通过电磁波辐射形成导电图案的组合物、形成导电图案的方法以及具有导电图案的树脂结构与流程

文档序号:11528505阅读:165来源:国知局
通过电磁波辐射形成导电图案的组合物、形成导电图案的方法以及具有导电图案的树脂结构与流程
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年10月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2014-0144490的优先权,该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。本发明涉及一种通过电磁波辐射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导电图案的树脂结构,所述组合物能够通过诸如电磁波辐射和电镀的简单的方法在包括聚碳酸酯树脂的各种聚合物树脂产品或树脂层上形成优异的微型导电图案,并且也能够降低由电磁波辐射引起的树脂产品或树脂层的物理性能的劣化。
背景技术
:随着微电子技术近年来的发展,对在聚合物树脂基底(或产品)如各种树脂产品或树脂层的表面上形成有微型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这种导电图案和结构可以用于形成如集成至手机外壳的天线、各种传感器、mems结构或rfid标签等的各种物品。因此,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提高,已经提出关于它的几项技术。然而,还未提出能够更有效地运用这些技术的方法。例如,根据先前已知的技术,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来形成导电图案的方法,或者通过印制导电胶来形成导电图案的方法。然而,当根据这些技术形成导电图案时,劣势在于所需的步骤或设备变得过度复杂,或者会难以形成优异的微型导电图案。因此,需要不断开发一种能够通过简单的工艺在聚合物树脂基底的表面上更有效地形成微型导电图案的技术。近年来,作为解决这种技术要求的方法之一,已经提出通过在聚合物树脂基底中包含对电磁波(如激光)表现出吸收特性的特定的无机添加剂,并进行电磁波辐射和电镀来形成导电图案的方法,并且这些形成导电图案的方法的一部分已经被应用。根据这些方法,例如,通过在聚合物树脂片材中共混和模塑包含过渡金属(如锑或锡等)的特定无机添加剂(例如,sb掺杂的sno2等)来形成聚合物树脂基底,并对预定区域直接辐射电磁波如激光,接着通过在辐射激光后的区域进行电镀来形成金属层,从而在聚合物树脂基底上形成导电图案。然而,在这种形成导电图案的方法中,需要在聚合物树脂片材自身中共混大量的特定无机添加剂,因此,这些无机添加剂会使物理性能如机械性能以及由聚合物树脂形成的聚合物树脂基底或树脂产品的介电常数劣化,并且会引起介电损耗。如果为了降低由无机添加剂的添加所引起的物理性能的劣化而采用任何方法来降低这些无机添加剂的含量或使其粒子尺寸微粉化,则在电磁波如激光的辐射区域不能充分地表现其吸收性和灵敏度,因此,即使在辐射电磁波之后进行电镀,也会难以形成优异的导电图案,并且导电图案不会具有对聚合物树脂基底的充足的粘合性,因此,它们经常容易脱落。另外,为了解决上述问题,可以考虑电磁波如激光的辐射条件,例如,进一步提高电磁波辐射的平均功率的方法等,但是即使在这种情况下,由于电磁波的高功率辐射,聚合物树脂基底自身会被过度损坏,导致其机械性能劣化。在许多情况下,即使在这种苛刻条件下辐射电磁波,也会难以形成优异的导电图案。此外,由于必须在商业上不合适的苛刻条件下辐射电磁波,因此整个工艺的经济效率也会显著降低。由于现有技术的这些问题,需要不断地开发能够通过诸如电磁波辐射和电镀的简单的方法在各种聚合物树脂产品或树脂层上形成优异的微型导电图案,并且能够降低由电磁波辐射引起的树脂产品或树脂层的物理性能的劣化的相关技术。技术实现要素:技术问题本发明的一个目的是提供一种用于形成导电图案的组合物,该组合物能够通过诸如电磁波辐射和电镀的简单的方法在各种聚合物树脂产品或树脂层上形成优异的微型导电图案,并且能够降低由电磁波辐射引起的树脂产品或树脂层的物理性能的劣化。本发明的另一目的是提供一种具有由上述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。技术方案本发明提供一种通过电磁波辐射形成导电图案的组合物,包含:包括聚碳酸酯树脂的聚合物树脂;以及电磁波吸收无机添加剂,该电磁波吸收无机添加剂吸收红外区域的电磁波并且满足由下面的等式1定义的激光灵敏度ls为1.6<-log(ls)<6.0的特性:[等式1]激光灵敏度ls=re-1.4×wt×iaa在上面的等式1中,re表示由电磁波吸收无机添加剂的bet比表面积a(m2/g)和密度b(g/cm3),通过等式re=300/[a(m2/g)×b(g/cm3)]得到的电磁波吸收无机添加剂的有效半径,wt是当用于形成导电图案的组合物的总含量(重量)为1时,按照相对于整个组合物的重量分数,电磁波吸收无机添加剂的含量(重量)的值,iaa表示由使用uv-可见-ir光谱测量的电磁波吸收无机添加剂对具有预定的红外区域的波长的电磁波的吸收率ir(%),通过等式iaa=(1-ir)2/2ir(%)得到的电磁波吸收无机添加剂的有效光吸收率。在通过电磁波辐射形成导电图案的组合物中,除了聚碳酸酯树脂之外,聚合物树脂还可以包含选自abs树脂、聚对苯二甲酸亚烷基酯树脂、聚丙烯树脂和聚邻苯二甲酰胺树脂中的至少一种树脂。另外,在通过电磁波辐射形成导电图案的组合物中,电磁波吸收无机添加剂可以含有至少一种导电金属元素,并且可以包括非导电金属化合物,该非导电金属化合物含有阳离子和阴离子并且所述阳离子和所述阴离子彼此化学键合。非导电金属化合物形式的电磁波吸收无机添加剂的更具体的实例包括选自cucro2、nicro2、agcro2、cumoo2、nimoo2、agmoo2、nimno2、agmno2、nifeo2、agfeo2、cuwo2、agwo2、niwo2、agsno2、nisno2、cusno2、cualo2、cugao2、cuino2、cutlo2、cuyo2、cusco2、culao2、culuo2、nialo2、nigao2、niino2、nitlo2、niyo2、nisco2、nilao2、niluo2、agalo2、aggao2、agino2、agtlo2、agyo2、agsco2、aglao2、agluo2、cusn2(po4)3、cui、cucl、cubr、cuf、agi、cuso4、cu2p2o7、cu3p2o8、cu4p2o9、cu5p2o10和cu2p4o12中的至少一种非导电金属化合物。另外,根据通过电磁波辐射形成导电图案的组合物的一个实施方案,电磁波吸收无机添加剂可以满足激光灵敏度ls为1.6<-log(ls)<5.6的特性,同时,可以表现出通过吸收具有红外区域的波长的电磁波而生成包含导电金属元素或其离子的金属核的特性。在这种情况下,电磁波吸收无机添加剂可以以满足这两个特性的两者的单一物质来使用,无机添加剂的具体实例包括上面所列出的非导电金属化合物。然而,根据用于形成导电图案的组合物的另一实施方案,电磁波吸收无机添加剂可以仅满足激光灵敏度ls为约1.6<-log(ls)<5.6的特性。在这种情况下,根据需要,还可以使用导电种子形成剂,用于通过辐射具有红外区域的波长的电磁波而生成包含导电金属元素或其离子的金属核。在另一实施方案中,可以在聚合物树脂的表面上涂覆并形成导电种子形成剂,并且电磁波吸收无机添加剂可以包括选自fe3(po4)2、zn3(po4)2、znfe2(po4)2、nbox和moox中的至少一种。此外,在另一实施方案中,导电种子形成剂可以包括选自铜(cu)、铂(pt)、钯(pd)、银(ag)、金(au)、镍(ni)、钨(w)、钛(ti)、铬(cr)、铝(al)、锌(zn)、锡(sn)、铅(pb)、镁(mg)、锰(mn)和铁(fe)中的至少一种导电金属、其离子或络离子。另一方面,根据用于形成导电图案的组合物的又一实施方案,还可以包含选自炭黑、烧焦松木、油烟、灯黑,槽黑、炉黑、乙炔黑和二氧化钛(tio2)中的至少一种电磁波吸收助剂。这些电磁波吸收助剂可以有助于通过电磁波吸收无机添加剂所表现出的对电磁波的吸收性。因此,即使当使用表现出相对较低的激光灵敏度,例如,约5.6≤-log(ls)<6.0的特性的激光灵敏度的电磁波吸收无机添加剂,也可以在电磁波的辐射区域较高地表现出吸收性和灵敏度。因此,可适用于在辐射电磁波的区域形成优异的导电图案的电磁波吸收无机添加剂的范围可以进一步扩大。另一方面,在上述用于形成导电图案的组合物中,基于整个组合物,电磁波吸收无机添加剂的含量可以为约0.05至30重量%或约0.1至20重量%。另外,用于形成导电图案的组合物可以是如下组合物:涂覆该组合物,以便通过以约1至20w或约1.5至20w的平均功率辐射波长为约1000nm至1200nm,通常为1064nm的激光电磁波,并且在辐射激光电磁波的区域进行电镀,来形成导电图案。另外,在用于形成导电图案的组合物中,可以以平均粒子直径为约0.05至20μm或约0.1至15μm的形式包含电磁波吸收无机添加剂。另外,根据需要,在一起使用附加的电磁波吸收助剂和电磁波吸收无机添加剂的情况下,基于整个组合物,电磁波吸收助剂的含量可以为约0.01重量%至20重量%。此处,诸如炭黑等的碳类黑色颜料的含量可以为约0.01重量%至5重量%或约重量%0.1至2重量%,二氧化钛的含量可以为约0.1重量%至20重量%或约0.5重量%至10重量%。另外,基于整个组合物,用于形成导电图案的组合物还可以包含约0.01重量%至30重量%的量的选自uv稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗氧化剂、无机填料、着色剂、冲击改性剂、流动改性剂和功能改性剂中的至少一种添加剂。另一方面,本发明提供一种通过直接电磁波辐射形成导电图案的方法,包括:通过将上述用于形成导电图案的组合物模塑来形成树脂产品或者通过将所述组合物涂覆至另一产品上来形成树脂层;向所述树脂产品或所述树脂层的预定区域上辐射具有红外区域的波长的电磁波;以及通过对辐射电磁波的区域进行电镀来形成导电金属层。另外,本发明提供一种具有导电图案的树脂结构,包括:包括聚碳酸酯树脂的聚合物树脂基底;分散在聚合物树脂基底中的电磁波吸收无机添加剂,该电磁波吸收无机添加剂吸收具有红外区域的波长的电磁波,并且满足由上面的等式1定义的激光灵敏度ls为1.6<-log(ls)<6.0的特性;以及在聚合物树脂基底的预定区域上形成的导电金属层。在所述树脂结构中,形成导电金属层的预定区域可以对应于聚合物树脂基底中辐射具有红外区域的波长的电磁波的区域。有益效果根据本发明,提供通过电磁波辐射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,使得即使以相对较低的含量使用表现出电磁波吸收性的特定的无机添加剂,并且在商业上及常规使用的温和的辐射条件(例如,较低的平均功率)下辐射红外区域的电磁波,也能够在电磁波的辐射区域优异地形成对聚碳酸酯类树脂基底具有优异粘合性的微型导电图案。通过应用这种组合物,即使当使用相对较低的含量的特定无机添加剂并且在诸如较低的功率等的温和条件下辐射电磁波时,也可以在聚碳酸酯类树脂基底上形成优异的导电图案。结果,可以使由电磁波的辐射或特定无机添加剂的使用等所引起的聚碳酸酯类树脂基底的优异物理性能的劣化最小化,并且整个工艺和产品的经济效率可以显著提高。因此,通过使用所述用于形成导电图案的组合物或所述形成导电图案的方法等,可以在各种树脂产品如手机外壳上非常有效地形成用于天线、rfid标签、各种传感器和mems结构等的导电图案。附图说明图1是示意性地示出根据本发明的另一实施方案的按照工艺顺序通过电磁波的直接辐射形成导电图案的方法的一个实例的示意图;图2是示出当通过使用实施例1至17的用于形成导电图案的组合物在聚碳酸酯树脂基底上形成导电图案时,各个组合物的-log(ls)值(x轴)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件(y轴)之间的关系的图;图3是示出当通过使用实施例18至34的用于形成导电图案的组合物在聚碳酸酯树脂基底上形成导电图案(激光辐射条件与实施例1至17的不同)时,各个组合物的-log(ls)值(x轴)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件(y轴)之间的关系的图;图4是示出当通过使用实施例35至51的用于形成导电图案的组合物在聚碳酸酯树脂基底上形成导电图案(在实施例1至17中进一步使用炭黑)时,各个组合物的-log(ls)值(x轴)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件(y轴)之间的关系的图;图5示出当通过使用实施例17和进一步使用二氧化钛的实施例52的各个用于形成导电图案的组合物在聚碳酸酯树脂基底上形成导电图案时,评价是否形成优异的导电图案并进行用于确定所需的电磁波的最小功率条件的试验的图像。具体实施方式下文中,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导电图案的树脂结构。根据本发明的一个实施方案,提供一种通过电磁波辐射形成导电图案的组合物,包含:包括聚碳酸酯树脂的聚合物树脂;以及电磁波吸收无机添加剂,该电磁波吸收无机添加剂吸收红外区域的电磁波并且满足由下面的等式1定义的激光灵敏度ls为1.6<-log(ls)<6.0的特性:[等式1]激光灵敏度ls=re-1.4×wt×iaa在上面的等式1中,re表示由电磁波吸收无机添加剂的bet比表面积a(m2/g)和密度b(g/cm3),通过等式re=300/[a(m2/g)×b(g/cm3)]得到的电磁波吸收无机添加剂的有效半径,wt是当用于形成导电图案的组合物的总含量(重量)为1时,按照相对于整个组合物的重量分数,电磁波吸收无机添加剂的含量(重量)的值,iaa表示由使用uv-可见-ir光谱测量的电磁波吸收无机添加剂对具有预定的红外区域的波长的电磁波的吸收率ir(%),通过等式iaa=(1-ir)2/2ir(%)得到的电磁波吸收无机添加剂的有效光吸收率。首先,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在包括聚碳酸酯树脂的树脂基底如聚合物树脂产品或树脂层上形成导电图案的方法如下。当通过挤出和/或注射将用于形成导电图案的组合物模塑来形成树脂产品或树脂层,然后向待形成导电图案的区域辐射具有红外区域的波长的电磁波(如激光)时,均匀分散在聚合物树脂基底的相应区域上的电磁波吸收无机添加剂以一定水平以上吸收电磁波。由于通过电磁波吸收无机添加剂所表现出的对电磁波的吸收性和/或灵敏度,因此,在电磁波的辐射区域聚合物树脂基底的表面可以具有一定水平以上的粗糙度。同时,电磁波吸收无机添加剂吸收具有红外区域的波长的电磁波,从而,例如,在电磁波的辐射区域生成包含无机添加剂中所含有的导电金属元素或其离子的金属核。之后,当在电磁波的辐射区域,即,具有一定水平以上的表面粗糙度的生成金属核的区域,通过化学镀等对聚合物树脂基底的表面进行电镀时,由于在电镀的过程中金属核充当种子,因而可以均匀地且顺利地进行电镀,并且通过这种电镀形成的导电金属层可以以相对较高的粘合力粘附于聚合物基底的表面,从而形成导电图案。相反,在其余部分中,由于没有形成金属核(即,导电金属层本身不会适当地形成),因此电镀本身不会适当进行,并且即使部分地进行电镀,导电金属层也不能表现出对聚合物树脂基底的表面的粘合性。因此,在电磁波未辐射的区域,导电金属层本身不能形成,或者即使部分地进行电镀,由这种电镀形成的导电金属层也可以容易地脱除。因此,导电金属层可以选择性地仅保留在电磁波的辐射区域,因此,可以在聚合物树脂基底上形成所需形状的微型导电图案。此处,当辐射与无机添加剂的电磁波吸收性和/或灵敏度一致的适当水平(平均功率等)的电磁波时,由于充分地形成金属核,该金属核反过来充当种子,因而可以顺利地且均匀地进行电镀,并且通过电镀所形成的导电金属层通过一定水平以上的表面粗糙度表现出优异的粘合性,从而形成优异的导电图案。相反,当鉴于无机添加剂的电磁波吸收性和/或灵敏度而辐射不足水平(平均功率等)的电磁波时,不会充分地形成在电镀的过程中充当种子的金属核,因此,会难以进行均匀的电镀,此外,由于由此形成的导电金属层的表面粗糙度和粘合力劣化,因而在电磁波的辐射区域会难以形成优异的导电图案。因此,为了在辐射电磁波的区域,比通过均匀电镀而形成的导电图案更优选地,通过上述方法在聚合物树脂基底上形成具有所需形状的优异的导电图案(具有对聚合物树脂基底的表面更高的粘合性),可以证实,通过使电磁波吸收无机添加剂表现出更高的电磁波吸收性和/或灵敏度来充分地生成充当种子的金属核,并且使聚合物树脂基底的表面具有一定水平以上的表面粗糙度非常重要。然而,为了表现出这种较高的电磁波吸收性和/或灵敏度,当辐射条件变得苛刻,如仅仅提高无机添加剂的含量或提高电磁波辐射功率时,聚合物树脂基底特别是通常已知的具有优异物理性能的聚碳酸酯类树脂基底的物理性能如机械性能会显著劣化。因此,在不显著提高无机添加剂的含量的情况下,即使当在如下的电磁波的辐射条件下,例如,在平均功率为约1至20w,例如,商业上和常规采用的约1.5至15w或约1.5至20w的温和条件下辐射具有约1000nm至1200nm的红外区域的波长的激光电磁波时,也需要不断开发能够在聚合物树脂基底的表面上辐射电磁波的区域进行均匀电镀,并且能够形成表现出优异的粘合力的优异导电图案的组合物和相关技术。本发明人已经不断地研究以解决这种技术需求,结果发现,通过控制电磁波吸收无机添加剂的类型、含量、形状和尺寸,可以调节由这些无机添加剂表现出的由上述等式1定义的激光灵敏度ls的物理性能值。此外,本发明人通过实验证实,通过控制电磁波吸收无机添加剂的类型、含量、形状和尺寸,使得激光灵敏度ls可以满足约1.6<-log(ls)<6.0,更优选地约1.6<-log(ls)<5.6或2.0<-log(ls)<5.0的特性,能够解决关于聚碳酸酯树脂基底的上述技术需求,从而完成本发明。也就是说,如也由后面将描述的实施方案所支持的,当使用满足约1.6<-log(ls)<6.0的特性的电磁波吸收无机添加剂时,可以证实,可以在不显著提高这些电磁波吸收无机添加剂的含量的情况下,在商业上和常规采用的温和的电磁波辐射条件下在树脂基底上电磁波的辐射区域形成一定水平以上的表面粗糙度,并且在电镀的过程中可以充分地生成充当种子的金属核。结果,可以证实,可以容易地形成对树脂基底的表面表现出优异的粘合性的优异的导电图案,同时使由无机添加剂的添加或电磁波的辐射所引起的聚碳酸酯类树脂基底的物理性能的劣化最小化。相反,当-log(ls)过度提高至约6.0以上时,由于包含无机添加剂的树脂基底对诸如激光等的电磁波表现出较低的灵敏度,因此,为了形成能够实现优异的粘合性的表面粗糙度以及充分地形成金属核,必须在超过约20w的非常强的功率条件下辐射电磁波。因此,聚碳酸酯类树脂基底的物理性能会显著降低。此外,由于在这些苛刻条件下的电磁波辐射超过了商业和常规应用的范围,因此整个工艺的成本也会显著提高。相反,考虑到迄今为止已知的对于红外区域的电磁波的吸收性无机添加剂,基本上难以满足-log(ls)为约1.6以下的特性,或者为了满足该条件,无机添加剂的含量会过度提高。在这种情况下,聚碳酸酯类树脂基底的物理性能会显著劣化,这不合适。此外,由于引起树脂基底变性所需的诸如激光等的电磁波的最小功率(阈值激光功率)为约1.0w,即使使用-log(ls)为约1.6以下的无机添加剂的类型和含量,也难以将电磁波的辐射条件调节至平均功率为小于约1.0w。结果,使用-log(ls)为约1.6以下的无机添加剂仅会由于整个工艺的非经济效率或无机添加剂的含量的提高而导致树脂基底的物理性能劣化,而且,也难以预期任何附加效果。同时,在下文中,将描述激光灵敏度ls的技术含义、测量和计算方法以及用于得到它们的具体实施方案。首先,在定义激光灵敏度ls的等式1中,re表示由电磁波吸收无机添加剂的bet比表面积a(m2/g)和密度b(g/cm3),通过等式re=300/[a(m2/g)×b(g/cm3)]得到的电磁波吸收无机添加剂的有效半径。本发明人已经证实,当辐射电磁波时,聚合物树脂基底中的电磁波吸收无机添加剂表现出由于粒子的表面形状和尺寸等引起的散射特性以及对电磁波的吸收性。为了考虑吸收性和散射特性两者,将bet比表面积a(m2/g)的测定值假定为4πre2(m2)/重量(g),将密度b(g/cm3)的测定值假定为3/4[(重量(g))/(πre3(cm3))]来计算有效半径。此外,通过考虑到用于有效半径的合适的单位转换的常数而得到通过等式re=300/[a(m2/g)×b(g/cm3)]计算的电磁波吸收无机添加剂的有效半径re。此处,bet比表面积a(m2/g)可以通过测定无机粒子的比表面积的常规方法来测定,密度b(g/cm3)可以根据组成电磁波吸收无机添加剂的材料的类型来确定。在通过这些方法得到有效半径之后,连续地进行相关实验,结果证实,一起考虑到电磁波吸收无机添加剂的电磁波吸收性和散射特性,电磁波灵敏度与re-1.4成比例。另外,等式1中的wt是用于考虑到电磁波吸收无机添加剂的含量的一个因素,当用于形成导电图案的组合物的总含量(重量)为1时,电磁波吸收无机添加剂的含量可以表示为整个组合物的重量分数(例如,当整个组合物中的无机添加剂为3重量%时,wt为0.03,是相对于整个组合物1的重量分数)。另外,iaa是由特定的无机添加剂所表现的取决于电磁波吸收无机添加剂的类型的用于电磁波吸收性的常数,并且可以表示由使用uv-可见-ir光谱测量的无机添加剂对具有预定的红外区域的波长(例如,波长为约1000nm至1200nm,通常为约1064nm)的电磁波的吸收率ir(%),通过等式iaa=(1-ir)2/2ir(%)得到的电磁波吸收无机添加剂的有效光吸收率。本发明人已经从如上所述的测量和计算的re-1.4、wt和iaa得到ls的物理性能值。如上面已经描述的,当将控制粒子形状、尺寸、含量和类型等的电磁波吸收无机添加剂涂覆至聚碳酸酯类树脂基底上,使得ls的物理性能值可以满足约1.6<-log(ls)<6.0的关系时,可以证实,由于在电磁波的辐射区域表现出优异的电磁波灵敏度,因此,即使当使用相对较低含量的无机添加剂并且在温和的条件下辐射电磁波时,也可以容易地形成优异的导电图案。接下来,对于上述激光灵敏度ls,将描述根据一个实施方案的满足约1.6<-log(ls)<6.0的关系的组合物的具体实例。首先,考虑到多种聚合物树脂基底中的聚碳酸酯类树脂基底的物理性能而确定上述约1.6<-log(ls)<6.0的关系,并且在根据一个实施方案的用于形成导电图案的组合物中,聚合物树脂包括聚碳酸酯树脂。然而,考虑到通过使用一个实施方案的组合物得到的聚合物树脂基底如树脂产品或树脂层的类型,还可以包含附加的聚合物树脂,例如除聚碳酸酯树脂之外的各种热塑性树脂或热固性树脂。这些附加的聚合物树脂的具体实例包括abs树脂、聚对苯二甲酸亚烷基酯树脂、聚丙烯树脂或聚邻苯二甲酰胺树脂等,并且还可以包括可与选自这些树脂中的两种或更多种树脂一起使用的各种树脂或者其它聚碳酸酯树脂。另外,电磁波吸收无机添加剂含有至少一种导电金属元素,如cu、ag或ni等,并且可以包括非导电金属化合物,该非导电金属化合物包含阳离子和阴离子并且该阳离子和阴离子彼此化学地形成离子键并且选择性地形成共价键。当具有这种形式的非导电金属化合物被诸如激光的电磁波辐射时,可以由非导电金属化合物形成包含导电金属元素或其(络)离子的金属核,该金属核可以充分地被还原/析出。这种金属核可以选择性地暴露在辐射电磁波的预定区域,从而在聚合物树脂基底的表面上形成粘附-活化表面。当通过满足上述约1.6<-log(ls)<6.0的关系来提高电磁波灵敏度时,可以更顺利地形成金属核和粘附-活化表面。此外,由于金属核和粘附-活化表面,通过使用它们作为种子可以顺利地进行均匀的电镀,并且可以在电磁波的辐射区域形成与聚合物树脂基底的表面具有更好的粘合性的优异的导电图案。上述非导电金属化合物形式的电磁波吸收无机添加剂的更具体的实例包括选自cucro2、nicro2、agcro2、cumoo2、nimoo2、agmoo2、nimno2、agmno2、nifeo2、agfeo2、cuwo2、agwo2、niwo2、agsno2、nisno2、cusno2、cualo2、cugao2、cuino2、cutlo2、cuyo2、cusco2、culao2、culuo2、nialo2、nigao2、niino2、nitlo2、niyo2、nisco2、nilao2、niluo2、agalo2、aggao2、agino2、agtlo2、agyo2、agsco2、aglao2、agluo2、cusn2(po4)3、cui、cucl、cubr、cuf、agi、cuso4、cu2p2o7、cu3p2o8、cu4p2o9、cu5p2o10和cu2p4o12中的至少一种非导电金属化合物。由于上面例示的非导电金属化合物对具有红外区域的波长的电磁波,例如,波长为约1000nm至1200nm,通常为约1064nm的电磁波表现出远远更加优异的吸收性,因此可以实现约1.6<-log(ls)<6.0的特性。此外,非导电金属化合物可以容易地促进其中包含的导电金属(例如,cu等)或其离子的还原/析出,并由此促进金属核和粘附-活化表面的形成。因此,由于这些非导电金属化合物用作电磁波吸收无机添加剂,因此,可以在辐射电磁波的区域容易地形成对聚合物树脂基底具有优异的粘合性的优异的导电图案。根据上述一个实施方案的通过电磁波辐射形成导电图案的组合物的一个实施方案,电磁波吸收无机添加剂可以满足激光灵敏度ls为约1.6<-log(ls)<5.6的特性,同时,可以表现出充分地形成上述金属核和粘附-活化表面的特性。在这种情况下,电磁波吸收无机添加剂可以以满足这两个特性中的两者的单一物质来使用,该单一物质的实例包括上述实例所示的非导电金属化合物,更合适地,可以包括包含cu的非导电金属化合物。然而,根据用于形成导电图案的组合物的另一实施方案,电磁波吸收无机添加剂可以仅满足激光灵敏度ls为约1.6<-log(ls)<5.6的特性。在这种情况下,根据需要,在根据一个实施方案的组合物中还可以包含导电种子形成剂,该导电种子形成剂通过辐射具有红外区域的波长的电磁波而生成包含导电金属元素或其离子的金属核。在另一实施方案中,电磁波吸收无机添加剂的实例可以包括选自fe3(po4)2、zn3(po4)2、znfe2(po4)2、nbox和moox中的至少一种。即使在使用这些电磁波吸收无机添加剂或者上述实例所示的非导电金属化合物,例如,包含ag或ni等的非导电金属化合物的情况下,根据它们的用量或电磁波的辐射条件,也不会充分地生成金属核。在这种情况下,可以进一步使用导电种子形成剂,通过充分地形成金属核和包含该金属核的粘附-活化表面来形成更优异的导电图案。此处,导电种子形成剂可以与电磁波吸收无机添加剂一起包含在聚合物树脂中,但是可以以溶液或分散体的形式涂覆并形成在聚合物树脂基底的表面上。因此,在聚合物树脂基底上辐射电磁波的区域形成导电种子,并且导电种子可以在电镀过程中生长。结果,可以通过促进优异且均匀的电镀来起到能够顺利地形成优异的导电金属层的作用。导电种子形成剂可以包括选自铜(cu)、铂(pt)、钯(pd)、银(ag)、金(au)、镍(ni)、钨(w)、钛(ti)、铬(cr)、铝(al)、锌(zn)、锡(sn)、铅(pb)、镁(mg)、锰(mn)和铁(fe)中的至少一种导电金属、它的离子或络离子。更特别地,导电种子形成剂可以仅是导电金属、它的离子或络离子本身,但是也可以是金属纳米粒子、金属化合物或包含其金属络合物的任意形式。此外,导电种子形成剂可以以包含导电金属、它的离子或络离子或者金属纳米粒子、金属化合物或包含其的金属络合物的溶液或分散体的形式来提供并使用。另一方面,除了上述各个组分之外,根据上述一个实施方案的用于形成导电图案的组合物的又一实施方案,还可以包含电磁波吸收助剂,包括选自炭黑、烧焦松木、油烟、灯黑、槽黑、炉黑、乙炔黑中的至少一种碳类黑色颜料;或二氧化钛(tio2),它是白色颜料的一个类型。通过辅助电磁波吸收无机添加剂,电磁波吸收助剂可以进一步提高由电磁波吸收无机添加剂表现出的对电磁波的吸收性和/或灵敏度。因此,当进一步使用这些电磁波吸收助剂时,在1.6<-log(ls)<6.0的范围内,即使当使用表现出相对较低的激光灵敏度,例如,约5.6≤-log(ls)<6.0的特性的电磁波吸收无机添加剂时,也可以比电磁波的辐射区域表现出更高的吸收性和灵敏度。因此,可以进一步扩大可适用于在电磁波的辐射区域形成优异的导电图案的电磁波吸收无机添加剂的范围。另一方面,在根据上述一个实施方案的用于形成导电图案的组合物中,基于整个组合物,电磁波吸收无机添加剂的含量可以为约0.05至30重量%或约0.1至20重量%。由于所述含量范围,可以降低由添加上述无机添加剂而引起的聚碳酸酯类树脂基底的物理性能的劣化,同时,通过以上述特定含量使用特定的无机添加剂,可以容易地实现约1.6<-log(ls)<6.0的特性。另外,在根据需要一起使用附加的电磁波吸收助剂和电磁波吸收无机添加剂的情况下,基于整个组合物,电磁波吸收助剂的含量可以为约0.01至20重量%。此处,诸如炭黑等的碳类黑色颜料的含量可以为约0.01至5重量%或约0.1至2重量%,二氧化钛的含量可以为约0.1至20重量%或约0.5至10重量%。另外,电磁波吸收无机添加剂的粒子形状可以为较大的球形,并且可以以平均粒子直径为约0.05至20μm或约0.1至15μm的形式被包含。此外,在上述等式1中,通过适当地调节有效半径re,可以成为容易地促进实现约1.6<-log(ls)<6.0的特性的一个因素。虽然根据组成电磁波吸收无机添加剂的材料的类型和密度,有效半径re会不同,但是具有上述平均粒子直径和粒子形状的电磁波吸收无机添加剂的有效半径re可以是,例如,约0.1至1500。另外,用于形成导电图案的组合物可以是如下组合物:涂覆该组合物,以便通过以约1至20w或约1.5至20w的平均功率辐射波长为约1000nm至1200nm,通常为约1064nm的激光电磁波,并且在激光电磁波的辐射区域进行电镀,来形成导电图案。这种电磁波的辐射条件是商业上和常规采用的温和的辐射条件,当将其应用于根据一个实施方案的组合物时,可以得到优异的电磁波灵敏度,并且在聚合物树脂基底上充分地形成一定水平以上的表面粗糙度和金属核,因此,即使在这种辐射条件下,在电磁波的辐射区域也容易地形成对聚合物树脂基底的表面表现出优异的粘合性的优异的导电图案。因此,可以使由苛刻条件下的电磁波的辐射所引起的聚合物树脂基底的物理性能的劣化最小化。同时,基于整个组合物,根据上述一个实施方案的用于形成导电图案的组合物还可以包含约0.01至30重量%的量的选自uv稳定剂、阻燃剂、润滑剂、抗氧化剂、无机填料、着色剂、冲击改性剂、流动改性剂和功能改性剂中的至少一种添加剂。例如,基于整个组合物,无机填料如玻璃纤维的含量可以为约0.5至30重量%,添加剂如冲击改性剂、阻燃剂和流动改性剂的含量可以为0.01至5重量%。另一方面,根据本发明的另一实施方案,提供一种使用上述一个实施方案的用于形成导电图案的组合物通过直接电磁波辐射形成导电图案的方法。所述形成导电图案的方法可以包括:通过将上述一个实施方案的用于形成导电图案的组合物模塑来形成树脂产品或者通过将所述组合物涂覆至另一产品上来形成树脂层;向所述树脂产品或所述树脂层的预定区域上辐射具有红外区域的波长的电磁波;以及通过对电磁波的辐射区域进行电镀来形成导电金属层。下文中,将参照附图描述根据上述另一实施方案的形成导电图案的方法的各个步骤。作为参考,图1以简化的方式示出了形成导电图案的方法的一个实例的各个工艺步骤。在形成导电图案的方法中,首先,可以通过将上述用于形成导电图案的组合物模塑来形成树脂产品或者通过将所述组合物涂覆至另一产品上来形成树脂层。在模塑树脂产品或形成树脂层中,可以采用使用常规聚合物树脂组合物模塑产品的方法或形成树脂层的方法而没有任何特别地限制。例如,在使用上述组合物模塑树脂产品中,在挤出和冷却之后,用于形成导电图案的组合物形成为球或颗粒,然后,注射成型为所需的形状来制备各种聚合物树脂产品。由此形成的聚合物树脂产品或树脂层可以是上述电磁波吸收无机添加剂均匀地分散在由聚合物树脂形成的树脂基底上的形式。特别地,上述电磁波吸收无机添加剂可以均匀地分散在树脂基底的整个区域,从而保持为具有非导电状态。在形成聚合物树脂产品或树脂层之后,如图1的第一幅图所示,可以向待形成导电图案的树脂产品或树脂层的预定区域上辐射具有红外区域的波长的电磁波(如激光)。当辐射电磁波时,在辐射区域的聚合物树脂基底的表面上可以形成一定水平以上的表面粗糙度,并且由电磁波吸收无机添加剂等还原/析出导电金属元素或其离子,从而生成包含导电金属元素或其离子的金属核(见图1的第二幅图)。特别地,由于仅在辐射电磁波的预定区域形成金属核和表面粗糙度,因此,当进行下面描述的电镀步骤时,在辐射电磁波的区域,即,生成金属核并且具有一定水平以上的表面粗糙度的区域,顺利地进行以金属核充当种子的均匀电镀,通过电镀形成的导电金属层以相对较高的粘合力粘附至聚合物树脂基底的表面,从而形成导电图案。相反,对于其它部分,由于没有形成金属核(即,不会适当地形成导电金属层),因而不会适当地进行电镀,即使部分地进行电镀,导电金属层也不会表现出对聚合物树脂基底的表面的粘合性。因此,在未辐射电磁波的区域,不会形成导电金属层本身,或者即使部分地进行电镀,通过这种电镀形成的导电金属层也可以容易地脱除。因此,导电金属层可以选择性地仅保留在电磁波的辐射区域,由此,可以在聚合物树脂基底上顺利地形成所需形状的微型导电图案。同时,在辐射电磁波的步骤中,可以以约1至20w的平均功率,辐射具有对应于红外区域的波长,例如,约1000nm至1200nm或约1060nm至1070nm或约1064nm的波长的激光电磁波。另一方面,在进行上述辐射电磁波的步骤之后,如图1的第三幅图所示,可以进行通过对电磁波的辐射区域进行电镀来形成导电金属层的步骤。由于进行电镀步骤,可以在电磁波的辐射区域形成对聚合物树脂基底表现出优异的粘合性的导电金属层,而在其它区域,导电金属层可以容易地脱除。因此,可以在聚合物树脂基底的预定区域上选择性地形成微型导电图案。在电镀步骤中,可以用包含还原剂和导电金属离子的化学镀溶液来处理聚合物树脂基底。随着电镀步骤的进行,化学镀溶液中包含的导电金属离子会被化学还原以形成导电图案。特别地,可以通过电磁波的辐射区域的优异的粘合力顺利地形成这种导电图案。此外,在电磁波的辐射区域形成金属核的情况下,通过使用金属核作为种子,可以更顺利地形成导电图案。另一方面,根据本发明的又一实施方案,提供一种具有导电图案的树脂结构,所述导电图案通过上述用于形成导电图案的组合物以及形成导电图案的方法而得到。所述树脂结构可以包括:包括聚碳酸酯树脂的聚合物树脂基底;分散在所述聚合物树脂基底中的电磁波吸收无机添加剂,该电磁波吸收无机添加剂吸收具有红外区域的波长的电磁波,并且满足由下面的等式1定义的激光灵敏度ls为1.6<-log(ls)<6.0的特性;以及在所述聚合物树脂基底的预定区域上形成的导电金属层。在所述树脂结构中,形成导电金属层的预定区域可以对应于聚合物树脂基底中辐射具有红外区域的波长的电磁波的区域。上述树脂结构可以应用于各种树脂产品或树脂层,如具有用于天线的导电图案的手机外壳,或者具有其它rfid标签、各种传感器或mems结构等的导电图案的各种树脂产品或树脂层。下文中,将通过本发明的具体实施例更详细地描述本发明的特征和优点。然而,提出这些实施例仅用于说明的目的,本发明的保护范围不意在受限于这些实施例。实施例1:通过直接激光辐射形成导电图案将cucro2的球形非导电金属化合物粉末与聚碳酸酯树脂一起使用。此外,通过使用热稳定剂(ir1076,pep36)、uv稳定剂(uv329)、润滑剂(ep184)和冲击改性剂(s2001)作为用于加工和稳定的添加剂来制备通过电磁波辐射形成导电图案的组合物。相对于聚碳酸酯树脂,混合5重量%的非导电金属化合物、4重量%的冲击改性剂和1重量%的包括润滑剂的其它添加剂,并通过在260至280℃下挤出共混来制备球形状的树脂组合物。将挤出的球形状的树脂组合物在约260至280℃下注射成型为直径为100mm且厚度为2mm的基底。同时,对于上述制得的树脂基底,通过使用nd-yag激光仪,在下面的激光条件1下向15mm×15mm的区域辐射波长为1064nm的激光来使表面活化。激光条件1波长:1064nm频率:40khz扫描速度:2m/秒图案之间的间隔:35μm光束直径:15至20μm脉冲间隔:220豪微秒随后,对通过激光辐射使其表面活化的树脂基底进行如下化学镀工艺。通过将3g的硫酸铜、14g的罗谢尔盐和4g的氢氧化钠溶解在100ml的去离子水中制备电镀液。向40ml的制得的电镀液中添加1.6ml的甲醛作为还原剂。将通过激光使其表面活化的树脂基底浸渍在电镀液中3至5小时,然后用蒸馏水洗涤。通过这些工艺,形成厚度为10μm以上的导电图案。根据iso2409标准方法评价形成的导电图案(或镀层)的粘合性能。在评价中,使用粘合力为4.9n/10mm宽度的3mscotch#371胶带,并对导电图案进行10×10格的横切试验。根据导电图案的剥离面积以下面的iso等级标准进行评价:1.等级0:导电图案的剥离面积为评价对象的导电图案的面积的0%;2.等级1:导电图案的剥离面积为大于评价对象的导电图案的面积的0%且小于或等于5%;3.等级2:导电图案的剥离面积为大于评价对象的导电图案的面积的5%且小于或等于15%;4.等级3:导电图案的剥离面积为大于评价对象的导电图案的面积的15%且小于或等于35%;5.等级4:导电图案的剥离面积为大于评价对象的导电图案的面积的35%且小于或等于65%;6.等级5:导电图案的剥离面积为大于评价对象的导电图案的面积的65%。作为评价的结果,当导电图案被评定为等级0或等级1,并且导电图案的剥离面积为评价对象的导电图案的面积的5%以下时,评价为顺利地形成具有优异的粘合性的导电图案。在上述实施例1中,通过在1至30w的范围内提高激光辐射的平均功率来重复进行导电图案的形成及其粘合性评价。结果,得出形成优异的导电图案所需的激光的最小功率条件,结果示于下面的表1中。另一方面,将cucro2的球形非导电金属化合物粉末在约150℃的温度下进行预处理(用于测定比表面积的预处理)约3小时,然后,通过bet法测定比表面积a(m2/g),同时,确认材料的密度b(g/cm3)为5.627g/cm3。根据测定结果,由等式re=300/[a(m2/g)×b(g/cm3)]来计算有效半径re,a(m2/g)和re的计算结果一起示于下面的表1中。此外,使用uv-可见-nir光谱仪测定cucro2的球形非导电金属化合物粉末对波长为1064nm的激光的吸收率ir(%),由该测定结果,通过等式iaa=(1-ir)2/2ir来测定iaa。通过将iaa、wt(非导电金属化合物的含量(重量%)/100)和re代入上面的等式1来计算ls和-log(ls)的值。iaa、wt、re和-log(ls)的值一起示于表1中。实施例2至17:通过直接激光辐射形成导电图案除了按照下面的表1中所总结的改变非导电金属化合物的类型、bet比表面积(改变粒子尺寸)和它们的含量(重量%)之外,以与实施例1中描述的相同的方式形成导电图案。非导电金属化合物和导电图案的物理性能(iaa、wt、re和-log(ls),以及形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件)一起总结在下面的表1中。[表1]在上面的表1中,用曲线总结-log(ls)值(x轴)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件(y轴)之间的关系,并示于图2中。作为参考,在图2中,lgd添加剂1是cucro2;lgd添加剂2是cualo2;lgd添加剂3是cuso4;lgd添加剂4是cui;lgd添加剂5是cusn2(po4)3。参照表1和图2,在使用满足约1.6<-log(ls)<6.0,更具体地为约1.6<-log(ls)<5.6的关系的非导电金属化合物作为电磁波吸收无机添加剂的情况下,可以证实,即使当激光电磁波的辐射条件是平均功率为约1至20w的温和条件时,也可以形成具有优异的粘合力的优异的导电图案。此外,可以证实,-log(ls)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件基本上成比例关系。实施例18至34:通过直接激光辐射形成导电图案除了按照下面的激光条件2中所示的改变激光辐射条件之外,通过与实施例1至17相同的组合物和方法形成导电图案。激光条件2波长:1064nm频率:50khz扫描速度:2m/秒图案之间的间隔:50μm光束直径:30至35μm脉冲间隔:55豪微秒非导电金属化合物和导电图案的物理性能(iaa、wt、re和-log(ls),以及形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件)一起总结在下面的表2中。[表2]在上面的表2中,用曲线总结-log(ls)值(x轴)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件(y轴)之间的关系,并示于图3中。作为参考,在图3中,lgd添加剂1是cucro2;lgd添加剂2是cualo2;lgd添加剂3是cuso4;lgd添加剂4是cui;lgd添加剂5是cusn2(po4)3。参照上面的表2以及图3,如在实施例18至34中,在部分地改变激光辐射条件,并且使用满足约1.6<-log(ls)<6.0,更特别地约1.6<-log(ls)<5.6的关系的非导电金属化合物作为电磁波吸收无机添加剂的情况下,可以证实,即使当激光电磁波的辐射条件是平均功率为约2.2至14w的温和条件时,也可以形成具有优异的粘合力的优异的导电图案。特别地,由于在激光辐射时较高的峰值功率,可以证实,可以在比实施例1至17中的功率条件低得多的功率条件下形成优异的导电图案。实施例35至51:通过直接激光辐射形成导电图案除了向实施例1至17中添加1重量%的炭黑并且相应地降低聚碳酸酯树脂的含量之外,通过与实施例1至17相同的组合物和方法形成导电图案。非导电金属化合物和导电图案的物理性能(iaa、wt、re和-log(ls),以及形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件)一起总结在下面的表3中。[表3]在上面的表3中,用曲线总结-log(ls)值(x轴)与形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件(y轴)之间的关系,并示于图4中。此处,以与实施例1至17的曲线的比较来示出。参照表3和图4,在实施例35至51中,可以证实,由于进一步使用作为电磁波吸收助剂的炭黑,因此,可以在比实施例1至17中的功率条件低得多的功率条件下形成优异的导电图案。因此,由于添加了炭黑,可以预期,即使当使用表现出约5.6≤-log(ls)<6.0(即使在约1.6<-log(ls)<6.0的范围内,这也相对较高)的特性的电磁波吸收无机添加剂时,也可以形成具有优异的粘合力的优异的导电图案。实施例52:通过直接激光辐射形成导电图案除了向实施例17中添加5重量%的二氧化钛,并且相应地降低聚碳酸酯树脂的含量之外,通过与实施例17相同的组合物和方法形成导电图案。实施例52中的非导电金属化合物的各种物理性能(iaa、wt、re和-log(ls))与实施例17中的相同,并且根据与实施例17相同的方法,特别地,图5中所示的方法,通过重复试验来确定形成优异的导电图案所需的激光电磁波的最小功率条件。结果,可以证实,可以在14.3w的最小功率下形成优异的导电图案(在实施例17的情况下,功率达到14.3w时不能得到优异的导电图案,并且最小功率确定为17.4w)。因此,即使添加这种二氧化钛,可以预期,即使当使用表现出约5.6≤-log(ls)<6.0(在约1.6<-log(ls)<6.0的范围内,它相对较高)的特性的电磁波吸收无机添加剂时,也可以形成具有优异的粘合力的优异的导电图案。这是因为二氧化钛看起来能够通过使激光的散射效应和散射率最大化来进一步提高ls的值(进一步降低-log(ls))。当前第1页12
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