用于形成导电图案的组合物及在其上具有导电图案的树脂结构

摘要

本发明涉及一种用于形成导电图案的组合物以及具有使用该组合物获得的导电图案的树脂结构，所述组合物能够通过简化的工艺在各种聚合物树脂产品或树脂层上形成精细导电图案，同时赋予所述树脂产品或树脂层优异的阻燃性。所述用于形成导电图案的组合物包含：聚合物树脂；含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有或P63/mmc空间群；以及阻燃剂，其中，包含所述第一金属元素、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通过电磁辐射形成。

权利要求

1.一种用于通过电磁辐射形成导电图案的组合物，包含：

聚合物树脂；

含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有 或P63/mmc空间群；以及阻燃剂，

其中，包含所述第一金属元素或第二金属元素的金属核由所述非导电金属化合物通过电磁辐射形成，其中，所述金属核通过以7W至15W的平均功率辐射波长为1000nm至1200nm的激光电磁波形成，其中，所述非导电金属化合物包括选自CuCrO2、NiCrO2、AgCrO2、CuMoO2、NiMoO2、AgMoO2、NiMnO2、AgMnO2、NiFeO2、AgFeO2、CuWO2、AgWO2、NiWO2、AgSnO2、NiSnO2以及CuSnO2中的一种或多种化合物。

2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物对波长为1000nm至1200nm的激光电磁波表现出25％以下的反射率。

3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述聚合物树脂包括热固性树脂或热塑性树脂。

4.如权利要求3所述的组合物，其中，所述聚合物树脂包括选自ABS树脂、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。

5.如权利要求1所述的组合物，其中，相对于全部组合物，所述非导电金属化合物的含量为0.1wt％至10wt％。

6.如权利要求1所述的组合物，其中，所述阻燃剂包括含磷有机阻燃剂或无机阻燃剂。

7.如权利要求6所述的组合物，其中，所述含磷有机阻燃剂包括选自磷酸三烷基酯、磷酸烷基二芳基酯、磷酸三芳基酯和磷酸间苯二酚联苯基酯中的一种或多种。

8.如权利要求6所述的组合物，其中，所述无机阻燃剂包括选自金属氢化物、氧化锑和金属磺酸盐中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的组合物，其中，相对于全部组合物，所述阻燃剂的含量为0.1wt％至20wt％。

10.如权利要求1所述的组合物，还包含选自热稳定剂、UV稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、无机填充剂、着色剂、抗冲改性剂以及功能改性剂中的一种或多种添加剂。

11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述阻燃剂包括含磷有机阻燃剂，并且该组合物包含无机填充剂或抗冲改性剂作为添加剂。

12.一种具有导电图案的树脂结构，包括：

聚合物树脂衬底；

包含第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有 或P63/mmc空间群并且分散在所述聚合物树脂衬底中；

分散在所述聚合物树脂衬底中的阻燃剂；

包含金属核的粘合-活化表面，所述金属核含有第一或第二金属并曝露在所述聚合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，

其中，所述金属核通过以7W至15W的平均功率辐射波长为1000nm至1200nm的激光电磁波形成，其中，所述非导电金属化合物包括选自CuCrO2、NiCrO2、AgCrO2、CuMoO2、NiMoO2、AgMoO2、NiMnO2、AgMnO2、NiFeO2、AgFeO2、CuWO2、AgWO2、NiWO2、AgSnO2、NiSnO2以及CuSnO2中的一种或多种化合物。

13.如权利要求12所述的树脂结构，其中，在其上形成有粘合-活化表面和导电金属层的预定区域对应于聚合物树脂衬底上辐射电磁波的区域。

14.如权利要求12所述的树脂结构，其中，该树脂结构表现出UV94-V0或V1的阻燃等级，其中，厚度(t)为0.6mm至1.6mm。

15.如权利要求12所述的树脂结构，其中，所述导电金属层是通过根据ISO 2409标准测试时金属层的剥离面积为测试下的目标金属层面积的0％或大于0％且小于等于5％的粘合强度形成在所述聚合物树脂衬底上。

说明书

用于形成导电图案的组合物及在其上具有导电图案的树脂

结构

技术领域

[0001] 本发明涉及用于形成导电图案的组合物以及具有由此组合物获得的导电图案的树脂结构，所述组合物能够通过简化的工艺在各种聚合物树脂产品或树脂层上形成优异的精细导电图案，同时赋予所述树脂产品或树脂层优异的阻燃性。

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聚合物树脂衬底(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。所述在聚合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壳体中的天线、各种传感器、MEMS结构和RFID标签等。

[0003] 同样地，随着对在聚合物树脂衬底表面上形成导电图案的技术的兴趣的增长，提出了关于此的多种技术。但是，还没有提出用于这些技术的更有效的方法。

[0004] 例如，根据现有技术，可以考虑通过在聚合物树脂衬底的表面上形成金属层然后应用光刻法形成导电图案的方法，或通过印制导电胶形成导电图案的方法等。但是，当根据该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异的精细导电图案的限制。

[0005] 因此，需要开发一种能够通过更简化的工艺更有效地在聚合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包含加入到聚合物树脂的特殊的非导电金属化合物等的组合物，然后进行例如激光的电磁波的直接辐射形成导电图案的技术。根据此技术，将所述例如激光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，从而形成导电图案。

[0007] 但是，当通过上述技术形成导电图案时，导电图案对聚合物树脂衬底的粘合强度差，使得难以形成优异的导电图案等的问题还会发生。

[0008] 此外，在将聚合物树脂衬底表面上的导电图案和包括该导电图案的结构用作笔记本电脑、平板电脑、移动电话和个人电脑等的天线的情况下，必需赋予在其上形成有导电图案的聚合物树脂衬底或树脂结构超过一定水平的阻燃性。但是，还未提出例如能够通过更简化的工艺在聚合物树脂衬底的表面上有效地形成优异的导电图案，同时赋予所述树脂衬底或结构优异的阻燃性的组合物的相关技术。

发明内容

[0009] 技术问题

[0010] 本发明提供一种用于形成导电图案的组合物，该组合物能够通过简化的工艺在各种聚合物树脂产品或树脂层上形成优异的精细导电图案，同时赋予所述树脂产品或树脂层优异的阻燃性。

[0011] 此外，本发明提供一种具有导电图案的树脂结构，该导电图案由所述用于形成导电图案的组合物等形成。

[0012] 技术方案

[0013] 本发明的一个示例性实施方案提供一种通过电磁辐射用于形成导电图案的组合物，包含：聚合物树脂；含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有 或P63/mmc空间群；以及阻燃剂，其中，包含所述第一金属元素、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通过电磁辐射形成。

[0014] 所述非导电金属化合物的具体实例可以包括选自CuCrO2、NiCrO2、AgCrO2、CuMoO2、NiMoO2、AgMoO2、NiMnO2、AgMnO2、NiFeO2、AgFeO2、CuWO2、AgWO2、NiWO2、AgSnO2、NiSnO2以及CuSnO2中的一种或多种化合物，使得金属核可以通过电磁辐射良好地形成以形成更优良的导电图案。

[0015] 另外，所述用于形成导电图案的组合物对波长约为1000nm至1200nm的激光电磁波可以表现出25％以下或大约10％至25％的反射率。

[0016] 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1000nm至1200nm的激光电磁波形成。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。

[0017] 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脂或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等的聚对苯二甲酸亚烷基酯(polyalkylene terephthalate)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。

[0018] 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，非导电金属化合物的含量约为0.1wt％至10wt％。

[0019] 另外，在所述用于形成导电图案的组合物中，所述阻燃剂可以包括含磷有机阻燃剂或无机阻燃剂，以及其更具体的实例可以包括选自磷酸三烷基酯、磷酸烷基二芳基酯、磷酸三芳基酯和磷酸间苯二酚联苯基酯(resorcinol bisphenyl phosphate)中的一种或多种含磷有机阻燃剂或选自金属氢化物、氧化锑和金属磺酸盐中的一种或多种无机阻燃剂。

[0020] 相对于全部组合物，阻燃剂的含量约为0.1wt％至20wt％，从而赋予所述用于形成导电图案的组合物以及由此形成的树脂结构优异的阻燃性而不降低组合物的冲击强度或流变性能。

[0021] 同时，除了上述聚合物树脂、预定的非导电金属化合物和阻燃剂以外，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、润滑剂、抗氧化剂、无机填充剂、着色剂、抗冲改性剂以及功能改性剂中的一种或多种添加剂。

[0022] 更具体地，在包含含磷有机阻燃剂作为阻燃剂的情况下，所述用于形成导电图案的组合物适合进一步地包含无机填充剂或抗冲改性剂作为添加剂。

[0023] 同时，根据另一个实施方案，提供一种具有由上述用于形成导电图案的组合物获得的导电图案的树脂结构。所述树脂结构可以包括聚合物树脂衬底；包含第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有 或P63/mmc空间群并且分散在所述聚合物树脂衬底中；分散在所述聚合物树脂衬底中的阻燃剂；包含金属核的粘合-活化表面，所述金属核含有第一或第二金属元素或它们的离子并曝露在所述聚合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。

[0024] 在所述树脂结构中，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聚合物树脂衬底上辐射的区域。

[0025] 此外，所述树脂结构可以表现出UV94-V0或V1(厚度(t)为0.6mm至1.6mm)的阻燃等级。

[0026] 另外，在所述树脂结构中，导电金属层可以以优异的粘合强度形成在聚合物树脂衬底上，当根据ISO 2409标准测试时，在该粘合强度下，金属层的剥离面积为测试下的目标金属层面积的0％(ISO等级0级)或大于0％且小于等于5％(ISO等级1级)。

[0027] 有益效果

[0028] 根据本发明，可以提供一种用于形成导电图案的组合物、一种使用该组合物形成导电图案的方法以及一种具有由此组合物获得的导电图案的树脂结构，所述组合物能够通过电磁辐射例如激光辐射的非常简化的工艺在聚合物树脂衬底例如各种聚合物树脂产品或树脂层上形成精细导电图案。

[0029] 具体地，当根据本发明的用于形成导电图案的组合物等使用具有特殊三维结构等的非导电金属化合物时，可以更有效地形成具有优异的粘合强度的优异的精细导电图案。

[0030] 此外，所述树脂结构在应用于笔记本电脑、平板电脑、移动电话和个人电脑等的天线的情况下可以显示出所需的优异的阻燃性，并且通过抑制由添加剂例如阻燃剂引起的冲击强度和流变性能的降低同时表现出优异的物理性能。

[0031] 因此，所述用于形成导电图案的组合物或具有由此组合物制备的导电图案的树脂结构可以用于非常有效地形成导电图案以用于各种树脂产品例如笔记本电脑、平板电脑、电脑和移动电话壳体等的天线、RFID标签、各种传感器和MEMS结构等。

附图说明

[0032] 图1是图示地说明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示例性三维结构的图。

[0033] 图2是简略地说明显示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示例性方法的各个步骤的示意图的图。

[0034] 图3是显示包含金属核的粘合-活化表面的电镜图像，该金属核在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示例性方法中通过电磁辐射形成在聚合物树脂衬底表面上

[0035] 图4和5分别示出了在制备实施例1中获得的CuCrO2粉末的电镜图像和X-射线衍射图谱。

[0036] 图6和7分别示出了在实施例1中获得包含CuCrO2粒子的树脂衬底之后，树脂衬底的X-射线衍射分析结果和断裂面的电镜图像。

[0037] 图8和9分别示出了在实施例1中激光辐射之后用以检验金属核以及包含所述金属核的粘合-活化表面是否形成在聚合物树脂衬底表面上的X-射线衍射分析结果和电镜图像。

[0038] 图10和11分别示出了在对比实施例2中激光辐射之后用以检验金属核是否形成在树脂结构上的X-射线衍射分析结果以及检验经激光-辐射的表面的电镜图像的结果。

具体实施方式

[0039] 在下文中，将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所述导电图案的树脂结构。

[0040] 根据本发明的一个示例性实施方案，提供一种通过电磁辐射用于形成导电图案的组合物，包含：聚合物树脂；含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有 或P63/mmc空间群；以及阻燃剂，其中，包含所述第一金属元素、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通过电磁辐射形成。

[0041] 所述用于形成导电图案的组合物包含具有由在晶体结构中的 或P63/mmc空间群限定的特殊三维结构的非导电金属化合物，而且所述非导电金属化合物的示例性三维结构图示地在图1中说明。

[0042] 参照图1，所述非导电金属化合物可以具有包括多个第一层(共边八面体层)和第二层的三维结构，所述第一层包含第一和第二金属元素中的至少一种金属并且具有共边八面体彼此二维连接的结构，所述第二层包含与所述第一层不同的金属并且布置在相邻的第一层之间，而且所述三维结构可以称为晶体结构中的 或P63/mmc空间群。

[0043] 在包含非导电金属化合物粒子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，并且辐射例如激光等的电磁波之后，可以由所述非导电金属化合物形成包含第一或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辐射电磁波的预定区域上，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进行无电镀时，使用包含第一、第二金属元素或它们的离子的金属核等作为种子，可以在所述包含金属核的粘合-活化表面上形成导电金属层。通过此工艺，所述导电金属层，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。

[0044] 具体地，可以形成所述金属核以及粘合-活化表面并因此通过电磁辐射形成更优良的导电图案的因素之一是包含在一个示例性实施方案的组合物中的非导电金属化合物的特殊的三维结构，例如，在图1中示意性地示出的三维结构。

[0045] 在非导电金属化合物的三维结构中，形成所述三维结构的第一和第二金属中的至少一种金属元素包含在所述第一层中，其中，所述第一层(共边八面体层)具有共边的八面体彼此二维地连接的结构。另外，所述非导电金属化合物的三维结构包括排列在相邻第一层之间的第二层以及多个上述第一层。所述第二层包含与所述第一层不同的金属，例如，第一和第二金属中不包含在所述第一层中的剩余金属元素，所述第二层的金属在相邻的第一层之间彼此连接八面体的顶点，从而将它们的二维结构彼此连接。

[0046] 在更具体的示例性实施方案中，所述具有层状三维结构的非导电金属化合物可以包括X(氧、氮或硫)和所述第一和第二金属元素，以成为由通式ABX2(A和B各自独立地为第一和第二金属元素，X为氧、氮或硫)表示的化合物。在具有该通式的化合物中，第一和第二金属元素中的至少一种金属与X原子可以形成共边八面体，而且所述八面体可以列在二维地连接的结构中，从而形成第一层。另外，如上所述，第一层中不包含的剩余金属可以在相邻第一层之间形成第二层，而且形成第二层的金属可以在第一层之间将二维连接的结构彼此连接。

[0047] 此处，形成所述第二层的第一或第二金属元素可以是选自Cu、Ag和Ni中的一种或多种金属元素，该金属元素通过电磁辐射可以从非导电金属化合物中释放出来。另外，形成所述第一层的第一或第二金属元素可以是选自Cr、Mo、Mn、Fe、Sn和W中的一种或多种金属元素，它们与形成第二层的金属元素不同。

[0048] 在电磁辐射之前，具有如上所述的特殊层状三维结构的非导电金属化合物表现出非导电性并且与聚合物树脂具有优异的相容性，而且在用于还原或电镀处理的溶液中化学稳定以保持非导电性。因此，所述非导电金属化合物与聚合物树脂衬底均匀地混合并保持化学稳定状态以在未被电磁波辐射的区域中表现出非导电性。

[0049] 相反地，所述第一、第二金属元素或它们的离子等可以容易地由辐射电磁波例如激光等的预定区域中的非导电金属化合物生成。此处，认为金属或其离子容易从非导电金属化合物中释放出来是归因于如上所述的第一层和第二层顺序地排列在非导电金属化合物中的层状三维结构。由于所述具有层状三维结构的非导电金属化合物与具有非层状三维结构的化合物相比，第二层的空位形成能较低，第二层中包含的第一或第二金属元素或它们的离子可以更容易地释放出来。照此，所述金属或其离子通过电磁辐射更容易从非导电金属化合物中释放出来，这是引起所述金属核以及粘合-活化表面形成的主要因素之一。

[0050] 但是，本发明人的实验结果确定所述金属核以及粘合-活化表面的形成并不仅仅归因于非导电金属化合物的特殊三维结构。作为连续的实验和研究的结果，本发明人发现在上述特殊三维结构的非导电金属化合物中，可以选择并包括例如CuCrO2、NiCrO2、AgCrO2、CuMoO2、NiMoO2、AgMoO2、NiMnO2、AgMnO2、NiFeO2、AgFeO2、CuWO2、AgWO2、NiWO2、AgSnO2、NiSnO2或CuSnO2等的具体化合物，因此，一个示例性实施方案的化合物能够对特定波长的例如激光等的电磁波表现出更强的吸收和敏感性。另外，还发现当控制下面将要描述的例如激光等的电磁波的辐射条件时，可以最终形成金属核以及粘合-活化表面，而且通过例如激光的电磁辐射、后续的还原和电镀处理等可以形成更优良的精细导电图案。

[0051] 与所述示例性实施方案不同，即使用于形成导电图案的组合物具有上述层状三维结构，但是，使用下面将要描述的对比实施例中所述的例如CuNiO2等的不适合的非导电金属化合物，或未将例如激光等的电磁波的辐射条件控制在合适的范围内，此时，无法形成所述金属核或无法适当地形成包含金属核并具有较大粗糙度的粘合-活化表面，而且无法形成对聚合物树脂具有优异的粘合强度的优良导电图案。

[0052] 因此，由于非导电金属化合物的上述特殊三维结构和它的性能，以及对上述用于形成金属核和相应的粘合-活化表面的所有条件的控制，与其它包含具有例如尖晶石的不同三维结构的化合物的组合物或其它没有形成金属核的组合物相比，一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物能够容易地形成更优良的精细导电图案。另外，由于所述性能，当使用一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物时，与使用包含具有例如尖晶石等的非层状三维结构的非导电金属化合物的其他组合物的情况相比，即使在降低非导电金属化合物的使用量(更具体地，第一或第二金属元素的使用量或含量)的情况下也可以更容易地形成优异的精细导电金属层。

[0053] 此外，当一个示例性实施方案的组合物包含阻燃剂和所述非导电金属化合物时，具有由此组合物形成的导电图案的树脂结构在应用至笔记本电脑、平板电脑、移动电话和个人电脑等的天线的情况下可以表现出所需要的优异的阻燃性。此外，如下所述，考虑到一个示例性实施方案的组合物的其他组分的种类，控制阻燃剂的种类和含量，且因此，可以抑制由添加剂例如阻燃剂引起的树脂结构的物理性能例如冲击强度和流变性能等的降低。

[0054] 最后，当使用一个示例性实施方案的组合物时，通过更简化的工艺可以在树脂结构或树脂产品上非常有效地形成优异的精细导电图案，同时可以保持它们优异的物理性能。因此，一个示例性实施方案的组合物可以更优选地应用至其上应该形成导电图案的各种树脂产品或树脂结构。

[0055] 同时，如上所述的一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物对具有对应红外区域的波长例如大约1000nm至1200nm或大约1060nm至1070nm，例如大约1064nm的波长的激光电磁波可以表现出大约25％以下或大约10％至25％的反射率。

[0056] 对激光电磁波相对较低的反射率可以反映出对通常在形成金属核以及随后的导电图案时应用的激光电磁波的高吸收和敏感性。因此，当使用表现出上述低反射率范围的一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物时，可以更适当地形成金属核以及包含所述金属核且具有更大粗糙度的粘合-活化表面，因此，可以形成更优良的导电图案。

[0057] 此外，所述用于形成导电图案的组合物的低反射率可以通过使用具有上述特殊三维结构的非导电金属化合物来获得，具体地，通过使用例如CuCrO2、NiCrO2、AgCrO2、CuMoO2、NiMoO2、AgMoO2、NiMnO2、AgMnO2、NiFeO2、AgFeO2、CuWO2、AgWO2、NiWO2、AgSnO2、NiSnO2和CuSnO2等的具体化合物，并通过将所述具体非导电金属化合物与下面将描述的合适的聚合物树脂和它们的组合物等相结合来获得。

[0058] 同时，在如上所述的一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物中，以大约5W至20W或大约7W至15W的平均功率辐射具有与红外区域相对应的波长例如具有大约1000nm至1200nm或大约1060nm至1070nm或大约1064nm的波长的激光电磁波，使得所述金属核可以在电磁波辐射的部分形成。当以上述范围控制例如激光等的电磁波的辐射条件时，在激光辐射的部分明显良好地形成金属核以及包含所述金属核并具有较大粗糙度的粘合-活化表面，且因此，可以形成更优良的导电图案。但是，所述使金属核等形成的电磁波的辐射条件可以根据待实际使用的非导电金属化合物和聚合物树脂或它们的组合物的具体种类进行不同的控制。

[0059] 此外，所述非导电金属化合物可以是粒径范围为例如大约0.1μm至20μm或大约0.3μm至10μm的粒子形式。由于所述平均粒径，可以优异地保持由一个示例性实施方案的组合物形成的树脂结构的机械性能例如冲击强度等，而且可以形成具有更优良的粘合强度的优异导电图案。

[0060] 同时，在如上所述的一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物中，任何能够形成各种聚合物树脂产品或树脂层的热固性树脂或热塑性树脂都可以没有特别限制地用作所述聚合物树脂。具体地，具有上述特殊三维结构和粒径的非导电金属化合物可以表现出与各种聚合物树脂优异的相容性和均匀的分散性，而且可以几乎不劣化聚合物树脂的物理性能例如冲击强度等。因此，一个示例性实施方案的组合物可以包括各种聚合物树脂，而且可以被模塑成各种树脂产品或树脂层。所述聚合物树脂的具体实例可以包括ABS树脂；例如聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂或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等，还可以包括除此之外的各种聚合物树脂。在这些具体实例中，ABS树脂或聚碳酸酯树脂优选地用作所述聚合物树脂以更好地确保金属核以及优良的导电图案的形成。

[0061] 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，非导电金属化合物的含量可以是大约0.1wt％至10wt％或大约0.5wt％至7wt％，且聚合物树脂和下面描述的阻燃剂等包含在剩余量中。根据上述量的范围，可以优异地保持由所述组合物形成的聚合物树脂产品或树脂层的基础物理性能例如强度，而且通过电磁波辐射可以更好地在预定区域内形成导电图案。如前文所述，一个示例性实施方案的组合物可以包含具有特殊三维结构的非导电金属化合物等，使得即使所述非导电金属化合物具有较低的含量，也可以通过电磁波辐射有利地形成金属核以及具有优异粘合强度的导电图案。因此，通过减少非导电金属化合物的含量，可以更优异地保持树脂产品或树脂层的基础物理性能，而且可以隐藏添加剂的颜色，从而可以容易地提供显示出各种颜色的聚合物树脂产品。

[0062] 另外，除了上述聚合物树脂和预定的非导电金属化合物之外，所述用于形成导电图案的组合物还可以包含阻燃剂。在将具有由一个示例性实施方案的组合物形成的导电图案的树脂结构应用于笔记本电脑、平板电脑、移动电话和个人电脑等的天线的情况下，所述阻燃剂可以赋予所需的优异的阻燃性。

[0063] 更具体地，可以使用含磷有机阻燃剂或无机阻燃剂作为所述阻燃剂。当包含所述种类的阻燃剂时，考虑到包含在一个示例性组合物的组分中的聚合物树脂或非导电金属化合物等，赋予树脂结构优异的阻燃性并防止聚合物树脂或树脂结构例如冲击强度或流变性能等的物理性能的下降，物理性能的下降是由于加入阻燃剂等引起的使聚合物树脂或树脂结构分解而导致的。

[0064] 所述阻燃剂的含磷有机阻燃剂的更具体的实例可以包括选自磷酸三烷基酯、磷酸烷基二芳基酯、磷酸三芳基酯和磷酸间苯二酚联苯基酯中的一种或多种含磷化合物。此外，所述无机阻燃剂的更具体的实例可以包括选自金属氢化物例如Mg(OH)2、氧化锑和金属磺酸盐例如磺酸钾类盐例如二苯砜-3-磺酸钾(potassium bisphenyl sulphone-3-sulfonate)中的一种或多种无机阻燃剂。此外，通过使用各种含磷有机阻燃剂或无机阻燃剂，可以在适当地赋予由一个示例性实施方案的组合物制备的树脂结构阻燃性，同时抑制物理性能例如冲击强度、流变性能的下降。

[0065] 阻燃剂的含量可以是大约0.1wt％至20wt％，从而赋予用于形成导电图案的组合物以及由此组合物形成的树脂结构优异的阻燃性而不会降低该组合物的冲击强度或流变性能。更具体地，相对于全部组合物，阻燃剂的含磷阻燃剂的含量可以是大约1wt％至20wt％或大约3wt％至15wt％。此外，根据所述阻燃剂材料和聚合物树脂的具体种类，可以包含此前通常的使用量的无机阻燃剂。根据各个聚合物树脂的种类的各个无机阻燃剂的适当的含量范围对本领域的普通技术人员是已知的，而且由于所述含量范围可以与无机阻燃剂的具体种类不同，其任意的额外描述将省略。

[0066] 在每种阻燃剂的含量太高的情况下，阻燃剂的加入由于与聚合物树脂例如聚碳酸酯树脂的反应导致分解，使得由一个示例性实施方案的组合物形成的树脂结构的物理性能例如冲击强度或流变性能会降低，且因此，此情况不优选。相反地，在阻燃剂的含量太低的情况下，由一个示例性实施方案的组合物获得的树脂结构的阻燃性会不足。

[0067] 同时，除了上述聚合物树脂、非导电金属化合物和阻燃剂以外，如上所述的一个示例性实施方案的组合物还可以包含选自热稳定剂、UV稳定剂、润滑剂、抗氧化剂、无机填充剂、着色剂、抗冲改性剂以及功能改性剂中的一种或多种添加剂。通过所述添加剂的加入，由一个示例性实施方案的组合物获得的树脂结构的物理性能会适当地增强。在这些添加剂中，着色剂例如颜料的含量可以为大约0.1wt％至10wt％，以赋予树脂结构所需的颜色，同时适当地隐藏非导电金属化合物的特有颜色。此外，冲击改性剂、热稳定剂、UV稳定剂、润滑剂或抗氧化剂的含量可以为大约0.01wt％至5wt％或大约0.05wt％至3wt％，以适当地表现出树脂结构所需的物理性能。

[0068] 同时，在一个示例性实施方案的组合物包含上述阻燃剂中的含磷有机阻燃剂的情况下，该组合物适合进一步地包含无机填充剂或抗冲改性剂作为添加剂。如上所述，即使加入大约2wt％以下的少量的所述无机阻燃剂也可以赋予树脂结构优异的阻燃性，但是只有加入相对大量的含磷有机阻燃剂才可以赋予阻燃剂适当的阻燃性。因此，含磷有机阻燃剂与聚合物树脂反应以造成分解并降低的物理性能的可能性较高。因此，当加入含磷有机阻燃剂时，还可以加入无机填充剂或抗冲改性剂，从而进一步地提高物理性能

[0069] 同时，在下文中，将详细描述利用上述一个示例性实施方案的用于形成导电图案的组合物通过直接电磁辐射在聚合物树脂衬底例如树脂产品或树脂层等上形成导电图案的方法。根据另一个示例性实施方案的用于形成导电图案的方法可以包括将如上所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上以形成树脂层；向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生成包含第一或第二金属元素或它们的离子的金属核；以及对生成有金属核的区域进行化学还原或电镀以形成导电金属层。

[0070] 将参照附图描述用于形成导电图案的方法的各个步骤。作为参考，图2图示地说明了用于形成导电图案的方法的一个实例，包括向树脂产品或树脂层(所述聚合物树脂衬底)的预定区域辐射电磁波(也就是，形成金属核以及包含该金属核的粘合-活化表面；第一和第二幅图)并形成所述导电金属层(第三幅图)的步骤。另外，图3是示出了用于形成导电图案的方法的一个实例中通过电磁辐射形成在聚合物树脂衬底的预定区域的表面上的金属核以及包含该金属核的粘合-活化表面的电镜图像。

[0071] 在用于形成导电图案的方法中，首先，可以将上述用于形成导电图案的组合物模塑成树脂产品或应用于另一种产品上以形成树脂层。在树脂产品的模塑及树脂层的形成中，使用聚合物树脂组合物模塑产品的一般方法或形成树脂层的一般方法可以没有特别限制地应用。例如在使用所述组合物模塑树脂产品的过程中，将用于形成导电图案的组合物挤出并冷却以形成小球或粒子，使这些小球或粒子经过注射成型以具有所需的形状，从而制备各种聚合物树脂产品。

[0072] 由此形成的聚合物树脂产品或树脂层具有如上所述均匀分散在由聚合物树脂形成的树脂衬底中并具有如上所述的特殊三维结构等的非导电金属化合物。具体地，由于所述非导电金属化合物具有与各种聚合物树脂优异的相容性以及化学稳定性，因此该化合物可以均匀地分散在全部树脂衬底中并保持非导电性。

[0073] 在形成所述聚合物树脂产品或树脂层之后，如图2的第一幅图所示，可以向将要形成导电图案的树脂产品或树脂层的预定区域上辐射例如激光等的电磁波。当辐射电磁波时，所述第一或第二金属元素或它们的离子可以从非导电金属化合物中释放出来，而且可以生成包含该第一或第二金属元素或它们的离子的金属核，还可以形成包含该金属核的粘合-活化表面(见图2的第二幅图)。

[0074] 更具体地，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曝露在树脂产品或树脂层预定区域的表面上，并由此生成金属核，从而可以形成被活化以具有更高粘合强度的粘合-活化表面(见图3)。所述粘合-活化表面可以包含金属核，同时具有较大粗糙度。由于所述粘合-活化表面仅仅选择性地形成在经电磁波辐射的特定区域上，在下面将要描述的电镀步骤等之后，导电金属离子通过包含在金属核以及粘合-活化表面中的第一或第二金属离子的化学还原和/或对其进行无电镀而被化学还原，使得所述导电金属层可以更有利地选择性形成在聚合物树脂衬底的预定区域上。更具体地，在进行无电镀时，当导电金属离子被化学还原时，金属核起到一种种子的作用，以与电镀溶液中包含的导电金属离子形成强粘合。因此，所述导电金属层可以选择性地以更容易的方式形成。

[0075] 具体地，由于所述非导电金属化合物具有上述特定的三维结构，即使在例如相对较低功率的激光等的电磁波辐射条件下也可以更敏感地反应，使得可以更有效地形成具有较大粗糙度的粘合-活化表面和金属核，而且可以在树脂产品或树脂层上由所述粘合-活化表面和金属核形成具有提高的粘合强度的导电金属层(导电图案)。

[0076] 同时，在如上所述生成金属核的步骤中，可以辐射电磁波中的激光电磁波，例如可以以大约5W至20W或大约7W至15W的平均功率辐射具有与红外区域相对应的波长例如具有大约1000nm至1200nm或大约1060nm至1070nm或大约1064nm的波长的激光电磁波。

[0077] 通过辐射激光电磁波，可以更好地确保由非导电金属化合物形成金属核，而且所述包含金属核的粘合-活化表面可以选择性地生成和曝露在预定区域上。

[0078] 同时，在上述生成金属核的步骤之后，如图2的第三幅图所示，可以通过对形成有金属核的区域进行化学还原或电镀进行形成导电金属层的步骤。由于还原和电镀步骤，所述导电金属层可以选择性地形成在曝露金属核和粘合-活化表面的预定区域上，而在其它区域上，化学稳定的非导电金属化合物可以保持自身的非导电性。因此精细导电图案可以选择性地只形成在聚合物树脂衬底的预定区域上。

[0079] 更具体地，所述形成导电金属层的步骤可以通过无电镀进行，因此，可以在所述粘合-活化表面上形成优异的导电金属层。

[0080] 在一个实施例中，在所述还原或电镀步骤中，生成金属核的树脂产品或树脂层的预定区域可以用包含还原剂的酸性或碱性溶液处理，而且所述溶液可以包含选自甲醛、次磷酸盐、二甲氨基硼烷(DMAB)、二乙氨基硼烷(DEAB)以及肼中的一种或多种作为还原剂。另外，在所述还原或电镀步骤中，导电金属层可以通过使用含有上述还原剂和导电金属离子等的无电镀溶液处理的无电镀来形成。

[0081] 当进行还原或电镀步骤时，包含在金属核中的第一或第二金属离子被还原，或包含在无电镀溶液中的导电金属离子在金属核成为种子的区域中被化学还原，且因此，优异的导电图案可以选择性地形成在预定区域上。此处，所述金属核以及粘合-活化表面可以与经化学还原的导电金属离子形成强粘合，因此，导电图案可以更容易地选择性地形成在预定区域上。

[0082] 此外，由于在形成有导电图案的树脂结构(聚合物树脂)中，适当的种类和量等的阻燃剂均匀地分散，通过上述方法形成的树脂结构可以表现出优异的阻燃性，而且由于由阻燃剂的加入使聚合物树脂分解的降低，保持了优异的物理性能。

[0083] 同时，根据另一个实施方案，提供一种具有利用如上所述用于形成导电图案的组合物和用于形成导电图案的方法获得导电图案的树脂结构。所述树脂结构可以包括聚合物树脂衬底；含有第一金属元素和第二金属元素的非导电金属化合物，该非导电金属化合物在晶体结构中具有 或P63/mmc空间群并分散在所述聚合物树脂衬底中；分散在所述聚合物树脂衬底中的阻燃剂；包含金属核的粘合-活化表面，所述金属核含有第一或第二金属元素或它们的离子并曝露在所述聚合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。

[0084] 在所述树脂结构中，形成有粘合-活化表面和导电金属层的预定区域可以对应于聚合物树脂衬底辐射电磁波的区域。另外，包含在粘合-活化表面的金属核中的第一或第二金属元素或它们的离子可以来自于所述非导电金属化合物粒子。同时，所述导电金属层可以来自于第一或第二金属元素或来自于包含在无电镀溶液中的导电金属离子。

[0085] 同时，在所述树脂结构中，所述导电金属层通过使用具有上述特定三维结构等的非导电金属化合物形成，使得导电金属层可以以增大的粘合强度形成在聚合物树脂衬底上。例如，所述导电金属层可以通过优异的粘合强度形成在聚合物树脂衬底上，当根据标准ISO 2409测试时，在该粘合强度下，金属层的剥离面积为测试下的目标金属层面积的0％(ISO等级0级)或大于0％且小于等于5％(ISO等级1级)。

[0086] 此外，当所述树脂结构包含如前文所述的适当的量和适当的种类的阻燃剂时，所述树脂结构可以表现出优异的阻燃性，例如UV94-V0或V1(厚度(t)为0.6mm至1.6mm)的阻燃等级。

[0087] 另外，所述树脂结构还可以包含分散在聚合物树脂衬底中并来自于非导电金属化合物的残留物。所述残留物可以具有如下结构，从所述非导电金属化合物的三维结构中释放出至少一部分第一或第二金属以在所释放位置的至少一部分中形成空位。

[0088] 上述树脂结构可以成为具有用于天线的导电图案的例如移动电话壳体等各种树脂产品或树脂层，或成为具有导电图案的例如RFID标签、各种传感器或MEMS结构等的各种树脂产品或树脂层。具体地，由于所述树脂结构表现出优异的阻燃性，同时具有只较少地减少的物理性能，并且保持优异的物理性能，因此该树脂结构可以适当地应用于例如笔记本电脑、平板电脑、移动电话和个人电脑等的天线的需要优异的阻燃性的产品。

[0089] 在下文中，将参照本发明的具体实施例更详细地描述本发明的操作和效果。但是，这些实施例只是说明性的，而且不用于限制本发明的范围。

[0090] 制备实施例1：非导电金属化合物CuCrO2的合成

[0091] 通过球磨6小时将原料CuO与Cr2O3以2:1的摩尔比均匀地互相混合。此后，将混合物在大气压和1050℃的条件下烧制2小时以合成化学式为CuCrO2的粉末。在所述合成之后，通过控制粉碎处理的研磨时间制备将要用于下面实施例中的具有可控粒径的CuCrO2粉末。所述CuCrO2粉末的电镜图像和X-射线衍射图谱分别在图4和5中示出。

[0092] 所述电镜和X-射线衍射分析显示出非导电金属化合物具有图1所示的扁平型(flat-type)晶体结构，和层状三维结构(晶体结构中的 或P63/mmc空间群)。

[0093] 实施例1至3：通过直接激光辐射形成导电图案

[0094] 通过使用聚碳酸酯树脂作为基础树脂、由制备实施例1获得的非导电金属化合物粒子(CuCrO2；平均粒径：0.5μm)作为LDS添加剂以及用于加工和稳定的添加剂制备通过电磁波辐射形成导电图案的组合物。

[0095] 作为所述添加剂，使用磷酸三烷基酯作为从市场上购买的阻燃剂，热稳定剂(IR1076,PEP36)、UV稳定剂(UV329)、润滑剂(EP184)和抗冲改性剂(S2001)。

[0096] 如下面表1中所示，使用79wt％至84wt％的聚碳酸酯树脂和3wt％至5wt％的制备实施例1(CuCrO2；平均粒径：0.5μm)的LDS添加剂，并加入6wt％至11wt％的阻燃剂、4wt％的抗冲改性剂以及1wt％的包含润滑剂的其他添加剂并混合以获得组合物，然后在260℃至280℃的温度下利用挤出机挤出。所挤出的球型树脂结构在大约260℃至270℃下经过注射成型以获得根据ASTM标准的悬臂梁条形的直径为100mm且厚度为2mm的衬底。

[0097] 由此获得的实施例1的树脂结构经过X-射线衍射分析(XRD)且其分析结果在图6中示出。另外，非导电金属化合物在衬底中的分布利用电镜进行分析且其分析结果在图7中示出。作为参考，图7是衬底断裂面的电镜图像，而且图7的右边的图像是左边图像的局部放大图。参照图6和7，确定在激光辐射之前非导电金属化合物有利地分散于聚碳酸酯树脂中而没有分解(图6)，这些非导电金属化合物以粒子的状态均匀地分散在聚碳酸酯树脂中(图7)。

[0098] 同时，如上制备的树脂结构利用Nd-YAG激光器在40kHz和10W的条件下以波长为1064nm的激光辐射以活化表面。在激光辐射之后，利用实施例1的树脂结构的电镜和XRD分析并确定包含铜的金属核是否形成在聚碳酸酯树脂中，且其结果分别在图8和9中示出。参照图8和9，确定在激光辐射之后，来自于CuCrO2粒子的一部分Cu或其离子被还原以形成金属种子(即金属核)，并形成包含该金属核且具有较大粗糙度的粘合-活化表面。

[0099] 然后，表面被激光辐射活化的树脂结构进行如下无电镀工艺。

[0100] 通过将3g硫酸铜、14g罗谢尔盐和4g氢氧化钠溶解于100ml去离子水中制备电镀溶液(在下文中，称为PA溶液)。向由此制备的40ml PA溶液中加入1.6ml的甲醛作为还原剂。将表面通过激光活化的树脂结构浸入所述电镀溶液中4至5小时，然后用蒸馏水洗涤。由此形成的导电图案(或镀层)的粘合性能根据ISO 2409标准评价。此外，最终形成的具有导电图案的衬底的阻燃性通过UV94V级评价。

[0101] 实施例1至3的具体组合物以及如下所述的各个物理性能的测定和评价结果在下面表1和2中示出。

[0102] 对比实施例1

[0103] 除了不使用LDS添加剂(非导电金属化合物；平均粒径：0.5μm)并且使用下面表1中描述的组合物以外，以与实施例1至3中相同的方式形成具有导电图案的衬底。

[0104] 对比实施例1的具体组合物以及如下所述的各个物理性能的测定和评价结果在下面表1和2中示出。

[0105] 对比实施例2：通过直接电磁辐射形成导电图案

[0106] 除了使用平均粒径为0.5μm的CuNiO2代替CuCrO2作为非导电金属化合物，并且以3W代替10W的功率不同地辐射激光以外，以与实施例1中相同的方式制备用于形成导电图案的组合物，然后由该组合物形成具有导电图案的衬底。

[0107] 对比实施例2的具体组合物以及如下所述的各个物理性能的测定和评价结果在下面表1和2中示出。

[0108] 同时，在对比实施例2中，在激光辐射之后，通过电镜和XRD分析并确定含铜的金属核是否形成在聚碳酸酯树脂中，且其分析结果分别在图10和11中示出。参照图10和11，由于激光辐射条件不合适，非导电金属化合物即使在激光辐射之后也几乎没有曝露在激光中，而且非导电金属氧化物对激光的敏感性不足，因此没有形成源于铜等的金属种子(即金属核)。

[0109] 实验实施例1：树脂结构对激光的反射率的评价以及导电图案的粘合强度的评价[0110] 首先，利用UV-vis-NIR光谱仪测定实施例1至3以及对比实施例1和2中在激光辐射之前瞬间树脂衬底对波长为1064nm的激光的反射率。所测定的结果总结在下面表2中。

[0111] 参照下面表2，发现实施例1至3的衬底对激光表现出相对较低的反射率，表示对激光的高吸收和敏感性，然而对比实施例1和2的衬底表现出对激光的高反射率，也就是低吸收和敏感性。由此确定相比于对比实施例1和2的组合物，使用实施例中的组合物可以形成金属核以及更优良的导电图案。

[0112] 然后，在实施例1至3和对比实施例1和2中形成导电图案之后，根据ISO 2409标准利用预定胶带评价剥离程度来评价各个导电图案对聚合物树脂衬底的粘合强度。

[0113] 作为评价结果，在下列ISO等级标准下，根据导电图案的剥离面积评价粘合强度。

[0114] 1、等级0级：当导电图案的剥离面积为评价下的目标导电图案面积的0％时。

[0115] 2、等级1级：当导电图案的剥离面积大于评价下的目标导电图案面积的0％且小于等于5％时。

[0116] 3、等级2级：当导电图案的剥离面积大于评价下的目标导电图案面积的5％且小于等于15％时。

[0117] 4、等级3级：当导电图案的剥离面积大于评价下的目标导电图案面积的15％且小于等于35％时。

[0118] 5、等级4级：当导电图案的剥离面积大于评价下的目标导电图案面积的35％且小于等于65％时。

[0119] 6、等级5级：当导电图案的剥离面积大于评价下的目标导电图案面积的65％时。

[0120] 对导电图案的粘合强度评价的结果如下面表2中所示。

[0121] 实验实施例2：对树脂结构阻燃性的评价

[0122] 在实施例1至3和对比实施例1和2中形成导电图案之后，以下面方法评价它们的样品(厚度：1mm)的阻燃性。

[0123] UV 94 V试验方法(垂直燃烧试验)：垂直放置各个样品，并点燃燃烧器。测定在一定时间内样品上的火焰自然熄灭的时间，然后根据下面标准评价阻燃性。

[0124] UV 94 V0：在用燃烧器点燃10秒之后，移除燃烧器。从点火到样品上的火焰熄灭的时间(样品的燃烧时间)在10秒以内。当将五个样品分为一组时，将同样的实验进行10次，并且各个组的燃烧时间在50秒以内。此外，放置下方30cm的棉球不会被燃烧时掉落的火花点燃。

[0125] UV 94 V1：在用燃烧器点燃10秒之后，移除燃烧器。从点火到样品上的火焰熄灭的时间(样品的燃烧时间)在30秒以内。当将五个样品分为一组时，将同样的实验进行10次，并且各个组的燃烧时间在250秒以内。此外，放置在下方30cm的棉球不会被燃烧时掉落的火花点燃。

[0126] UV 94 V2：在用燃烧器点燃10秒之后，移除燃烧器。从点火到样品上的火焰熄灭的时间(样品的燃烧时间)在30秒以内。当将五个样品分为一组时，将同样的实验进行10次，并且各个组的燃烧时间在250秒以内。但是，放置在下方30cm的棉球会被燃烧时掉落的火花点燃。

[0127] UV 94 V5：在以20度的角度安装燃烧器之后，在与上述相同的条件下点燃样品。将五个样品分为一组，然后将同样的实验进行5次。各个组的燃烧时间在60秒以内，而且在燃烧时没有火花熔融掉落。

[0128] 对阻燃性的评价和测定结果如下面表2中所示。

[0129] 实验实施例3：对树脂结构机械性能的评价

[0130] 实施例1至3以及对比实施例1和2的树脂结构的冲击强度根据ASTM D256标准测定，而且测定结果如下面表2中所示。

[0131] [表1]

[0132]

[0133]

[0134] [表2]

[0135]

[0136] 如上面表2中所示，在实施例1至3中，形成导电图案的整个面积中剥离的导电图案的面积显著地小，使得粘合强度评价为等级0级或1级，且因此，确定所述导电图案对聚合物树脂衬底具有优异的粘合强度。相比之下，在对比实施例1和2中，确定所形成的导电图案具有低的粘合强度，使得导电层的剥离容易发生。

[0137] 此外，在实施例1至3中，确定机械性能例如冲击强度对应于对比实施例1的PC。

[0138] 此外，参照上面表2，确定实施例的树脂结构表现出优异的阻燃性。