KR101197324B1 - 접착 본드 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면 및 표면에 인접한 고체 영역이 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 포함하는 것인 기판 소재 (1)과 타 소재 (4) 간의 접착 본드, 및 상기 접착 본드의 제조 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 대응하는 접착 본드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은, GHz 영역 내 사용을 위한 매우 높은 구조 밀도를 갖는 인쇄 회로 기판(정밀 및 초정밀 인쇄 회로 기판)용 기본 소재로서 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)과 같이 접착성 금속화(adhesively metalized)된 불소 중합체에 관한 것이며, 그리고 대응하는 불소 중합체를 접착성 금속화하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 접착 본드는 기판 소재(1)와 타 소재(4) 사이에서 나노 구조화되고 나노 복합체를 함유하는 전이 영역(6)에 의해 형성되되, 이 전이 영역 내에서 상기 기판 소재(1)는 나노 구조화되어 타 소재(4)로 전이된다. 상기 나노 복합체는 기판 소재(1) 및 타 소재(4)로 조성되되, 나노 복합체의 소재 성분은 기판 소재(1)로부터 타 소재(4)의 방향으로 가면서 변화하는데, 다시 말하면 대부분이 기판 소재(1)인 성분으로부터 출발하여 대부분이 타 소재(4)인 성분으로 전이된다. 이와 관련하여, 상기 기판 소재(1)의 나노 크기로 균열된(nano-fractured) 표면이 물리적으로 여기되고/되거나 화학적으로 여기되며, 그리고 여기된 상태가 유지되는 동안, 상기 타 소재(4)를 이용하여 상기 기판 소재(1)의 표면에 완전한 코팅층이 형성될 때까지, 상기 타 소재(4)가 입자 형태로 도포되면서, 본 발명에 따른 접착 본드가 제조된다.

Description

접착 본드 및 그 제조 방법{ADHESIVE BOND AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 표면 및 표면에 인접한 고체 영역이 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 포함하는 것인 기판 소재와 타 소재 간의 접착 본드, 및 상기 접착 본드의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, GHz 대역에서의 사용을 위해 매우 높은 구조 밀도를 갖는 인쇄 회로 기판(정밀 및 초정밀 인쇄 회로 기판)용 기본 소재(기판 소재)로서 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)과 같이 접착성 금속화된(adhesively metalized) 불소 중합체 및, 상기 불소 중합체를 접착성 금속화하기 위한 방법에 관한 것이다.

예컨대 기판 소재와 타 소재와 같이, 서로 다른 두 가지 소재들을 접착시켜주는 접착 본드는 대응하는 접착 본드 재료의 수많은 기술적 응용에 있어 절대적으로 필요한 재료이다. 예컨대 그러므로 극히 우수한 유전 특성[낮은 유전 상수(ε_rel) 및 적은 유전 손실(tan_δ)]를 갖는 중합체 소재의 표면의 접착성 금속화는, GHz 이상의 작동 주파수 용도로 매우 높은 구조 밀도를 갖는 고품질 인쇄 회로 기판을 위한 본질적인 기본층을 형성한다. 이와 관련하여, 무엇보다 초정밀 도체 영역의 인쇄 회로 기판에서 전기 손실을 최소화하기 위해, 금속의 도전 경로의 표면을 가능한 한 매끄럽게 구성하는 점이 요구된다. 다시 말하면, 기판 소재로서의 불소 중합체와 금속의 도전 경로 사이에서 접착 본드는 기판 소재가 심하게 거칠어지지 않도록 실현되어야만 한다. 유사한 요건은 저손 전기 커패시터를 제조하기 위한 소재에 대해서도 적용된다.

GB 816641에는 PTFE-표면을 금속화하기 위한 방법이 개시되어 있는데, 여기서는, 먼저 PTFE 표면을 액체 암모니아에 용해된 나트륨으로 처리한 후, 니켈-염과 차아인산나트륨의 용액으로부터 생산된 니켈층을 상기 PTFE-표면상에 적용시킨다. 이어서 상기 니켈층은 다른 금속 층의 적용을 위한 베이스가 된다.

또한, DE 198 17 388 A1에는 용액이 개시된다. 그에 따른 용액에서 불소 중합체의 매끄러운 표면은, 우선적으로 코로나 방전 방법을 이용하여, 다시 말해 10Pa(10^-01 mbar) 내지 1500Pa(15mbar)의 작동 압력 영역에서 실행되는 방법을 이용하여, 세정 및 에칭 처리된다. 이때, 전처리 조건은 가능한 한 매끄러운 기판 표면이 생성될 수 있도록 설정된다. 이와 같은 타입의 코로나 방전의 경우, 에칭 공정 후에 산소/테트라플루오르메탄-혼합물을 이용하여 매우 매끄러운 표면이 형성되는 점을 확인하였다. 상기와 같이 활성화된 표면상에는, 니켈을 함유하는 제1 금속층이 휘발성 니켈 화합물의 분해에 의해 적용되며, 그에 이어서 니켈층 상에 금속화 욕(metallization bath)으로부터 제2 금속층이 적용된다. 그에 따라 생성된 중합체/금속 본드는 출원인의 진술에 따르면 놀라울 정도로 탁월한 접착성을 갖는다고 한다. 그러나 전술한 두 해결 방법에서, 기본적으로 우선 니켈층이 불소 중합체의 표면상에 도포되어야 하는 점은 단점이 된다. 그 외에도 생성된 본드의 접착성은 수많은 기술 응용 분야에 대해 충분하지 못하다.

유사한 처리 방법은 DE 101 63 437 A1에도 개시되어 있다. 그러나, 이 참조문헌의 경우, 세정 및 에칭 공정은 0.6Pa(6·10^-03mbar)의 작동 압력 조건으로 진공 챔버 내에서 개시된다. 그에 따라, 마찬가지로 0.6Pa에서, 탄소를 이용한 표면의 코팅이 이루어지되, 이와 같은 코팅은 HF-음극 스퍼터링을 이용하여 실행된다. 이어서, 이와 같이 생성된 샌드위치-구조는 다수의 처리 단계에서 추가 처리되며, 최종적으로 금속과 접착된다. DE 101 63 437 A1으로부터는, 상기와 같은 유형 및 방식으로 생성된 접착 본드는 용해될 수 없다는 사실이 확인되었다. 그러나, 여전히 우선적으로 추가 물질을 적용시켜야 한다는 단점이 존재했다. 그 외에도 상기 출원에서 주장된 높은 접착성은 일반적으로 검증할 수 없었다.

US 6 342 307 B1에서도 또한 중합체 표면을 함유한 금속층의 접착 본드를 제조하기 위한 방법이 기술된다. 이와 같은 방법은 하기와 같은 본질적인 처리 단계들을 포함한다:

1. 연속적인 금속층을 형성함이 없이 (대신, 5 내지 20nm 범위의 크기를 갖는 금속 입자 형태의 증착물이 형성됨) 중합체 표면 상에 금속을 증착시킨다. 이때, 공정 조건은, 중합체 표면에 어떠한 영향도 개시되지 않는 방식으로 선택된다. (유리 전이 온도 이하의 온도)

2. 그런 다음, 중합체 표면을 유리 전이 온도 이상으로 가열하고, 입자들을 중합체 표층 내로 혼입시켜서, 전적으로는 아니지만 적어도 절반은 폴리머 내로 매립시킨다. 냉각 후에, 중합체 표면으로부터 돌출된 입자들을 상기 중합체 표면에 견고하게 고정시킨다.

3. 이어서, 상기 방식으로 제조된 표면 상에 금속을 다시 도포시킴으로써, 연속적인 금속 층이 형성되도록 공정을 수행한다. 중합체 표면으로부터 금속 입자들이 돌출되어 있음으로 해서, 상기 입자들이 중합체 내에 견고하게 매립되어 있는 상기 부가된 금속 본드는, 중합체 표면 상에 견고하게 고정된 금속층을 생성한다.

모든 처리 단계를 통해, 금속이 화학적 변화없이 도포되도록 주의를 기울여야 한다. 특히 금속이 산화되지 않도록 하여야 한다. US 6 342 307 B1에 기술된 방법에 따라, 접착력을 보조하기 위해, 금속과 중합체 사이에 포지티브 결합이 이루어진다. 그러나 단점으로서, 중합체 내에 금속 입자를 매립함에 따라, 금속층에 있어 중합체의 방향으로 향해 있는 그의 측면이 높은 구조화를 나타낸다. 또한, 공지된 점에서, 중합체로 제조된 푸시 로드의 영구적 라커 코팅의 경우, 플라스틱의 증대된 표면 에너지에 의해 특히 영구적인 코팅을 달성하기 위해, 상기 푸시 로드는 라커칠 전에 공기 플라즈마에 노출된다(Herold, Dr. Martin, 고체 표면의 개질과 타원평광법을 통한 고체 표면의 특성화, 튀빙엔 박사 논문, 2001년). 그러나, 전술한 해결 방법은 오로지 조건에 따라서만 접착 본드의 제조에 적합하다.

본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 단점을 회피하기 위하여, 표면 및 표면에 인접한 고체 영역이 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 포함하는 것인 기판 소재와 타 소재 간의 접착 본드, 및 상기 접착 본드의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 특허 청구항 제1항의 특징부를 갖는 본드뿐 아니라 특허 청구항 제5항의 특징부를 갖는 방법에 의해 달성된다. 특허 청구항 제2항 내지 제4항은 상기 본드의 바람직한 구체예를 기술하며, 특허 청구항 제6항 내지 제9항은 상기 접착 본드를 제조하기 위한 방법의 바람직한 구체예를 기술하고 있다.

표면 및 표면에 인접한 고체 영역이 예컨대 불소 중합체와 같이 활성 표면 에너지가 낮은 중합체 화합물을 함유하는 것인 기판 소재와, 예컨대 금속과 같은 타 소재 간의 본드는, 하기의 조건을 만족할 때 특히 높은 접착력을 갖는 것으로 관찰되었다: 상기 기판 소재가 나노 구조화되어 상기 타 소재로 전이되고, 여기서 이 전이는 기판 소재와 타 소재로 형성된 나노 복합체를 경유하여 발생하며, 이 때 금속 복합체의 소재 부분은 기판 소재로부터 타 소재 쪽으로 전이되는데, 다시 말해서, 처음에는 대부분이 기판 소재인 성분으로부터 출발하여 대부분이 타 소재인 성분으로 전이될 경우를 말한다. 그에 따라, 상기 기판 소재는 나노 구조화된 전이 영역의 내에서 상기 타 소재로 전이된다. 이때 나노 구조라 함은 나노미터 범위의 구조를 의미한다. 다시 말해 길이, 폭, 높이, 지름과 같은 치수가 나노미터 범위임으로 해서, 나노 구조에서는 그 구조 요소를 형성하는 원자 및/또는 분자의 수가 마이크로 구조의 경우보다 작다.

상기와 같이 나노 구조화된 전이 영역은 물리적인 상호 작용 시스템을 형성한다. 상기와 같이 나노 구조화된 전이 영역의 구조 요소들은 대부분이 나노 복합체이되, 이 나노 복합체는, 상기 기판 소재 내로 기타 요소 혹은 화합물이 혼입됨으로써 생성된다. 나노 복합체 내에서는 수 나노미터 범위의 영역에 걸쳐 서로 특성을 달리하는 소재들이 상호 침투되어 있다. 이들 두 소재의 성분 비율은 각각의 해당 구조 요소 내에서는 거의 균일하지만, 구조 요소들(나노 복합체)에 의해 형성된 전이 영역 내부에서는 기판 소재로부터 타 소재의 방향으로 갈수록 변화한다. 다시 말해, 기판 소재의 인접 부위에는 대부분이 기판 소재로 이루어진 나노 복합체가 존재하는데, 타 소재의 비율을 증가시키면서 나노 복합체를 도포시키면 최종적으로 타 소재의 인접 부위에는 주로 타 소재로 이루어진 나노 복합체가 형성되게 된다. 이때, 내부적으로 기판 소재가 나노 구조화되어 타 소재로 전이되는 전이 영역은 수 나노미터에서 수 마이크로미터(20nm 내지 20㎛)의 층두께에 걸쳐 연장된다. 상기 전이 영역은 기판 소재의 초기 표면의 각각의 성질 및 표면 구조에 따라 대부분 평평하지만, 층 두께에 상응하는 전이 영역의 파형이 수 나노미터에서 수 마이크로미터에 이를 정도로 심한 물결 모양을 나타낼 수도 있다. 만일 나노 복합체가 금속 성분 및/또는 금속 화합물, 특히 금속 중합체를 포함하면, 본드의 접착력은 특히 높아진다. 다시 말해, 기판 소재와 금속이 아닌 타 소재로 만들어진 본 발명에 따른 본드의 접착력은, 나노 복합체를 갖는 전이 영역 내에, 또 다른 나노 복합체를 배치함으로써 더욱 증가될 수 있는데, 여기서 상기 또 다른 나노 복합체는 기판 소재 부분과 타 소재 부분에 더하여, 금속 부분 및/또는 금속 화합물 부분들, 특히 금속 중합체를 갖는 것이다.

전이 영역 내부에 α-C:H와 같이 다이아몬드와 유사한 구성성분을 함유하는 나노 복합체를 배열함으로써, 상기 전이 영역의 가소성 특성은 본질적으로 개선된다. 이는 특히 기판 소재가 예컨대 유연한 회로 기판 제조시 요구되는 바와 같이, 영구 탄성을 갖는 경우 바람직하다.

본 발명에 따른 본드에 있어서 수많은 적용 사례에 바람직한 그의 추가 효과는, 나노 구조화되고 나노 복합체를 함유하는 전이 영역이 기판 소재의 표면의 소수 실링(hydrophobe sealing)을 야기하는 점에 있다.

타 소재; 및 기판 소재 자체 표면과 이 표면 근처에 위치하는 고체 영역이 작은 활성 표면 에너지를 갖는 중합체 화합물을 함유하는 기판 소재; 사이의 본 발명에 따른 접착 본드는, 본 발명에 따라, 먼저 나노-인덴트화된 (nano-indentated) 표면과 이 표면에 인접한 기판 소재의 대응하는 나노-인덴트화된 고체 영역을 물리적 및/또는 화학적으로 여기시킴으로써 활성화시키고, 상기 나노-인덴트화된 표면 또는 이 표면에 인접한 나노-인덴트화된 고체 영역이 에너지적으로 여기 상태에 있는 동안, 활성 표면 에너지가 적은 기판 소재의 중합체 화합물이 타 소재로 완전히 덮일 때까지 타 소재를 입자상으로 증착시킴으로써 제조된다. 이 공정 동안, 단위 시간 당 증착되는 타 소재 입자의 수는 연속적으로 또는 단계적으로 증가하는 것이 유리하다. 이러한 방식으로 생산된 타 소재의 층은 공지 방법 (예컨대, 습식 화학법 및/또는 전해법)을 이용하여 소망하는 층 두께가 얻어질 때까지 구축될 수 있다.

나노-인덴트화된 표면과 이 표면 근처에 인접한 나노-인덴트화된 고체 영역의 여기는, 이온 처리 및/또는 이온빔 처리 및/또는 플라즈마 처리 및/또는 전자빔 처리 및/또는 레이저 처리 방법을 이용하여 이루어진다. 타 소재의 입자 형태 증착은 PVD 방법 및/또는 CVD 방법 및/또는 음극 스퍼터링을 통해 이루어질 수 있다. 이때, 적용되는 여기 방법과 관련할 뿐 아니라 적용되는 증착 방법과 관련하여 임의의 조합도 생각해 볼 수 있다. 그러나 주지하여야 하는 점에서, 몇몇 방법들은 실현되기 위해 다양한 기술 장비들을 필요로 하며, 그로 인해 경우에 따라 동시에 국부적으로 실현되지 않을 수도 있다.

상기 방법들은 그 물리적 작용을 고려하여 직접적인 순서로 혹은 교호적으로 적용되어야 하며, 그에 따라 여기 및 입자 도포의 처리 단계들은 거의 단일의 전체 공정으로서 나노-인덴트화된 표면과 이 표면 근처에 인접한 나노-인덴트화된 고체 영역에 영향을 미친다. 그 외에도 바람직하게는 상기 방법들을 직접적인 시간 순서로 적용할 수 있다. 그러나 이는 반드시 요구되는 것은 아니다. 여기서 중요한 점은, 타측의 방법(증착 공정)이 적용되는 동안, 일측의 방법(여기 공정)이 여전히 효과가 있어야 한다는 것이다. 이는, 기판 소재와 타 소재 사이에 나노 구조화되고 나노 복합체를 함유하는 전이 영역이 형성되기 위한 중요한 전제 조건이다. 본드의 접착 강도와 관련하여서는, 타 소재를 이용하여 기판 소재의 표면에 완전한 코팅층을 형성할 때까지 전체 공정이 연속적으로 수행되어야 한다는 점이 중요하다 왜냐하면 오로지 그렇게 이용될 때에만 기판 소재 및 타 소재, 그리고 경우에 따른 추가 성분의 금속 혹은 금속 화합물, 특히 금속 복합체로 이루어진 나노 복합체의 충분한 형성이 이루어지기 때문이다.

본 발명에 따른 방법의 작용과 결부된 또 다른 중요한 관점은, 기판 소재의 표면 및 이 표면 근처에 위치하는 고체 영역이 나노-인덴트화되는 것에 있다. 이는, "이상적으로" 매끄러운 표면은 자연에 존재하지 않고, 모든 표면은 어느 정도 거칠음을 나타낸다는 점으로부터 출발한다. 본 발명의 경우, 더욱 상세하게는 GHz 영역에 적용 가능한 인쇄 회로 기판 소재를 제조하기 위해 본 발명을 적용하는 경우, 결합된 소재들의 상호 대향하는 표면들이 높은 거칠기 높이를 갖지 않도록 하면서 접착 본드를 제공하는 점이 중요하다. 상기와 같은 접착 본드를 실현하기 위해, 나노 구조화된 전이 영역이 나노 복합체를 함유하여 형성되는 방식으로 기판 소재의 표면을 구조화하여야 한다. 이는 표면과 이 표면 근처에 위치하는 고체 영역을 나노-인덴트화 시킴으로써 달성된다. 이와 같은 나노-인덴테이션은 프랙탈 구조화(fractal structuralization)와 비견될 수 있으며, 그리고 나노미터 영역(수백 나노미터 내지 수 마이크로미터)의 기하 구조 요소들, 이른바 나노 클리프(nano-cliff: Nanoklippe) 요소들을 포함한다. 상기와 같은 나노-인덴테이션은 일측에서는 낮은 미시적 거칠기 높이를 특징으로 하지만, 그러나 타측에서는 매우 높은 표면-대-기하구조 바닥면 비율을 갖는다. 표면의 나노 인덴테이션은 표면의 거의 모든 위치에서, 다양한 기계적, 화학적, 극성 조건 등과 그에 따른 표면 에너지적 조건이 존재한다는 물리적 사실을 야기한다. 이는 최종적으로 나노 구조화되고 나노 복합체를 함유하는 전이 영역이 형성되기 위한 전제 조건이다. 낮은 활성 표면 에너지를 갖는 중합체 화합물을 함유하는 기판 소재의 표면과 이 표면 근처에 위치하는 고체 영역을 그에 상응하게 나노-인덴트화시키기 위해, 예컨대 이온 흔적량 분석 기술(ion trace technology) 및/또는 습식 화학 처리 방법이 공지되어 있다.

본 발명과 바람직한 작용은 다음에서 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 나노-인덴트화된 표면층의 횡단면도이다.

도 2는 나노-클리프를 갖는 나노-인덴트화된 표면층의 세부도이다.

도 3은 나노 복합체를 함유하는 전이 영역을 갖는 PTFE-구리 본드의 횡단면도이다.

도 4는 전이 영역 내에 분명하게 도시된 나노 복합체를 함유하는 PTFE-구리 본드의 세부도이다.

실시예 1.

유리섬유- PTFE -복합체와 구리 사이의 접착 본드

적어도 20㎛ 두께의 PTFE-표면층을 갖는 유리섬유-PTFE-복합체로 구성된 필름 소재(1)는 진공 챔버 내에서 주기적으로 이온 소스를 통과하며, 이때 배향된 이온빔을 이용하여 처리된다. 이온은 5 keV의 전압으로 가속화된다. 이온 소스와 필름 표면 사이의 간격은 약 10cm이다. 처리 가스로서 아르곤이 2·10^-4mbar 압력의 조건에서 이용된다. 가속 밀도는 1 mA/㎠이다. 처리는, 전체 필름 표면의 유효 노출 시간이 약 1분에 도달할 때까지 실행된다. 그런 후에 PTFE-표면층은 2 내지 6 ㎛ 두께의 영역에 걸쳐 나노 클리프 요소(3)를 갖는 나노 크기 균열부(2)를 포함한다. 이는 도 1 및 도 2에 각각 개략도로 도시되어 있다. PTFE-표면층은 이온 충격(ion bombardment)의 결과로 활성화되는데, 다시 말해 중합체 분자들이 물리적으로 여기되고/되거나 화학적으로 여기된다. 그런 후에 시간 지연 없이, PTFE-표면층의 여기되고 나노 크기로 균열된 영역의 연속적인 처리가 이루어지되, 이러한 처리는 마그네트론을 이용하여 구리 입자가 나노 크기로 균열된 PTFE-표면상에 도포되고 이에 교호적으로 PTFE-표면층의 나노 크기로 균열된 영역(2)의 추가 의 이온 충격이 실행되는 방식으로 이루어진다. 음극 스퍼터링 공정을 이용한 구리 입자의 도포와 추가의 이온 충격은 교호적으로 약 3s의 시간 주기로 이루어지되, 단계별로 입자수는, 다시 말해 도포비율은 상승한다. 그에 따라 상기 두 방법은 거의 단일의 전체 공정으로서 작용한다. 나노 크기로 균열된 PTFE-표면상의 구리 입자 도포 및 이온 충격의 교호적 처리로 (PTFE-표면층의 각각의 표면 요소와 관련하여) 약 20s의 유효 시간이 경과한 후에, 밀폐된 구리층(4)이 형성된다. 그런 다음 상기 구리층은 마그네트론에서 음극 스퍼터링 방법을 이용하여 0.3과 1.0㎛ 사이의 층 두께로까지 분해된다.

유리섬유-PTFE-복합체(1)의 PTFE-표면층과 도포된 구리층(4) 사이에는 PTFE 및 구리로 이루어진 나노 복합체(5)를 함유하는 전이 영역(6)이 생성되며, 이러한 전이 영역 내부에서 PTFE는 단계별로 구리로 전이된다. 다시 말해 PTFE 및 구리로 구성된 나노 복합체(5)는 PTFE-층(1)으로부터 출발하여 최종적으로 금속의 구리 층(4)으로 전이될 때까지 구리 성분을 점점 더 많이 함유하게 된다. 도 3 및 도 4는 상기한 전이 영역(6)을 도시하고 있다. 그에 반해 도 4에 명시된 나노 복합체의 평행선 음영의 밀도는 일반적인 경향에 따라 나노 복합체(5) 내의 각각의 타 소재의 성분을 도시하고 있다.

PTFE-표면층을 갖는 유리섬유-PTFE-복합체(1)와 구리(4) 사이에서, PTFE 및 구리로 이루어진 나노 복합체(5)를 함유하는 전이 영역(6) 형태로 생성되는 본드는 1.6 N/mm 이상의 접착 강도를 갖는다. 이때 상기 전이 영역(6)은 나노 복합체(5) 내부에서 PTFE로부터 구리 방향으로 갈수록 증가하는 구리 성분을 갖는다. 도포된 구리층(4)에 있어 PTFE(1)의 방향으로 향해 있는 그의 측면은 1 내지 2㎛의 유효 거칠기를 갖는다. 그런 후에 PTFE(1)와 접착 결속되는 구리층(4)은 전기 도금식으로 혹은 화학적으로, 예컨대 3과 70㎛ 사이의 목표하는 층두께에 도달할 때까지 구성될 수 있다.

실시예 2.

폴리에틸렌테라프탈레이트(PET)와 산화 알루미늄 사이의 접착 본드 (도 1 내지 도 4는 본 실시예를 유사한 방식으로 도시하고 있다).

이미 선행하는 처리 단계에서 이온 흔적량 분석 기술을 이용하여 처리된 표면을 가지며; 그리고 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 나노-클리프 요소(3)를 가지면서 나노-인덴트화된 표면 구조(2)를 갖는; 폴리에틸렌테라프탈레이트 필름(PET) (1)은, 진공 챔버에서 3 kV의 가속 전압을 갖는 이온 소스로부터 방출되는 이온빔을 8·10^-4 mbar 압력 조건에서 통과하고 그에 따라 활성화된다. 활성화는 약 20s의 유효 처리 시간 이내에 이루어진다. 이에 곧바로, 나노-클리프 요소(3)를 가지면서 나노-인덴트화된 표면 구조(2)를 포함하는 활성화된 필름 표면상에는 마그네트론을 이용하여 산소가 존재하는 상태에서 알루미늄 입자가 도포된다. 상기 알루미늄 입자는 산소가 존재하는 결과로 도포되는 동안 대부분이 산화 알루미늄 입자로 산화된다. 이와 같은 음극 스퍼터링 공정에 대해 대체되는 방법에 따라, PET-필름(1)은 새로이 이온 소스를 통과한다. 음극 스퍼터링 공정과 이온 충격은 교호적으로, 다시 말해 약 3s의 시간 주기로 이루어지되, 이는 두 공정의 작용이 거의 전체 공정에 중첩되는 방식으로 이루어진다. 음극 스퍼터링 공정과 이온 충격의 교호적인 처리로 약 20s의 유효 처리 시간이 경과한 후에, PET, 알루미늄, 및 산화 알루미늄으로 이루어진 나노 복합체(5)를 함유하면서 PET-기본체(I)로부터 산화 알루미늄(4)으로 전이되는 전이 영역(6)이 생성된다. 이러한 전이 영역 내부에서, 높은 성분의 PET를 가지면서 PET-기본체(1)의 방향으로 향해 있는 전이 영역(6) 측면의 나노 복합체(5)는, PET-기본체(1)의 반대방향으로 향해 있는 전이 영역(6) 측면에서 높은 성분의 산화 알루미늄을 갖는 나노 복합체(5)로 전이된다. 그런 다음 상기와 같은 전이 영역(6) 상에는, 5·10^-3 내지 7·10^-3mbar의 압력 조건에서 산화 알루미늄이 도포되되, 이러한 도포는 산소가 첨가되는 상태에서 열적으로 알루미늄이 증착되면서 이루어진다. 이때 상기 알루미늄은 산소가 존재하기 때문에 산화되며, 그리고 산화 알루미늄으로서 상기 전이 영역(6)의 표면상에 증착된다. 이와 같은 공정은 10㎛ 내지 20㎛의 산화 알루미늄(4) 층두께가 형성될 때까지 계속된다.

앞서 기술한 방법을 이용하여, 폴리에틸렌테라프탈레이트 필름(PET)(1)과 산화 알루미늄(4) 사이에 접착 본드가 제공되었다. 이와 관련하여 상기 접착 본드는 PET, 알루미늄 및 산화 알루미늄으로 이루어진 나노 복합체(5)를 함유하면서 나노 구조화된 전이 영역(6)에 의해 형성된다.

Claims (9)

1. 표면 및 표면에 인접한 고체 영역이 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 포함하는 것인 기판 소재와 타 소재 간의 접착 본드로서, 결합된 소재들 (1,4) 간에, 나노 구조화된 나노 복합체 (5)를 갖는 전이 영역 (6)이 형성되어 있고, 이 때 상기 전이 영역은 층 두께가 20 nm 내지 20 ㎛이고, 그 대부분은 상호 간에 인접하여 지지되는 나노 복합체 입자들 (5)로 형성되어 있는데, 기판 소재(1) 대 타 소재 (4)의 비율은 나노 복합체 입자 (5) 내부에서는 동일하지만, 기판 소재 인접부에서는 기판 소재 비율이 높고 타 소재의 인접부에서는 타 소재의 비율이 높은 방식으로 전이 영역 내부에서 변화하고, 그 결과 기판 소재 (1)이 전이 영역 (6)을 통해 나노 구조화되어, 다시 말하면 상기 전이 영역(6)을 통해 기판 소재(1) 및 타 소재(4) 모두의 성분이 변하는 조건에서, 이들 두 소재로 구성되어 상호 간에 인접하여 지지되는 나노 복합체 입자들(5)의 형태로 나노 구조화되어, 상기 타 소재(4)로 전이되는 방식으로, 상기 전이 영역(6)이 형성되는 것을 특징으로 하는 접착 본드.
2. 제1항에 있어서, 상기 전이 영역(6)은 금속 성분 또는 금속 화합물을 함유하는 나노 복합체 입자(5)를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착 본드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전이 영역(6)은 α-C:H 구성 성분을 함유하는 나노 복합체(5)를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착 본드.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전이 영역(6)은 불소 중합체를 함유하는 나노 복합체(5)를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착 본드.
5. 표면 및 표면에 인접한 고체 영역이 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 포함하는 것인 기판 소재와 타 소재 간의 접착 본드의 제조 방법으로서,

   우선, 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 갖는 기판 소재 (1)의 표면에 인접한 고체 영역을 나노-인덴트화 (nano-indentation)시켜서 나노-클리프 (3)을 갖는 나노-인덴트화된 표면 (2)를 얻고, 상기 나노-클리프 (3)을 함유하고 나노-인덴트화된 표면 (2)를 이온 처리 또는 이온빔 처리 또는 플라즈마 처리 또는 전자빔 처리 또는 레이저빔 처리 방법에 의해 활성화시키고 그 직후, 중합체 분자가 에너지적으로, 즉 물리적 또는 화학적으로 여기 상태에 있는 동안, 기판 소재의 표면에 인접한 고체 영역이 타 소재에 의해 완전히 피복될 때까지, PVD법 또는 CVD법에 의해 또는 캐소드 스퍼터링법에 의해, 타 소재를 상기 활성화된 나노-인덴트화된 표면 상에 입자 상태로 증착시킴으로써, 기판 소재 (1) 및 타 소재 (4)로 구성되어 상호 간에 인접하여 지지되는 나노 복합체 입자들 (5)이 형성시키되, 상기 나노 복합체 입자 (5)에서의 기판 소재 대 타 소재의 비율은 동일하며, 상기 타 소재의 입자상 증착률 (단위 시간 당 증착되는 입자 수)은 낮은 증착률로부터 출발하여 완전한 피복층이 형성될 때까지 연속적으로 또는 단계적으로 상승함으로써, 타 소재 (4)가 증착됨에 따라 나노 복합체 입자 (5)에서의 기판 소재(1) 대 타 소재(4)의 비율은 타 소재 (4) 쪽으로 점점 증가하며, 그에 따라 표면에 인접한 고체 영역이 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 포함하는 것인 기판 소재 (1)의 표면이 상기 타 소재(4)에 의해 완전히 피복될 때까지, 기판 소재(1)과 타 소재(4) 간에 전이 영역이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 활성 표면 에너지가 낮은 중합체 화합물을 갖는 기판 소재 (1)의 표면에 인접한 고체 영역을 나노-인덴트화된 표면 (2)이 되도록 처리하는 것은 독립적인 전처리 단계에서 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 타 소재(4)가 비금속인 경우, 상기 방법은 타 소재의 입자상 증착의 제1 단계를 개시할 때 또는 제1 단계 동안, 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 함유하는 기판 소재 (1)의 활성화된 나노-인덴트화된 표면 (2) 상에 금속 성분을 증착시키는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 활성 표면 에너지가 적은 중합체 화합물을 함유하는 기판 소재 (1)의 나노-인덴트화된 표면에 인접한 고체 영역의 활성화 및 타 소재의 입자상 증착은 진공 상태에서, 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
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