[发明专利]用于沉积金属薄膜的改性树脂组合物、其制备方法以及其应用

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种树脂组合物，尤其涉及用于沉积金属薄膜的改性树脂组合物，其制备方法以及其应用。

 

背景技术

在树脂基体上有选择性地沉积金属薄膜，不但可以保持树脂基体的绝缘性，还可以在制件上制作出复杂的三维超细导电电路。

有两种方法可以实现上述目的：第一种方案是将已成型电路金属片通过冲压的方式，压在树脂基体上制成制件；第二种方案是先将添加有激光敏感添加剂的树脂注塑成制件，然后通过激光成型工艺和无电化学镀，将化学药水中的金属有选择性地沉积在激光扫描过的区域，形成具有导电功能的电路金属薄膜。

这些金属贴片或金属薄膜在生产电子电气制件和导电电路中起着关键的作用。在制作3D电路时，若金属贴片和树脂基体的粘结力不够强，容易产生金属片翘起等缺陷。并因流程多、人力资源投入大等因素，金属贴片方案逐渐被淘汰，取而代之的是第二种方案。

在第二种方案的工艺制程中，激光敏感添加剂起着关键的作用。目前使用的激光敏感添加剂可分为有机和无机两大类。

中国专利ZL03814691.6以及美国专利US 007393555B2公开了一种作为金属铜沉积前体的草酸二铜（I）络合物及其合成方法。草酸二铜（I）络合物是一种激光敏感添加剂，属于有机类，从草酸二铜（I）络合物的热失重曲线可以看出，其超过50wt%热失重分解温度低于200℃，在温度高于250℃时，失重更加严重。

中国专利200910106506.X公开了一种立体电路制造工艺及激光塑胶原料的复合组分以及制造方法，其铜络合物为改性草酸二铜络合物，属于有机类，没有明确提到此络合物的物性特征、分解温度以及明确的化学结构。

中国专利ZL 03802302.4公开了一种通过原子层沉积来沉积铜膜的挥发性铜（II）配合物，此铜配合物的沉积原理属于化学气相沉积（CVD），在0-120℃下进行，基材为铜、硅片和有阻隔层的二氧化硅，没有特别提到这种工艺具有选择性沉积铜膜的功能。

美国专利US 006207344B1公开了一种用于激光打标的组合物，激光敏感添加剂为含铜无机添加剂；美国专利US 20040241422A1公开了一种激光直接成型方法的加工工艺以及所采用的树脂基体特征，提到所使用的激光敏感添加剂为含铜无机添加剂；同样，美国专利US 20090292051A1、PCT专利WO 2009141799A1、美国专利US 20090292048A1同时公开了适合于激光直接成型的树脂基体中的激光敏感添加剂为含铜无机添加剂。

通过以上分析可知，在激光直接成型制程中，激光敏感添加剂起着重要的作用，然金属薄膜与树脂基体的粘结强度欠佳，且仅含铜有机激光敏感添加剂耐热温度有限，不适合耐高温树脂加工过程，比如耐高温尼龙，加工温度320-340℃，液晶聚合物LCP的加工温度更是高达350℃；含铜和铬的无机激光敏感添加剂可以耐高温，上述的含铜无机激光敏感添加剂中如果包含有三价的铬，其在激光的作用下会发生如下的化学反应：上式中的产物有六价金属铬离子，是有毒的。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种金属薄膜与树脂基体的粘结强度佳、耐热温度高，用于沉积金属薄膜的改性树脂组合物。

本发明所采用的技术方案是，一种用于沉积金属薄膜的改性树脂组合物，包括以下组分：

树脂基体：      35-95wt%；

添加剂：        0-60wt%；以及

激光敏感添加剂：5-12wt% 

其中，所述激光敏感添加剂的化学通式为XY₂O₄，等轴晶系，参见附图1，轴长a=b=c，轴角α=β=γ=90°； X与Y均为金属元素，来自元素周期表中第ⅢA族、ⅠB族、ⅡB族、ⅥB族、ⅦB族、或Ⅷ族；激光敏感添加剂包含有金属氧化物，金属氧化物占激光敏感添加剂的0.01-10wt%。

本发明所选用的树脂基体包括热塑性塑料、热固性塑料、橡胶或弹性体。