[发明专利]一种具有激光诱导金属化特性的聚合物基复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种具有激光诱导金属化特性的聚合物基复合材料。

背景技术

对于LED光源来说，不论是基板还是外壳，解决散热问题是关键，LED光源的基板目前主要有铝基板和陶瓷基板两大类，铝基板由电路层(铜箔层)、导热绝缘层和金属基层组成。高导热绝缘层是铝基板核心的技术。决定了整个铝基板导热性能。它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，铝基板存在着成本高、工艺复杂、电绝缘性能较差的缺陷；陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(Al₂O₃)或氮化铝(AlN)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺板。陶瓷基板存在着要高温烧结成型、质量大、工艺复杂、价格昂贵、机械性能差，易碎等缺点。

最近几年，在沙比克、三菱等几家企业推出了白色LDS材料，LDS技术及其应用范围迅速发展，流程更精简，成本易掌控，能够非常明显的减少电子产品的元器件数量，同时节约空间，电路设计更加灵活，但目前这些材料单价较高。

如中国专利申请(公开号：CN103756278A)，公开了一种适用于LDS成型工艺的工程塑料，其包括5％-40％的偶联剂处理的激光活化物，所述偶联剂处理的激光活化物中的激光活化物为尖晶石型晶体填料，并且当所含偶联剂处理的激光活化物重量比达20％以上时，才具有良好的激光诱导 性；又如中国专利申请(公开号：CN103665831A)，公开了一种热塑性模塑组合物，其包括2-10重量％的LDS添加剂或LDS添加剂的混合物，所述组分(C)是选自金属氧化物的LDS添加剂，尤其选自具有以下化学通式的被称为尖晶石的物质：AB₂O₄，但是这样又会导致以下几个问题：

1、如果提高激光活化物的含量，使得激光诱导性增加，会导致制品生产成本较高，不利于大规模生产。

2、如果激光活化物选用尖晶石型晶体填料，使得制品颜色较深，会导致制品的颜色可控性较差，不利于大规模灵活生产。

综上所述，当配方中激光活化物的含量较高，以及选用尖晶石型晶体填料时，会导致制品生产成本较高，颜色可控性较差，不利于大规模灵活生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有激光诱导金属化特性的聚合物基复合材料，具有优异机械性能，可激光直接活化，高绝缘性，成本较低，颜色可控。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有激光诱导金属化特性的聚合物基复合材料，按重量百分比计由以下组分混合制成：

作为优选，所述激光诱导剂A为微米级激光诱导剂，激光诱导剂A选自焦磷酸亚锡、锡酸锌、羟基锡酸锌、氧化锡、三氧化二锑中的一种或几种，其颗粒尺寸为2-15μm。

作为优选，所述激光诱导剂B为纳米级激光诱导剂，激光诱导剂B选自锡酸锌、羟基锡酸锌、氧化锡、氧化铟锡中的一种或几种，其颗粒尺寸为10-300nm。

本发明的核心为采用特定的激光诱导剂对聚合物材料进行改性，以使得材料具有激光诱导金属化特性，加工成型后，材料表面经过激光照射(诱导)的表面部分会形成金属化颗粒，直接采用化学镀之后就能形成电子线路，操作简便，时间短，成本低。通过控制激光的照射路线就能调整不同的电子线路雏形，经化学镀加工成电子线路，调整方便、灵活。激光诱导金属化后，经诱导部分的材料表面粗糙度提高，这样化学镀后镀层与基材的结合力好，省去了化学镀前对基材的额外表面处理工序。

本发明选用特定的激光诱导剂(激光诱导剂A、激光诱导剂B)进行激光诱导，激光诱导剂为非铜系的锌、锡、铟和锑及其组合成的金属氧化物或者有机金属化合物,以浅色为主，可实现成型制品的色泽可调控，此外该类诱导剂在波长为1064nm、553nm等的激光照射下，化学键结构更容易遭受到破坏，金属离子被释放出来形成金属核，可有效提高化学金属化加工中的金属层沉积效率。本发明选用特定的激光诱导剂其与材料其它组分 配合后激光诱导金属化效果好，且化学镀后金属在基材上的附着力佳，还能提高材料的耐高温、导热和阻燃性能。

纳米级激光诱导剂(激光诱导剂B)具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，具有非常高的比表面积，因此颗粒里每一个粒子组成原子少，表面处于亚稳定状态，使其表面晶格震动振幅较大，在高能量激光激发下更容易导致电子层跃迁，形成金属活性中心，缩短诱导周期；此外由于更小的颗粒尺寸，在单位面积内将会形成更致密、数量更多的活性种，可以降低整个激光诱导剂的添加量。