用于形成導(dǎo)電圖案的組合物和方法，以及其上具有導(dǎo)電圖案的樹脂結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于形成導(dǎo)電圖案的組合物，該組合物能夠通過非常簡單的工藝在各 種聚合物樹脂產(chǎn)品或樹脂層上形成精細(xì)導(dǎo)電圖案，使用該組合物形成導(dǎo)電圖案的方法，以 及具有該導(dǎo)電圖案的樹脂結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微電子技術(shù)近來的發(fā)展，對(duì)在聚合物樹脂基底（或產(chǎn)品）例如各種樹脂產(chǎn)品 或樹脂層的表面上形成有精細(xì)導(dǎo)電圖案的結(jié)構(gòu)的需求增加。在聚合物樹脂基底的表面上的 導(dǎo)電圖案能夠用于形成各種物體例如集成至手機(jī)殼、各種傳感器、MEMS結(jié)構(gòu)或RFID標(biāo)簽中 的天線。
[0003] 就此，隨著對(duì)在聚合物樹脂基底的表面上形成導(dǎo)電圖案技術(shù)的興趣增加，已經(jīng)提 出幾項(xiàng)技術(shù)。然而，還未提出針對(duì)這些技術(shù)的更有效的方法。
[0004] 例如，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可以考慮通過在聚合物樹脂基底的表面上形成金屬層然后 進(jìn)行光刻形成導(dǎo)電圖案的方法，或者通過印制導(dǎo)電膠形成導(dǎo)電圖案的方法。然而，當(dāng)根據(jù)該 技術(shù)形成導(dǎo)電圖案時(shí)，劣勢(shì)在于所需的工藝或設(shè)備變得太復(fù)雜，或者難以形成優(yōu)異的精細(xì) 導(dǎo)電圖案。
[0005] 因此，需要不斷發(fā)展能夠通過更簡單的工藝在聚合物樹脂基底的表面上更有效地 形成精細(xì)導(dǎo)電圖案的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明提供了一種用于形成導(dǎo)電圖案的組合物，該組合物能夠通過非常簡單的工 藝在各種聚合物樹脂產(chǎn)品或樹脂層上形成精細(xì)導(dǎo)電圖案，以及使用該組合物形成導(dǎo)電圖案 的方法。
[0008] 此外，本發(fā)明提供具有由該用于形成導(dǎo)電圖案的組合物等形成的導(dǎo)電圖案的樹脂 結(jié)構(gòu)。
[0009] 技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明提供一種通過電磁照射用于形成導(dǎo)電圖案的組合物，該組合物包含聚合物 樹脂，以及含有第一金屬和第二金屬的化學(xué)式1的非導(dǎo)電金屬化合物，其中，所述非導(dǎo)電金 屬化合物具有三維結(jié)構(gòu)，該三維結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一層，該第一層含有第一金屬和第二金屬 中的至少一種金屬并且具有互相二維連接的共邊八面體，以及
[0011] 含有與第一層的金屬不同的金屬并且位于相鄰的第一層之間的第二層；以及
[0012] 通過電磁照射，由非導(dǎo)電金屬化合物形成的含有第一金屬或第二金屬或其離子的 金屬核：
[0013] [化學(xué)式1]
[0014] ABX2
[0015] 其中，A和B分別各自獨(dú)立地為第一金屬和第二金屬，A為過渡金屬，B為最外層軌 道充滿3+氧化態(tài)的電子的金屬，X為氧、氮或硫。
[0016] 在用于形成導(dǎo)電組合物的組合物中，非導(dǎo)電金屬化合物的第二層中含有的金屬可 以將二維結(jié)構(gòu)互相連接，例如，在相鄰第一層之間將八面體的頂點(diǎn)互相連接。所述非導(dǎo)電金 屬化合物可以定義為具有及兔《或P63/mmc空間群的化合物。
[0017] 此外，所述非導(dǎo)電金屬化合物可以具有三維結(jié)構(gòu)，該三維結(jié)構(gòu)包括：多個(gè)第一層 (共邊八面體層），在該第一層中第一金屬和第二金屬（A金屬和B金屬）中的至少一種金 屬和原子X形成排列為二維連接結(jié)構(gòu)的共邊八面體，以及
[0018] 含有與第一層的金屬不同的金屬的第二層，其中，在相鄰第一層之間，所述金屬將 八面體的頂點(diǎn)互相連接以使二維結(jié)構(gòu)互相連接。
[0019] 非導(dǎo)電金屬化合物的具體實(shí)例可以為選自CuA102、CuGa02、Culn02、CuT102、CuY02、 CuSc02、CuLa02、CuLu02、NiA102、NiGa02、Niln02、NiT102、NiY02、NiSc02、NiLa02、NiLu02、 AgA102、AgGa02、Agln02、AgT102、AgY02、AgSc02、AgLaOjPAgLuO2中的一種或多種化合物，因 此，通過電磁照射較好地形成金屬核以便形成更優(yōu)異的導(dǎo)電圖案，并且也可以制備具有白 色或其他不同顏色的樹脂層或樹脂產(chǎn)品。
[0020] 同時(shí)，當(dāng)以約5至20W的平均功率用波長為約lOOOnm至1200nm的激光電磁波照 射上述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物時(shí)，形成金屬核。通過控制激光電磁照射的條件，可以在 組合物的聚合物樹脂上更有效地形成金屬核，因此，能夠形成更優(yōu)異的導(dǎo)電圖案。
[0021] 在用于形成導(dǎo)電圖案的組合物中，所述聚合物樹脂可以包括熱固性樹脂或熱塑性 樹脂，其更具體的實(shí)例可以為選自例如ABS樹脂、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹脂或聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯樹脂等的聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚丙烯樹脂和聚鄰苯 二甲酰胺樹脂中的一種或更多種。
[0022] 此外，在用于形成導(dǎo)電圖案的組合物中，相對(duì)于全部組合物，所述非導(dǎo)電金屬化合 物的含量可以為約1重量至10重量％，并且聚合物樹脂可以以余量被包括。
[0023] 除了上面描述的聚合物樹脂和預(yù)先確定的非導(dǎo)電金屬化合物以外，用于形成導(dǎo)電 圖案的組合物還可以包含選自熱穩(wěn)定劑、UV穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、抗氧化劑、無機(jī)填料、 顏料添加劑、沖擊改性劑和功能改性劑中的一種或更多種添加劑。
[0024] 同時(shí)，本發(fā)明提供了使用上述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物通過直接電磁照射而在 聚合物樹脂基底例如樹脂產(chǎn)品或樹脂層上形成導(dǎo)電圖案的方法。形成導(dǎo)電圖案的方法可以 包括以下步驟：將用于形成導(dǎo)電圖案的組合物模壓成樹脂產(chǎn)品或?qū)⑵渫糠笾亮硪划a(chǎn)品以形 成樹脂層；向該樹脂產(chǎn)品或樹脂層的預(yù)定區(qū)域照射電磁波以由非導(dǎo)電金屬化合物生成含有 第一金屬或第二金屬或其離子的金屬核；以及對(duì)產(chǎn)生金屬核的區(qū)域進(jìn)行化學(xué)還原或電鍍， 以形成導(dǎo)電金屬層。
[0025] 在形成導(dǎo)電圖案的方法的生成金屬核的步驟中，可以以約5至20W的平均功率照 射波長為約l〇〇〇nm至1200nm的激光電磁波，因此，可以更有效地形成金屬核并且可以形成 更優(yōu)異的導(dǎo)電圖案。
[0026] 此外，當(dāng)進(jìn)行通過電磁照射生成金屬核的步驟時(shí)，非導(dǎo)電金屬化合物的一部分暴 露于樹脂產(chǎn)品或樹脂層的預(yù)定區(qū)域的表面上，并且由其生成金屬核，從而形成被活化而具 有更高粘附性的表面（下文中，"粘附-活化表面"）。接下來，通過金屬核中包含的第一金 屬離子或第二金屬離子的化學(xué)還原或者通過它們的無電解鍍（electrolessplating)將導(dǎo) 電金屬離子進(jìn)行化學(xué)還原，因此可以在粘附-活化表面上形成導(dǎo)電金屬層。在無電解鍍中， 當(dāng)導(dǎo)電金屬離子被化學(xué)還原時(shí)，金屬核起到一種種子的作用，以在電鍍?nèi)芤褐信c導(dǎo)電金屬 離子形成強(qiáng)鍵合。因此，可以以更簡單的方式選擇性地形成導(dǎo)電金屬層。
[0027] 在還原或電鍍步驟中，生成金屬核的樹脂產(chǎn)品或樹脂層的預(yù)定區(qū)域可以用含有還 原劑的酸溶液或堿溶液處理，并且這種溶液可以包含選自選自甲醛、次磷酸鹽、二甲胺硼烷 (DMAB)、二乙胺硼烷（DEAB)和肼中的一種或多種作為還原劑。在另一實(shí)施方案中，所述區(qū) 域可以在還原步驟中用包含還原劑和導(dǎo)電金屬離子的無電解鍍?nèi)芤禾幚怼?br>[0028] 同時(shí)，本發(fā)明提供具有使用上述用于形成導(dǎo)電圖案的組合物和上述用于形成導(dǎo)電 圖案的方法得到的導(dǎo)電圖案的樹脂結(jié)構(gòu)。這種樹脂結(jié)構(gòu)可以包含聚合物樹脂基底；含有第 一金屬和第二金屬并且分散在聚合物樹脂基底中的化學(xué)式1的非導(dǎo)電金屬化合物，
[0029] 其中，所述非導(dǎo)電金屬化合物具有三維結(jié)構(gòu)，該三維結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一層，該第一 層含有第一金屬和第二金屬中的至少一種金屬并且具有互相二維連接的共邊八面體，以及
[0030] 含有與第一層的金屬不同的金屬并且位于相鄰的第一層之間的第二層；
[0031] 暴露于聚合物樹脂基底預(yù)定區(qū)域的表面上的粘附-活化表面，該粘附-活化表面 具有含有第一金屬或第二金屬或其離子的金屬核；以及
[0032] 在所述粘附-活化表面上形成的導(dǎo)電金屬層：
[0033] [化學(xué)式1]
[0034] ABX2
[0035] 其中，A和B分別各自獨(dú)立地為第一金屬和第二金屬，A為過渡金屬，B為最外層軌 道充滿3+氧化態(tài)的電子的金屬，X為氧、氮或硫。
[0036] 在樹脂結(jié)構(gòu)中，形成粘附-活化表面和導(dǎo)電金屬層的預(yù)定區(qū)域可以相當(dāng)于照射電 磁波的聚合物樹脂基底的區(qū)域。
[0037] 有益效果