KR101762331B1 - 도전성 패턴 구조물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용이하게 제조되고 향상된 접착력을 가지며 정밀하게 형성되는 도전성 패턴 구조물, 이의 제조방법, 전자 장치 및 수지 조성물 및 LDS용 첨가제에 관한 것으로서, 상기 도전성 패턴 구조물은 유기화된 카본계 물질을 내부 또는 표면에 포함하는 절연성 기재; 상기 유기화된 카본계 물질로부터 형성된 핵제; 및 상기 핵제가 형성된 영역 상에 배치되는 도전성 패턴을 포함한다.

Description

도전성 패턴 구조물 및 이의 제조방법{CONDUCTIVE PATTERN STRUCTURE AND PREPARATION METHOD THEREOF}
실시예는 도전성 패턴 구조물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 사출성형 열가소성 플라스틱에 집적회로가 구현된 MID(molded interconnect device)가 각광을 받고 있다. 이와 같은 MID는 고온에서 견디는 열가소성 플라스틱 상에 3차원적으로 금속화를 구현함으로써 전기 회로소자 설계분야에 새로운 지평을 열고 있다. 또한, 선택적 금속화 부품인 MID는 플라스틱 기재/하우징 분야와 회로소자 설계 분야를 통합시키고 있다. MID 기술은 가전제품, 원격통신, 자동차, 의료 분야 등에서 주로 사용되고 있으며, 가장 일반적으로 응용되는 분야는 휴대폰, 노트북, 넷북 등과 같은 모바일 장치에 탑재되는 집적 안테나(integrated antennas)이다.
MID를 제조하는 대표적인 방법으로서 레이저직접구조화(LDS, laser direct structuring)를 들 수 있다(미국 등록특허 제5576073호 및 제5593739호 등 참조). LDS 공정은 레이저에 의해 활성화되는 금속-플라스틱 첨가제가 함유된 열가소성 플라스틱을 사출성형한 물품을 기재로서 사용하므로 3D 디자인 구현에 실질적인 제한이 없게 된다. 이후 사출성형된 플라스틱 상에 레이저를 이용해 회로패턴을 그리게 되면, 레이저 빔이 조사된 영역에 금속 첨가제가 활성화되어 미세하게 거친 표면을 형성하게 된다. 상기 활성화된 금속 첨가제는 이후의 금속화 공정에서 핵으로서 작용하여, 구리, 니켈, 금 등이 함유된 금속 욕조에서 무전해 도금시 플라스틱 기재 상에 정밀한 도전성 패턴이 형성된다.
이와 같은 LDS 공정은 단일 성분 사출성형을 이용할 수 있고, 광범위한 재료에 응용 가능하며, 완전한 3D 구조의 구현이 가능하다. 또한, 상기 LDS 공정은 레이저에 새로운 회로 패턴을 입력하기만 하면 다양한 제품을 손쉽게 제조할 수 있고, 80㎛ 미만의 미세한 폭을 갖는 패턴이 가능할 만큼 정밀도가 높다.
미국 등록특허 제5576073호 미국 등록특허 제5593739호 한국 등록특허 제0325790호 한국 등록특허 제0374667호 한국 등록특허 제0716486호 미국 등록특허 제8309640호 미국 등록특허 제8492464호
실시예들은 용이하게 제조되고 향상된 접착력을 가지며 정밀하게 형성되는 도전성 패턴 구조물, 이의 제조방법, 전자 장치, 수지 조성물 및 LDS용 첨가제를 포함한다.
일 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 유기화된 카본계 물질을 내부 또는 표면에 포함하는 절연성 기재; 상기 유기화된 카본계 물질로부터 형성된 핵제; 및 상기 핵제가 형성된 영역 상에 배치되는 도전성 패턴을 포함한다.
일 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물의 제조방법은 (a) 유기화된 카본계 물질을 제조하는 단계; (b) 상기 유기화된 카본계 물질을 포함하는 절연성 기재를 제조하는 단계; (c) 상기 절연성 기재에 선택적으로 에너지를 조사하여, 상기 유기화된 카본계 물질로부터 핵제를 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 핵제가 형성된 영역 상에 도전성 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 유기화된 카본계 물질을 내부 또는 표면에 포함하는 절연성 기재; 상기 유기화된 카본계 물질로부터 형성된 핵제; 및 상기 핵제가 형성된 영역 상에 배치되는 도전성 패턴을 포함한다.
일 실시예에 따른 수지 조성물은 열가소성 수지; 및 외부의 에너지에 의해서 핵제로 형성되어 무전해 도금시 활성을 나타낼 수 있는 유기화된 카본계 물질을 포함한다.
일 실시예에 따른 LDS용 첨가제는 외부의 에너지에 의해서 핵제로 형성되어 무전해 도금시 활성을 나타낼 수 있는 유기화된 카본계 물질을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유기화된 카본계 물질은 그라파이트, 그래핀, 카본나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄 및 이들의 산화물로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 카본계 물질이 유기화된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유기화된 카본계 물질은 그 외 다른 카본계 산화물, 카본계 질화물 및 카본계 황화물로부터 선택되는 적어도 하나의 카본계 물질이 유기화된 것일 수 있다.
실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 상기 유기화된 카본계 물질을 사용하여 레이저 조사 및 도금 공정과 같이 간단한 공정으로 용이하게 상기 도전성 패턴을 형성한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 용이하게 제조될 수 있다. 또한, 상기 도전성 패턴은 레이저 조사에 의해서 보다 정밀하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연성 기재에 레이저가 조사된 부분에는 요철이 형성될 수 있고, 상기 요철이 형성된 부분에 상기 도전성 패턴이 직접 형성될 수 있다. 이에 따라서, 상기 도전성 패턴은 상기 절연성 기재에 향상된 접합력으로 접합될 수 있다.
또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 상기 절연성 기재를 주로 구성하는 열가소성 수지 등과 높은 상용성을 가진다. 이에 따라서, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 높은 강도를 가질 수 있다.
특히, 상기 유기화된 카본계 물질의 유기기는 절연성 기재 내의 고분자 수지의 사슬과 직간접적인 화학적/물리적 결합을 형성하므로, 도전성 패턴 구조물에 열적 안정성 및 기계적 강인함을 부여할 수 있다.
또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 종래에 사용되는 금속 산화물 등 대비 밀도가 낮아 상대적으로 적은 양을 사용하여도 효과적으로 도금층을 형성할 수 있다. 이에 따라 유기화된 카본계 물질 함유 수지 조성물 및 이의 제조물의 무게가 감소될 수 있으며, 원가도 절감할 수 있다.
또한 유기화된 카본계 물질은 열전도성이 좋아 전자부품 같은 발열성 제품에 적용시 방열 물성을 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 핵제는 상기 유기화된 카본계 물질과 마찬가지로, 상기 열가소성 수지와 높은 상용성을 가질 수 있다. 상기 도전성 패턴은 상기 핵제에 직접 접하여 형성되고, 상기 핵제는 상기 도전성 패턴과 상기 열가소성 수지 사이에서, 이 둘 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 상기 도전성 패턴의 박리가 방지되고, 향상된 강도를 가지며, 정밀한 도전성 패턴을 가지면서, 용이하게 제조될 수 있다.
도 1 내지 3은 실시예들에 따른 도전성 패턴 구조물을 제조하는 과정을 도시한 것이다.
도 4는 일 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물을 도시한 평면도이다.
본 명세서에 있어서, 어느 한 기재나 층 등이 다른 기재나 층의 "상(on)"에 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 별다른 언급이 없을 경우 상기 상/하는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1 및 2를 참조하면, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 절연성 기재(100), 핵제(120) 및 도전성 패턴(200)을 포함한다.
상기 절연성 기재는 절연성 고분자 수지, 유기화된 카본계 물질, 충전제 및 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 절연성 고분자 수지는 상기 절연성 기재의 주성분일 수 있다. 상기 절연성 고분자 수지는 상기 절연성 기재에 약 50wt% 내지 약 95wt%로 포함될 수 있다.
상기 절연성 고분자 수지는 절연성의 열가소성 고분자 또는 열경화성 고분자를 포함한다. 상기 절연성의 열가소성 또는 열경화성 고분자의 예로는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아미드(PA), 폴리이미드(PI), 폴리이써설폰(PES), 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS), 폴리카보네이트(PC), 아크릴 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 또는 이들 중 둘 이상이 공중합되거나 블렌드된 고분자도 가능하다.
바람직하게는, 상기 절연성 고분자 수지는 열가소성 고분자를 포함할 수 있으며, 구체적으로 폴리카보네이트계 수지(예: 폴리카보네이트, 폴리카보네이트/ABS 혼합 수지 등); 폴리(아릴렌 에테르) 수지(예: 폴리페닐렌 옥사이드 수지); 또는 이러한 수지 중 1종 이상을 포함하는 혼합물을 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 유기화된 카본계 물질은 카본계 물질이 유기화된 것이다.
예를 들어, 상기 유기화된 카본계 물질은 하나 이상의 유기기를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 유기화된 카본계 물질은 카본계 물질 및 상기 카본계 물질에 결합된 하나 이상의 유기기를 포함할 수 있다.
상기 유기기는 상기 고분자 수지의 사슬과 화학적 결합이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기기는 상기 고분자 수지와 직접적인 결합이 형성될 수 있다. 상기 화학적 결합의 예로는, 아마이드 결합, 에스테르 결합, 에테르 결합, 우레탄 결합 등을 들 수 있다.
또는, 상기 유기기는 상기 고분자 수지의 사슬과 물리적 엉킴이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기기는 상기 고분자 수지와 간접적인 결합이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기기는 긴 선형의 탄화수소기이고, 상기 선형의 탄화수소기와 상기 고분자 수지의 사슬 간에 엉킴이 발생하여, 이들 간의 결합이 향상될 수 있다.
또한, 상기 유기기는 상기 고분자 수지의 사슬과 화학적 결합 및 물리적 엉킴이 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기기는 상기 고분자 수지와 직접적인 결합 및 간접적인 결합이 동시에 형성될 수 있다. 이 경우 상기 유기화된 카본계 물질과 고분자 수지간의 결합력이 매우 우수할 수 있다.
상기 유기기는 C 및 H로 이루어진 탄화수소기일 수 있다. 또는, 상기 유기기는 N, S, O 등의 헤테로원자를 포함하는 탄화수소기일 수 있다. 상기 유기기는 1 내지 30의 탄소수, 바람직하게는 5 내지 20의 탄소수를 가질 수 있다.
상기 유기화된 카본계 물질은 유기화된 탄소로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 유기화된 탄소 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 상기 탄소 화합물은 탄소간 공유 결합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 탄소 화합물은 탄소와 산소 및/또는 수소를 주원소로 포함하는 화합물일 수 있다.
일례로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 하기 화학식 1로 표시되는 카본계 물질이 유기화된 것일 수 있다.
[화학식 1]
CxHyOzAw
상기 식에서, A는 탄소(C), 수소(H) 및 산소(O)와는 다른 적어도 하나의 원소이고; x는 2 내지 4이고; y, z 및 w는 각각 0 내지 1이다.
다른 예로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 유기화된 카본계 산화물을 포함할 수 있다. 이때, 상기 카본계 산화물에서, 탄소와 산소의 비율은 약 2:1 내지 약 1000:1일 수 있고, 더 자세하게 약 3:1 내지 약 1000:1일 수 있으며, 보다 더 자세하게 약 5:1 내지 약 1000:1일 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 탄소 원자가 서로 결합되어 형성된 탄소 동소체의 유기화물을 포함할 수 있다. 이때 상기 탄소 동소체는 다이아몬드, 그라파이트, 론스델라이트(lonsdaleite), 풀러렌(C60, C540, C70 등), 무정형 탄소, 및 카본 나노튜브로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 탄소 동소체의 유기화물도 가능하다. 이때, 상기 탄소 동소체 또는 탄소 동소체의 산화물에는 에폭시기, 카르복실기, 히드록실기 등과 같은 다양한 유기기가 결합될 수 있다.
그 외 다른 예로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 금속 원자를 포함하지 않는 비금속성의 카본계 물질 또는 카본계 산화물이 유기화된 물질이거나, 또는 일반적인 분자형의 유기 화합물이 아닌 결정형의 카본계 물질 또는 광물이 유기화된 물질일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 그라파이트, 그래핀, 카본나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄 및 이들의 산화물로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 카본계 물질이 유기화된 것일 수 있다. 특히, 상기 유기화된 카본계 물질은 그라파이트, 그라파이트 산화물, 그래핀 산화물 및 활성탄 산화물로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 카본계 물질이 유기화된 것일 수 있다.
바람직한 예로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 유기화된 그라파이트 산화물일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기화된 카본계 물질은 그라파이트에 황산, 질산나트륨(NaNO3) 및 과망간산칼륨(KMnO4)의 혼합물이 처리되어 산화된 그라파이트 산화물이 유기화된 것일 수 있다. 상기 그라파이트 산화물은 그라파이트 구조의 탄소 동소체에 히드록실기, 에폭시기 또는 카르복실기 등이 결합된 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 유기화된 그라파이트 산화물은 하기의 화학식 2로 표시되는 그라파이트 산화물이 유기화된 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112015055866910-pat00001
바람직하게는, 상기 유기화된 카본계 물질은 탄소수 1 내지 30 의 유기기를 갖는 그라파이트 산화물을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 유기화된 카본계 물질은 팽창 가능 그라파이트(expandable graphite) 또는 팽창된 그라파이트(expanded graphite)가 유기화된 것일 수 있다.
상기 팽창 가능 그라파이트는 황산 등의 삽입제에 의해서 처리되어, 열에 의해서 팽창될 수 있는 그라파이트일 수 있다. 상기 팽창 가능 그라파이트는 가해지는 열에 의해서 수배 내지 수천배 이상 팽창될 수 있다.
더 자세하게, 상기 팽창 가능 그라파이트는 다음과 같은 방법에 의해서 제조될 수 있다.
천연 그라파이트는 평면들 사이에 약한 결합을 갖는 평평한 적층된 평면에서 결합된 원자를 포함하는 탄소의 결정 형태이다. 천연 그라파이트의 입자를 예를 들어 황산 및 질산 용액의 삽입제(intercalant)로 처리함으로써, 그라파이트의 결정 구조가 반응하여 그라파이트와 삽입제의 배합물을 형성한다. 천연 그라파이트의 분쇄, 밀링 및 다른 기계적 처리는 그라파이트의 결정 배향 및 삽입제의 효율을 변동시킬 수 있다.
삽입제 처리된 그라파이트 입자는 "팽창 가능 그라파이트"으로서 공지되어 있으며, 시판용일 수 있다. 고온에 대한 노출 시에, 삽입제 처리된 그라파이트 입자는 팽창을 일으키고, c-방향으로, 즉 그라파이트의 결정면에 대해 수직인 방향으로, 아코디언 형태로 원래의 부피의 80배 이상의 치수로 팽창할 수 있다. 벗겨지지 않은, 즉 팽창된 그라파이트 입자는 외관상 벌레 모양이고, 따라서 워엄(worm)으로서 언급되는 것이 통상적이다.
팽창성 그라파이트 입자를 제조하기 위한 통상적인 방법은 본원에 참고문헌으로 인용된 셰인(Shane) 등의 미국 특허 제3,404,061호에 기술되어 있다. 상기 방법의 전형적인 실시예에서, 천연 그라파이트 플레이크는 산화제, 예를 들어 질산과 황산의 혼합물을 함유하는 용액 중에 플레이크를 분산시킴으로써 삽입된다.
삽입제로 사용되는 용액은 당 분야에 공지된 삽입제, 예컨대 산화제를 용액의 형태로 사용할 수 있다. 삽입제의 예로는, 질산, 황산, 인산, 초산, 과염소산, 크롬산, 염소산염(예: 염소산칼륨), 과망간산염(예: 과망간산칼륨), 크롬산염(예: 크롬산칼륨), 이크롬산염(예: 이크롬산칼륨), 과산화수소, 요오드산, 과요오드산, 트리플루오로아세트산과 같은 유기 강산, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 예를 들어, 질산과 염소산염의 혼합물, 크롬산과 인산의 혼합물, 황산과 질산의 혼합물, 황산과 인산의 혼합물 등을 용액의 형태로 사용할 수 있다. 필요에 따라, 삽입제 용액은 금속(예: 염화제2철), 할라이드(예: 브롬), 금속 할라이드 등을 추가로 포함할 수 있다.
그라파이트 플레이크를 상술한 바와 같이 삽입제 처리하면 과량의 용액이 플레이크로부터 배출된다. 이 삽입제 처리된 그라파이트 플레이크를 물로 세척한 후 건조함으로써 팽창 가능 그라파이트를 얻을 수 있다. 시판용 팽창 가능 그라파이트는 유카 카본 컴퍼니 인코포레이티드(UCAR Carbon Company Inc.)로부터 입수될 수 있다
또한, 상기 팽창된 그라파이트(expanded graphite)는 상기 팽창 가능 그라파이트가 열처리되어 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 팽창 가능 그라파이트가 약 400℃의 온도로 열처리되어 팽창되고, 이에 따라서, 상기 팽창된 그라파이트가 형성될 수 있다.
상기 유기화된 카본계 물질은 상기 절연성 기재에 입자 형태로 포함될 수 있다. 이때 상기 유기화된 카본계 물질의 직경은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다.
또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 입자 형태로서 절연성 물질로 표면 코팅된 것일 수 있다. 즉, 상기 유기화된 카본계 물질은 유기화된 탄소를 주성분으로 하는 코어 및 상기 절연성 물질을 포함하는 껍질층을 포함할 수 있다. 상기 절연성 물질은 절연성 유기물 또는 절연성 무기물이 모두 가능하다.
상기 절연성 유기물의 예로서는 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 아크릴 수지 등을 들 수 있다. 상기 절연성 무기물의 예로서는 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 등과 같은 산화물을 들 수 있다.
또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 그 자체가 절연체일 수 있다. 특히, 상기 유기화된 카본계 물질은 산화물과 같은 절연체일 수 있으며, 이 경우 낮은 전도도를 가질 수 있다.
상기 유기화된 카본계 물질은 상기 절연성 기재의 중량 대비 약 0.01wt% 내지 약 30wt%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 약 0.1wt% 내지 약 10wt%, 더 바람직하게는 약 0.1wt% 내지 약 5wt%, 보다 더 바람직하게는 약 0.3wt% 내지 약 3wt%로 포함될 수 있다.
상기 유기화된 카본계 물질은 상기 절연성 기재 내부 및/또는 표면에 분산되어 분포할 수 있다.
또한, 상기 절연성 기재에는 상기 유기화된 카본계 물질 외에도, 유기화되지 않은 카본계 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 유기화되지 않은 카본계 물질로는 앞서 예시한 카본계 물질들로서 유기기를 포함하지 않는 물질이 가능하다.
상기 절연성 기재는 유리 섬유 또는 무기 산화물 등과 같은 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 무기 산화물은 고유전율의 무기 산화물인 것이 좋다. 이에 따라서, 상기 무기 산화물은 절연성 기재의 유전율을 증가시켜 안테나 제조 등에 적합한 기재가 될 수 있다.
상기 무기 산화물은 금속 산화물이거나 비금속의 무기 산화물일 수 있다.
예를 들어, 알루미늄, 구리, 세륨, 아연, 지르코늄, 마그네슘, 세슘, 티타늄, 바륨, 니오븀, 텅스텐, 주석, 칼슘, 탄탈륨, 란타늄, 리튬, 실리콘, 칼륨, 나트륨, 스트론튬, 망간 등의 금속 성분을 적어도 하나 포함하는 산화물일 수 있다.
보다 구체적인 무기 산화물의 예로는 산화칼슘, 이산화규소, 티타늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 또는 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 무기 산화물은 절연성 기재의 중량을 기준으로 약 1~30 중량%로 함유될 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 5~15 중량%로 함유될 수 있다.
상기 무기 산화물은 상기 절연성 기재 내에 분산되어 분포할 수 있다.
상기 절연성 기재는 난연제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 난연제는 무기계 난연제, 유기인계 난연제, 질소계 난연제, 유기할로겐계 난연제 등을 사용할 수 있다.
상기 무기계 난연제로는 알루미늄 트리하이드록사이드, 마그네슘 디하이드록사이드, 훈타이트, 하이드로마그네사이트, 수화물, 적린, 보레이트류 등을 들 수 있으며, 그 외에도 설포네이트 염(예컨대 칼륨 퍼플루오로부탄 설포네이트, 칼륨 디페닐설폰 설포네이트 등), 알칼리금속/알칼리토금속의 염(예컨대 알칼리금속/알칼리토금속의 탄산염 등), 무기산 복합체 염(예컨대 플루오로 음이온 복합체) 등도 가능하다.
상기 유기인계 난연제로는, 트리페닐포스페이트(TPP), 레조시놀 비스(디페닐포스페이트)(RDP), 비스페놀 A 디페닐 포스페이트(BADP), 트리크레실 포스페이트(TCP) 등과 같은 유기 포스페이트류; 디메틸 메틸포스포네이트(DMMP)와 같은 포스포네이트류; 알루미늄 디에틸 포스피네이트와 같은 포스피네이트류 등을 들 수 있다. 그 외에도 할로겐 성분을 갖는 유기인계 난연제도 가능하다.
상기 유기질소계 난연제로는, 멜라민 포스페이트(MP), 니트릴로트리스(메틸포스폰아미드산), 멜라민 시아누레이트계 등을 들 수 있다.
상기 유기할로겐계 난연제로는, 클로렌드산 유도체, 염소화 파라핀 등과 같은 유기염소계 난연제; 데카브로모디페닐 이써(decaBDE), 데카브로모디페닐 에탄, 고분자성 브롬화 화합물, 브롬화 카보네이트 올리고머(BCO), 브롬화 에폭시 올리고머(BEO), 테트라브로모프탈산 무수물, 테트라브로모비스페놀A(TBBPA), 헥사브로모사이클로도데칸(HBCD) 등과 같은 유기브롬계 난연제 등을 들 수 있다.
상기 난연제는 상기 예시된 물질들 가운데 1종만을 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으나, 상기 예시된 물질에 제한되지 않는다.
상기 난연제는 절연성 기재의 중량을 기준으로 약 1~30 중량%로 함유될 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 5~20 중량%로 함유될 수 있다.
상기 난연제는 상기 절연성 기재 내에 분산되어 분포할 수 있다.
상기 절연성 기재는 형상이 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 절연성 기재는 시트상이거나 또는 입체적인 형상일 수 있다.
상기 절연성 기재가 필름 또는 시트상일 경우 두께가 약 10㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 두께는 용도에 따라 상이하며, 특별히 한정되지는 않는다.
상기 유기화된 카본계 물질은 외부의 에너지에 의해서 핵제로 형성된다. 더 자세하게, 상기 유기화된 카본계 물질은 외부의 에너지에 의해서, 화학적 및/또는 물리적으로 변화하여, 상기 핵제로 형성된다. 즉, 상기 유기화된 카본계 물질에 외부로부터 에너지가 가해지고, 그 결과 상기 유기화된 카본계 물질은 상기 핵제로 변성, 변형, 전화 또는 활성화된다.
상기 핵제는 상기 유기화된 카본계 물질보다 상대적으로 높은 활성을 가질 수 있다. 상기 핵제는 외부의 에너지에 의해서, 상기 유기화된 카본계 물질보다 더 높은 활성을 가지게 된다. 즉, 상기 유기화된 카본계 물질은 상기 외부의 에너지에 의해서, 더 높은 반응성을 가지도록, 변성, 변형, 전화 또는 활성화된다.
상기 핵제는 도금 공정에서 시드 기능, 촉매 기능 또는 활성화 사이트 기능을 수행할 수 있을 정도의 높은 활성을 가질 수 있다. 또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 상기 시드 기능, 촉매 기능 및 활성화 사이트 기능을 수행하지 않도록 낮은 활성을 가질 수 있다. 즉, 상기 유기화된 카본계 물질 및 상기 핵제를 구분하는 기준은 상기 도금 공정에서 도금층을 형성할 수 있는지 여부일 수 있다.
예를 들어, 상기 유기화된 카본계 물질이 카본계 산화물일 때, 상기 핵제는 (i) 유기화된 카본계 산화물에서 산소가 전부 또는 일부 탈락하여 환원되거나, (ii) 상기 유기화된 카본계 산화물에서, 탄소-산소간 결합의 전부 또는 일부가 절단되어, 형성된 것일 수 있다.
상기 외부 에너지는 전자기파, 전자빔, 이온빔 등이 가능하며, 바람직하게는 전자기파, 보다 바람직하게는 레이저(UV 레이저, 엑시머 레이저, YAG 레이저 등)이다. 더 자세하게, 상기 외부 에너지는 파장이 약 150nm 내지 약 1500nm인 레이저일 수 있다.
구체적으로, 도 1 내지 3을 참조하여, 상기 유기화된 카본계 물질이 함유된 절연성 기재(100)의 표면에 에너지(300)가 조사되고, 상기 에너지가 조사된 영역에 존재하던 유기화된 카본계 물질이, 변성, 변형, 전화 또는 활성화되어, 상기 핵제(120)가 형성될 수 있다. 즉, 특정의 영역에만 상기 핵제가 형성된다.
이때, 상기 핵제(120)는 상기 절연성 기재의 표면층의 일부에만 형성되거나(도 1 참조), 상기 절연성 기재에 형성된 홈의 내부면에만 형성될 수 있다(도 2 참조).
이에 따라서, 상기 핵제는 상기 절연성 기재의 표면 일부 또는 홈의 내부에 도금층을 형성시키는 시드 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 핵제에 의해서, 상기 절연성 기재의 표면 일부에만, 또는 상기 홈의 내부에만 도금층이 형성될 수 있다.
상기 핵제는 위에서 평면상으로 보았을 때, 상기 절연성 기재의 일부 영역에만 형성된다. 즉, 상기 핵제는 상기 절연성 기재의 표면에 패턴을 형성할 수 있다.
구체적인 예로, 상기 핵제에 의해 정의되는 패턴은 안테나 패턴일 수 있다.
도 1 내지 3을 참조하여, 상기 도전성 패턴 구조물은 상기 핵제(120) 상에 형성된 도전성 패턴(200)을 포함한다. 더 자세하게, 상기 도전성 패턴(200)은 상기 핵제(120)를 덮는다. 더 자세하게, 상기 도전성 패턴(200)은 상기 핵제(120)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 도전성 패턴은 상기 핵제를 시드로 하여 무전해 도금 또는 전해 도금 방식으로 형성될 수 있다.
상기 도전성 패턴(200)은 상기 핵제(120)가 형성된 영역 상에 배치된다. 상기 도전성 패턴은 상기 핵제가 형성된 영역에만 형성될 수 있다. 이에 따라서, 상기 도전성 패턴은 상기 핵제에 의해 정의되는 패턴을 따라 형성된다.
즉, 평면상으로 보았을 때, 상기 도전성 패턴의 형상은 상기 핵제가 형성된 영역의 형상과 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 도전성 패턴은 구리, 알루미늄, 은, 금, 니켈, 팔라듐 등의 금속성 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 도전성 패턴은 두께가 약 0.1㎛ 내지 약 20㎛일 수 있고, 구체적으로 약 1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 평면상으로 보았을 때, 상기 도전성 패턴(200)은 안테나 형상을 가질 수 있다. 상기 도전성 패턴은 외부의 전파를 효과적으로 수신할 수 있는 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 전파를 수신하기 위한 안테나, 즉, 전파 수신 장치일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따라서, 상기 절연성 기재는 베이스 기재(400) 및 상기 베이스 기재 상에 배치되는 코팅층(110)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기재는 필름 또는 시트 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기재는 고분자 필름일 수 있으며, 구체적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드 등과 같은 고분자 수지 필름일 수 있다. 상기 베이스 기재의 두께는 약 10㎛ 내지 약 200㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 베이스 기재의 두께는 약 15㎛ 내지 약 100㎛일 수 있다.
상기 코팅층은 상기 베이스 기재 상에 배치된다. 상기 코팅층은 상기 베이스 기재의 상면을 덮을 수 있다. 상기 코팅층의 두께는 약 1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다.
상기 코팅층으로 사용되는 물질의 예로서는 아크릴계 프라이머 또는 우레탄계 프라이머 등을 들 수 있다.
상기 코팅층은 상기 유기화된 카본계 물질 및 상기 핵제를 포함할 수 있다.
한편, 상기 베이스 기재는 상기 유기화된 카본계 물질을 포함하지 않을 수 있다. 상기 코팅층에만 상기 유기화된 카본계 물질이 포함될 수 있다. 즉, 상기 핵제는 상기 코팅층에만 형성될 수 있다.
상기 절연성 기재는 상기 핵제가 필요한 표면 부분에만 상기 유기화된 카본계 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 절연성 기재는 투과율 등과 같은 향상된 광학적 특성을 가지면서, 원하는 영역에 용이하게, 상기 도전성 패턴을 형성시킬 수 있다.
이 경우 상기 베이스 기재의 상부에 배치되는 절연성 기재는 프라이머층으로서 형성될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하여, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물 제조방법은 (a) 유기화된 카본계 물질을 제조하는 단계; (b) 상기 유기화된 카본계 물질을 포함하는 절연성 기재(100)를 제조하는 단계; (c) 상기 절연성 기재(100)에 선택적으로 에너지(300)를 조사하여, 상기 유기화된 카본계 물질로부터 핵제(120)를 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 핵제(120)가 형성된 영역 상에 도전성 패턴(200)을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 도 3를 참조하여, 상기 절연성 기재(100)는 베이스 기재(400) 및 코팅층(110)을 포함할 수 있다.
단계 (a)에서, 유기화된 카본계 물질을 제조한다.
상기 유기화된 카본계 물질은, 카본계 물질을 유기기를 갖는 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유기화된 카본계 물질은, 카본계 물질을 산화시켜 카본계 산화물을 제조한 후, 상기 카본계 산화물을 유기기를 갖는 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 카본계 산화물은 이에 존재하는 에폭시기, 하이드록시기 및/또는 카르복실기가 유기기를 갖는 화합물과 반응하여, 유기화된 카본계 물질로 합성될 수 있다.
상기 유기기는 유기 관능기일 수 있다.
예를 들어, 상기 유기기를 갖는 화합물은 말단에 아민기를 갖는 화합물일 수 있다. 말단에 아민기를 갖는 유기 화합물은 카본계 산화물과 반응이 쉬워 특별한 화학적 처리 없이 합성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유기기를 갖는 화합물은 긴 탄소 사슬 구조를 가지면서 말단에 아민기를 갖는 화합물일 수 있다. 이러한 화합물의 구체적인 예로는 옥타데실아민, 옥틸아닐린, 페닐부틸아민 등을 들 수 있다. 또는, 상기 유기기를 갖는 화합물은 말단에 카르복실기, 하이드록시기 등을 갖는 화합물도 가능하다.
구체적인 일례로서, 상기 유기기를 갖는 화합물은 말단에 아민기, 카르복실기, 하이드록실기, 에폭시기 및 우레탄기 중 적어도 하나를 갖는 탄소수 1 내지 30의 화합물일 수 있다.
또한, 상기 유기기를 갖는 화합물은 상기 절연성 기재에 사용되는 절연성 고분자 수지와 동일 또는 유사한 구조의 화합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기기를 갖는 화합물은 올리고머형 폴리아믹산(polyamic acid), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybuthylene terephthalate) 등일 수 있다.
이와 같이 유기화된 카본계 물질은 이에 포함된 유기기와 절연성 기재 내의 절연성 고분자 수지 간에 직/간접적인 결합을 형성하며, 이와 같은 결합의 종류와 강도는 유기기의 종류에 따라 달라질 수 있다.
예를 들어, 상기 유기화된 카본계 물질이 절연성 기재 내의 절연성 고분자 수지의 사슬과 동일 또는 유사한 구조의 유기기(예를 들어 동일 또는 유사한 관능기를 포함하는 유기기)를 가질 경우, 상기 유기기는 절연성 고분자 수지의 사슬과 화학적 결합을 형성할 수 있다. 이에 따라, 절연성 고분자 수지의 사슬과 카본 간의 결합, 혹은 절연성 고분자 수지의 사슬과 유기기 간의 결합을 향상시켜 준다. 이는 최종 도전성 패턴 구조물에 열적 안정성 및 기계적 강인함을 부여하는 역할을 한다.
또는, 긴 탄소 사슬 구조를 가지는 유기 화합물을 통해 유기화된 카본계 화합물은, 절연성 고분자 수지의 사슬과 물리적 엉킴을 형성할 수 있다. 이와 같이 긴 탄소 사슬과 열가소성 수지간의 간접적인 결합을 유지하게 되면 열적, 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.
또는, 상기 유기화된 카본계 물질이 절연성 기재 내의 절연성 고분자 수지와 동일 또는 유사하면서도 동시에 긴 사슬 구조의 유기기를 가질 경우, 절연성 고분자 수지의 사슬과 화학적 결합과 물리적 엉킴을 동시에 형성할 수 있다. 이와 같이 긴 탄소 사슬과 열가소성 수지간의 직접적인 결합과 동시에 간접적인 결합을 유지함으로써 열적 안정성 및 기계적 성질을 크게 향상시킬 수 있다.
단계 (b)에서, 유기화된 카본계 물질이 함유된 절연성 기재를 제조한다.
일례로서, 상기 유기화된 카본계 물질을 절연성 고분자 수지 내에 분산시킨 뒤 성형하여 절연성 기재를 제조할 수 있다. 이때 상기 절연성 고분자 수지 내에는 유기화된 카본계 물질 외에도 무기 산화물 등과 같은 충전제 및/또는 난연제와 같은 첨가제를 더 첨가하여 분산시킬 수 있다. 상기 유기화된 카본계 물질, 충전제 및 난연제의 구체적인 종류는 앞서 예시한 바와 같다. 또한 성형 방법으로는 사출, 압출, 블로우 성형, 열성형 등의 방법을 이용할 수 있다.
구체적인 예로서, 열가소성 고분자 내에 유기화된 카본계 물질 및 기타 첨가제 물질을 첨가하고 컴파운딩한 뒤, 이를 용융 압출하여 원하는 형상으로 성형함으로써 절연성 기재를 제조할 수 있다. 그 결과, 절연성 기재 내부에는 유기화된 카본계 물질 및 첨가제 물질이 분산되어 분포할 수 있다. 또한, 상기 절연성 기재의 표면에도 유기화된 카본계 물질이 존재하게 된다.
상기 유기화된 카본계 물질은 절연성 물질로 표면 코팅하여 사용할 수 있다. 상기 유기화된 카본계 물질의 표면에 코팅 가능한 절연성 물질의 구체적인 종류는 앞서 예시한 바와 같다. 코팅 방식으로는 스프레이 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅, 바 코팅, 에멀젼 코팅 등의 통상의 코팅 방식을 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 절연성 기재는 베이스 기재 상에 코팅층을 형성하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기재 상에 상기 유기화된 카본계 물질을 포함하는 코팅층을 형성하여 절연성 기재를 제조할 수 있다. 이때 상기 베이스 기재는 그 성분에 따라 적절히 제조될 수 있다. 예를 들어 상기 베이스 기재가 유리 기판일 경우 유리를 원하는 형상으로 가공하여 준비할 수 있다.
단계 (c)에서, 상기 절연성 기재 상에 에너지가 조사된다.
이때 상기 절연성 기재에 함유된 유기화된 카본계 물질 중, 절연성 기재의 표면에 존재하는 유기화된 카본계 물질에도 에너지가 조사된다.
그 결과 상기 유기화된 카본계 물질은 에너지 조사에 의해 변형되어 핵제로 생성된다.
예를 들어, 유기화된 카본계 물질이 유기화된 카본계 산화물일 경우에 내부에 존재하는 산소가 전부 또는 일부 탈락하여 환원되거나, 또는 탄소-산소간 결합의 전부 또는 일부가 절단되어 변형될 수 있다.
이와 같이 상기 핵제는 절연성 기재 표면에 존재하는 유기화된 카본계 물질이 변형된 것이므로, 생성된 핵제는 절연성 기재의 표면 상에 존재하거나 또는 상기 절연성 기재의 표면에 침투하여 존재할 수 있다.
상기 에너지로는 전자기파, 전자빔, 이온빔 등이 가능하며, 바람직하게는 전자기파, 보다 바람직하게는 레이저(UV 레이저, 엑시머 레이저, YAG 레이저 등)이다. 상기 레이저의 파장은 약 150nm 내지 약 1500nm일 수 있다.
상기 에너지 조사는 소정의 패턴 형상으로 조사하게 되며, 예를 들어 안테나 형상 또는 집적회로 패턴의 형상으로 조사할 수 있다.
실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 레이저 등의 에너지에 의해서, 상기 핵제로 형성될 수 있는 상기 유기화된 카본계 물질을 포함한다.
즉, 상기 유기화된 카본계 물질은 외부의 에너지에 의해서 변성, 변형, 전화 또는 활성화되어 상기 핵제로 형성될 수 있다.
이에 따라서, 상기 절연성 기재는 상기 유기화된 카본계 물질을 포함하는 수지 조성물에 의해서 사출성형되고, 상기 절연성 기재에 레이저 등의 에너지가 선택적으로 조사되어 상기 핵제로 형성된다.
단계 (d)에서, 상기 핵제가 형성된 영역 상에 도전성 패턴이 형성된다.
도전성 패턴의 형성은 무전해 도금 공정, 전해 도금 공정 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무전해 도금만으로 수행될 수도 있고, 또는 무전해 도금 이후에 전해 도금을 수행할 수도 있다. 도금 공정에 사용되는 금속으로는 구리, 니켈, 금, 은, 아연, 주석 등을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
이와 같이, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 상기 유기화된 카본계 물질을 사용하여, 레이저 조사 및 도금 공정과 같이, 간단한 공정으로 용이하게, 상기 도전성 패턴을 형성한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 용이하게 제조될 수 있다. 또한, 상기 도전성 패턴은 레이저 조사에 의해서, 보다 정밀하게 형성될 수 있다.
도전성 패턴의 형성 시에, 상기 핵제가 시드(seed)로서 작용하여 활성 사이트 역할을 하게 된다. 이에 따라, 상기 핵제에 의해 정의되는 패턴을 따라 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연성 기재에 레이저가 조사된 부분에는 요철이 형성될 수 있고, 상기 요철이 형성된 부분에 상기 도전성 패턴이 직접 형성될 수 있다. 이에 따라서, 상기 도전성 패턴은 상기 절연성 기재에 향상된 접합력으로 접합될 수 있다.
또한, 상기 유기화된 카본계 물질은 상기 절연성 기재를 주로 구성하는 열가소성 수지 등과 높은 상용성을 가진다. 이에 따라서, 실시예에 따른 도전성 패턴 구조물은 높은 강도를 가질 수 있다.
또한, 상기 핵제는 상기 유기화된 카본계 물질과 마찬가지로, 상기 열가소성 수지와 높은 상용성을 가질 수 있다. 상기 도전성 패턴은 상기 핵제에 직접 접하여 형성되고, 상기 핵제는 상기 도전성 패턴과 상기 열가소성 수지 사이에서, 이 둘 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 유기화된 카본계 물질을 내부 또는 표면에 포함하는 절연성 기재; 상기 유기화된 카본계 물질로부터 형성된 핵제; 및 상기 핵제가 형성된 영역 상에 배치되는 도전성 패턴을 포함한다.
상기 전자 장치는 예를 들어 전파 수신 장치일 수 있고, 상기 도전성 패턴은 안테나 패턴일 수 있다.
일 실시예에 따른 수지 조성물은 열가소성 수지; 및 외부의 에너지에 의해서 핵제로 형성되어 무전해 도금시 활성을 나타낼 수 있는 유기화된 카본계 물질을 포함한다.
상기 유기화된 카본계 물질이 유기화된 카본계 산화물일 수 있고, 이의 구체적인 종류는 앞서 예시한 바와 같다.
일 실시예에 따른 LDS (laser direct structuring)용 첨가제는 외부의 에너지에 의해서 핵제로 형성되어 무전해 도금시 활성을 나타낼 수 있는 유기화된 카본계 물질을 포함한다.
상기 전자 장치, 수지 조성물, LDS용 첨가제에 있어서, 상기 유기화된 카본계 물질, 핵제, 도전성 패턴, 절연성 기재, 열가소성 수지 등에 대해서는 앞서 예시한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
이하, 보다 구체적인 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 구체적인 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 그라파이트 산화물의 제조
0℃에서 흑연 1g을 황산 용액에 분산시킨 후, 여기에 아세트산나트륨 2g을 10분간 용해하였다. 수득한 반응 용액에 과망간산칼륨 12g를 가하여 10분간 용해시킨 후 상온으로 온도를 올렸다. 12시간 동안 반응 후 2L 증류수를 가하여 희석시켰다. 희석된 용액에 과산화수소 20mL를 첨가하여 과망간산칼륨을 제거하였다. 수득한 반응 용액을 원심분리기를 통해 그라파이트 산화물과 물을 분리하는 공정을 수회 반복한 후, pH 6~7로 맞추어 주었다. 수득한 그라파이트 산화물 용액을 동결 건조기를 이용하여 건조시켰다.
제조예 2 : 유기화된 그라파이트 산화물의 제조
옥타데실아민 1g이 에틸알코올 100mL에 용해된 제 1 용액, 및 앞서 제조예 1에서 얻은 그라파이트 산화물 1g이 증류수 100mL에 분산된 제 2 용액을 제조하였다. 100℃에서 상기 제 1 용액 및 제 2 용액을 섞어 24시간 동안 반응시켰다. 이후 상기 반응 용액에 하이드로퀴논 1g을 가하고 1시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후 유기화된 그라파이트 산화물을 분리하고, 에틸알코올/증류수 혼합액(1:1, v/v)으로 2~3회 세척하였다. 세척된 유기화된 그라파이트 산화물을 80℃에서 24시간 동안 진공 건조하였다.
실시예 1 : 도전성 패턴 구조물의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트(PET/PBT) 블랜드 수지 100중량부에, 상기 제조예 2에서 얻은 유기화된 그라파이트 산화물 1중량부를 첨가하여 컴파운딩한 후 시트 형태로 제작하였다. 이후, YAG(yttrium aluminium garnet) 레이저(파장 1064nm)를 사용하여 패터닝하였다. 이후, 시트에 대해 구리 무전해 도금을 실시하였다.
그 결과, 레이저에 의해서 패터닝된 영역에만 구리가 도금되어 도전성 패턴을 형성하였다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.
상술한 도전성 패턴 구조물은 RFID 안테나, NFC 안테나, 무선충전 안테나는 물론 FPCB 등 도전성 패턴이 필요한 모든 산업 분야에 적용할 수 있다. 일례로, 휴대폰, 태블릿, 개인용 컴퓨터, 노트북, 기타 통신 장비, 자동차, 의료 장비 등에 사용될 수 있다. 그 밖에 사물 인터넷 관련하여 안테나가 필요한 상품, 가구, 전자장치, 이동장치 등 모든 물품에 사용될 수 있다.
100: 절연성 기재, 110: 코팅층, 120: 핵제,
200: 도전성 패턴, 300: 에너지 조사, 400: 베이스 기재.

Claims (20)

  1. 유기화된 카본계 물질을 내부 또는 표면에 포함하는 절연성 기재;
    상기 절연성 기재에 선택적으로 조사된 에너지에 의해서 상기 유기화된 카본계 물질로부터 변성, 변형, 전화 또는 활성화되어 형성된 핵제; 및
    상기 핵제를 시드로 하여, 상기 핵제가 형성된 영역 상에 상기 핵제와 직접 접촉하도록 배치되는 도전성 패턴을 포함하는, 도전성 패턴 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기화된 카본계 물질은 하나 이상의 유기기를 갖고,
    상기 절연성 기재는 절연성 고분자 수지를 포함하는, 도전성 패턴 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기기는 상기 절연성 고분자 수지의 사슬과 화학적 결합이 형성된, 도전성 패턴 구조물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기기는 상기 절연성 고분자 수지의 사슬과 물리적 엉킴이 형성된, 도전성 패턴 구조물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기기는 1 내지 30의 탄소수를 갖는, 도전성 패턴 구조물.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기화된 카본계 물질은 그라파이트, 그래핀, 카본나노튜브, 카본파이버, 카본블랙, 활성탄 및 이들의 산화물로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 카본계 물질이 유기화된 것인, 도전성 패턴 구조물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기화된 카본계 물질은 유기화된 카본계 산화물을 포함하는, 도전성 패턴 구조물.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기화된 카본계 물질은 입자 형태이고, 절연성 물질로 표면 코팅된 것인, 도전성 패턴 구조물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기화된 카본계 물질은 절연체인, 도전성 패턴 구조물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 기재는 베이스 기재 및 상기 베이스 기재 상에 배치되는 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은 상기 유기화된 카본계 물질 및 상기 핵제를 포함하는, 도전성 패턴 구조물.
  13. (a) 유기화된 카본계 물질을 제조하는 단계;
    (b) 상기 유기화된 카본계 물질을 포함하는 절연성 기재를 제조하는 단계;
    (c) 상기 절연성 기재에 선택적으로 에너지를 조사하여, 상기 유기화된 카본계 물질을 변성, 변형, 전화 또는 활성화시켜 핵제를 형성시키는 단계; 및
    (d) 상기 핵제를 시드로 하여, 상기 핵제가 형성된 영역 상에 상기 핵제와 직접 접촉하는 도전성 패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 도전성 패턴 구조물의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    단계 (a)에서, 상기 유기화된 카본계 물질은, 카본계 산화물을 유기기를 갖는 화합물과 반응시켜 제조되는, 도전성 패턴 구조물의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    단계 (a)에서, 상기 유기기를 갖는 화합물은 말단에 아민기, 카르복실기, 하이드록실기, 에폭시기 및 우레탄기 중 적어도 하나를 갖는 탄소수 1 내지 30 의 화합물인, 도전성 패턴 구조물의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 에너지가 150nm 내지 1500nm 파장 범위의 레이저인, 도전성 패턴 구조물의 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    단계 (d)에서, 상기 도전성 패턴의 형성이 무전해 도금 공정을 포함하는, 도전성 패턴 구조물의 제조방법.
  18. 유기화된 카본계 물질을 내부 또는 표면에 포함하는 절연성 기재;
    상기 절연성 기재에 선택적으로 조사된 에너지에 의해서 상기 유기화된 카본계 물질로부터 변성, 변형, 전화 또는 활성화되어 형성된 핵제; 및
    상기 핵제를 시드로 하여, 상기 핵제가 형성된 영역 상에 상기 핵제와 직접 접촉하도록 배치되는 도전성 패턴을 포함하는, 전자 장치.
  19. 열가소성 수지; 및
    외부의 에너지에 의해서 변성, 변형, 전화 또는 활성화를 거쳐 핵제로 형성되어 무전해 도금시 활성을 나타내는 시드로서 기능할 수 있는 유기화된 카본계 물질을 포함하는, LDS (laser direct structuring)용 수지 조성물.
  20. 외부의 에너지에 의해서 변성, 변형, 전화 또는 활성화를 거쳐 핵제로 형성되어 무전해 도금시 활성을 나타내는 시드로서 기능할 수 있는 유기화된 카본계 물질을 포함하는, LDS (laser direct structuring)용 첨가제.
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