸丁二醇酯树 月旨、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 脂以及聚邻苯二甲酰胺树脂中的一种或多种。
[0019] 另外，在所述用于形成导电图案的组合物中，相对于全部组合物，所包含的非导电 金属化合物颗粒约为〇.5wt%至7wt%，所述聚合物树脂可以以剩余量被包含。
[0020] 另外，除了上述聚合物树脂和预定的非导电金属化合物颗粒以外，所述用于形成 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 充剂、着色剂、冲击改性剂以及功能改性剂中的一种或多种添加剂。
[0021] 同时，本发明的另一个示例性实施方案提供了一种利用上述用于形成导电图案的 组合物，通过在例如树脂产品、树脂层等的高聚物树脂衬底上直接电磁辐射形成导电图案 的方法。所述用于形成导电图案的方法可以包括将上述用于形成导电图案的组合物模塑成 树脂产品或将所述组合物应用于另一种产品以形成树脂层;对所述树脂产品或树脂层的预 定区域辐射电磁波以由非导电金属化合物颗粒生成包含第一、第二金属元素或它们的离子 的金属核；以及对生成有所述金属核的区域进行化学还原或电镀以形成导电金属层。
[0022] 在用于形成导电图案的方法中的生成金属核的步骤中，波长约为lOOOnrn至1200nm 的激光电磁波可以以大约5W至20W的平均功率辐射，因此，可以良好地形成所述金属核并且 可以形成更优良的导电图案。
[0023] 另外，当进行通过电磁辐射生成金属核的步骤时，部分非导电金属化合物颗粒曝 露在树脂产品或树脂层的预定区域的表面上，并且金属核由此生成，从而形成被活化以具 有更高粘合强度的表面(此处称为"粘合-活化表面"）。然后，导电金属层可以通过无电镀形 成在所述粘合-活化表面上。一旦经过无电镀，当导电金属离子被化学还原时，金属核就具 有种子的作用，与电镀溶液中的导电金属离子形成强结合。因此，所述导电金属层可以有选 择地以更容易的方式形成。
[0024] 同时，本发明的另一个示例性实施方案提供了一种具有通过上述用于形成导电图 案的组合物以及用于形成导电图案的方法获得的导电图案的树脂结构。所述树脂结构可以 包含高聚物树脂衬底;含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物颗粒，其在 晶体结构中具有或P6 3/mmc空间群且粒径为约0 . Ιμπι至20μπι并分散在所述高聚物树脂 衬底中；包含金属核的粘合-活化表面，所述金属核含有第一、第二金属元素或它们的离子 并曝露在所述高聚物树脂衬底的预定区域的表面上；以及形成在所述粘合-活化表面上的 导电金属层。
[0025] 在所述树脂结构中，在其上形成有粘合-活化表面以及导电金属层的预定区域可 以对应于电磁波在高聚物树脂衬底上辐射的区域。
[0026] 另外，在所述树脂结构中，导电金属层可以通过粘合沉积在树脂衬底上，其中，在 根据标准ISO 2409的测试下，待测的目标金属层的剥离面积为金属层面积的0% (等级0)或 大于0 %且小于等于5 % (等级1)。
[0027]另外，通过ASTM D256测定的所述树脂结构的冲击强度可以约为4.0J/cm以上。 [0028] 有益效果
[0029] 根据本发明，提供了一种用于形成导电图案的组合物和利用该组合物形成所述导 电图案的方法，以及具有所述导电图案的树脂结构，其中所述组合物能够通过激光电磁辐 射的简单工艺在例如各种高聚物树脂产品或树脂层的高聚物树脂衬底上形成精细导电图 案。
[0030] 具体地，根据本发明用于形成导电图案的组合物使用具有特殊三维结构及预定范 围的粒径的非导电金属化合物颗粒，从而更有效地形成降低高聚物树脂产品或树脂层本身 的机械-物理性能例如冲击强度等的劣化并具有优良粘合强度的精细导电图案。
[0031] 因此，所述用于形成导电图案的组合物或用于形成导电图案的方法可以有效地用 于形成例如移动电话壳体等的各种树脂产品上的天线用导电图案、RFID标签、各种传感器、 MHMS结构等。
【附图说明】
[0032] 图1说明了根据本发明的一个示例性实施方案包含在用于形成导电图案的组合物 中的非导电金属化合物的示例性三维结构。
[0033] 图2说明了显示根据本发明的另一个示例性实施方案用于形成导电图案的示例性 方法的各个步骤的示意图。
[0034] 图3是显示了根据本发明的另一个示例性实施方案在用于形成导电团的示例性方 法中包含通过电磁辐射形成在高聚物树脂衬底表面上的金属核的粘合-活化表面的电镜图 像。
[0035] 图4和5分别示出了在制备实施例1中获得的具有可控粒径的CuCr02粉末的电镜图