用于lds-塑料的添加劑的制作方法
【專利說明】用于LDS-塑料的添加劑
[0001] 本發明涉及用于LDS-塑料的LDS-活性添加劑，并且特別涉及主要由二氧化鈦和 用銻摻雜的二氧化錫組成的復合顏料作為用于LDS-方法的聚合物組合物中的LDS-添加劑 的用途，涉及包含所述添加劑的聚合物組合物，以及涉及具有金屬導電線路（Leiterbahn) 的制品，其中制品的聚合物基體或基體上的聚合物涂層包含上述類型的LDS-添加劑。
[0002] 帶有電路的三維塑料構件，所謂的MID (模塑互連器件），立足于市場多年并且為 實現關于例如電信、汽車制造或醫療技術中的許多應用的最新技術做出決定性的貢獻。同 樣地，其對所述應用中的單個電子部件的微型化和復雜性做出顯著貢獻。
[0003] 為了制備三維MID，存在不同的方法，通過所述方法使得例如經由雙組份注塑或熱 壓獲得的由塑料制成或具有含塑料涂層的基礎構件設置有需要的電路結構。為此通常需要 專對產品的專門工具，所述工具在購置時昂貴并且在使用中不靈活。
[0004] 相反，由LPKF公司開發的LDS-方法（激光直接結構化方法）提供如下決定性的 優點：可以在塑料基礎部件中或基礎部件上的含塑料涂層中通過激光束直接并且以單獨適 應的方式切割電路結構，然后可以將其金屬化。
[0005] 更簡單的方法（例如單組份注塑方法）適合于塑料基礎部件的制備，并且同樣可 以以三維方式控制電路結構的切割。
[0006] 為了能夠獲得可用激光束金屬化的電路結構，必須在塑料基礎部件或含塑料涂層 中加入所謂的LDS-添加劑。所述LDS-添加劑必須對激光輻射作出反應并且同時準備隨后 的金屬化。LDS-添加劑通常為金屬化合物，所述金屬化合物在用激光束處理的過程中在用 激光處理的面處活化，從而釋放金屬核，所述金屬核有利于隨后的導電金屬的沉積從而在 塑料中的活化位點處形成電路。所述金屬化合物同時以激光活化方式（通常吸收激光）作 出反應并且負責在用激光處理的面處燒蝕和碳化塑料，從而在塑料基礎部件中刻印入電路 結構。在塑料中的未被激光活化的位點處，金屬化合物保持不變。LDS-添加劑可以在成形 從而形成塑料基礎部件之前作為整體加入塑料物料中，或者可以作為分開的含塑料層、涂 層、漆層等的成分僅存在于待用激光束切割電路結構的表面處。
[0007] 在用激光束處理時，除了未來的包含金屬核的電路結構之外還在電路結構內產生 微粗糙表面，所述粗糙表面是使得導電金屬（通常為銅）在隨后的金屬化的過程中可以牢 固地固定在塑料上的先決條件。
[0008] 然后通常在無電流銅浴中進行金屬化，之后可以同樣在無電流浴中進一步施加鎳 層和金層。然而也可以任選與例如金組合施加其它金屬例如錫、銀和鈀。然后為以這種方 式預結構化的塑料構件裝配單獨的電子部件。
[0009] LDS-方法的目的在于，在三維塑料基體或具有含塑料涂層的基體上形成三維導電 電路結構。不言而喻，為此目的，只有形成的金屬化的電路結構能具有導電性，而非塑料基 體或涂層本身。因此，過去通常提出本身不具有導電性并且也不賦予基礎材料導電性的添 加劑作為LDS-添加劑。
[0010] 最初考慮特別是含鈀的非導電有機重金屬絡合物作為LDS-添加劑（EP 0 917 597 B1)〇
[0011] 在EP 1 274 288 B1中，在塑料中加入非導電無機金屬化合物作為LDS-添加劑， 所述非導電無機金屬化合物不溶于應用介質并且為元素周期表的d族和f族的金屬與非金 屬的無機金屬化合物。優選使用銅化合物，特別是銅尖晶石。
[0012] 然而有機Pd_絡合物或銅尖晶石的缺點在于，其本身具有深的固有色并且同樣賦 予包含其的塑料深色。此外，特別是銅化合物造成圍繞銅化合物的塑料分子的部分降解。然 而，特別是對于要用于電信中的MID，對具有淺的固有色的塑料存在更多的需求，使得可以 以所有希望的彩色色調對其進行著色，而不必以破壞或減弱LDS-添加劑的作用的如此之 大的質量份數加入著色顏料。此外，塑料基礎的降解是不希望的。
[0013] 為了使得具有淺的固有色的塑料可用于LDS-方法，因此在EP 2 476 723 A1中提 出架狀鋁硅酸鹽（沸石）作為用于塑料的LDS-添加劑。
[0014] 通過W0 2012/126831已知適用于LDS的塑料和相應的LDS-方法，其中加入 LDS-添加劑，所述LDS-添加劑包含用銻摻雜的二氧化錫并且在ClELab-色空間中具有至 少45的L*-值（亮度）。優選地，以塑料總質量計，用銻摻雜的二氧化錫涂布的云母以2至 25重量％的量使用。此外可以額外加入白色的著色顏料從而實現塑料物料的甚至更淺的色 彩。
[0015] 通過W0 2012/056416還已知一種組合物，所述組合物包含0.5至25重量％的金 屬氧化物涂布的填料，其中所述填料優選為用銻摻雜的二氧化錫涂布的云母。LDS-塑料物 料具有40至85的I/-值。同樣還可以在塑料物料中加入著色顏料。
[0016] 在例如應賦予塑料物料抗靜電性能的不同應用中，用銻摻雜的二氧化錫涂布的云 母片通常用作導電顏料。所述組合物的顏料還充當通過激光設置有標記的塑料的摻加劑， 因為用銻摻雜的二氧化錫涂布的云母吸收通常的激光輻射并且儲存的熱侵入圍繞顏料的 塑料基質中并且使其變黑。因此，當超過臨界使用濃度時，在相應的適合于LDS的塑料物料 中使用用銻摻雜的二氧化錫涂布的云母作為LDS-添加劑也可以導致導電路徑的形成。然 而導電塑料不太適用于LDS-方法，因為其可能顯著損害施加至塑料基礎部件上的電路結 構的導電性，此外所獲得的MID不適用于特定的高頻應用（HF-應用），例如具有集成天線的 便攜式電話或用在WLAN-系統中的電子部件，其中對于塑料基礎部件適用其介電性能方面 的嚴格要求。
[0017] 為了獲得具有在聚合物物料中足夠良好的介電值的塑料（所述塑料適合于 LDS-方法并且通過所述塑料獲得適合于HF的電子部件），例如在US 8, 309, 640 B2中提出 在熱塑性塑料物料中除了合適的LDS-添加劑之外還加入陶瓷填料，所述陶瓷填料具有在 900MHz下測得的至少25的介電常數。然而由于在此所使用的LDS-添加劑為上文已經提到 的通常的銅化合物，所以所述適合于LDS的塑料雖然具有良好的介電值，但是為深色至黑 色。
[0018] 因此仍然需要適合于LDS方法并且不僅具有淺的固有色而且在聚合物物料中具 有足夠高的介電值的塑料，使得其可以用于高頻應用。特別需要用于塑料的合適的LDS-添 加劑。在此當然必須滿足LDS-添加劑的所有其它要求，即通過激光輻射的可活化性，通過 激光轟擊釋放金屬核以及通過激光束形成作為隨后金屬化的基礎的微粗糙表面。
[0019] 因此本發明的目的在于，提供用于LDS-塑料的LDS-添加劑，所述LDS-添加劑由 于其淺的固有色而能夠制備淺色LDS-塑料，該淺色LDS-塑料可以無問題地用少量著色劑 混合物以彩色顏色進行著色，所述LDS-添加劑賦予包含所述LDS-添加劑的塑料介電性能 或僅很低的導電性能，使得所述塑料適用于高頻應用，如有可能所述LDS-塑料避免周圍 塑料基質的分解，并且在使用激光參數的最大可能的帶寬時所述LDS-塑料還能夠實現在 LDS-方法中獲得的電路結構的良好的可金屬化性。
[0020] 本發明的另一個目的在于，提供聚合物組合物，所述聚合物組合物適用于LDS-方 法并且具有上述性能。
[0021 ] 本發明的又一個目的在于，提供制品，所述制品具有在LDS-方法中產生的電路結 構并且具有上述性能。
[0022] 通過將復合顏料用作為聚合物組合物中的LDS-添加劑（激光直接結構化添加 劑）實現本發明的目的，所述復合顏料以復合顏料的總重量計有至少80重量％由二氧化鈦 (Ti02)和用銻摻雜的二氧化錫（(Sb，Sn)02)組成。
[0023] 此外還通過一種聚合物組合物實現本發明的目的，所述聚合物組合物包含至少一 種有機聚合物塑料和LDS-添加劑，其中LDS-添加劑為復合顏料，所述復合顏料以復合顏料 的總重量計有至少80重量％由二氧化鈦（Ti02)和用銻摻雜的二氧化錫（(Sb，Sn)02)組成。
[0024] 此外通過具有在LDS-方法中產生的電路結構的制品實現本發明的目的，所述制 品由制品的聚合物基體或制品的具有含聚合物涂層的基體以及位于基體的表面上的金屬 導電線路組成，其中聚合物基體或基體的含聚合物涂層包含LDS-添加劑，所述LDS-添加劑 由復合顏料組成，所述復合顏料以復合顏料的總重量計有至少80重量％由二氧化鈦（Ti02) 和用銻摻雜的二氧化錫（(Sb，Sn)02)組成。
[0025] 基本上由二氧化鈦（Ti02)和用銻摻雜的二氧化錫（(Sb，Sn)02)組成的復合顏料本 身是已知的，特別是以由二氧化鈦核和位于核上的用銻摻雜的二氧化錫涂層組成的顏料的 形式。任選地，所述顏料還可以具有保護層和/或在核與（S