KR101717753B1 - 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 - Google Patents

도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 매우 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다. 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 고분자 수지; 및 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하는 소정의 비도전성 금속 화합물로서, 상기 제 1 및 제 2 금속 중 적어도 1종의 금속을 포함하는 비도전성 금속 화합물;을 포함하고, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 것이다.

Description

도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 {COMPOSITION AND METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE PATTERN, AND RESIN STRUCTURE HAVING CONDUCTIVE PATTERN THEREON}
본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 매우 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다.
최근 들어 미세 전자 기술이 발전함에 따라, 각종 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재(또는 제품) 표면에 미세한 도전성 패턴이 형성된 구조체에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 고분자 수지 기재 표면의 도전성 패턴은 전자기기 케이스에 일체화된 회로, 안테나, 각종 센서, MEMS 구조체 또는 RFID 태그 등의 다양한 대상물을 형성하는데 적용될 수 있다.
이와 같이, 고분자 수지 기재 표면에 도전성 패턴을 형성하는 기술에 대한 관심이 증가하면서, 이에 관한 몇 가지 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 아직까지 이러한 기술을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 방법은 제안되지 못하고 있는 실정이다.
예를 들어, 이전에 알려진 기술에 따르면, 고분자 수지 기재 표면에 금속층을 형성한 후 포토리소그라피를 적용하여 도전성 패턴을 형성하거나, 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성 패턴을 형성하는 방법 등이 고려될 수 있다. 그러나, 이러한 기술에 따라 도전성 패턴을 형성할 경우, 필요한 공정 또는 장비가 지나치게 복잡해지거나, 양호하고도 미세한 도전성 패턴을 형성하기가 어려워지는 단점이 있다.
이에 보다 단순화된 공정으로 고분자 수지 기재 표면에 미세한 도전성 패턴을 보다 효과적으로 형성할 수 있는 기술의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 매우 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물과, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물 등으로부터 형성된 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명은 고분자 수지; 및 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하는 화학식 1의 비도전성 금속 화합물;을 포함하고, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
삭제
Figure 112014115413059-pat00001
상기 화학식 1에서,
A, B는 각각 독립적으로, 서로 다른 제 1 및 제 2 금속을 나타내고,
C는 산소, 질소, 또는 황이며,
Figure 112014115413059-pat00002
이다.
예를 들어, 상기 화학식 1의 비도전성 금속 화합물은 A3B3C8, A2.8B3.2C8, 또는 A2.4B3.6C8로 표시될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 일 예에서, 상기 비도전성 금속 화합물에서, A는 Cu, Ag, Pd, Au, Pt, Ni 및 Sn로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, B는 Mn, Al, Cr, Fe, Mo, W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다.
그리고, 상기 비도전성 금속 화합물은 평균 입경이 약 1㎛이하인 것이 바람직할 수 있다.
한편, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 고분자 수지는 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 포함할 수 있고, 이의 보다 구체적인 예로는 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌(ABS) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물은 전체 조성물에 대해 약 1 내지 약 10중량%로 포함될 수 있으며, 나머지 함량의 고분자 수지가 포함될 수 있다.
그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상술한 고분자 수지 및 소정의 비도전성 금속 화합물 외에, 안료 또는 염료 등의 색 첨가제를 더 포함할 수 있다. 또한 추가적으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 고분자 수지 가공 시 일반적으로 사용되는 첨가제, 구체적으로 예를 들어, 무기 충전제, 난연제, 충격보강제 등의 기능성 보강제, 열 안정제, 광 안정제, 활제, 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 본 발명의 도전성 패턴 형성용 조성물은, 필요에 따라 다양한 색상을 갖는 색 첨가제를 추가로 포함함으로써, 상기 도전성 패턴을 가지면서도 다양한 색채를 나타내어 수요자의 다양한 요구에 부흥하는 여러 가지 수지 제품을 형성할 수 있다.
상기 색 첨가제는, 필요에 따라 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물에 색상을 부여하기 위해 첨가되는 물질로, 구체적으로 예를 들어, 카본 블랙(Carbon Black), 흑연, 그래핀, 점토(Clay), 탈크(Talc), TiO2, ZrO2, Fe2O3, BaSO4, CaCO3, SiO2, ZnS, ZnO, ZnCrO4, Cr2O3, CoO·nAl2O3 및 Co3(PO4)2로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 무기 안료; 및 구리프탈로시아닌 및 키나크리돈으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 유기 안료; 등을 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 난연제는 인계 난연제 및 무기 난연제를 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명은 또한, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여, 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법을 제공한다. 이러한 도전성 패턴의 형성 방법은, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵을 발생시키는 단계; 및 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 도전성 패턴 형성 방법에서, 상기 금속핵 발생 단계에 있어서는 약 200nm 내지 약 11,000nm 범위에서 다양한 파장을 갖는 레이저 전자기파가 조사될 수 있고, 예를 들어, 약 248nm, 약 308nm, 약 355nm, 약 532nm, 약 585nm, 약 755nm, 약 1064nm, 약 1550nm, 약 2940nm 또는 약 10600nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 조사될 수 있다.
또한, 상기 전자기파 조사에 의한 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 표면(이하, "접착활성 표면")을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 도전성 금속층은 상기 금속핵에 포함된 제 1 또는 제 2 금속 이온의 화학적 환원, 또는 이에 대한 무전해 도금에 의해 도전성 금속 이온이 화학적 환원됨으로서 상기 접착활성 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 무전해 도금시, 상기 금속핵은 일종의 seed로 작용하여 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적으로 환원될 때, 이와 강한 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 도전성 금속층이 보다 용이하게 선택적으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 환원 또는 도금 단계에서는 상기 금속핵을 발생시킨 소정 영역의 수지 제품 또는 수지층을 환원제를 포함한 산성 또는 염기성 용액으로 처리할 수 있으며, 이러한 용액은 환원제로서, 포름알데히드, 차아인산염, 디메틸아미노보레인(DMAB), 디에틸아미노보레인(DEAB) 및 히드라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 환원 단계에서는 환원제 및 도전성 금속 이온을 포함한 무전해 도금 용액 등으로 처리할 수도 있다.
한편, 본 발명은 또한, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴 형성 방법에 의해 얻어진 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제공한다. 이러한 수지 구조체는 고분자 수지 기재; 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고, 고분자 수지 기재에 분산되어 있는 화학식 1의 비도전성 금속 화합물; 소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함한 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및 상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014115413059-pat00003
상기 화학식 1에서,
A, B는 각각 독립적으로, 서로 다른 제 1 및 제 2 금속을 나타내고,
C는 산소, 질소, 또는 황이며,
Figure 112014115413059-pat00004
이다.
상기 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대응할 수 있다.
본 발명에 따르면, 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 레이저 등 전자기파를 조사하는 매우 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물 상기 비도전성 금속 화합물이 화학식 1의 특정 화학 구조로 표시됨에 따라, 기존의 AB2O4로 표시되는 스피넬 구조의 물질과 다른 물질, 즉 A3- xB3 + xC8의 화학식으로 표시되는 물질을 이용하여 고분자 수지 제품 또는 수지층을 보다 용이하게 구현할 수 있으며, LDS 수지 제품 등을 효과적으로 제조할 수 있다.
이러한 도전성 패턴 형성용 조성물이나 도전성 패턴 형성 방법 등을 이용해, 휴대폰 케이스 등 각종 수지 제품 상의 안테나용 도전성 패턴, RFID 태그, 각종 센서, MEMS 구조체 등을 매우 효과적으로 형성할 수 있게 된다.
도 1은 발명의 다른 구현예에 따른 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를 공정 단계별로 간략화하여 나타낸 도면이다.
도 2는 발명의 다른 구현예에 따른 도전성 패턴 형성 방법의 일 예에서, 전자기파 조사에 의해 고분자 수지 기재의 표면에 금속핵을 포함한 접착활성 표면이 형성된 모습을 나타낸 전자 현미경 사진이다.
도 3은 수지 제품 또는 수지층 상에 미세 도전성 패턴을 형성한 수지 구조체의 일 예를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진, 비도전성 금속 화합물의 일 예에 대한 X-선 회절분석(XRD) 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 비도전성 금속 화합물 분말의 전자 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서, 비도전성 금속 화합물 분말이 포함된 수지 구조체를 얻은 후에, 레이저를 조사하여 형성된 수지 구조체 표면의 전자 현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에서, 레이저 조사 후로부터 도금 과정 및 최종 도전성 패턴이 형성된 후의 표면 상태(표면에서의 구리 성장 과정)를 전자 현미경으로 관찰하여 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에서, 도금 직후에 도전성 패턴이 형성된 모습과, 접착 성능 평가(ISO 2409 표준 방법에 의한 Cross-cut test) 후의 모습을 나타낸다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 대해 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 고분자 수지; 및 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하는 화학식 1의 비도전성 금속 화합물;을 포함하고, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112014115413059-pat00005
상기 화학식 1에서,
A, B는 각각 독립적으로, 서로 다른 제 1 및 제 2 금속을 나타내고,
C는 산소, 질소, 또는 황이며,
Figure 112014115413059-pat00006
이다.
이하에 더욱 상세히 설명하겠지만, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용해 고분자 수지 제품 또는 수지층을 성형한 후, 레이저 등 전자기파를 조사하면, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성될 수 있다. 이러한 금속핵은 전자기파가 조사된 소정 영역에서 선택적으로 노출되어 고분자 수지 기재 표면의 접착활성 표면을 형성할 수 있다. 이후, 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵 등을 화학적 환원 처리하거나, 이를 seed로 하여 도전성 금속 이온 등을 포함하는 도금 용액으로 무전해 도금하면, 상기 금속핵을 포함하는 접착활성 표면 상에 도전성 금속층이 형성될 수 있다.
바로 이러한 과정을 통해, 상기 전자기파가 조사된 소정 영역의 고분자 수지 기재 상에만 선택적으로 도전성 금속층, 다시 말해서 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
이러한 특정 화학식으로 표시될 수 있는 비도전성 금속 화합물은 전자기파 조사 전에는 비도전성을 나타낼 뿐 아니라, 상기 고분자 수지와 우수한 상용성을 가지며, 상기 환원 또는 도금 처리 등에 사용되는 용액에 대해서도 화학적으로 안정하여 비도전성을 유지하는 특성을 갖는다.
따라서, 이러한 비도전성 금속 화합물은 전자기파가 조사되지 않은 영역에서는, 고분자 수지 기재 내에 균일하게 분산된 상태로 화학적으로 안정하게 유지되어 비도전성을 나타낼 수 있다. 이에 비해, 상기 레이저 등 전자기파가 조사된 소정 영역에서는 비도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온 등이 쉽게 발생하여 상술한 원리로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같이, 전자기파 조사에 의해 비도전성 금속 화합물로부터 금속이나 그 이온이 보다 쉽게 방출되어 금속핵을 갖는 접착활성 표면 및 도전성 금속층을 양호하게 형성할 수 있는 것은, 상기 화학식 A3- xB3 + xC8로 표시되는 비도전성 금속 화합물이 일반적인 환경에서는 화학적으로 안정하나, 특정 파장의 전자기파에 노출될 때, 상기 A로 표시되는 제1금속이 상기 물질로부터 쉽게 분리되는 특성에 기인하기 때문일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, Cu3Mn3O8의 경우, 화학적으로 안정하나, 전자기파에 노출될 때, Cu가 쉽게 분리될 수 있으며, 이로 인해 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 쉽게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은, 상술한 비도전성 금속 화합물 특유의 특성으로 인해, AB2O4의 화학식으로 표시되는 스피넬 구조의 화합물(CuCr2O4)을 사용하는 경우와 비교하여, 보다 양호한 미세 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 한다. 더구나, 이러한 특성으로 인해, 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하면, 상기 스피넬 등의 입체 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물을 포함한 경우에 비해, 상기 비도전성 금속 화합물의 사용량, 보다 구체적으로 제 1 또는 제 2 금속의 사용량 또는 함량을 줄이더라도, 양호하고도 미세한 도전성 금속층을 보다 용이하게 형성할 수 있으며, 상대적으로 적은 량의 레이저 조사에 의하더라도, 접착력이 우수한 도전성 패턴을 형성할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 도전성 패턴 형성용 조성물을 이용할 경우, LDS(Laser Direct Structuring) 수지 제품 등을 효과적으로 제조할 수 있다.
이와 같이, 발명의 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하면, 레이저 등 전자기파를 조사하고, 해당 영역을 환원 처리하는 매우 단순한 공정으로 고분자 수지 기재 상에 미세하고도 양호한 도전성 패턴을 쉽게 형성할 수 있다. 따라서, 이러한 도전성 패턴 형성용 조성물을 이용하여, 다양한 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 안테나용 도전성 패턴, RFID 태그, 각종 센서, MEMS 구조체 등을 매우 효과적으로 형성할 수 있게 된다.
한편, 상기 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 화학식 1로 표시될 수 있는 비도전성 금속 화합물은 이에 포함된 금속이나 그 이온이 보다 쉽게 방출될 수 있다. 그러므로, 이러한 비도전성 금속 화합물을 포함하는 조성물을 사용하여, 상기 비도전성 화합물의 사용량을 더욱 줄이면서도 금속핵 및 도전성 패턴의 선택적 형성을 보다 용이하게 할 수 있다.
그리고, 일 예에서, 상기 화학식 1의 A는 Cu, Ag, Pd, Au, Pt, Ni 및 Sn로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, B는 Mn, Al, Cr, Fe, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속일 수 있다. 이에 따라, 일 구현예의 조성물을 사용하여 무색, 또는 황토색부터 검정색까지 다양한 색상 특징을 갖는 수지 제품 또는 수지층을 구현하기가 보다 용이하게 될 수 있다.
이때, 보다 구체적인 예에서, 상기 제 1 금속은 Cu, Ag, Pd, Au, Pt, Ni 및 Sn로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속으로 되어 전자기파 조사에 의해 비도전성 금속 화합물로부터 방출되는 금속원으로 될 수 있고, 나머지 제 2 금속은 Mn, Al, Cr, Fe, Mo 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속으로 될 수 있다.
이에 따라, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이 더욱 용이하게 방출될 수 있고, 이미 상술한 원리에 의한 금속핵 및 도전성 패턴의 선택적 형성을 더욱 용이하게 할 수 있다.
상기 비도전성 금속 화합물은 평균 입경이 약 1㎛이하일 수 있고, 바람직하게는 약 100nm 내지 약 1㎛일 수 있다.
한편, 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 고분자 수지로는 다양한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성할 수 있는 임의의 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 특히, 상술한 특정 입체 구조의 비도전성 금속 화합물은 다양한 고분자 수지와 우수한 상용성 및 균일한 분산성을 나타낼 수 있으며, 일 구현예의 조성물은 다양한 고분자 수지를 포함하여 여러 가지 수지 제품 또는 수지층으로 성형될 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 예로는, 아크릴로나이트릴-부타다이엔-스타이렌(ABS) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 또는 폴리프탈아미드 수지 등을 들 수 있고, 이외에도 다양한 고분자 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물은 전체 조성물에 대해 약 1 내지 10중량%, 혹은 약 3 내지 7중량%로 포함될 수 있으며, 나머지 함량의 고분자 수지가 포함될 수 있다. 이러한 함량 범위에 따라, 상기 조성물로부터 형성된 고분자 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성 등 기본적인 물성을 적절히 유지하면서도, 전자기파 조사에 의해 일정 영역에 도전성 패턴을 형성하는 특성을 바람직하게 나타낼 수 있다. 이미 상술한 바와 같이, 일 구현예의 조성물은 특정 입체 구조의 비도전성 금속 화합물을 포함하여, 이러한 보다 낮은 함량의 비도전성 금속 화합물만을 포함하더라도, 전자기파 조사에 의해 금속핵 및 도전성 패턴을 보다 효과적으로 형성할 수 있다. 따라서, 비도전성 금속 화합물의 함량을 줄여 상기 수지 제품 또는 수지층의 기본적 물성을 우수하게 유지하기가 보다 용이하게 될 수 있다.
그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상술한 고분자 수지 및 소정의 비도전성 금속 화합물 외에, 안료 또는 염료 등의 색 첨가제를 더 포함할 수 있다. 또한 추가적으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 고분자 수지 가공 시 일반적으로 사용되는 첨가제, 구체적으로 예를 들어, 무기 충전제, 난연제, 충격보강제 등의 기능성 보강제, 열 안정제, 광 안정제, 활제, 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 색 첨가제는, 필요에 따라 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물에 색상을 부여하기 위해 첨가되는 물질로, 구체적으로 예를 들어, 카본 블랙(Carbon Black), 흑연, 그래핀, 점토(Clay), 탈크(Talc), TiO2, ZrO2, Fe2O3, BaSO4, CaCO3, SiO2, ZnS, ZnO, ZnCrO4, Cr2O3, CoO·nAl2O3 및 Co3(PO4)2로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 무기 안료; 및 구리프탈로시아닌 및 키나크리돈으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 유기 안료; 등을 단독 또는 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이외에도 수지 제품 성형용 조성물에 사용가능한 것으로 알려진 다양한 첨가제를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 난연제는 인계 난연제 및 무기 난연제를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 인계 난연제는 트리페닐 포스페이트(triphenyl phosphate, TPP), 트리자일레닐 포스페이트(trixylenyl phosphate, TXP), 트리크레실 포스페이트(tricresyl phosphate, TCP), 및 트리이소페닐 포스페이트(triisophenyl phosphate, REOFOS) 등을 포함하는 인산 에스테르계 난연제; 트리스-클로로에틸 포스페이트(tris-chloroethyl phosphate, TCEP) 및 트리스-클로로프로필 포스페이트(tris-chloropropyl phosphate, TCPP) 등을 포함하는 할로겐-인산 에스테르계 난연제; 방향족 폴리포스페이트(aromatic polyphosphate)계 난연제; 폴리인산염계 난연제; 적린계 난연제일 수 있고, 상기 무기 난연제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 붕산아연, 몰리브덴 산화물(MoO3), 몰리브덴 과산화물 염(Mo2O7 2 -), 칼슘-아연-몰리브산염, 삼산화 안티몬(Sb2O3), 오산화 안티몬(Sb2O5)등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에 고분자 수지 가공 시 사용될 수 있는 난연제는 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여, 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 도전성 패턴의 형성 방법은, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵을 발생시키는 단계; 및 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로, 상기 다른 구현예에 따른 도전성 패턴의 형성 방법을 각 단계별로 설명하기로 한다. 참고로, 도 1에서는 상기 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를 공정 단계별로 간략화하여 나타내고 있으며, 도 2에서는 상기 도전성 패턴 형성 방법의 일 예에서, 전자기파 조사에 의해 고분자 수지 기재의 표면에 금속핵을 포함한 접착활성 표면이 형성된 모습을 전자 현미경 사진으로 나타내고 있다.
상기 도전성 패턴 형성 방법에서는, 먼저, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성할 수 있다. 이러한 수지 제품의 성형 또는 수지층의 형성에 있어서는, 통상적인 고분자 수지 조성물을 사용한 제품 성형 방법 또는 수지층 형성 방법이 별다른 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물을 사용하여 수지 제품을 성형함에 있어서는, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 압출 및 냉각한 후 펠릿 또는 입자 형태로 형성하고, 이를 원하는 형태로 사출 성형하여 다양한 고분자 수지 제품을 제조할 수 있다.
이렇게 형성된 고분자 수지 제품 또는 수지층은 상기 고분자 수지로부터 형성된 수지 기재 상에, 상술한 특정 입체 구조의 비도전성 금속 화합물이 균일하게 분산된 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 비도전성 금속 화합물은 다양한 고분자 수지와 우수한 상용성, 충분한 용해도 및 화학적 안정성을 가지므로, 상기 수지 기재 상의 전 영역에 걸쳐 균일하게 분산되어 비도전성을 갖는 상태로 유지될 수 있다.
이러한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성한 후에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도전성 패턴을 형성하고자 하는 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에, 레이저 등 전자기파를 조사할 수 있다. 이러한 전자기파를 조사하면, 상기 비도전성 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온이 방출될 수 있고, 이를 포함한 금속핵을 발생시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 전자기파 조사에 의한 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 접착활성 표면을 형성할 수 있다. 이러한 접착활성 표면이 전자기파가 조사된 일정 영역에서만 선택적으로 형성됨에 따라, 후술하는 환원 또는 도금 단계를 진행하면, 상기 금속핵 및 접착활성 표면에 포함된 제 1 또는 제 2 금속 이온의 화학적 환원, 또는 이에 대한 무전해 도금에 의해 도전성 금속 이온이 화학적 환원됨으로서, 상기 도전성 금속층이 소정 영역의 고분자 수지 기재 상에 선택적으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무전해 도금시에는, 상기 금속핵이 일종의 seed로 작용하여 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적으로 환원될 때, 이와 강한 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 도전성 금속층이 보다 용이하게 선택적으로 형성될 수 있다.
한편, 상술한 금속핵 발생 단계에 있어서는, 전자기파 중에서도, 레이저 전자기파가 조사될 수 있고, 예를 들어, 약 200nm 내지 약 11,000nm 사이의 다양한 파장을 갖는 레이저 전자기파가 조사될 수 있다. 구체적으로, 약 248nm, 약 308nm, 약 355nm, 약 532nm, 약 585nm, 약 755nm, 약 1064nm, 약 1550nm, 약 2940nm 또는 약 10600nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 조사될 수 있다. 이러한 레이저의 조사에 의해, 보다 효과적으로 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵이 발생할 수 있고, 이를 포함한 접착활성 표면을 선택적 소정 영역에 발생 및 노출시킬 수 있다.
한편, 상술한 금속핵 발생 단계를 진행한 후에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 진행할 수 있다. 이러한 환원 또는 도금 단계를 진행한 결과, 상기 금속핵 및 접착활성 표면이 노출된 소정 영역에서 선택적으로 도전성 금속층이 형성될 수 있고, 나머지 영역에서는 화학적으로 안정한 비도전성 금속 화합물이 그대로 비도전성을 유지할 수 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 고분자 수지 기재 상의 소정 영역에만 선택적으로 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
이러한 환원 또는 도금 단계에서는 상기 금속핵을 발생시킨 소정 영역의 수지 제품 또는 수지층을 환원제를 포함한 산성 또는 염기성 용액으로 처리할 수 있으며, 이러한 용액은 환원제로서, 포름알데히드, 차아인산염, 디메틸아미노보레인(DMAB), 디에틸아미노보레인(DEAB) 및 히드라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 상기 환원 단계에서는 환원제 및 도전성 금속 이온을 포함한 무전해 도금 용액 등으로 처리할 수도 있다.
이와 같은 환원 또는 도금 단계의 진행으로, 상기 금속핵에 포함된 제 1 또는 제 2 금속 이온이 환원되거나, 상기 금속핵이 형성된 영역에서 이를 seed로 하여 상기 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적 환원되어, 소정 영역에 선택적으로 양호한 도전성 패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 금속핵 및 접착활성 표면은 상기 화학적으로 환원되는 도전성 금속 이온과 강한 결합을 형성할 수 있고, 그 결과 소정 영역에 선택적으로 도전성 패턴이 보다 용이하게 형성될 수 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴 형성 방법에 의해 얻어진 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공된다. 이러한 수지 구조체는 고분자 수지 기재; 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고, 고분자 수지 기재에 분산되어 있는 상기 화학식 1의 비도전성 금속 화합물; 소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함한 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및 상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함할 수 있다.
이러한 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대응할 수 있다. 또, 상기 접착활성 표면의 금속핵에 포함된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온은 상기 비도전성 금속 화합물에서 유래한 것으로 될 수 있다. 한편, 상기 도전성 금속층은 상기 제 1 또는 제 2 금속에서 유래하거나, 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온에서 유래한 것으로 될 수 있다.
또한, 상기 수지 구조체는, 상기 고분자 수지 기재 내에 분산되어 있고, 상기 비도전성 금속 화합물에서 유래한 잔류물을 더 포함할 수 있다. 이러한 잔류물은 상기 비도전성 금속 화합물에서 제 1 또는 제 2 금속 중 적어도 일부가 방출되어, 그 자리의 적어도 일부에 vacancy가 형성된 구조를 가질 수 있다.
상술한 수지 구조체는 안테나용 도전성 패턴을 갖는 휴대폰 케이스 등 각종 수지 제품 또는 수지층으로 되거나, 기타 RFID 태그, 각종 센서 또는 MEMS 구조체, 회로 기판 등의 도전성 패턴을 갖는 다양한 수지 제품 또는 수지층으로 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 발명의 구현예들에 따르면, 레이저 등 전자기파를 조사하고 환원 또는 도금하는 매우 단순화된 방법으로, 각종 미세 도전성 패턴을 갖는 다양한 수지 제품을 양호하고도 용이하게 형성할 수 있다. 이와 같이, 수지 제품 또는 수지층 상에 미세 도전성 패턴을 형성한 일 예는 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서도 뒷받침되는 바와 같이, 상술한 매우 단순한 공정으로도 각종 수지 제품 또는 수지층 상에 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있으므로, 이전에 제안된 바 없는 신규한 수지 제품 등을 포함하여 보다 다양한 형태의 수지 제품을 구현하는데 크게 기여할 수 있다. 특히, 본 발명의 도전성 패턴 형성용 조성물은 필요에 따라 다양한 색상을 갖는 색 첨가제를 추가로 포함함으로써, 상기 도전성 패턴을 가지면서도 다양한 색채를 나타내어 수요자의 다양한 요구에 부흥하는 여러 가지 수지 제품을 형성할 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
실시예 1:
원료 물질로 산화구리(CuO) 및 이산화망간(MnO2)을 혼합하고, 1000 내지 1100oC에서 약 2시간 동안 열처리하여 Cu3Mn3O8를 합성하였다.
상기 합성 과정을 화학 반응식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112014115413059-pat00007
상기 Cu3Mn3O8의 결정 특성을 나타내는 XRD 패턴을 도 4에 나타내었다. 도 4를 참조하면, 2 theta 값이 약 18.5o, 약 30.5o , 36o, 약 37.5o, 및 약 43.5o에서 강한 피크가 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 peak들은 각각 (111), (220), (311), (222), 및 (400)에 기인한 것으로, 입방 구조의 Cu3Mn3O8가 합성된 것을 확인할 수 있다.
이렇게 합성된 비도전성 금속 화합물을 분쇄하여 평균 입도가 약 100nm 내지 약 1μm인 분말 형태로 제조한 뒤, 첨가제로 사용하였다. 도 5는 상기 방법에 의해 제조된 비도전성 금속 화합물 분말 첨가제의 전자 현미경 사진이다. 도 5를 참조하면, 상기 비도전성 금속 화합물이 약 100nm 내지 약 1μm의 입도를 갖는 부정형 분말 형태로 형성된 것을 확인할 수 있다.
기본수지인 폴리카보네이트 수지와, 비도전성 금속 화합물인 상기 Cu3Mn3O8을 사용하고, 공정 및 안정화를 위한 첨가제들을 함께 사용하여 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였다.
이들 첨가제로는 아래 각 실시예에서 특별히 다르게 기재하지 않은 한, 열 안정제 (상품명: IR1076, PEP36), UV 안정제 (상품명: UV329), 활제 (상품명: EP184), 충격보강제 (상품명: S2001)를 사용하였다.
조성물 총 중량 100중량%에 대하여, 상기 폴리카보네이트 수지 92중량%, 비도전성 금속 화합물 3중량%, 기타 첨가제(열 안정제, UV 안정제, 활제, 충격보강제)를 5중량%로 혼합하여 조성물을 얻고, 이를 260 내지 280℃ 온도에서 압출기를 통해 압출하였다. 압출된 펠렛 형태의 수지 구조체를 약 260 내지 270oC에서 직경 100mm, 두께 2mm의 기판 형태로 사출 성형하였다.
상기 수지 구조체에 대해, Nd-YAG 레이저 조사 장치를 이용하여, 1064nm의 파장으로, 40kHz, 3 내지 10W 조건 하에 레이저를 조사하여 표면을 활성화시켰다. 도 6은 상기 레이저 조사에 의해 수지표면이 활성화된 일 예로, 수지 기재의 표면에 금속핵을 포함한 접착활성 표면이 형성된 모습을 나타낸 전자 현미경 사진이다.
상기 접착활성 표면이 형성된 수지 구조체에 대해 다음과 같이 무전해 도금 공정을 실시하였다. 도금 용액 (이하 PA 용액)은 황산구리 3g, 롯셀염 14g, 수산화 나트륨 4g을 100ml의 탈이온수에 용해시켜 제조하였다. 제조된 PA 용액 40ml에 환원제로 포름알데하이드 1.6ml를 첨가하였다. 레이저로 표면이 활성화된 수지 구조체를 4 내지 5시간 동안 도금 용액에 담지시킨 후, 증류수로 세척하여 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
도 7은 상기 무전해 도금을 실시한 후의 수지 구조체에 대한 전자 현미경 사진이다. 도 7을 참조하면, 레이저가 조사된 수지 구조체의 표면, 즉 도금이 이루어지기 전의 접착활성 표면에 구리막이 도금되어 도전성 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있다.
실시예 2:
조성물 총 중량 100중량%에 대하여, 상기 폴리카보네이트 수지 90중량%, 비도전성 금속 화합물 5중량%, 기타 첨가제(열 안정제, UV 안정제, 활제, 충격보강제) 5중량%로 혼합하여 조성물을 얻은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
실시예 3:
조성물 총 중량 100중량%에 대하여, 상기 폴리카보네이트 수지 89.5중량%, 비도전성 금속 화합물 5중량%, 색 첨가제(카본블랙: Carbon Black) 0.5중량%, 기타 첨가제(열 안정제, UV 안정제, 활제, 충격보강제) 5중량%를 혼합하여 조성물을 얻은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
실시예 4:
조성물 총 중량 100중량%에 대하여, 상기 폴리카보네이트 수지 85중량%, 비도전성 금속 화합물 5중량%, 색 첨가제(TiO2) 5중량%, 기타 첨가제(열 안정제, UV 안정제, 활제, 충격보강제) 5중량%를 혼합하여 조성물을 얻은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4에 사용된 조성물의 각 조성비를 아래 표 1에 정리하였다.
폴리카보네이트
수지
(중량%)
비도전성
금속화합물
(중량%)
색첨가제
(중량%)
기타 첨가제
(중량%)
실시예 1 92 3 - 5
실시예 2 90 5 - 5
실시예 3 89.5 5 0.5
(Carbon Black)
5
실시예 4 85 5 5
(TiO2)
5
실험예 : 도전성 패턴의 접착성 평가
상기 실시예 1 내지 4에서 얻어진, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 대하여, ISO 2409의 방법에 의해, 도전성 패턴의 접착 성능을 평가하였다. 또한, 상기 실시예 1 내지 4에 사용된 조성물을 이용하였을 때, ISO 2409 Class 0을 달성하기 위해 요구되는 최소 레이저 조사 강도를 측정하였다.
상기 평가 결과를 하기 표 2에 정리하였다.
접착력 평가
(ISO 2409*)
최소 레이저 조사 강도
(W, at 1064nm)
실시예 1 Class 0 8.5
실시예 2 Class 0 7.0
실시예 3 Class 0 5.7
실시예 4 Class 0 5.7
* ISO 2409 표준 방법에 의한 접착성 평가에서, Class 0 등급은 박리 면적이 평가 대상 면적의 0%임을 의미하고, Class 1 등급은 박리 면적이 평가 대상 면적의 0% 초과 5% 이하인 것을 의미한다.
상기 표 2를 참조하면 본 발명의 실시예 1 내지 4는 모두, 상기 조건에서 Class 0을 획득하였으며, 이를 통해, 도전성 패턴의 접착성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에서 얻어진 수지 구조체에 대한 도전성 패턴 접착성 평가 (ISO 2409 표준 방법에 의한 Cross-cut test)결과를 나타낸 사진이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수지 구조체에서 도전성 패턴은, 수지 기판 상에서 매우 우수한 접착성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 4는 모두, 상대적으로 적은 량의 레이저 조사에 의하더라도, 접착성이 우수한 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있음을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라, 실시예 3 및 4에서, 비도전성 금속 화합물과 색 첨가제를 혼용하여 수지 구조체를 구현할 경우, 더욱 낮은 레이저 강도로도 매우 우수한 접착력을 가지는 도전성 패턴을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims (18)

  1. 고분자 수지; 및
    제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하는 화학식 1의 비도전성 금속 화합물;을 포함하고,
    전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112014115413059-pat00008

    상기 화학식 1에서,
    A, B는 각각 독립적으로, 서로 다른 제 1 및 제 2 금속을 나타내고,
    C는 산소, 질소, 또는 황이며,
    Figure 112014115413059-pat00009
    이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 A는 Cu, Ag, Pd, Au, Pt, Ni 및 Sn로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속이고, 상기 화학식 1의 B는 Mn, Al, Cr, Fe, Mo, 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속인, 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비도전성 금속 화합물은 평균 입경이 1㎛이하인 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 ABS 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비도전성 금속 화합물은 전체 조성물에 대해 1 내지 10중량%로 포함되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 색 첨가제; 및 무기 충전제, 난연제, 충격보강제, 열 안정제, 광 안정제, 활제, 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 색 첨가제는 카본 블랙(Carbon black), 흑연(Graphite), 그래핀(Graphene), 클레이(Clay), 탈크(Talc), TiO2, ZrO2, Fe2O3, BaSO4, CaCO3, SiO2, ZnS, ZnO, ZnCrO4, Cr2O3, CoO·nAl2O3, Co3(PO4)2, 구리프탈로시아닌, 및 키나크리돈으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 난연제는 인계 난연제 및 무기 난연제를 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계;
    상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵을 발생시키는 단계; 및
    상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 금속핵 발생 단계에서 레이저 전자기파가 조사되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 레이저 전자기파는 200nm 내지 11000nm 범위의 파장을 갖는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 접착성을 갖도록 활성화된 접착활성 표면을 형성하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 도전성 금속층은 상기 금속핵에 포함된 제 1 또는 제 2 금속 이온의 화학적 환원, 또는 이에 대한 무전해 도금에 의해, 상기 접착활성 표면 상에 형성되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 환원 또는 도금 단계에서는 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 환원제를 포함한 산성 또는 염기성 용액으로 처리하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 환원제는 포름알데히드, 차아인산염, 디메틸아미노보레인(DMAB), 디에틸아미노보레인(DEAB) 및 히드라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  17. 고분자 수지 기재;
    제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고, 고분자 수지 기재에 분산되어 있는 화학식 1의 비도전성 금속 화합물;
    소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함한 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및
    상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체:
    [화학식 1]
    Figure 112014115413059-pat00010

    상기 화학식 1에서,
    A, B는 각각 독립적으로, 서로 다른 제 1 및 제 2 금속을 나타내고,
    C는 산소, 질소, 또는 황이며,
    Figure 112014115413059-pat00011
    이다.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대응하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체.
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