[发明专利]高模量激光直接成型复合材料

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年4月1日提交的美国专利申请号61/807,239的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

背景技术

电气组件可以提供为具有期望的印刷导体的模制注射装置(molded injection device)(“MID”)。与由玻璃纤维增强塑料等制成的传统电路板相比，以这种方式制造的MID组件是具有集成的印刷导体布置和可能进一步的电子或机电组件的三维(“3D”)模制部件。即使这些组件仅具有印刷导体并且用于替代处于电气或电子装置内部的传统配线，使用这种类型的MID组件节省空间，允许相关装置变得更小。通过减少组装和连接步骤的数量也降低了制造成本。这些MID装置在手机、PDA和笔记本电脑应用中具有很大的实用性。

压印金属(stamp metal)、柔性印刷电路板(“FPCB”)安装和双注射模制法是制造MID的三种现有技术。然而，压印和FPCB安装方法在图案几何形状上受到限制并且加工昂贵。另外，改变射频(“RF”)图案导致加工的高价的并且耗时的改变。已经使用双射成型(双组分注射模制)方法生产具有真实三维结构的3D-MID。例如，天线可由随后的化学腐蚀、化学表面活化和选择性金属涂覆来形成。这种方法涉及相对较高的初始成本，并且仅对于较大产品数量在经济上是可行的。双射成型也不被视为是环境友好的方法。所有这三种方法是基于工具的技术，它们均具有有限的灵活性、开发周期长、原型困难、设计改变昂贵并且产生小型化的能力有限。因此，使用激光直接成型(“LDS”)方法来形成MID正变得越来越受欢迎。在LDS方法中，计算机控制的激光束在MID上行进以在将要设置导电路径的位置处活化塑料表面。

用于3D MID的激光支持的或直接成型方法(LDS)简化了制造方法。例如，LDS方法允许天线结构直接且成本有效地集成到手机外壳中。进一步地，LDS方法允许集成了用于汽车和医疗应用的机械和电气性能的复杂的机电系统(mechatronic system)。使用激光直接成型方法，也能够获得较小的导电路径宽度(诸如，150微米(μm)或更小)。此外，导电路径之间的间隔也可以较小。因此，由这种方法形成的MID在最终用途应用中可以节省空间和重量。激光直接成型的另一优点是它的灵活性。如果想要改变电路的设计，则重新编程控制激光的计算机是简易事件。

因此，LDS技术在尤其需要更薄、更坚固(strong)和多重天线功能的移动电话和笔记本中是有用的。由于这些需求，需要具有高流动性和强度并且可用于LDS方法中的聚合物复合材料。

因此，需要的是具有良好的电镀性能、高拉伸强度并且可以容易地用于LDS方法的聚合物组合物。例如，此种聚合物组合物在需要多重天线功能的行业(例如，手机和笔记本)中是特别有用的。

发明内容

根据本发明的目的，如本文中体现并且广泛描述的，本发明满足这些和其他需要。在一个实施方式中，聚合物组合物可包括热塑性聚合物、激光直接成型添加剂和玻璃增强组分。举例来说，聚合物组合物在使用激光活化之后能够电镀。

在另一实施方式中，另一种聚合物组合物可包括热塑性聚合物、激光直接成型添加剂和增强填料。举例来说，聚合物组合物在使用激光活化之后能够电镀。如另一实例，弯曲模量大于约3吉帕斯卡(GPa)并且拉伸模量大于约3GPa。

也公开了用于制造聚合物组合物的方法，该方法包括形成包含热塑性聚合物、激光直接成型添加剂和增强填料的共混组合物，其中，聚合物组合物在使用激光活化之后能够电镀，并且其中，弯曲模量大于约3GPa并且拉伸模量大于约3GPa。

还公开了包含所公开的聚合物组合物的制品。

尽管在特定的法定类别(诸如，系统法定类别)中可以描述和要求保护本发明的实施方式，但是这仅为了方便起见，并且本领域的技术人员应理解，在任何法定类别中可以描述和要求保护本发明的每个实施方式。除非另有明确说明，否则本文所阐述的任何方法或实施方式绝不是旨在解释为要求以特定顺序执行其步骤。因此，当方法权利要求并未在权利要求或说明书中明确指出这些步骤被限于特定顺序时，绝不旨在以任何方面推断顺序。这提供了解释的任何可能的非表达性基础，包括有关步骤或操作流程的排列的逻辑问题，从语法组织或标点中衍生的普通含义，或者在本说明书中描述的实施方式的数量或类型。