本發明涉及熱塑性聚合物組合物、由所述熱塑性聚合物組合物制備的制品、通過LDS工藝制成的制品及其制備方法,其中所述熱塑性聚合物組合物包含熱塑性聚合物,所述熱塑性聚合物包含熱塑性聚酰胺或熱塑性聚酯;激光直接成型(LDS)添加劑;沖擊改性劑;任選的增強劑;和無鹵阻燃劑,其包含三聚氰胺縮合產物,多磷酸酯和三聚氰胺或三聚氰胺縮合產物的鹽,或有機次膦酸或二次膦酸和金屬、三聚氰胺或三聚氰胺縮合產物的鹽,或其任何混合物。
本申請涉及包含熱塑性聚合物和激光直接成型(LDS)添加劑的熱塑性聚合物組合物。所述組合物還包含沖擊改性劑,并且任選地還包含增強劑。本發明還涉及由熱塑性聚合物組合物制備的制品、通過LDS工藝制成的制品及其制備方法。
電氣元件可以作為模塑互連設備(MID)而被提供,MID即帶有集成電子電路跡線的注射模塑熱塑性部件。MID技術通過選擇性金屬化將塑料基材與電路組合成一個部件。帶有期望的導電圖案的模塑互連設備(MID)可以通過MID技術使用不同的方法來制造,所述方法為例如,掩模法,雙組分注射模塑并隨后電鍍,激光直接成型,涂布膜的背面或通過熱印。與由纖維玻璃增強塑料等制成的常規電路板相比,以這種方式制造的MID元件是三維模制部件,其具有集成的印刷導體布局,并且還可以有安裝在其上或集成在其中的電子或機電元件。使用這種類型的MID元件,即使這些元件僅具有印刷的導體并且用于代替電氣或電子器件內部的常規布線,不僅能節省空間,由此使有關器件小型化,還通過減少組裝和連接工序的數量而降低制造成本。
使用激光直接成型(LDS)工藝形成MID變得越來越流行。高溫熱塑性塑料及其結構化金屬化的使用為電子行業以及與涉及高溫條件的表面貼裝技術(SMT)工藝中的其他電子或機電元件的集成開創了電路載體設計的新局面。激光直接成型(LDS)是一種使注射模塑制品能夠選擇性鍍覆金屬以形成分立的導電電路路徑的工藝。LDS工藝使用熱塑性材料,該材料摻雜有可通過激光激活的金屬基添加劑(LDS添加劑)。基礎部件通常是單元件注塑模塑的,在3D設計自由度方面幾乎沒有限制。首先,使用為該工藝專門配制的聚合物模塑化合物來注射模塑塑料制品。然后激光將稍后的電路跡線的路線寫在塑料上。在LDS工藝中,計算機控制的激光束在MID上移動從而在要設置導電路徑的位置激活該塑料表面。以這種方式,制品的表面被激光以期望的圖案激活,僅在用激光追蹤的區域中激活。在激光束照射到塑料基材的地方,塑料形成微-粗糙軌跡,而由該軌跡上的金屬基LDS添加劑釋放的金屬顆粒形成用于隨后金屬化的核。然后使該制品在含有金屬(例如銅、鎳或金)的金屬鍍覆浴中經受非電鍍覆步驟。通過這種方式可以提高銅飾(copper finish)、鎳飾(nickel finish)和金飾(gold finish)的連續層數。得到的電路路徑完全符合激光圖案。
借助于激光直接成型工藝,可獲得小的導電路徑寬度(例如150微米或者更小)。此外,導電路徑之間的間隔也可以是小的。結果,由該工藝形成的MID節省了最終用途應用中的空間和重量。LDS工藝的另一個優點是能夠使電路路徑跟隨注射模塑制品輪廓,從而應用真正的3D電路路徑。通過將電路直接集成到塑料制品上,設計師現在擁有以前無法獲得的自由度。這些設計自由度允許物品整合、減輕重量、小型化、減少裝配時間、提高可靠性和整體系統成本的降低。激光直接成型的另一個優點是其靈活性。如果改變電路的設計,那么問題僅僅是要對控制激光的計算機進行重新編程。
激光直接成型工藝的主要市場和應用包括用于醫療、汽車、航空航天、軍事的電子設備,RF天線,傳感器,以及電子設備的連接器和安全外殼。
目前用于LDS材料的添加劑通常是尖晶石基金屬氧化物(例如銅鉻氧化物),金屬化合物(例如氫氧化銅和磷酸銅),以及有機金屬絡合物(例如鈀絡合物或銅絡合物)。