KR100350079B1 - 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 이용한도금 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 이용한 도금 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물은, 1 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 바인더; 5 중량부 내지 90 중량부로 존재하는 도전성 첨가제; 5 중량부 내지 50 중량부의 혼합 용제; 및 1 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 도금 촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 제공하는 도전성 프라이머를 이용하는 경우에는 균일한 도금막을 값싸고, 용이하게 제조할 수 있으며, 선택적인 도금이 가능해진다. 또한, 도금 과정에서 발생되는 폐수의 발생량을 최소화시킬 수 있는 장점을 가진다.

Description

선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 이용한 도금 방법{Composition of a conductive primer for plating selectively and plating method using the same}

본 발명은 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 이용한 도금 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피도금체의 일부 영역에 대해서만 선택적으로 도금하기 위한 도전성 프라이머 조성물과 이를 이용한 전자 제품의 비금속하우징에 도금하면서 발생될 수 있는 공해성 물질이 배출되는 것을 방지할 수 있는 도금 방법에 관한 것이다.

각종 전자 제품의 소형 경량화와 대량생산에 따라 전자제품의 용기는 성형성이 용이하고, 경량이며 휴대가 간편한 플라스틱 등의 재료를 이용하여 제조되고 있다. 그러나, 이러한 플라스틱 재료는 경량성과 견고성 면에서는 장점을 갖는 반면에, 전자 제품에서 필연적으로 발생하고 있는 전자파를 차폐하거나 이를 감소시키는 기능면에서는 취약한 단점이 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해 여러 가지 전자파 차폐 방법이 연구되고 있다.

종래의 전자파 차폐방법으로는 도금, 도전성 도료, 진공 증착, 도전성 수지등에 의한 전자제품의 하우징의 내면 또는 외면에 전자파 차폐 기능을 갖는 차폐막을 도포하는 방법을 들 수 있다. 이러한 종래의 방법 중 가장 일반적으로 이용되고 있는 방법은 전자 제품의 하우징 표면에 도금을 하거나 도전성 도료를 코팅하는 방법이다. 그 외에도, 다른 여러 방법 등이 제시되고 있으나, 상기 종래의 방법에 비해 큰 잇점이 없으며, 특히 전자파 차폐의 목적을 실현하기에는 그 실효성이 떨어지기 때문에 거의 사용되지 않고 있다.

한편, 도전성 도료를 코팅하는 방법은 코팅막이 피코팅체에 밀착되는 정도에 따라 코팅 목적 실현의 성과가 달라질 수 있다. 그런데, 일반적으로 도전성 도료를 코팅하였다 하더라도 코팅물이 피코팅체에 견고하게 밀착되지 않는 경우에는 코팅물, 즉 도료 가루가 분리되어 날리게 될 수 있으며, 전자 제품의 하우징의 구석진 곳에서는 코팅이 용이하지 않다는 문제점이 있다.

또한, 코팅에 사용되는 도료인 금속 페이스트 중에서 가격이 가장 저렴한 구리 페이스트를 사용하는 경우에는 그 전자파 차폐율이 매우 낮기 때문에, 코팅물질로 전자파 차폐율이 상대적으로 높은 대표적인 물질인 은 페이스트를 사용하는 경향이 증대하고 있다. 그러나, 이는 고가의 은이 사용된다는 점에서 전자 제품의 생산비용을 상승시키는 일 요인이 되기 때문에 바람직한 선택이라 볼 수 없다. 고가의 은을 선택하게 되는 전적인 이유는 전자파 차폐율에 있으므로, 저가의 물질을 이용하여 동일한 성능의 전자파 차폐용막을 용이하게 형성하는 경우에는 제조 비용의 상승을 초래시키지 않을 수 있으므로, 이에 대한 연구가 관련 업계에서 지속적으로 진행되고 있다.

전자파 차폐율은 전자 제품의 하우징에 입혀지는 전자파 차폐용막의 두께에 의해서도 영향을 받을 수 있다. 즉, 전자파 차폐용막의 두께가 두꺼울수록 전자파 차폐율은 상승할 수 있다. 그러나, 전자파 차폐율의 상승만을 목적으로 차폐용막의 두께를 무한히 증가시킬 수는 없으며, 오히려 차폐용막의 두께가 상승하게 되면, 전자 제품의 경량화와 역행할 수 있으며, 그 두께에 비례하여 사용되는 차폐용 물질의 양이 증가하므로, 결국 전자 제품의 생산 비용 상승 원인이 될 수 이따. 따라서, 전자파 차폐용막은 여러 변수를 고려하여 적정한 두께 이하로 제조될 필요성이 있다.

종래의 도금방법을 이용한 전자파 차폐용막을 제조하는 가장 일반적인 플라스틱 도금 방법에는 ABS 수지를 포함한 플라스틱 수지 위에 도금하는 방법을 들 수 있다. 이 방법은 A(아크릴니트릴), B(부타디엔) 및 S(스티렌)의 세가지 성분의 공중합 물질로 이루어진 ABS 수지의 표면을 에칭을 통하여 부타디엔을 제거함으로써 발생된 피도금체의 표면 요철에 팔라듐 계통의 촉매핵을 고착시킨 후, 화학 니켈이나 구리 도금 막을 형성하는 방법으로 1차 도금막을 형성한 이후에 통상적인 전기도금을 함으로써 복층의 도금막을 형성한다. 그런데, 상기 방법은 우수한 도금 도막 및 그 접착력면에서는 전자파 차폐용막 형성을 위한 가장 보편적인 방법이긴 하지만, 원하는 부분마다 선택적으로 도금할 수 없는 단점이 있으며, 또한 도금 공정시 불가피하게 발생되는 폐수를 처리하기 위한 부대 비용이 초래되기 때문에 바람직한 방법이라 할 수 없다.

한편, 전술한 방법과 달리, 촉매핵과 이를 표면에 접착시킬 수 있는 바인더와 함께 프라이머를 만들어 원하는 피도금체의 표면에 도포하여 필름을 형성한 후, 그 필름 상부에 화학 도금방법을 이용하여 1차 도금막을 형성한 이후에 통상적인 전기 도금이나 무전해 도금을 함으로써 복층의 도금막을 형성하는 방법이 있다. 상기 방법은 전자파 차단을 목적으로 진행하는 도금 방법에서 채택하고 있는 가장 보편적인 방법으로서, 주로 팔라듐/주석 성분의 촉매를 고르게 분산한 도료를 이용하여 1 차코팅 후, 무전해 도금방법을 사용하여 도금을 한다.

상기 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 피도금체의 표면으로부터 기름 성분 및 기타 이물질 등을 제거하는 탈지공정을 진행한다. 이어서, 탈지한 피도금체를 수세하고, 수세된 상기 피도금체에 도료 촉매를 선택적으로 도포한다. 상기 도료 촉매가 도포된 피도금체를 건조시킨 후, 무전해 구리 도금 방법을 이용하여 구리 도금막을 형성한다. 이때 형성되는 구리 도금막은 2 내지 3 ㎛이며, 상기 구리 도금막은 전자파 차폐를 위한 기능성 막으로 활용된다. 구리 도금막이 형성된 피도금체를 다시 수세하고, 그 표면을 활성화시킴으로써 구리 도금막 상에 니켈을 도금할 수 있는 조건을 조성한다. 상기 활성화단계 이후에 다시 수세하고, 무전해 도금 방식을 이용하여 니켈을 도금한다. 니켈 도금막은 상기 전자파 차폐를 위한 목적으로 형성한 구리 도금막의 산화 방지를 위한 보호막으로서 기능한다. 니켈 도금 보호막이 형성된 피도금체를 수세한 후, 이를 건조시키게 되면, 전자파 차폐용막을 형성하기 위한 일련의 공정이 완료된다.

그런데, 상기 방법은 선택적 도금이 가능하며, 플라스틱의 기본적인 질감을 그대로 살릴 수 있는 장점이 있으나, 구리 및 니켈을 도금하는 과정에서 이용하고있는 화학적 처리방법인 무전해 도금 방법으로 인해, 일정한 시간이 경과하면, 도금액이 노후화되고, 따라서 노후화된 도금액을 전량 교체해야 하는 과정이 필요하게 된다. 이때, 대량의 도금 폐수가 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한, 이러한 무전해 도금 방법에 의하는 경우에는 도금 속도가 늦기 때문에 전자파 차단을 위한 목적으로 필요한 두께, 예컨대 2 내지 3 ㎛ 정도의 구리 도금막 형성을 위해서는 도금액의 조성을 임계점 정도의 높은 농도로 만들어 사용해야 하고 또한 도금 진행 중에 발생하는 분순물의 제거와 도금액의 재처리가 현실적으로 불가능하다. 따라서, 균일한 도금막이 형성된 완제품을 얻기 위해서는 도금액 전량을 자주자주 교체해야할 필요성이 있으며, 이로 인하여 대량의 도금 폐수 발생이 불가피한 문제점이 있다.

전술한 두 가지 방법 외에도 전기 도전성를 갖는 첨가제들이 포함된 도전성 프라이머를 먼저 만들어 피도금체에 입힌 후, 전기 도금 방법에 의해 전자파 차폐용막을 형성하는 방법도 있다. 이 방법은 전술한 두 가지 방법에 비하면, 그 진행이 간이하며, 피도금체에 도금막의 접착력을 개선하기 위한 적절한 바인더를 사용함으로써 도금되는 피도금체 물질의 종류에 관계없이 거의 모든 소재에 도금이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이 방법은 1차 도금막 형성을 위한 피도금체의 사전 에칭이나, 화학 니켈 혹은 화학 구리 도금 등의 방법이 필요하지 않으므로, 전술한 바와 같은 도금 폐수의 발생을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

그럼에도 불구하고, 상기 마지막 방법으로 현재까지 개발된 제품들은 인쇄회로기판(PCB) 등의 일부제품에만 제한적으로 적용되고 있다. 이는 도금 공정이 완결된 제품에서 요구되는 균일한 두께의 도금막이 형성되지 못하는 단점과 매끄러운 표면을 얻을 수 없는 등, 구체적으로 도전성 프라이머 내의 도전성 첨가제들의 분산성이 부족하기 때문에 도금막 두께의 편차가 부분적으로 생기게 되어 발생하는 문제점들 및 상기 방법을 통해 제조된 도전성 프라이머 제조 비용이 고가이기 때문에 다양한 제품에서 사용되지 못하고 있다.

이러한, 종래에 알려져 있는 방법들이 제한적인 용도로만 사용되고 있음을 공지된 자료, 특히 미국 특허 자료를 통해 자명하게 알 수 있다. 예컨대, 미국특허(US Pat. No 4,619,714 , US Pat. No 4,684,560, US Pat. No 4,724,005) 등에서는 도전성 카본블랙을 처음으로 이용하여 PCB 기판에 적용된 예이다. 또한 같은 도전성 카본블랙을 이용하였지만 분산도를 높이고 보다 빠른 도금을 하기 위하여 여러 가지 방법들도 미국특허(US Pat. No. 4,622,108과 US Pat. No 4,874,477, US Pat. No 4,619,741) 등을 통해서 알 수 있다. 특히, 미국특허(US Pat. Nr. 5,106,537)에서는 상기의 특허들을 언급하면서 비도전성 표면에 전기도금을 하는 당시까지의 개발된 방법들에 관하여 구체적인 예를 들어가면서 잘 설명하고 있으며, 여기서는 도전성 카본 블랙 분산용액을 이용하면서도 도전성 고분자를 이용하여 도금 속도를 향상시키는 방법에 관한 내용이 기술되어 있다. 이상의 자료에서 개시하고 있는 기술적 내용은 본 명세서에 참고되어 통합된다.

한편, 상기 전술한 미국 특허에 관한 자료는 그 내용을 통해 알 수 있듯이, 이들 내용은 대부분 도전성 카본 블랙의 분산성 향상에 중점을 두고 있으며, 그 적용 제품이 오직 인쇄회로기판(PCB - Print Circuit Board)의 쓰루홀을 도금하기 위한 목적으로 이용되는 기술분야가 매우 한정된 것임을 알 수 있다.

전술한 종래의 도금 방법은 대체로 그 공정 진행이 복잡하며, 화학 도금 방법에서는 대량의 공해물질이 배출되고 있으며, 종래의 전기 도금의 방법을 이용하는 경우에도 이용되는 도금된 막이 완제품에서 요구하고 있는 품질, 즉 매끄러운 표면과 균일한 두께를 갖는 선택적 도금막을 제조할 수 없는 한계가 있음을 알 수 있다. 따라서, 이러한 기술적 한계를 극복하고자 함에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제가 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 전자파 차폐를 위한 도금 및 피도금체에 직접 도금하는 방벙을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

상기 전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물은, 1 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 바인더; 5 중량부 내지 90 중량부로 존재하는 도전성 첨가제; 5 중량부 내지 50 중량부의 혼합 용제; 및 1 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 도금 촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 바인더는 수용성 에멀젼 바인더, 유성 수지 바인더, 폴리비닐알코올, 염화폴리비닐, 수용성 나일론수지 중 적어도 하나 이상을 포함하는 제1바인더; 상기 제1바인더에 경화제가 더 포함된 것 중 선택된 하나의 제2바인더; 및 접착제용 바인더; 중 선택된 어느 하나의 바인더이면 바람직하다. 또한, 상기 도전성 첨가제는 도전성 향상을 위한 소정의 도핑물질이 첨가되어 있는 폴리아세틸렌 (Polyacetylene), 폴리피롤 (Polypyrrole), 폴리알킬티오펜 (Poly 3-alkylthiophene) , 폴리페닐렌 설파이드 (Polyphenylene Sulfide), 폴리페닐렌비닐렌 (Polyphenylenevinylene), 폴리페닐렌 (Polyphenylene), 폴리이소디아나펜 (Polyisothianapthene), 폴리에틸렌디옥시티오펜 (Polyethylenedioxythiophene), 폴리디에닐렌 비닐렌 (Polythienylenevinylene), 폴리아줄렌 (Polyazulene), 폴리퓨란 (Polyfuran) 및 폴리아닐린 (Polyaniline) 중 선택된 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 도전성 고분자; 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나의 금속의 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물로서, 상기 도전성 첨가제가 코팅용액에 첨가됨으로써 10×E6 ohm/□(단위는 통상 단위면적당의 오옴으로 표시되므로, 편의상 사각형으로 표시하였으며, 이하 동일하다)이상의 도전성을 갖도록 하는 복합미분체; 도전성 카본블랙; 및 인듐 주석 산화물(ITO); 중 선택된 하나 이상의 물질이 첨가되면 바람직하다. 이와 더불어, 상기 도금촉매는 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물이면 바람직하다.상기 선택적 도금용 프라이머 조성물에 있어서, 바인더의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 코팅막과 피도물과의 접착도가 낮기 때문에 상용성 있는 제품을 만들 수가 없게 된다. 상기 바인더의 함량이 50 중량부를 초과할 경우에는 과도한 고체 함량으로 인하여 기타 도전성 첨가제와 도금촉매들이 첨가되어도 상용성 있는 도전성 즉, 10×E4 ohm 정도를 얻을 수가 없으므로 상용성 있는 전기도금을 할 수가 없다.도전성 첨가제가 5 중량부 미만일 경우에는 적절한 도전성을 얻을 수 없으며, 90 중량부를 초과할 경우에는 코팅액으로 사용할 수 있을 정도의 스프레이성이나 도핑성 등을 얻을 수가 없어 상용성 있는 코팅을 하기가 거의 불가능하며, 바인더의 함량이 충분치 못하게 되어 피도물과의 적절한 접착도를 얻을 수가 없게 된다.도금촉매가 1 중량부 미만일 경우에는 도금의 진행속도가 상당히 느리게 진행된다. 또한 도금촉매가 50 중량부를 초과할 경우에는 50 중량부 이하로 존재할 경우에 비해 도금이 진행되는 속도나 도금피막의 접착도 등은 크게 개선되지 않는다.혼합용제가 5 중량부 미만으로 존재할 경우에는 적절한 유동성이 얻어지지 않아 도금 공정상 곤란한 점이 발생된다. 혼합용제가 50 중량부를 초과할 경우에는 형성되는 피막이 얇아져 도전성이 떨어지고 또한 피도물과의 접착도도 떨어지게 된다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물은, 5 중량부 내지 95 중량부로 존재하는 도전성 카본블랙을 도전체로 이용한 코팅용액; 1 중량부 내지 70 중량부로 존재하는 도금촉매로서, 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나의 금속의 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물; 및 5 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 혼합용제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.상기 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물에 있어서, 상기 도전성 카본블랙이 5 중량부 미만으로 존재할 경우 도전체로서의 정상적인 역할, 즉 원하는 도전성을 얻을 수 없으며, 95 중량부를 초과할 경우에는 코팅액으로 제조하기가 거의 불가능하였다.상기 도금촉매가 1 중량부 미만으로 존재할 경우, 전기도금의 속도가 매우 느릴 뿐 아니라 거의 접착도가 없는 전기 도금막이 형성되는 문제점이 있으며, 70 중량부를 초과할 경우에는 코팅액으로 제조하기가 거의 불가능하며 또한 특별히 제품의 특성이 개선되는 점을 찾기 어렵고 오히려 분산에 문제점이 발견되었다.상기 혼합용제가 5 중량부 미만으로 존재할 경우에는 적절한 유동성이 얻어지지 않아 도금 공정상 곤란한 문제점이 있다. 50 중량부를 초과할 경우에는 형성되는 피막이 얇아져 도전성이 떨어지고 또한 피도물과의 접착도가 떨어지게 된다.한편, 이와 달리 전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물은, 10 중량부 내지 95 중량부로 존재하는 금, 은, 동, 니켈, 아연 중 선택된 어느 하나 이상의 도전성 물질을 포함하는 도전성 페이스트; 1 중량부 내지 70 중량부로 존재하는 도금촉매로서, 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나의 금속의 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물; 및 5 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 혼합용제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.상기 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물에 있어서, 상기 도전성 페이스트가 10 중량부 미만으로 존재할 경우 원하는 도전성을 얻을 수 없으며, 95 중량부를 초과할 경우에는 전기도금을 위한 바탕코팅으로서는 코팅성과 접착성 때문에 사용하기가 거의 불가능하게 된다.상기 도금촉매가 1 중량부 미만으로 존재할 경우에는, 매끄러운 도금막을 형성할 수가 없으며 도금막과 코팅층간의 적절한 접착성을 얻을 수가 없다. 도금촉매가 70 중량부를 초과할 경우에는 70 중량부로 존재할 경우에 비하여 보다 낳은 접착성을 얻을 수가 없게 된다.상기 혼합용제의 경우, 5 중량부 미만으로 존재 시에는 분산성과 유동성이 낮으며, 50 중량부를 초과할 경우에는 피막이 얇아져 도전성과 피도물과의 접착도에 문제가 생기게 되며 또한 금속필러를 사용하는 페이스트의 경우에는 특히 점도가 많이 떨어지게 되어 많은 분산제와 점도가 높은 용제를 사용하더라도 금속성분들이 침강하여 코팅시 계속적으로 교반을 해주어야 하는 등 균일한 코팅액 상태를 유지하기 어렵게 된다.

한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 도금 방법은, (a)피도금체로부터 탈지한 후 수세하는 단계; (b)상기 탈지 및 수세된 피도금체에 상기 전술한 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물을 도포하는 단계; 및 (c)상기 도전성 프라이머가 도포된 피도금체에 구리를 전기 도금하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 피도금체와 도전성 프라이머를 도포하기 전에 추가적인 예비 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함하여 진행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전기 도금 단계에서, 도전성 카본블랙을 이용한 코팅액과 금, 은, 동, 니켈 및 아연중 선택된 어느 하나 이상의 도전물질을 포함하는 도전성 페이스 또는 제5항의 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물을 전기 도금시의 접점으로 이용하여 진행하면 더욱 바람직하다.

이하, 본 발명이 제공하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 이용한 전자파 차폐용 도금 방법의 이해를 돕기 위해, 보다 구체적인 실시예을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 않된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

한편, 본 발명이 제공하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물 및 이를 이용한 전자파 차폐용 도금 방법은 다음과 같이 실시하게 되면 더욱 바람지한 효과를 얻을 수 있다.

상기 바인더는 수용성 에멀젼 바인더, 유성 수지 바인더, 폴리비닐 알코올, 염화폴리비닐 및 수용성 나일론 수지 중 적어도 하나 이상을 포함하는 바인더로서 자연적으로 경화되거나 열 경화성을 갖는 것이 사용될 수 있으며, 또한 경화제를 별도로 더 포함된 형태의 복합 바인더인 경우에도 사용할 수 있다. 이외에도 접착제용 바인더 등을 이용할 수도 있다.

상기 도전성 첨가제로는 각각의 도전성 향상을 위한 도핑물질들이 첨가되어 있으며, 폴리아세틸렌 (Polyacetylene), 폴리피롤 (Polypyrrole), 폴리알킬티오펜 (Poly 3-alkylthiophene) , 폴리페닐렌 설파이드 (Polyphenylene Sulfide), 폴리페닐렌비닐렌 (Polyphenylenevinylene), 폴리페닐렌 (Polyphenylene), 폴리이소디아나펜 (Polyisothianapthene), 폴리에틸렌디옥시티오펜 (Polyethylenedioxythiophene), 폴리디에닐렌 비닐렌 (Polythienylenevinylene), 폴리아줄렌 (Polyazulene), 폴리퓨란 (Polyfuran) 및 폴리아닐린 (Polyaniline)로 이루어진 도전성 고분자 물질 중의 선택된 하나 이상의 물질을 포함하면 바람직하며, 상기 도전성 첨가제가 상기 도전성 프라이머에 첨가되었을 때, 10×E6오옴(ohm)/cm 이상의 도전성을 낼 수 있는 경우에는 더욱 바람직하다. 한편, 상기 도전성 첨가제로는 도전성 카본블랙과 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 물질과 아래에 명시되어 있는 도금 촉매들 중에서 그 도전성이 10×E5 ohm/□이상인 경우라면 그 사용이 바람직하다.

상기 도금 촉매들은, 산화 티타늄, 실리카 및 마이카 등의 미립자에 금속산화물 형태의 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 등이 도핑 처리된 복합 미분체 화합물로써 용액 내에서의 분산성이 우수한 물질을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 도금 방법에 있어서, 상기 피도금체와 도금막 간의 접착성을 개선시키기 위해 상기 도전성 프라이머를 피도금체에 도포하기 이전에 상기 피도금체와 도전성 프라이머 간의 접착성이 우수한 예비 프라이머를 피도금체에 1 차 도포한 후, 상기 도전성 프라이머를 도포하는 단계를 진행하는 것이 바람직하다. 상기 예비 프라이머는 상기 바인더와 같은 종류를 그대로 사용하거나 그 농도를 희석하여 사용할 수 있으며, 접착성 향상을 위해 실란이나 다른 접착제 등을 이용할 수도 있다.

상기 도전성 프라이머로, 은, 동, 니켈, 아연 등이 함유된 도전성 페이스트를 직접 이용할 수도 있으며, 이를 먼저 피도금체에 도포한 후, 이를 건조시키고 경화시킨 후에 전기 도금을 진행할 수도 있다. 이 경우에는 상기 도전성 페이스트들을 이용하여 전기 도금의 접점 연결선으로 이용하여 전기 접점 부위에 도금이 잘 안 되는 결점을 보안하고 금속 페이스트의 빠른 도금속도를 이용하여 전체 도금속도를 향상시킬 수도 있다.

한편, 상기 도전성 프라이머를 수용성인 상태로 이용하게 되면, 유기용제에 녹여 사용하는 경우에 비해 휘발성유기물질의 방출이 줄어들기 때문에 바람직하다. 또한, 일반적으로 수용성 도료의 특성인 알코올에 잘 닦이는 점을 이용하여 도전성 프라이머를 도포시키고 경화시킨 후에 원치 않는 부위에 형성된 도금막을 알코올 등의 용제로 끝마무리함으로써 선택적인 영역에서만 도금막을 잔존시킬 수 있는 등 제품 생산의 용이점이 있다.

상기 방법에서의 도전성 프라이머를 이용한 구리 도금은, 광택제 및 다른 유기 첨가제를 사용하지 않고 황산구리, 황산 및 염소 이온 만을 사용하는 "황산구리 도금욕"의 방법으로 진행할 수 있으며, 이와 달리 피로인산 구리, 피로인산 칼륨 및 암모니아 등이 포함된 "피로인산 구리도금욕"의 방법으로 진행할 수도 있다. 그러나, 이러한 구리 도금 방법은 통상에 알려져 있는 다른 방법을 이용해도 가능하다. 한편, 상기 구리 도금막 위에 구리 도금막의 산화를 방지하기 위한 목적으로 상기 구리 도금막을 감싸는 니켈 도금막을 더 형성할 수도 있으며, 이 경우에는 광택제를 포함한 유기 첨가제를 사용하지 않고 황산니켈, 염화니켈, 붕산 등만이 포함된 와트 도금욕의 방법으로 진행할 수 있다. 상기 유기성분이 없는 구리 도금 및 니켈 도금은 도금액의 수명을 반영구적으로 하여 도금 폐수의 발생원인을 근본적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.

한편, 불가피하게 진행되어야 하는 도금 과정에서의 피도금체의 세턱으로 인해 발생되는 폐수들을 금속이온들과 흡착성이 좋은 이온교환수지를 이용하거나 전기 분해를 이용한 금속 이온 흡착을 통하여 재처리하여 반복 사용함으로써 도금공정 중에서 발생하는 폐수량을 최소화하거나 방지함으로써 본 발명의 목적 중의 하나인 무공해성 도금 방법을 제공할 수 있다. 이러한, 폐수 발생이 없는 경우에는 도금 공정에서 사용되는 장비에 별도의 폐수 배출구와 폐수 처리 장치 등이 빌요하지 않기 때문에 장비 설치의 경제적인 면과 그 설치 장비의 단순화를 이룰 수 있는 장점도 있다.

상기 도전성 카본블랙을 도전체로 이용하는 경우에는 코팅액에 상기 도금 촉매를 1 중량부 내지 70 중량부로 존재하도록 첨가하고 이에 따르는 용제(물과 알코올 종류) 5 중량부 내지 50 중량부를 첨가하여 전기 도금을 진행하면, 보다 빠른 도금 속도를 확보할 수 있으며, 균일한 도금막을 형성할 수도 있다. 한편, 상기 도전성 페이스트에 상기 도금 촉매를 1 중량부 내지 70 중량부로 존재하도록 첨가하고, 이에 따르는 용제를 5 중량부 내지 50 중량부로 존재하도록 첨가하여 전기 도금을 진행하면, 보다 빠른 도금 속도와 균일한 도금막을 얻을 수 있다. 한편, 상기 도전성 카본블랙이 포함된 도전성 플라스틱에도 상기 도금 촉매를 50 중량부로 존재하도록 첨가하여 전기 도금을 진행하면 동일한 효과를 얻을 수 있으므로 바람직하다.

상기 도전성 프라이머를 이용한 전기 도금을 바탕도금으로 하여 전자파 차폐를 위한 도금의 경우, 2 ㎛ 이상의 구리 도금막과 상기 구리 도금막의 산화 부식을 방지하기 위한 목적으로 2 ㎛ 이하의 니켈 도금막을 더 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 도전성 프라이머를 이용한 전기 도금을 한 후, 이를 바탕도금으로 활용하여 솔더링하거나, 크롬 도금 등의 장식용 도금을 하는 것도 상기 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 방법이다.

이와 달리, 본 발명에서 제공하는 전자파 차폐용 도금은 다음과 같이 진행되며, 각 단계마다 발생되는 폐수는 아래와 같이 처리하는 것이 공해성 도금 폐수로 인한 문제점을 최소화할 수 있다. 이러한 도금 과정에서 발생될 수 있는 공해 물질을 여하히 처리하느냐가 본 발명의 일 목적이 되고 있으며, 이러한 목적은 아래와 같은 내용으로 구체적으로 해결되고 있다.

먼저, 도전성 프라이머를 피도금체에 도금한다. 이때, 발생되는 공해물질로는 스프레이시에 발생하는 도료 찌꺼기와 브러쉬할때 발생하는 도료 찌꺼기가 있다. 스프레이시 발생되는 공해물질은 효율적으로 도료를 회수할 수 있는 스프레이 부스를 설치하여 도료 회수 후에 용제 등을 추가함으로 재사용 하거나 도료의 제조에 재 첨가함으로써 90 % 이상 회수 가능하며, 이는 수용성 도료의 경우 더욱 유리하다. 한편, 브러쉬 할 때 발생하는 도료 찌꺼기는 보통 휴지나 부직포로 닦아 내는데 이때 발생한 폐 휴지나 폐 부직포는 소각 처리한다.

이어서, 건조하는 단계를 진행한다. 이때, 용제의 증발에 따르는 휘발성 유기 화합물이 발생할 수 있으며, 사용하는 도료가 기본적으로 수용성(알코올과 물이전체 용제의 95 %이상임)이기 때문에 종래의 방법에 비해서는 공해물질의 배출량이 현저히 작다. 이 점에서 본 발명의 무공해성 특징을 찾을 수 있다.

계속하여, 구리 전기 도금을 하는 단계를 진행한다. 이때에는 도금액의 노후화에 따른 교환시 도금 폐수가 발생될 수 있으나, 이는 일반적으로 무전해 도금 방법을 사용하였을 경우이고, 본 발명에서는 도금욕의 교환이 거의 필요없는 전기 도금을 그 기본으로 하고 있고, 또한, 기존의 업체에서도 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 도금욕 관리가 강 용이한 황산구리용 구리 도금욕을 사용한다. 또한, 적용제품의 내부에만 전기 도금을 하는 전자파 차단용 도금의 경우 별도의 광택제를 사용할 필요가 없으므로, 종래의 전기도금을 채용하고 있는 관련업계의 일반적인 도금액 사용 수명인 최소 3년보다도 더 장기간 반영구적으로 사용할 수 있다. 이러한, 구체적인 종래 기술에 대해서는 도금기술(전기도금)이라는 제목의 간행물(저자 일본 직업 훈련 연구센터, 1996년 10월 20일 발간, 세화 출판사) 내에 개시되어 있는 "황산 구리욕의 경우에 금속불순물이 문제가 되는 일은 적고 주로 유기 광택제의분해 생성물이므로 유기 불순물의 축적이 문제가 된다."는 내용에 비추어 본 발명의 특징을 알 수 있다.

다음으로, 수세하는 단계를 진행한다. 이때에는, 피도금체에 묻어있는 도금액의 세척시에 폐수가 발생될 수 있다. 이러한 폐수는 이온 교환 수지를 이용하거나 전기분해를 이용한 금속 이온 흡착을 통한 금속이온 제거로 계속적으로 재사용이 가능하며, 이는 일부 종래의 도금 방법에서 채택되고 있는 기술이기도 하다.

다음으로, 구리 도금막의 산화 부식을 방지하기 목적으로 니켈 도금을 전기도금 방법으로 형성한다. 이 또한, 광택제 등의 유기불질이 함유되지 않고 도금액 관리가 쉬운 와트 무광 니켈 도금욕을 사용하여 그 도금욕의 사용을 반영구적으로 하여 폐수의 발생을 최소화한다.

본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 보다 자세한 실험방법을 소개하자면 다음과 같다.

다음으로 세척과 건조 과정을 거치면, 전자파 차단을 위한 도금 제품이 완성된다.

도금 방법에 대한 단계별 설명

아래의 모든 실시 예들에 나오는 도금방법은 보다 명확한 비교를 하기 위하여 황산구리 도금욕과 와트 니켈 도금욕만을 사용하였으나 피로인산 구리욕 등의 도금액들과 펄스정류기 등의 도금 기기들 또한 여러 가지 도금 기법을 사용하면 보다 나은 결과를 얻을 수 있었다, 실험과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 실험을 위하여 전 실험과정을 볼 수 있게 투명 아크릴 판을 이용하여 10×10×15 cm의 2개의 도금 욕조를 제작하였고, 이에 각각 2 리터의 황산구리 도금액과 와트 니켈 도금액을 넣고 각각의 양극으로 구리금속과 니켈 금속을 장치하고, 각각의 음극에 준비된 시편을 장치하여 이들을 직류변환기에 연결하였다

한편, 황산구리 도금욕과 와트 니켈 도금욕의 조성과 전류밀도는 다음과 같다. 이때, 황산구리 도금액의 조성은, 황산구리가 190 g/ℓ이며, 황산이 60 g/ℓ이고, 염소이온이 50 g/ℓ이며, 그 온도 20 내지 30 °C로 유지하고, 이때의 음극 전류밀도는 4 A/dm²로 유지하도록 한다.

이와 달리, 와트 니켈 도금욕의 조성은, 황산니켈이 240 g/ℓ이며, 염화니켈이 40 g/ℓ이고, 붕산이 30 g/ℓ이며, 그 PH가 4.0 내지 4.5 산성을 띠며, 그 온도는 50 내지 60 °C로 유지하고, 음극전류밀도는 2 A/dm²로 유지하도록 한다.

다음의 실시예와 비교예로 만들어진 물품의 도금을 위하여 같은 시간 황산구리 도금욕의 경우 10분 와트 니켈 도금욕의 경우는 각각 1 분씩 의 전류를 흘려주었다.

한편, 도금 시편은 투명한 폴리에스터 필름으로 5×10 cm 로 절단한 후 상단에 2 개의 접점만을 연결하여 시편 하단을 포함한 전 부분의 도금이 완료되었을 때까지의 시간을 측정하여 이때 소요된 시간을 도금완료 시간으로 하였다.

본 발명은 각각의 소재에 적합한 바인더들의 적절한 선택으로 고무 종이 등의 거의 모든 소재에 적용할 수 있으며 아래의 실시 예들은 사용하는 시편, 즉 폴리에스터 필름에 적합한 바인더를 포함한 도전성 프라이머를 제조하여 실험을 하였다.

실험예 1

본 발명에 따른 실시예로 수용성 수지를 바인더로 이용하는 경우를 설정하였다. 수용성 수지 바인더와 도전성 폴리티오펜 그리고 구형의 산화 티타늄에 안티몬과 주석이 도핑된 도금 촉매를 사용하여 하기의 조성을 갖는 도전성 프라이머를 제작하여 준비된 폴리에스터 필름에 도포 후 건조하여 시편을 제작한 후 전술한 방법에 따라 도금을 하였다.

하기 실시예 1 내지 8에 적용하기 위한 도전성 프라이머 조성은, 수용성 폴리우레탄 수지가 9 중량%이고, 폴리티오펜 용액은 35 중량%이며, 혼합 용제는 50 중량%이고, 안티몬과 주석이 도핑된 구형의 이산화 티탄 분체는 5 중량%이며, 기타 첨가제는 1 중량% 포함되도록 하였다.

또한, 각기 다른 바인더와 구형 또는 침상의 이산화 티탄에 안티몬과 주석이 도핑된 도금촉매를 상기와 같은 비율로써 다음의 실시예와 같이 실험을 반복하였다, 각각의 수치는 5 회 반복하여 평균을 낸 수치이다. 하기 표 1은 각기 다른 수성 바인더들과 구형 또는 침상의 도금 촉매를 이용한 실시예 1 내지 8에 대한 실험 및 그 결과를 나타낸 것이다.

각기 다른 수성 바인더들과 구형 또는 침상의 도금 촉매를 이용한 실험 및 결과
구분	바인더종류	도금촉매	코팅두께(㎛)	표면저항(×10E3Ω/□)	구리도금완료시간(분)	구리도금두께(㎛)상단:하단	니켈도금두께(㎛)
실시예 1	폴리우레탄수지	구형	2~3	2.6	15	10:3	0.5
실시예 2	폴리아크릴수지	구형	2~3	2.1	14	10:3	0.5
실시예 3	폴리알키드수지	구형	3~4	3.0	16	11:3	0.5
실시예 4	나이론수지	구형	4~6	2.7	15	10:3	0.5
실시예 5	폴리우레탄수지	침상	2~3	2.2	10	10:3	0.5
실시예 6	폴리아크릴수지	침상	2~3	1.9	9	9:2	0.5
실시예 7	폴리알키드수지	침상	3~4	2.9	11	10:3	0.5
실시예 8	나이론수지	침상	4~6	2.2	10	13:3	0.5

일반적으로 알려진 전자파 차폐를 위해 필요한 것으로 알려진 최소의 구리 도금 두께는 2.0 내지 2.5 ㎛ 이며, 니켈 도금막의 두께는 0.25 내지 0.6㎛ 이지만, 이는 무전해 화학 도금의 경우에 한정된다. 만일, 전기 도금으로 형성하는 경우에는 같은 도막 두께에서 보다 낳은 차폐 효율을 보인다고 알려져 있다, 따라서, 상기의 실시예에서 얻은 도막두께는 전자파 차폐를 위한 훌륭한 결과를 얻을 수 있는 수치이며, 또한 상기 구리 도금 두께의 수치는 순수한 구리 도금막의 두께로 이 도금막과 도전성 프라이머 자체의 도전성 등을 포함하면 보다 우수한 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있었다.

한편, 도금속도는 가장 기본적으로 수지의 고형분과 종류에 따르는 도전성 첨가제에 의한 도전성의 차이에 따라 결정될 수 있으며, 또한 인가된 전기의 용량 및 촉매의 형상 등의 영향도 받는다. 실험을 통하여 얻은 결과로는 구형의 이산화 티탄에 안티몬과 주석을 도핑시킨 도금 촉매와 침상의 형태의 비교를 한 결과에 따르면, 침상의 형태의 도금 촉매를 이용한 것이 약 30% 이상의 빠른 도금 속도를 나타내었다. 또한 수성의 수지 바인더의 경우에는 고형분이 일정할 경우에는 자연 경화영 또는 열경화형의 바인더이건, 경화제가 포함된 경화제이건 그 도금완료시간에 격별한 차이가 없었다.

한편, 접착도의 차이는 각기 바인더의 특성에 따르는 것이므로 그 차이를 구별하기가 어려우나, 침상의 도금 촉매의 경우에는 구형의 도금 촉매의 경우보다 바인더와의 접하는 면이 더 넓기 때문에 더욱 양호한 접착도를 얻을 수 있었다.

실험예 2

한편, 본 발명에 따른 실시예로 유성 바인더를 이용하는 경우를 설정하여 실험하였다. 유성의 수지 바인더와 이에 적합한 도전성 폴리아닐린을 상기 수용성 수지를 바인더로 이용하는 경우와 동일한 방법으로 처리하였으며, 본 발명이 제공하는 도전성 프라이머로서, 하기 조성을 갖도록 제조하였으며, 이를 이용하여 전술한 방법과 동일하게 도금 공정을 진행하였다.

하기 실시예 9 내지 16에 적용하기 위한 도전성 프라이머 조성은, 유성 바인더는 9 중량%이고, 폴리아닐린 수지( 10 % 용액)는 35 중량%이고, 혼합 용제는 50 중량%이며, 안티몬과 주석이 도핑된 구형의 산화 티타늄 분체는 5 중량%이고, 기타 첨가제는 1 중량%를 포함하도록 하였다.

하기 표 2에는 각기 다른 유성 수지 바인더들과 구형 또는 침상의 도금촉매를 이용한 실시예 9 내지 16에 대한 실험 및 그 결과를 나타낸 것이다.

각기 다른 유성 수지 바인더들과 구형 또는 침상의 도금 촉매를 이용한 실험 및 결과
구분	바인더종류	도금촉매	코팅두께(㎛)	표면저항(Ω/□)	구리도금완료시간(분)	구리도금두께(㎛)상단:하단	니켈도금두께(㎛)
실시예 9	폴리우레탄수지	구형	4~5	3.2×E4	18	14:3	0.5
실시예 10	폴리아크릴수지	구형	4~5	3.5×E4	20	16:5	0.5
실시예 11	폴리알키드수지	구형	4~5	6.1×E4	21	17:6	0.5
실시예 12	에폭시수지	구형	5~7	2.5×E5	28	24:7	0.5
실시예 13	폴리우레탄수지	침상	4~5	8.3×E3	11	10:3	0.5
실시예 14	폴리아크릴수지	침상	4~5	9.9×E3	10	9:2	0.5
실시예 15	폴리알키드수지	침상	4~5	1.4×E4	13	11:3	0.5
실시예 16	에폭시수지	침상	5~7	8.8×E4	17	13:6	0.5

상기 표 2의 유성의 수지 바인더의 경우는 상기 표 1의 수성의 경우와 비교하여 도금 속도가 대체로 떨어졌는데, 이는 도전성 첨가제의 종류에 따른 차이에 불과하며, 동일한 도전성 조건(20,000 ohm/□)으로 실험을 반복한 경우에는 상기표 1의 도금 속도에 근접한 결과를 얻을 수 있었다.

비교예 1

비교예 1에서는 본 발명에 따른 도전성 프라이머의 도전성 첨가제로 도전성 카본블랙을 이용을 이용하는 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 조건에서 도금 공정을 진행하였다. 비교예1에 따른 도전성 프라이머 조성은, 단순형 수용성 폴리우레탄 수지 바인더는 10 중량%이고, 도전성 카본블랙 용액(10 % 용액)은 45 중량%이며, 혼합용제는 44 중량%이고, 기타 첨가제는 1 중량%를 포함하도록 하였다.

상기 비교예 1에 따른 조성을 갖는 도전성 카본 블랙을 포함하는 도전성 프라이머를 이용한 구리 도금 공정을 진행한 결과, 건조된 코팅막의 두께는 5 내지 6 ㎛이고, 그 도전성은 100 내지 1000 ohm/□이며, 이 때의 구리 도금 완료 시간은 5 분이 소요되었다. 도전성 카본 블랙은 비교적 높은 도전성을 얻을 수 있으므로, 상기 실험예 1과 동일한 조건에서 약 5 분 정도로 빠르게 도금이 완료되었으나, 분산성이 낮은 이유로 인해 거친 도금막과 많은 핀홀 혹은 피트들이 발생함을 볼 수 있었다,

비교예 2

그러나 이때 도금 촉매 역할을 하는 안티몬과 주석이 도핑된 이산화 티탄 분체를 넣어 하기 비교예 2에 따르는 도전성 프라이머 조성을 만들어 도금을 하였을 때, 균일하고 매끈한 도금 표면과 핀홀이 없는 우수한 도금막을 얻을 수 있었다.

상기 비교예 2에 따르는 도전성 프라이머 조성은, 단순형 수용성 폴리우레탄 수지 바인더가 10 중량%이고, 도전성 카본블랙 용액(10 % 용액)은 40 중량%이고,도금촉매(구형)는 10 중량%이고, 혼합 용제는 39 중량%이며, 기타 첨가제는 1 중량%가 포함되도록 하였다.

이때, 코팅막의 두께는 3 내지 4 ㎛ 정도였으며, 그 도전성은 200 내지 1000 ohm/□이고, 이때 소요된 구리 도금 시간은 약 4분 정도였다.

비교예 3

비교예 3은 본 발명에 따른 상기 실험예 1에서 제공하는 도전성 프라이머 중 도금 촉매로 실리카에 아연과 은이 도핑된 복합분체를 이용하고, 그 외의 다른 조건은 모두 동일하게 도금 공정을 진행하였다. 그 결과, 코팅막의 두께는 2 내지 3 ㎛이고, 그 도전성은 10×E4 ohm/□이었으며, 이때 소요된 도금 시간은 약 18분 정도였다. 한편, 상기 코팅막의 핀홀에는 약간의 핀홀이 발생하였을 뿐 전반적으로 양호한 코팅막을 얻을 수 있었다.

비교예 4

비교예 4는 이산화 티탄에 철이 도핑된 분체를 도금 촉매로 이용한 것을 제외하고는 상기와 실험예 1과 마찬가지의 동일한 조건으로 도금 공정을 진행하였다. 이때 코팅막의 두께는 2 내지 3 ㎛이고, 그 도전성은 30×E4 ohm/□이었으며, 그 소요시간은 약 21분 정도였으나, 그 코팅막의 표면이 불규칙하며 많은 핀홀이 발생하였다.

전술한 실시예 1 내지 16과 비교예 1 내지 4 간의 상호 비교를 통해, 전기도금의 경우 도금 촉매의 종류에 무관하게 도금촉매 내에 소정의 금속 성분이 도핑되어 있으면 도금막이 형성되는 것을 알 수 있었지만, 반복 실험으로 통하여 도금촉매의 분상성이 도금되는 막의 품질을 좌우한다는 것과, 도핑되어 있는 금속의 종류에 따라 도전성 프라이머와 도금막의 접착도에 차이가 있음을 알 수 있었다.

이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.

본 발명은 종래의 도금 방법이 갖는 문제점 및 현재 인쇄회로기판(PCB)에 제한적으로 사용되고 있는 도전성 카본 블랙이 포함된 직접 도금법을 보다 근본적으로 개선한 발명으로 전자파 차단을 위한 도금 뿐만 아니라 자동차용 엠블렘 등을 포함한 장식용 도금에까지 적용될 수 있을 정도로 균일하며 매끈한 도금막을 얻을 수 있었으므로 종래의 방법들과 큰 차이를 보이고 있다,

또한, 본 발명에서 언급된 도금 촉매들은 종래 제품들의 도금막이 잘 형성되지 않으며 또한 고른 도금막을 얻을 수 없는 등의 문제점들을 극복하는데 결정적인 도움을 줄 수 있다. 예를 들면 도전성 카본블랙을 중량비 40% 이상 첨가된 도전성 플라스틱의 경우 10×E2 이하의 낮은 표면 저항을 얻을 수 있음에도 불구하고 전기 도금 시에 표면에 도금막이 형성되지 못함을 실험에서 발견할 수 있었고 또한 이러한 도전성 카본블랙(도료용)을 이용한 도료를 이용한 전기도금 실험의 경우(실험예 3 참조)에도 흔히 볼 수 있었던 핀홀과 도금막의 편중, 도금되는 금속과 도료와의 낮은 접착도 등의 문제점들도 도금 촉매를 50 중량부이하로 첨가하였을 경우크게 개선됨을 알 수 있었으며, 또한 실제 제품에 적용할 수 있을 정도의 아주 우수한 도금막을 얻을 수 있었다.

또한, 도전성 페이스트를 이용한 도금실험에서도 알 수 있듯이 일반적인 도전성 페이스트는 피도금체에 도포된 후 높은 표면 도전성을 얻을 수 있으므로 이 제품들은 본 발명으로 만들어진 제품보다도 빠르게 도금이 됨을 확인할 수 있었으나 그 페이스트 자체 가격이 은 등의 값비싼 금속을 포함하고 제조공정의 어려움 등으로 제품 가격이 아주 고가이며 원하는 도전성이나 차폐효과를 얻기 위하여서는 도료의 도막 두께를 40 ㎛ 이상 도포 하여야 하는 등의 문제점 등으로 인하여 제조단가가 높게 된다는 문제점이 있었으나 본 발명에서 언급된 도금촉매를 사용하고 적절한 분산제와 용제를 일정량(50 % 이내) 넣어서 용액을 희석시킨 다음 전기도금을 하였을 때 도전성 페이스트위에 바로 전기도금을 하였을 경우보다도 보다 고른 도금막을 얻을 수 있었다 이는 기존의 도전성 페이스트보다 보다 낮은 가격으로 전자파 차폐를 위한 도금막을 얻을 수 있는 것이며 현재 시중에서 요구되는 높은 차폐율 때문에 사용되고 있는 은이 포함된 도전성 페이스트를 쓰지 않고 보다 저렴한 구리계 도전성 페이스트를 이용하여 이에 도금 촉매와 이에 따르는 용제를 과량 첨가, 희석하여 이 위에 전기도금을 하여도 원하는 차폐율을 얻을 수 있다는 결론을 얻을 수 있다, 이 예들은 본 발명의 가장 중요한 부분인 도금촉매의 중요한 역할 즉 높은 분산성에 따라 얻을 수 있는 균일한 도금막과 또한 도금촉매와 도금되는 금속이온과의 높은 결합력 등으로 얻을 수 있는 높은 접착 강도를 나타낸 중요한 장점들이라 할 수 있다.

결론적으로 모든 도전성 프라이머의 경우 전기도금에 필요로 하는 도전성 즉 10×E5 ohm 이하의 도전성을 얻을 수 있다고 하여서 모든 제품이 도금이 되는 것은 아님을 알 수 있고 또한 도금이 된다하여도 상용화 할 수 있을 정도의 좋은 접착도와 고른 면 등의 도금막의 품질을 얻을 수 있는 것은 아님을 알 수 있었다, 그러므로 본 발명의 장점인 도전성 첨가제와 도금촉매의 이상적인 혼합 이야말로 상기 국내외 특허들에 명시되었던 기존 제품들의 적용의 한계점인 즉 프린트기판을 외의 다른 제품들에 적용되지 못하였던 문제점들을 극복할 수 잇는 해결점이 될 수 있다. 또한, 상기 공정에서도 알 수 있듯이 본 발명은 기존의 방법들에 비하여 상당히 그 공정히 간편함을 알 수 있고 이에 따라 보다 저렴한 가격에 원하는 품질의 도금막을 얻을 수 있었고 또한 본 발명을 전기 구리도금과 전기 니켈도금으로 한정할 경우 또한 상기 실시예에 나와 있는 황산구리 도금욕과 피로인산 구리 도금욕 와트 도금욕에 의한 도금의 방법 등을 사용하였을 경우 거의 무공해에 가까운 방법으로 전자파 차폐용의 도금막을 얻을 수 있었는데 이는 현재 전기 도금을 하고 있는 국내의 기존 도금업체들의 경우를 살펴보아도 알 수 있다, 현재 국내외의 도금업체에서의 황산구리 도금욕과 와트 도금욕의 사용은 필요한 성분만을 보충함으로써 최소 3 년 이상을 사용하고 있으며, 이 도금액의 교환은 광택제 등의 유기 분순물에 의한 표면 불량 요인을 제거하기 위한 교환이므로, 전자파 차단을 위한 내부도금의 경우 도금액에 유기 광택제를 사용하지 않아도 되므로 사용상의 실수에 의 한 교환이 아니면 거의 반영구적으로 사용이 가능하다.

Claims (9)

1 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 바인더;

5 중량부 내지 90 중량부로 존재하는 도전성 첨가제;

5 중량부 내지 50 중량부의 혼합 용제; 및

1 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 도금 촉매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물.

제1항에 있어서,

상기 바인더는 수용성 에멀젼 바인더, 유성 수지 바인더, 폴리비닐알코올, 염화폴리비닐, 수용성 나일론수지 중 적어도 하나 이상을 포함하는 제1바인더;

상기 제1바인더에 경화제가 더 포함된 것 중 선택된 하나의 제2바인더; 및

접착제용 바인더; 중 선택된 어느 하나의 바인더인 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물.

제1항에 있어서,

상기 도전성 첨가제는 도전성 향상을 위한 소정의 도핑물질이 첨가되어 있는, 폴리아세틸렌 (Polyacetylene), 폴리피롤 (Polypyrrole), 폴리알킬티오펜 (Poly 3-alkylthiophene) , 폴리페닐렌 설파이드 (Polyphenylene Sulfide), 폴리페닐렌비닐렌 (Polyphenylenevinylene), 폴리페닐렌 (Polyphenylene), 폴리이소디아나펜 (Polyisothianapthene), 폴리에틸렌디옥시티오펜(Polyethylenedioxythiophene), 폴리디에닐렌 비닐렌 (Polythienylenevinylene), 폴리아줄렌 (Polyazulene), 폴리퓨란 (Polyfuran) 및 폴리아닐린 (Polyaniline) 중 선택된 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 도전성 고분자;

산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나의 금속의 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물로서, 상기 도전성 첨가제가 코팅용액에 첨가됨으로써 10×E6 ohm/□이상의 도전성을 갖도록 하는 복합미분체;

도전성 카본블랙; 및

인듐 주석 산화물(ITO); 중 선택된 하나 이상의 물질이 첨가된 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물.

제1항에 있어서,

상기 도금촉매는 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물인 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물.

5 중량부 내지 95 중량부로 존재하는 도전성 카본블랙을 도전체로 이용한 코팅용액;

1 중량부 내지 70 중량부로 존재하는 도금촉매로서, 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나의 금속의 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물; 및

5 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 혼합용제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물.

10 중량부 내지 95 중량부로 존재하는 금, 은, 동, 니켈, 아연 중 선택된 어느 하나 이상의 도전성 물질을 포함하는 도전성 페이스트;

1 중량부 내지 70 중량부로 존재하는 도금촉매로서, 산화티타늄, 실리카 및 마이카의 미립자 군 중의 선택된 어느 하나 이상의 미립자에 구리, 은, 주석, 철, 인듐, 마그네슘, 아연, 비소, 바륨, 지르코늄, 게르마늄 및 팔라듐 금속군 중에서 선택된 하나의 금속의 산화물이 도핑 처리된 복합미분체 화합물; 및

5 중량부 내지 50 중량부로 존재하는 혼합용제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물.

(a)피도금체로부터 탈지한 후 수세하는 단계;

(b)상기 탈지 및 수세된 피도금체에 상기 제1항 내지 제4항 중 선택된 어느 한 항의 도전성 프라이머를 도포하는 단계; 및

(c)상기 도전성 프라이머가 도포된 피도금체에 구리를 전기 도금하는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물을 이용한 도금 방법

제7항에 있어서,

상기 피도금체와 도전성 프라이머를 도포하기 전에 추가적인 예비 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.

제7항에 있어서,

상기 전기 도금 단계에서, 도전성 카본블랙을 이용한 코팅액과 금, 은, 동, 니켈 및 아연 중 선택된 어느 하나 이상의 도전물질을 포함하는 도전성 페이스 또는 제5항의 선택적 도금용 도전성 프라이머 조성물을 전기 도금시의 접점으로 이용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 도금 방법.