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及具有导电图案的树脂结构的制作方法_2

文档序号:9932727阅读:来源:国知局
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导电图 案的方法,以及具有导电图案的树脂元件,所述组合物能够通过例如激光的电磁波辐射的 非常简单的工艺在例如各种聚碳酸酯类树脂产品或树脂层的聚碳酸酯类树脂衬底上形成 精细导电图案。
[0040] 具体地,当使用具有独特三维结构及预定范围粒径的非导电金属化合物颗粒时, 根据本发明的用于形成导电图案组合物以及其他方面可以更有效地形成能降低聚合物树 脂产品或树脂层本身的例如冲击强度的机械物理性能劣化并表现出优良粘合强度的精细 导电图案。
[0041] 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非常有效 地用于形成例如移动电话壳体的各种树脂产品上的天线用导电图案、RFID标签、各种传感 器和MEMS结构等。
【附图说明】
[0042] 图1是图示地说明了包含在根据本发明的一个示例性实施方案的用于形成导电图 案的组合物中的非导电金属化合物的实例的三维结构的图。
[0043] 图2是简略地说明了根据本发明的另一个示例性实施方案的用于形成导电图案的 方法的实例的各个工艺步骤的图。
[0044] 图3是包含在根据本发明的各个实施例的用于形成导电图案的组合物中的非导电 金属化合物的电镜图像。
【具体实施方式】
[0045] 在本发明中,所述术语"第一"和"第二"是用于描述不同成分,而且使用这些术语 只是为了区分一种成分与其他成分。
[0046] 此外,在本说明书中使用的术语仅用于描述示例性实施方案而不是限制本发明。 除非上下文另外指明,单数形式意指包括复数形式。需要理解的是在本说明书中使用的术 语例如"包含"、"包括"和"具有"意指存在所述的特征、数字、步骤、成分或它们的组合,但是 不排除存在或添加一种或多种其他特征、数字、步骤、成分或它们的组合。
[0047]此外,在本说明书中,当陈述每一层或元件形成"在"(on)或"在"(over)各个层或 元件"之上"时,是指每一层或元件可以直接形成在各个层或元件上,或另一个层或元件可 以另外形成在各个层之间或在目标物件上或衬底上。
[0048] 由于本发明可以进行各种变型并且具有各种类型,将在下面详细说明和描述本发 明的具体示例性实施方案。但是,需要理解的是本发明并不限于具体公开的形式,并且包括 在本发明的精神和技术范围内的所有变型、等同变换和替换。
[0049] 在下文中,将会描述根据本发明的具体示例性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元件。
[0050] 根据本发明的一个示例性实施方案,提供一种通过电磁波辐射用于形成导电图案 的组合物,包含:聚碳酸酯类树脂;以及包含第一金属和第二金属并且具有尖晶石结构的非 导电金属化合物颗粒,其中,所述颗粒的粒径为〇. lMi至6M1;其中,包含第一金属、第二金属 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波辐射形成。
[0051] 所述用于形成导电图案的组合物包含非导电金属化合物颗粒,该颗粒具有被定义 为尖晶石结构的特殊三维结构以及0 ? lym至6wii或大约0 ? 2wii至6wii,更优选地大约0 ? 3wii至4 Mi的特殊粒径。
[0052] 所述粒径是具有尖晶石结构的非导电金属化合物的初始颗粒的尺寸,通过例如 SEM或光学显微镜的图像分析测定。
[0053] 此外,所述非导电金属化合物的平均比表面积可以为大约0.5m2/g至10m2/g,优选 地大约0.5m2/g至8m2/g,更优选地大约0.7m2/g至大约3m 2/g。
[0054]所述颗粒的主要成分非导电金属化合物的示例性实施方案的三维结构图示地在 图1中说明。
[0055]参照图1,所述非导电金属化合物包含第一金属元素和第二金属元素中的至少一 种金属,并且可以具有如下三维结构:其中,第一和第二金属中的一个金属原子占据非金属 元素以立方密堆结构(a cubic closest packing structure)或面心结构(a face centered structure)排列的形式中的八面体位点,而且其他金属原子占据部分四面体位 点,该三维结构被称作尖晶石结构。
[0056] 当将包含这些非导电金属化合物颗粒的用于形成导电图案的组合物用于模塑聚 合物树脂产品或树脂层,然后辐射例如激光的电磁波时,可以由所述非导电金属化合物形 成包含第一金属元素、第二金属元素或它们的离子的金属核。所述金属核可以选择性地曝 露在经电磁波辐射的预定区域上,以在聚合物树脂衬底的表面上形成粘合-活化表面。然 后,当用包含导电金属离子等的电镀溶液在其上进行无电镀时,使用包含第一金属元素、第 二金属元素或它们的离子的金属核等作为种子,可以在包含金属核的粘合_活化表面上形 成导电金属层。通过此过程,所述金属导电层,也就是精细导电图案可以选择性地只形成在 聚合物树脂衬底经电磁波辐射的预定区域上。
[0057] 具体地,由于示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物包含具有尖晶石结构 的特殊三维结构(即如上所述的三维结构)的非导电金属化合物颗粒,因此第一金属元素、 第二金属元素或它们的离子中的至少一种可以容易地通过电磁波辐射释放出来。因此,通 过电磁波辐射的具有金属核的粘合_活化表面可以更容易地形成,而且通过电镀所述粘合-活化表面,良好的精细导电金属层可以更有效地形成。
[0058] 此外,作为本发明人的实验结果,可以确认由于所述非导电金属化合物颗粒具有 如上所述的粒径范围,树脂组合物中的颗粒的分散性提高,而且可以只以少量的激光辐射 进行表面活化。
[0059] 如果所述颗粒具有比上述范围大的粒径,非导电金属化合物无法在聚合物树脂中 均匀分散,使得即使在激光辐射之后也不能有效地进行表面活化。此外,当所述平均粒径增 加时,比表面积减小,而且非导电金属化合物的曝露区域相对减少,从而增加表面活化所需 的激光辐射量(强度或平均输出量)。
[0060] 同时,如果非导电金属化合物颗粒具有过小的粒径,比表面积将会大大增加,从而 提高吸湿性等,这样引起与聚碳酸酯类树脂的副反应。所述副反应会减弱聚碳酸酯树脂原 有的优异的机械物理性能等,从而造成加工性能的劣化,此外,所制备的产品的冲击强度等 降低会降低产品的耐久性。此外,在加工过程中的灰尘产生程度会增加以引起加工中的不 便。
[0061] 但是,如果非导电金属化合物颗粒具有上述范围内的平均粒径,这些问题会减少, 并且可以抑制聚碳酸酯类树脂等的物理性能的降低,同时减少加工中的不便。
[0062] 此外,具有如上所述粒径范围的非导电金属化合物颗粒即使在相对较低功率的例 如激光的电磁波辐射条件下也可以更敏感地对电磁波起反应,从而形成具有较高粗糙度的 粘合-活化表面。因此,可以有利地在粘合-活化表面上形成表现出更好粘合强度的精细导 电图案。
[0063] 此外,由于所述非导电金属化合物颗粒由于如上所述的粒径范围可以更敏感地对 电磁波起反应,因此即使在减少混合至聚碳酸酯类树脂中的非导电金属化合物颗粒本身的 量的情况下,也可以更有效地形成导电图案。
[0064] 图3是包含在根据本发明的示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物中的非 导电金属化合物的电镜图像。参照图3,可以确认在本发明的示例性实施方案中使用的非导 电金属化合物具有大约〇. lym至6wii的平均粒径范围。
[0065] 同时,在所述示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物中,非导电金属化合 物颗粒的比表面积可以为大约〇 . 5m2/g至大约10m2/g,优选地大约0.5m2/g至大约8m 2/g。如 果比表面积大于所述范围,引起与聚碳酸酯类树脂副反应的吸水能力会增加,而如果比表 面积小于所述范围,树脂的机械物理性能会劣化。
[0066] 同时,在所述示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物中,非导电金属化合 物颗粒可以包含由下面化学式1或2表示的至少一种非导电金属化合物,或包含另一种非导 电金属化合物与所述非导电金属化合物的混合物形式:
[0067] [化学式1]
[0068] AB2X4
[0069] [化学式2]
[0070] B(AB)X4
[0071]
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