KR20090099081A - 전기 전도성 표면의 제조 방법 - Google Patents

전기 전도성 표면의 제조 방법 Download PDF

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르네 로흐트만
제르겐 카크준
노르베르트 바그너
제르겐 피스터
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Abstract

본 발명은 비전도성 기판 상에 전기 전도성 표면을 제조하는 방법에 관한 것으로서, a) 지지체를 레이저로 조사하여 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 지지체에서 기판 상으로 전달시키는 단계, b) 기판 상으로 전달된 분산물을 적어도 부분적으로 건조 및/또는 경화시켜서 베이스층을 형성시키는 단계, 및 c) 무전해 및/또는 전해적으로 베이스층을 피복하는 단계를 포함한다.

Description

전기 전도성 표면의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING ELECTRICALLY CONDUCTIVE SURFACES}
본 발명은 비전도성 기판 상에 전기 전도성 표면을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 예를 들어 인쇄 회로 기판 상의 전도체 트랙, RFID 안테나, 트랜스폰더 안테나 또는 다른 안테나 구조물, 칩 카드 모듈, 평면 케이블, 시트 가열기, 호일 전도체, 태양전지 또는 LCD/플라즈마 스크린의 전도체 트랙, 집적 회로, 저항성, 용량성 또는 유도성 소자, 다이오드, 트랜지스터, 센서, 액츄에이터, 광학 부품, 수신/송신 장치, 전자기 방사선의 차폐, 열전도를 위해서 또는 패키징으로서 사용되는 제품 상의 장식성 또는 기능성 표면, 얇은 금속 호일 또는 한면 또는 양면상에 클래딩된 중합체 지지체를 제조하는데 적합하다. 임의 형태의 전해적으로 피복된 제품을 상기 방법을 통해서 또한 제조할 수 있다.
기판 상에 전기 전도성 표면을 제조하는 방법은 예를 들어, US-B6,177,151에 공지되어 있다. 매트릭스 물질에 함유된 전기 전도성 입자는 이 경우에 지지체 상에서 기판 상으로 전달된다. 이러한 전달은 레이저 조사를 통해 수행된다. 레이저는 매트릭스 물질을 액화시켜서, 전달 물질을 기판 상으로 전달시킨다. 전달 물질 및 매트릭스 물질은 초기에 지지체 상에 고체 피복물을 형성시킨다. 매트릭스 물질의 용융점이 실온 이하이면, 메트릭스 물질이 존재하는 지지체가 동결되어서 이 매트릭스가 고체가 된다.
유사하게 WO 99/44402는 기판 상에 전기 전도성 표면을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 피복 물질이 도포된 지지체는 이 경우에서는 기판과 접촉하거나 또는 기판의 근접부에 접촉한다. 상기 피복 물질은 레이저 빔으로 용융시키고, 용융된 물질을 기판 상으로 전달시킨다. 이 경우에는 다량의 에너지 투입이 요구되므로, 전체 피복 물질이 용융된다.
상기 두 방법의 단점은 이렇게 기판 상에 제조된 구조물이 연속적인 전기 전도성 표면을 갖지 않는다는 것이다. 그러므로, 전기 전도성 구조물을 생성시키기 위해서, 다량의 전기 전도성 물질을 전달시키거나 또는 상당히 큰 층 두께를 선택하는 것이 필요하고, 그에 따라 연속적인 전기 전도성 구조물이 얻어진다.
기판 상에 인쇄를 위한 장치가 예를 들어, DE-A 37 02 643에 기술되어 있다. 이 경우 인쇄 잉크는 다수의 롤러 주변을 돌고 있는 잉크 필름 상에 도포된다. 인쇄 잉크는 레이저에 의해 가열된다. 이는 기포를 발생시키는데, 이 기포는 점차적으로 커져 그 압력하에 터지게 된다. 그로 인해 잉크 액적이 기판에 대해 분출된다. 그러나, 전기 전도성 표면은 이 방법으로 생성될 수 없다.
종래 공지된 방법의 추가 단점은 빈약한 접착성 및 균질성 결여 그리고 전달된 층의 연속성이다. 이는 일반적으로 전도성 트랙을 생성시키고자 하는 전달된 물질이 이의 전도성 트랙 구조물에 차단 또는 단회로를 포함한다는 점에 의한다. 매 트릭스 물질 내 삽입은 무엇보다도 매우 작은 입자(마이크로미터 내지 나노미터 범위의 입자)를 사용시에 문제가 된다. 전기 전도성 입자 상에 존재하는 산화층은 이러한 영향을 더욱 악화시키게 된다. 따라서, 균질하고, 연속적인 금속 피복물은 상당한 어려움으로 생성할 수 있거나 아니면 전혀 생성할 수 없어서, 공정 신뢰성이 없다.
본 발명의 목적은 전기 전도성 구조화(structred) 또는 전체-면 표면(full-area surface)을 지지체 상에 생성할 수 있는 대체 방법을 제공하는 것으로서, 이들 표면은 균질하고 연속적으로 전기 전도성이다.
상기 방법은 비전도성 기판 상에 전기 전도성 표면을 제조하는 방법을 통해 이룰 수 있고, 이 방법은 하기 단계 a)-c)를 포함한다:
a) 지지체를 레이저 조사하여 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 지지체에서 기판 상으로 전달시키는 단계,
b) 기판 상으로 전달시킨 분산물을 적어도 부분적으로 건조 및/또는 경화시켜 베이스 층을 형성시키는 단계,
c) 베이스 층을 무전해 및/또는 전해적으로 피복시키는 단계.
예를 들어, 강성 또는 연성 지지체가 전기 전도성 표면을 적용하는 지지체로서 적절하다. 상기 지지체는 바람직하게 전기 비전도성이다. 이는 저항성이 109 ohm×㎝ 보다 크다는 것을 의미한다. 적절한 지지체는 예를 들어, 강화 또는 비강화 중합체, 예컨대 인쇄 회로 기판으로 통상 사용되는 것들이다. 적절한 중합체는 에폭시 수지 또는 변성 에폭시 수지, 예를 들어 이작용성 또는 다작용성 비스페놀 A 또는 비스페닐 F 수지, 에폭시-노볼락 수지, 브롬화 에폭시 수지, 아라미드-강화 또는 유리 섬유-강화 또는 종이-강화 에폭시 수지(예를 들어, FR4), 유리 섬유-강화 플라스틱, 액정 중합체(LCP), 폴리페닐렌 설피드(PPS), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리아릴 에테르 케톤(PAEK), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리이미드 수지, 시아네이트 에스테르, 비스말레이미드-트리아진 수지, 나일론, 비닐 에스테르 수지, 폴리에스테르, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드, 폴리아닐린, 페놀 수지, 폴리피롤, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 디옥시티오펜, 페놀계 수지 피복된 아라미드지, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 멜라민 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 알릴화 폴리페닐렌 에테르(APPE), 폴리에테르 이미드(PEI), 폴리페닐렌 산화물(PPO), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리설폰(PSU), 폴리에테르 설폰(PES), 폴리아릴 아미드(PAA), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌 아크릴레이트(ASA), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN) 및 다양한 형태로 존재할 수 있는, 상기 언급한 중합체의 2 이상의 혼합물(블렌드)이다. 기판은 당분야의 당업자에게 공지된 첨가제, 예를 들어 난연제를 포함할 수 있다.
대체로, 매트릭스 물질과 관련하여 하기에 언급하는 모든 중합체를 또한 사용할 수 있다. 유사하게 인쇄 회로 산업 분야에서 통상적인 다른 기판도 적절하다.
복합 물질, 발포 유사 중합체, Styropor®, Styrodur®, 폴리우레탄(PU), 세라믹 표면, 직물, 펄프, 보드, 종이, 중합체 피복지, 목재, 미네랄 물질, 규소, 유리, 식물 조직 및 동물 조직이 추가로 적절한 기판이다.
제1 단계에서, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 지지체에서 기판 상으로 전달시킨다. 이러한 전달은 지지체 상의 분산물에 레이저를 조사하여 수행한다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 전달시키기 전에, 지지체 상의 표면-전체(surface-wide)에 도포하는 것이 바람직하다. 별법으로서, 구조화(structured) 방식으로 지지체 상에 분산물을 도포하는 것도 역시 가능하다.
대상 레이저 방사선에 대해 투과성인 모든 물질, 예컨대 플라스틱 또는 유기가 지지체로서 적합하다. IR 레이저를 사용하는 경우, 예를 들어, 폴리올레핀 시트, PET 시트, 폴리이미드 시트, 폴리아미드 시트, PEN 시트, 폴리스티렌 시트 또는 유리를 사용하는 것이 가능하다.
기판은 강성이거나 연성일 수 있다. 지지체는 또한 호스 또는 무한 시트, 슬리브 또는 평면 지지체의 형태일 수 있다.
레이저 빔을 생성시키기 위한 적절한 레이저 빔 공급원은 시판된다. 대체로 모든 레이저 빔 공급원을 사용할 수 있다. 이러한 레이저 빔 공급원은 예를 들어, 펄싱 또는 연속파 가스, 고체 상태, 다이오드 또는 엑시머 레이저 등이 있다. 이들은 각각 대상 지지체가 레이저 방사선에 대해 투과성이고, 무전해 및 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하고 지지체 상에 도포되는 분산물이 광 에너지를 열 에너지로 전환시켜 베이스 층 상에 공동형성 기포를 생성시키도록 충분하게 레이저 방사선을 흡수하는 한 사용할 수 있다.
펄싱 또는 연속파(cw) IR 레이저는 바람직하게 레이저 공급원으로서 사용되는데, 예를 들어, Nd-YAG 레이저, Yb:YAG 레이저, 섬유 또는 다이오드 레이저이다. 이들은 저렴하게 이용가능하고 높은 전력을 갖는다. 연속파(cw) IR 레이저가 특히 바람직하다. 그러나, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물의 흡광성에 따라, 가시광선 또는 UV 주파수 범위의 파장을 갖는 레이저를 사용하는 것도 가능하다. 이에 적합한 것은 예를 들어, Ar 레이저, HeNe 레이저, 주파수 체배된 고체 상태 IR 레이저 또는 엑시머 레이저, 예컨대 ArF 레이저, KrF 레이저, XeCl 레이저 또는 XeF 레이저 등이다. 사용되는 레이저 빔 공급원, 레이저 전력 및 광학 장치 및 조절기에 따라, 레이저 빔의 초점 직경은 1 ㎛∼100 ㎛의 범위이다. 표면의 구조물을 생성시키기 위해, 레이저의 빔 경로에 마스크를 배열하거나 또는 당분야의 당업자에게 공지된 영상화 방법을 사용하는 것도 가능하다.
바람직한 구체예에서, 지지체 상에 도포되고, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물의 원하는 부분을 이 분산물에 초점을 모은 레이저를 통하여 기판 상으로 전달시킨다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해, 레이저빔 및/또는 지지체 및/또는 기판을 전달시킬 수 있다. 레이저 빔은 예를 들어, 회전 거울이 구비된 당분야의 당업자에게 공지된 광학 장치를 통해 이동시킬 수 있다. 지지체는 예를 들어, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물로 연속 피복된 무한 시트를 회전시키면서 배열시킬 수 있다. 기판은 예를 들어, 해권 및 권선 장치를 이용하여 XY 단계를 통해서 또는 무한 시트로서 전달시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 장점은 2차원 회로 구조이외에도, 예를 들어, 3차원 회로 구조, 예를 들어, 3D 성형된 상호연결 장치의 제조가 가능하다는 것이다. 또한 극미세 구조를 갖는 전도체 트랙이 구비된 장치 패키지의 내부를 제공하는 것도 가능하다. 3차원 물체를 제조시에, 예를 들어 각 표면은 상기 물체를 정확한 위치로 보내거나 또는 적절하게 레이저 빔을 조종하여서 연속적으로 처리할 수 있다.
지지체에서 기판으로 전달되는 분산물은 일반적으로 매트릭스 물질 중에 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유한다. 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 임의의 전기 전도성 물질, 상이한 전기 전도성 물질의 혼합물 또는 전기 전도성 및 비전도성 물질의 혼합물로 제조된 임의의 기하형태의 입자이다. 적절한 전기 전도성 물질은 예를 들어, 탄소, 예컨대 카본 블랙, 흑연, 그라핀 또는 탄소 나노튜브, 전기 전도성 금속 착체, 전도성 유기 화합물 또는 전도성 중합체 또는 금속이 있다. 아연, 니켈, 구리, 주석, 코발트, 망간, 철, 마그네슘, 납, 크롬, 비스무쓰, 은, 금, 알루미늄, 티타늄, 팔라듐, 백금, 탄탈 및 이의 합금이 바람직하며, 또는 이들 금속 중 하나 이상을 함유하는 금속 혼합물도 바람직하다. 적절한 합금은 예를 들어 CuZn, CuSn, CuNi, SnPb, SnBi, SnCo, NiPb, ZnFe, ZnNi, ZnCo 및 ZnMn 등이 존재한다. 알루미늄, 철, 구리, 니켈, 아연, 탄소 및 이의 혼합물이 특히 바람직하다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 바람직하게 평균 입자 직경이 0.001∼100 ㎛, 바람직하게는 0.005∼50 ㎛, 특히 바람직하게는 0.01∼10 ㎛이다. 평균 입자 직경은 예를 들어, MicrotracX100 장치를 이용하여 레이저 회절 측정법을 통해 결정하였다. 입자 직경 분포도는 이들의 제조 방법에 따라 좌우된다. 직경 분포도는 대체로 단지 하나의 최대치를 포함하지만, 다수의 최대치도 가능하다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 표면은 적어도 부분적으로 피복물을 제공할 수 있다. 이러한 피복물은 실제로 무기 또는 유기일 수 있다. 무기 피복물은 예를 들어, SiO2, 포스페이트 또는 포스파이트이다. 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 또한 금속 또는 금속 산화물로 피복될 수도 있다. 유사하게 금속이 부분 산화된 형태로 존재할 수 있다.
2 또는 그 이상의 상이한 금속으로 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 형성하고자 한다면, 이들 금속의 혼합물을 이용하여 수행할 수 있다. 특히 바람직하게 금속은 알루미늄, 철, 구리, 니켈 및 아연으로 이루어진 군에서 선택한다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 또한 제1 금속 및 제2 금속을 함유할 수 있는데, 상기 제2 금속은 제1 금속 또는 하나 이상의 다른 금속과의 합금 형태로 존재하거나, 또는 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 2종의 상이한 합금을 함유한다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 선택이외에도, 전기 전도성 입자의 형상이 또한 피복후 분산물의 특성에 영향을 준다. 당분야의 당업자에게 공지된 다양한 별형이 가능하다. 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 형상은 예를 들어, 침형, 원통형, 혈소판형 또는 구형일 수 있다. 이들 입자 형상은 이상적인 형상을 나타내는 것이며 실제 형상은 예를 들어, 제조법에 따라서, 이와는 다소 강력하게 상이할 수 있다. 예를 들어, 누액 형상 입자는 본 발명의 범주의 이상적인 구형 형상과 실제로 편차가 있다. 다양한 입자 형상을 갖는 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자가 시판되고 있다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 혼합물을 사용하는 경우, 개별 혼합 파트너는 또한 상이한 입자 형상 및/또는 입자 크기를 가질 수 있다. 또한, 상이한 입자 크기 및/또는 입자 형상을 갖는 1 유형의 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 혼합물을 사용할 수도 있다. 상이한 입자 형상 및/또는 입자 크기의 경우, 금속 알루미늄, 철, 구리, 니켈 및 아연을 비롯하여 탄소가 바람직하다.
입자 형상의 혼합물을 사용하는 경우, 혈소판 형상 입자와 구형 입자의 혼합물이 바람직하다. 일 구체예에서, 예를 들어, 구형 카르보닐-철 입자를 혈소판 형상 철 및/또는 구리 입자 및 또는 상이한 기하형태의 탄소 입자와 함께 사용한다.
상기에 이미 언급한 바와 같이, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 이들의 분말 형태로 분산물에 첨가할 수 있다. 이러한 분말은 예를 들어, 금속 분말은 시판되는 제품이거나 또는 공지 방법, 예컨대, 전해 침착법 또는 금속 염 용액으로부터의 화학 환원법 또는 예를 들어 수소를 통한 산화 분말의 환원법, 금속 용융물의, 특히 냉각제, 예를 들어 가스 또는 물로의 분사 또는 분무법을 통해 용이하게 제조할 수 있다. 가스 및 물 분무 및 금속 산화물의 환원이 바람직하다. 바람직한 입자 크기를 갖는 금속 분말을 또한 조악한 금속 분말을 분쇄하여 제조할 수 있다. 예를 들어 볼밀이 이 경우에 적합하다.
가스 및 물 분무이외에도, 카르보닐-철 분말을 제조하기 위한 카르보닐-철 분말 방법은 철의 경우에 바람직하다. 이는 철 펜타카르보닐의 열분해를 통해 수행된다. 예를 들어, 이러한 것은 문헌 [Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Vol. A14, p.599]에 기술되어 있다. 철 펜타카르보닐의 분해는 예를 들어 가열 매질이 흐르는 가열 쟈켓, 가열 와이어 또는 가열 배쓰로 구성된 가열 설비에 의해 둘러싸인, 바람직하게 수직 위치의 내화성 물질 예컨대 석영 유리 또는 V2A 강철 튜브를 포함하는 가열 분해기에 고온 및 고압에서 수행할 수 있다.
유사한 방법에 따라서, 카르보닐-니켈 분말을 또한 사용할 수 있다.
혈소판 형상의 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 제조 과정 중에 최적 조건을 통해 제어하거나 또는 기계적 처리, 예를 들어 교반기 볼밀에서의 처리를 통해 이후에 얻을 수 있다.
건조 피복물의 총 중량에 대해서, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 비율은 바람직하게 20∼98 wt% 범위이다. 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 비율에 대해 바람직한 범위는 건조 피복물의 총 중량에 대하여 30∼95 wt%이다.
예를 들어, 안료-아핀 앵커 기, 천연 및 합성 중합체 및 이의 유도체, 천연 수지를 비롯하여 합성 수지 및 이의 유도체, 천연 고무, 합성 고무, 단백질, 셀룰로스 유도체, 건조 및 비건조 오일 등을 갖는 바인더가 매트릭스 물질로서 적합하다. 이들은 필수적이지는 않지만 화학적 또는 물리적 경화, 예를 들어, 대기 경화, 방사선 경화 또는 온도 경화할 수 있다.
상기 매트릭스 물질은 바람직하게 중합체 또는 중합체 블렌드이다.
매트릭스 물질로서 바람직한 중합체는 예를 들어, ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌); ASA(아크릴로니트릴-스티렌 아크릴레이트); 아크릴 아크릴레이트; 알키드 수지; 알킬 비닐 아세테이트; 알킬 비닐 아세테이트 공중합체, 구체적으로 메틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트, 부틸렌 비닐 아세테이트; 알킬렌 비닐 클로라이드 공중합체; 아미노 수지; 알데히드 및 케톤 수지; 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체, 구체적으로 히드록시알킬 셀룰로스, 셀룰로스 에스테르 예컨대 아세테이트, 프로피오네이트, 부티레이트, 카르복시알킬 셀룰로스, 셀룰로스 니트레이트; 에폭시 아크릴레이트; 에폭시 수지; 변성 에폭시 수지, 예를 들어 이작용성 또는 다작용성 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 수지, 에폭시-노볼락 수지, 브롬화 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지; 지방족 에폭시 수지, 글리시딜 에테르, 비닐 에테르, 에틸렌-아크릴산 공중합체; 탄화수소 수지; MABS(또한 아크릴레이트 단위를 함유하는 투명 ABS); 멜라닌 수지, 말레산 무수물 공중합체; 메타크릴레이트; 천연 고무; 합성 고무; 염소 고무; 천연 수지; 콜로포늄 수지; 셀락; 페놀계 수지; 폴리에스테르; 폴리에스테르 수지 예컨대 페닐 에스테르 수지; 폴리설폰; 폴리에테르 설폰; 폴리아미드; 폴리이미드; 폴리아닐린; 폴리피롤; 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT); 폴리카보네이트(예를 들어, Bayer AG의 Makrolon®); 폴리에스테르 아크릴레이트; 폴리에테르 아크릴레이트; 폴리에틸렌; 폴리에틸렌 티오펜; 폴리에틸렌 나프탈레이트; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG); 폴리프로필렌; 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA); 폴리페닐렌 산화물(PPO); 폴리스티렌(PS), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE); 폴리테트라히드로푸란; 폴리에테르(예를 들어 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜); 폴리비닐 화합물, 구체적으로 폴리비닐 클로라이드(PVC), PVC 공중합체, PVdC, 폴리비닐 아세테이트와 이의 공중합체, 용액 중 및 분산물로서 경우에 따라 부분 가수분해된 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 아크릴레이트 및 이의 공중합체, 폴리아크릴레이트 및 폴리스티렌 공중합체; 폴리스티렌(변성되었지만 내충격성은 아님); 이소시아네이트로 가교 또는 비가교된, 폴리우레탄; 폴리우레탄 아크릴레이트; 스티렌 아크릴 공중합체; 스티렌 부타디엔 블록 공중합체(예를 들어 BASF AG의 Styroflex® 또는 Styrolux®, CPC의 K-Resin™); 단백질, 예를 들어 카세인; SIS; 트리아진 수지, 비스말레이미드 트리아진 수지(BT), 시아네이트 에스테르 수지(CE), 알릴화 폴리페닐렌 에테르(APPE) 등이 있다. 또한 2 또는 그 이상의 중합체의 혼합물이 매트릭스 물질을 형성할 수 있다.
매트릭스 물질로서 특히 바람직한 중합체는 아크릴레이트, 아크릴 수지, 셀룰로스 유도체, 메타크릴레이트, 메타크릴 수지, 멜라민 및 아미노 수지, 폴리알킬렌, 폴리이미드, 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 예를 들어 이작용성 또는 다작용성 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 수지, 에폭시-노볼락 수지, 브롬화 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지; 지방족 에폭시 수지, 글리시딜 에테르, 비닐 에테르 및 페놀계 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리스티렌 공중합체, 폴리스티렌 아크릴레이트, 스티렌 부타디엔 블록 공중합체, 알케닐 비닐 아세테이트 및 비닐 클로라이드 공중합체, 폴리아미드 및 이의 공중합체 등이 있다.
인쇄 회로 기판의 제조에서 분산물을 위한 매트릭스 물질로서, 열적 또는 방사선-경화 수지, 예를 들어 변성 에폭시 수지 예컨대 이작용성 또는 다작용성 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 수지, 에폭시-노볼락 수지, 브롬화 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지; 지방족 에폭시 수지, 글리시딜 에테르, 시아네이트 에스테르, 비닐 에테르, 페놀계 수지, 폴리이미드, 멜라민 수지 및 아미노 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르 및 셀룰로스 유도체 등을 사용하는 것이 바람직하다.
건조 피복물의 총 중량에 대해서, 유기 바인더 성분의 비율은 바람직하게 0.01∼60 wt%이다. 이 비율은 바람직하게 0.1∼45 wt%, 보다 바람직하게 0.5∼35 wt%이다.
지지체 상에 매트릭스 물질, 및 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 도포할 수 있기 위해서, 개별 도포법에 적합한 분산물의 점도를 조정하기 위해 분산물에 용매 또는 용매 혼합물을 더욱 부가할 수 있다. 적절한 용매는 예를 들어 지방족 및 방향족 탄화수소(예를 들어, n-옥탄, 시클로헥산, 톨루엔, 크실렌), 알콜(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 아밀 알콜), 다가 알콜 예컨대 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 알킬 에스테르(예를 들어, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 3-메틸 부탄올), 알콕시 알콜(예를 들어, 메톡시프로판올, 메톡시부탄올, 에톡시프로판올), 알킬 벤젠(예를 들어, 에틸 벤젠, 이소프로필 벤젠), 부틸 글리콜, 디부틸 글리콜, 알킬 글리콜 아세테이트(예를 들어, 부틸 글리콜 아세테이트, 디부틸 글리콜 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), 디아세톤 알콜, 디글리콜 디알킬 에테르, 디글리콜 모노알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜 디알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르, 디글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디옥산, 디프로필렌 글리콜 및 에테르, 디에틸렌 글리콜 및 에테르, DBE(2염기성 에스테르), 에테르(예를 들어, 디에틸 에테르, 테트라히드로푸란), 에틸렌 클로라이드, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 아세테이트, 에틸렌 글리콜 디메틸 에스테르, 크레솔, 락톤(예를 들어, 부티로락톤), 케톤(예를 들어, 아세톤, 2-부타논, 시클로헥사논, 메틸 에틸 케톤(MEK), 메틸 이소부틸 케톤(MIBK)), 디메틸 글리콜, 메틸렌 클로라이드, 메틸렌 글리콜, 메틸렌 글리콜 아세테이트, 메틸 페놀(오르쏘-, 메타-, 파라-크레솔), 피롤리돈(예를 들어, N-메틸-2-피롤리돈), 프로필렌 글리콜, 프로필렌 카르보네이트, 탄소 테트라클로라이드, 톨루엔, 트리메틸올 프로판(TMP), 방향족 탄화수소 및 혼합물, 지방족 탄화수소 및 혼합물, 알콜계 모노테르펜(예를 들어, 테르피네올), 물 및 이들 용매의 2 이상의 혼합물 등이 있다.
바람직한 용매는 알콜(예를 들어, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 부탄올), 알콕시알콜(예를 들어, 메톡시 프로판올, 에톡시 프로판올, 부틸 글리콜, 디부틸 글리콜), 부티로락톤, 디글리콜 디알킬 에테르, 디글리콜 모노알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜 디알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르, 에스테르(예를 들어 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 부틸 글리콜 아세테이트, 디부틸 글리콜 아세테이트, 디글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, DBE, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트), 에테르(예를 들어, 테트라히드로푸란), 다가 알콜 예컨대 글리세롤, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 케톤(예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논), 탄화수소(예를 들어 시클로헥산, 에틸 벤젠, 톨루엔, 크실렌), N-메틸-2-피롤리돈, 물 및 이의 혼합물 등이 있다.
액체 매트릭스 물질(예를 들어, 액체 에폭시 수지, 아크릴 에스테르)의 경우에서, 개별 점도는 대안적으로 도포 동안 온도를 통해서, 또는 용매와 온도의 조합을 통해서 조정할 수 있다.
분산물은 분산제 성분을 더욱 함유할 수 있다. 이는 하나 이상의 분산제로 구성된다.
대체로, 당분야에서 기술되고 분산물의 적용을 위한 당분야의 당업자에게 공지된 모든 분산제가 적절하다. 바람직한 분산제는 계면 활성제 또는 계면 활성제 혼합물, 예를 들어 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성 계면 활성제 등이 있다. 양이온성 및 음이온성 계면 활성제는 예를 들어, ["Encyclopedia of Polymer Science and Technology", J.Wiley & Sons(1966), Vol.5, pp.816-818, 및 "Emulsion Polymerisation and Emulsion Polymers", ed. P.Lovell and M.El-Asser, Wiley & Sons(1997), pp. 224-226]에 기술되어 있다. 분산제로서 안료-아핀 앵커 기를 갖는 당분야의 당업자에게 공지된 중합체를 사용하는 것도 역시 가능하다.
분산제는 분산물의 총 중량에 대해 0.01∼50 wt% 범위로 사용될 수 있다. 이 비율은 바람직하게 0.1∼25 wt%, 특히 바람직하게 0.2∼10 wt%이다.
본 발명에 따른 분산물은 충진제 성분을 더욱 함유할 수 있다. 이는 하나 이상의 충진제로 구성될 수 있다. 예를 들어, 금속화가능한 양의 충진제 성분은 섬유, 층 또는 입자 형태, 또는 이의 혼합물로 충진제를 함유할 수 있다. 이들은 바람직하게, 시판되는 제품, 예를 들어 탄소 및 미네랄 충진제가 있다.
또한, 충진제 또는 강화제 예컨대 유리 분말, 미네랄 섬유, 위스커, 수산화알루미늄, 금속 산화물 예컨대 산화알루미늄 또는 산화철, 운모, 석영 분말, 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티타늄 또는 규회석 등을 사용하는 것도 가능하다.
다른 첨가제, 예컨대 요변성제, 예를 들어, 실리카, 실리케이트, 예를 들어 에어로실 또는 벤토나이트, 유기 요변성제 및 증점제, 예를 들어, 폴리아크릴산, 폴리우레탄, 수첨 피마자유, 염료, 지방산, 지방산 아미드, 가소제, 네트워킹제, 소포제, 윤활제, 건조제, 가교제, 광개시제, 격리제, 왁스, 안료, 전도성 중합체 입자 등을 더욱 사용할 수 있다.
충진제 성분의 비율은 건조 피복물의 총 중량에 대해서, 바람직하게 0.01∼50 wt%이다. 더욱 바람직하게는 0.1∼30 wt%이고, 특히 바람직하게는 0.3∼20 wt%이다.
또한 본 발명에 따른 분산물에 처리 보조제 및 안정화제, 예컨대 UV 안정화제, 윤활제, 부식 억제제 및 난연제가 더욱 존재할 수 있다. 이들의 비율은 분산물의 총 중량에 대해서 일반적으로 0.01∼5 wt%이다. 이 비율은 바람직하게 0.05∼3 wt%이다.
지지체 상의 분산물 중 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자가 에너지 공급원, 예를 들어 레이저의 에너지를 그 자체가 충분히 흡착할 수 없다면, 흡착제를 분산물에 첨가할 수 있다. 사용되는 레이저 빔 공급원에 따라서, 상이한 흡착제를 선택하는 것이 필요할 수 있다. 이 경우, 흡착제를 분산물에 첨가하거나 추가의 개별 흡착제층을 지지체 및 분산물 사이에 도포한다. 후자의 경우, 에너지는 흡착층에서 국소적으로 흡착되어 열 전도를 통해 분산물에 전달된다.
레이저 방사선에 대해 적절한 흡착제는 레이저 파장 범위에서 높은 흡착성을 갖는다. 구체적으로, 전자기 스펙트럼의 근적외선 및 장파 VIS 범위에서 높은 흡착성을 갖는 흡착제가 적절하다. 이러한 흡착제는 구체적으로 고전력 고체 상태 레이저, 예를 들어 Nd-YAG 레이저 또는 IR 다이오드 레이저의 방사선을 흡착하는데 적절하다. 적외선 스펙트럼 범위에서 강하게 흡착하는 레이저 방사 염료에 대해 적절한 흡착제의 예는, 예를 들어 프탈로시아닌, 나프탈로시아닌, 시아닌, 퀴논, 금속 착체 염료, 예컨대 디티올렌 또는 광색성 염료 등이 있다.
다른 적절한 흡착제는 무기 안료, 구체적으로 광범위한 착색 무기 안료 예컨대 산화크롬, 산화철, 산화철 수화물 또는 예를 들어 카본 블랙, 흑연, 그라핀 또는 탄소 나노튜브 등의 형태의 탄소 등이 있다.
미분 유형의 탄소 및 미분 육붕화란탄(LaB6)이 레이저 방사선에 대한 흡착제로서 특히 적절하다.
대체로, 분산물 중 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 중량에 대해서 흡착제를 0.005∼20 wt%로 사용한다. 바람직하게 흡착제는 분산물 중 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 중량에 대해 0.01∼15 wt%이고, 바람직하게 0.1∼10 wt%로 사용한다.
부가된 흡착제의 양은 분산물 층의 개별적으로 바람직한 특성에 따라서 당분야의 당업자가 선택하게 된다. 본 명세서에서, 당분야의 당업자는 또한 첨가된 흡착제가 레이저에 의한 분산물 전달 속도 및 효율뿐만 아니라 다른 특성 예컨대 지지체 상의 분산물의 부착성, 베이스층의 무전해 및/또는 전해적 피복성 또는 경화성에 영향을 준다는 것을 고려한다.
개별 흡수층의 경우에서, 가장 호의적인 경우에서, 이는 흡착제 및 열적 안정성, 경우에 따라 가교성 물질로 구성되어서, 그 자체는 레이저광의 영향하에서 분해되지 않는다. 광에너지의 열에너지로의 효과적인 전환을 유도하고 베이스층으로의 빈약한 열전도성을 얻기 위해서, 예를 들어, 층 특성, 예를 들어 지지체에 대한 부착성 등에 유해한 영향을 주지않으면서, 흡착층은 가능한 얇게 도포해야하고 흡착제는 가능한 높은 농도로 존재해야 한다. 흡착층 중 흡착제의 적절한 농도는 이 경우 적어도 25∼95 wt%이고, 50∼85 wt%가 바람직하다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물의 일부를 전달하기 위해 필요한 에너지는, 사용된 레이저 및/또는 지지체가 제조된 물질에 따라서, 분산물의 반대면 상에 또는 분산물로 피복된 면 상에 가해질 수 있다.
분산물의 일부는 지지체로부터 기판의 한쪽면 또는 양면 상으로 전달될 수 있다. 양면인 경우 전달 동안 분산물로 양쪽면 상에 연속적으로 피복하거나, 또는 예를 들어 2개의 레이저 공급원 또는 분산물로 피복된 두 지지체를 이용하여 동시에 양면을 피복시킬 수 있다. 생산성을 증가시키기 위해, 하나 보다 많은 레이저 공급원을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 구체예에서, 분산물은 분산물을 지지체에서 기판으로 전달시키기 전에 지지체 상에 도포된다. 이러한 도포는 예를 들어 당분야의 당업자에게 공지된 피복법을 통해 수행한다. 이러한 피복법은 예를 들어, 주조, 예를 들어 커튼 주조, 페인팅, 닥터 블레이딩, 브러싱, 분사, 함침 등이 있다. 별법으로서, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 임의의 인쇄법을 통해 지지체 상에 인쇄시킬 수 있다. 분산물을 인쇄시키는 인쇄법은 예를 들어, 롤러 또는 시트 인쇄법, 예를 들어 스크린 인쇄법, 음각 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 활판 인쇄법, 패드 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 오프셋 인쇄법 또는 자력기록 인쇄법 등이 있다. 당분야의 당업자에게 공지된 임의의 다른 방법도 사용할 수 있다.
바람직한 구체예에서, 분산물은 지지체 상에서 완전 건조 및/또는 경화되지 않지만, 대신 기판 상에 습윤 상태로 전달된다. 이는 예를 들어, 지지체 상에 분산물을 일정하게 공급할 수 있는 연속 작업되는 인쇄 기전을 이용하는 것을 가능하게 한다. 이러한 프로세스 관리를 통해서, 매우 높은 생산성을 달성할 수 있다. 연속으로 잉크제공되는 인쇄 기전은 당분야의 당업자에게 공지되어 있는데, 예를 들어 DE-A 37 02 643을 참조한다. 분산물에 입자 침전을 방지하기 위해서, 지지체 상에 도포하기 전에 보관 용기 중에서 분산물을 교반하고/하거나 펌핑하는 것이 바람직하다. 분산물의 점도를 조정하기 위해서, 분산물이 함유된 보관 용기를 열적으로 조절할 수 있는 것이 또한 바람직하다.
바람직한 구체예에서, 지지체는 예를 들어 내부에 위치하는 수송 롤러를 통해서 움직이는 대상 레이저 방사선에 대해 투과성인 무한 벨트로서 형성된다. 별법으로서, 또한 원통으로서 지지체를 형성시키는 것도 가능한데, 이 경우 원통은 내부에 위치하는 수송 롤러를 통해 움직이거나 또는 직접 구동될 수 있다. 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물로 지지체의 피복은 이후 당분야의 당업자에게 공지된 방법을 통해서, 예를 들어 분산물이 존재하는 보관 용기로부터 롤러 시스템 또는 롤러를 사용하여 수행할 수 있다. 롤러 또는 롤러 시스템을 회전시켜서, 분산물을 취하고 지지체 상에 도포시킨다. 피복 롤러를 지나쳐 롤러를 전달시켜서, 전체-표면 분산물층을 지지체 상에 도포시킨다. 분산물을 기판 상에 전달시키기 위해서, 레이저 빔 공급원을 원통의 무한 벨트 내면에 배열시킨다. 분산물을 전달하기 위해, 레이저 빔을 분산물층에 맞추고, 이에 대해 투과성인 지지체를 통해 분산물을 비추어서, 분산물을 비춘 위치에서, 이 분산물이 기판으로 전달된다. 이러한 적용 기전은 예를 들어, DE-A 37 02 643에 기술되어 있다. 분산물은 예를 들어, 생성된 기포를 통해 전달되는 분산물 및 적어도 부분적으로 분산물을 증발시키는 레이저 빔의 에너지를 통해 전달된다. 상기 분산물에서 기판 상으로 전달되지 않은 분산물은 후속 피복 단계에서 재사용할 수 있다.
레이저를 통한 전달에 의해 기판 상으로 전달된 베이스층의 층 두께는 바람직하게, 0.01∼50 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05∼30 ㎛, 특히 바람직하게는 0.1∼20 ㎛의 범위로 다양하다. 베이스층은 구조화(structured) 방식으로 또는 표면-전체(surface-wide)에 적용될 수 있다.
지지체 상에 분산물의 구조화 적용은 특정 구조를 다량의 뱃치 수로 제조하고자 하는 경우에 이롭고, 지지체 상에 적용하는데 필요한 분산물의 양은 구조화 적용을 통해 감소된다. 이 방식을 통해서 가장 비용 효율적인 제조를 달성할 수 있다.
기판 상에 기계적으로 안정하고, 구조화되거나 또는 전체-표면(full-surface) 베이스층을 얻기 위해서, 기판 상에 구조화되거나 또는 전체-표면 베이스층을 적용하는 분산물을 적용한 후에 적어도 부분적으로 경화시키는 것이 바람직하다. 매트릭스 물질에 따라서, 열, 광(UV/Vis) 및/또는 방사선, 예를 들어 적외선 방사선, 전자 방사선, 감사 방사선, X-방사선, 마이크로파의 작용에 의해 수행한다. 경화 반응을 개시하기 위해, 적절한 활성인자를 부가할 필요가 있다. 경화는 또한 상이한 방법의 조합, 예를 들어, UV 방사선 및 열을 조합하여 수행할 수 있다. 경화 방법은 동시에 또는 연속적으로 조합시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 층을 우선 UV 방사선으로 부분적으로만 경화시켜서, 형성된 구조물이 더 이상 흐르지 않게 한다. 상기 층을 이후 열을 통해 경화시킬 수 있다. 가열은 이 경우 UV 경화 직후 및/또는 전해적 금속화 이후에 수행할 수 있다. 표적 기판 상에 레이저 에너지를 통해 적용된 구조물의 적어도 부분적인 건조 및/또는 경화 이후에, 바람직한 별법에서, 전기 전도성 입자를 적어도 부분적으로 노출시킨다. 기판 상에 연속적인 전기 전도성 표면을 생성시키기 위해서, 전기 전도성 물질을 노출시킨 후, 구조화되거나 또는 전체-표면 베이스 층 상에 무전해 및/또는 전해 피복을 통해 하나 이상의 금속층을 형성시킨다. 피복은 이 경우 당분야의 당업자에 공지된 임의 방법을 통해 수행할 수 있다. 피복법을 통해서 임의의 통상적인 금속 피복물을 또한 적용시킬 수 있다. 이 경우, 피복에 사용되는 전해 용액의 조성은 기판 상의 전기 전도성 구조물을 피복시키고자 하는 금속에 따라 좌우된다. 대체로, 분산물의 최소 귀금속과 동일하거나 보다 더 귀금속인 모든 금속을 무전해 및/또는 전해 피복에 사용할 수 있다. 무전해 및/또는 전해 피복을 통해 전기 전도성 표면 상에 침착되는 통상의 금속은, 금, 니켈, 팔라듐, 백금, 은, 주석, 구리 또는 크롬 등이다. 하나 이상의 침착된 층의 두께는 당분야의 당업자에게 공지된 통상의 범위이다.
전기 전도성 구조물을 피복하는데 사용되는 적절한 전해 용액은 당분야의 당업자에게 공지인데, 예를 들어 [Werner Jillek, Gustl Keller, Handbuch der Leiterplattentechnik [Handbook of printed circuit technology]. Eugen G. Leuze Verlag, 2003, volume 4, pages 332-352]를 참조한다.
분산물을 기판 상에 전달하고 적어도 부분적으로 매트릭스 물질을 건조 또는 경화시킨 후, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 대부분이 매트릭스 내에 존재하여 연속적인 전기 전도성 표면이 아직 생성되지 않았기 때문에, 기판 상에 적용된 구조화 또는 전체-표면 베이스층을 전기 전도성 물질로 피복시킬 필요가 있다. 이는 대체로 무전해 및/또는 전해적 피복법을 통해 수행한다.
기판 상의 구조화 또는 전체-표면 베이스층을 무전해 및/또는 전해적으로 피복시킬 수 있기 위해서, 우선 적어도 부분적으로 베이스층을 건조 또는 경화시키는 것이 필요하다. 구조화 또는 전체-표면 베이스층은 통상의 방법에 따라 건조 또는 경화시킨다. 예를 들어, 매트릭스 물질을 화학적으로, 예를 들어 UV 방사선, 전자 방사선, 마이크로파 방사선, IR 방사선 또는 온도를 사용하여 매트릭스 물질을 중합, 중부가 또는 중축합시켜 경화시키거나, 또는 용매를 물리적으로 증발시켜 건조시킬 수 있다. 물리 및 화학 건조의 조합도 가능하다.
본 발명에 따라 적어도 부분적으로 건조 또는 경화한 후, 분산물에 함유된 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 적어도 부분적으로 노출시켜서, 후속 무전해 및/또는 전해 피복 동안 금속 이온을 침착시켜서 금속 층을 형성시킬 수 있는 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 핵형성 부위를 직접 얻을 수 있다. 입자가 이미 산화된 물질로 구성된 경우에는, 미리 적어도 부분적으로 산화물 층을 제거할 필요가 있을 수 있다. 수행되는 방법에 따라서, 예를 들어, 산성 전해질 용액을 사용하는 경우, 산화물 층의 제거는 부가적인 처리 단계를 필요로 하지 않고, 금속화를 수행하는 것과 동시에 이미 수행할 수 있다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 기계적으로, 예를 들어 브러싱, 분쇄, 밀링, 샌드블라스팅 또는 초임계 이산화탄소를 이용한 블라스팅을 통해서, 물리적으로 예를 들어, 가열, 레이저 UV 광, 코로나 또는 플라즈마 방출을 통해서 또는 화학적으로 노출시킬 수 있다. 화학 노출의 경우, 매트릭스 물질과 호환가능한 화학물 또는 화학 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 화학 노출의 경우, 매트릭스 물질을 표면 상에서 적어도 부분적으로 용해시키고 예를 들어 용매를 통해 세정하거나 또는 매트릭스 물질의 화학 구조물을 적절한 시약을 통해 적어도 부분적으로 파괴시켜 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 노출시킬 수 있다. 매트릭스 물질을 팽창시키는 시약이 또한 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 노출시키는데 적합하다. 팽창으로 침착되는 금속 이온이 전해질 용액으로부터 유입될 수 있는 동공이 생성되어서, 다량의 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자가 금속화될 수 있다. 이후 무전해 및/또는 전해적으로 침착된 금속층의 연속성, 균질성 및 결합은 종래 기술된 방법에 비해 상당히 양호하다. 금속화 처리 속도도, 보다 많은 양의 노출된 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자로 인해 더 빠르며, 그 결과 부가적으로 비용에 대한 장점을 얻을 수 있다.
매트릭스 물질이 예를 들어 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 에폭시-노볼락, 폴리아크릴레이트, ABS, 스티렌-부타디엔 공중합체 또는 폴리에테르인 경우, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 바람직하게 산화제를 사용하여 노출시킨다. 산화제는 매트릭스 물질의 결합을 끊어서, 바인더를 용해시킬 수 있고 그에 따라 입자가 노출될 수 있다. 적절한 산화제는 예를 들어, 망간산염, 예컨대 과망간산칼륨, 망간산칼륨, 과망간산나트륨, 망간산나트륨, 과산화수소, 산소, 예를 들어 망간 염, 몰리브덴 염, 비스무쓰 염, 텅스텐 염 및 코발드 염 등의 촉매 존재하에 산소, 오존, 바나듐 펜톡시드, 셀레늄 디옥시드, 암모늄 폴리설피드 용액, 암모니아, 또는 아민 존재하의 황, 이산화망간, 철산칼륨, 중크롬산염/황산, 황산 또는 아세트산 또는 아세트산 무수물 중의 크롬산, 질산, 요오드화수소산, 브롬화수소산, 중크롬산피리디늄, 크롬산-피리딘 착체, 크롬산 무수물, 산화크롬(VI), 페리오드산, 납 테트라아세테이트, 퀴논, 메틸퀴논, 안트라퀴논, 브롬, 염소, 불소, 철(III) 염 용액, 디설페이트 용액, 과탄산나트륨, 옥소할산의 염 예컨대 염소산염 또는 브롬산염 또는 요오드산염, 퍼할산의 염 예컨대 과요오드산나트륨 또는 과염산나트륨, 과붕산나트륨, 중크롬산염 예컨대 중크롬산나트륨, 과황산의 염 예컨대 칼륨 퍼옥시디설페이트, 칼륨 퍼옥소모노설페이트, 피리디늄 크롤로크로메이트, 하이포할산의 염, 예를 들어, 나트륨 하이포클로라이드, 친전자성 시약 존재하의 디메틸 설폭시드, tert-부틸 히드로퍼옥시드, 3-클로로퍼벤조에이트, 2,2-디메틸프로파날, Des-Martin 페리오디난, 옥살릴 클로라이드, 우레아 과산화수소 부가물, 우레아 과산화물, 2-요오독시벤조산, 칼륨 퍼옥소모노설페이트, m-클로로퍼벤조산, N-메틸모르폴린-N-산화물, 2-메틸프로프-2-일 히드로퍼옥시드, 퍼아세트산, 피발데히드, 오스뮴 테트라옥시드, 옥손, 루테늄(III) 및 (IV) 염, 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐-N-옥시드 존재하의 산소, 트리아세톡시페리오디난, 트리플루오로퍼아세트산, 트리메틸 아세트알데히드, 질산암모늄 등이 있다. 이러한 과정 중 온도는 노출 과정을 향상시키기 위해 경우에 따라 승온시킬 수 있다.
바람직하게는 망간산염, 예를 들어 과망간산칼륨, 망간산칼륨, 과망간산나트륨, 망간산나트륨, 과산화수소, N-메틸모르폴린-N-옥시드, 과탄산염, 예를 들어 과탄산나트륨 또는 과탄산칼륨, 과붕산염, 예를 들어, 과붕산나트륨 또는 과붕산칼륨, 과황산염, 예를 들어, 과황산나트륨 또는 과황산칼륨, 칼륨 및 암모늄 포옥소디- 및 모노설페이트, 나트륨 히드로클로라이드, 우레아 과산화수소 부가물, 옥소할산의 염 예컨대 염산염 또는 붕산염 또는 요오드산염, 퍼할산의 염 예컨대 과요오드산염 또는 과염산나트륨, 테트라부틸암모늄 퍼옥시디설페이트, 퀴논, 철(III) 염 용액, 바나듐 펜톡시드, 피리디늄 디크로메이트, 염산, 브롬, 염소, 중크롬산염 등이다.
특히 바람직한 것은 과망간산칼륨, 망간산칼륨, 과망간산나트륨, 망간산나트륨, 과산화수소 및 이의 부가물, 과붕산염, 과탄산염, 과황산염, 퍼옥소디설페이트, 나트륨 하이포클로라이드 및 과염산염 등이다.
예를 들어, 에스테르 구조물 예컨대 폴리에스테르 수지, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 우레탄 등을 함유하는 매트릭스 중의 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 노출시키기 위해서, 예를 들어, 산성 또는 알칼리성 화학물 및/또는 화학물의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 산성 화합물 및/또는 화합물 혼합물은 예를 들어 농축 또는 희석 산 예컨대 염산, 황산, 인산 또는 질산 등이다. 유기산 예컨대 포름산 또는 아세트산도 매트릭스 물질에 따라 적합할 수 있다. 적절한 알칼리성 화합물 및/또는 화학물 혼합물은 예를 들어, 염기 예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄 또는 탄산염 예를 들어 탄산나트륨 또는 탄산칼륨 등이 있다. 이러한 과정 중 온도는 노출 처리과정을 개선시키기 위해 경우에 따라 승온시킬 수 있다.
매트릭스 물질 중 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 노출시키기 위해 용매를 사용할 수도 있다. 매트릭스 물질을 용매에 용해시키거나 또는 용매에 의해 팽창시켜야 하기 때문에 용매는 매트릭스 물질에 맞추어야 한다. 매트릭스 물질을 용해시키는 용매를 사용하는 경우, 매트릭스 물질의 상층이 용매화되어서 용해되므로 베이스층은 단시간 동안만 용매에 노출시킨다. 바람직한 용매는 크실렌, 톨루엔, 할로겐화 탄화수소, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸 케톤(MIBK), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등이다. 용해 과정 중 온도는 용해 양태를 개선시키기 위해 경우에 따라 승온시킬 수 있다.
또한, 기계적 방법을 사용하여 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 노출시키는 것도 가능하다. 적절한 기계적 방법은 예를 들어, 블러싱, 분쇄, 연마재를 이용한 연마 또는 물분사를 이용한 압력 블라스팅, 샌드블라스팅 또는 초임계 이산화탄소를 이용한 블라스팅 등이다. 경화, 인쇄되고 구조화된 베이스층의 상층은 각각 이러한 기계적 방법을 통해 제거한다. 그에 따라 매트릭스 물질에 함유된 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자가 노출된다.
당분야의 당업자에게 공지된 모든 연마재를 연마용 연마재로서 사용할 수 있다. 적절한 연마재는 예를 들어, 속돌 분말이다. 물분사를 이용하여 압력 블라스팅을 통해 경화된 분산물의 상층을 제거하기 위해서, 물분사는 바람직하게 소형 고체 입자, 예를 들어 평균 입자 크기 분포가 4∼120 ㎛, 바람직하게는 60∼80 ㎛인 속돌 분말(Al2O3) 을 비롯하여, 입자 크기가 > 3 ㎛인 석영 분말(SiO2)을 함유한다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자가 용이하게 산화될 수 있는 물질을 함유하는 경우, 바람직한 별법에서, 산화물 층은 금속층이 구조화 또는 전체-표면 베이스층 상에 형성되기 전에 적어도 부분적으로 제거된다. 이 경우 산화물 층은 예를 들어 화학적으로 및/또는 기계적으로 제거될 수 있다. 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자로부터 산화물 층을 화학적으로 제거하기 위하여 베이스층을 처리할 수 있는 적절한 물질은 예를 들어 산 예컨대 농축 또는 희석 황산 또는 농축 또는 희석 염산, 시트르산, 인산, 아미도설폰산, 포름산, 아세트산 등이다.
무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자로부터 산화물 층을 제거하기 위해 적절한 기계적 방법은 대체로 입자를 노출시키기 위한 기계적 방법과 동일하다.
지지체 상에 적용되는 분산물은 견고하게 지지체에 결합하기 때문에, 바람직한 구체예에서, 후자는 건조법, 습윤 화학법 및/또는 기계적 방법을 통해서 구조화 또는 전체-표면 베이스층을 적용하기 전에 세정한다. 습윤 화학 및 기계적 방법을 통해서, 지지체의 표면을 거칠게 하여 분산물이 이에 양호하게 결합하도록 하는 것도 가능하다. 적절한 습윤 화학 방법은 구체적으로 산성 또는 알칼리성 시약 또는 적절한 용매를 이용하여 지지체를 세척하는 것이다. 또한 물을 초음파와 함께 사용할 수 있다. 적절한 산성 또는 알칼리성 시약은 예를 들어 염산, 황산 또는 질산, 인산, 또는 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 탄산염 예컨대 탄산칼륨 등이 있다. 적절한 용매는 베이스층에 적용하기 위한 분산물에 함유될 수 있는 것과 동일하다. 바람직한 용매는 알콜, 케톤 및 탄화수소이고, 이는 지지체 물질에 따라서 선택할 필요가 있다. 활성화를 위해 이미 언급한 산화제를 사용할 수도 있다. 다르게, 추가의 적절한 결합층, 즉 프라이머를, 분산물을 레이저를 사용하여 전달하기 전에, 당분야의 당업자에게 공지된 피복 방법을 통해 기판 상에 도포할 수 있다.
구조화 또는 전체-표면 베이스층을 적용하기 전에 지지체를 세정할 수 있는 기계적 방법은 대체로 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 노출시키고 입자의 산화물 층을 제거하기 위해 사용할 수 있는 방법과 동일하다.
건조 세정법이 지지체 상의 분산물이 결합에 영향을 줄 수 있는 먼지 및 다른 입자를 제거하고, 표면의 거칠화를 위해서 특히 적합하다. 예를 들어, 브러싱 및/또는 탈이온 대기, 코로나 방출 또는 저압 플라즈마를 통한 먼지 제거를 비롯하여 접착층을 제공하는 롤 및/또는 롤러를 통한 입자 제거가 있다.
코로나 방출 및 저압 플라즈마를 통해서 기판의 표면 장력을 선택적으로 증가시킬 수 있고, 유기 잔류물을 기판 표면에서 세정할 수 있어서, 분산물을 이용한 습윤 및 분산물의 결합 둘 모두를 개선시킬 수 있다. 기판 상에 적용된 베이스층의 부착을 개선시키기 위해, 필요에 따라서, 베이스층을 전달하기 전에 당분야의 당업자에게 공지된 방법을 통해 기판에 부가적인 결합 또는 부착층을 제공할 수 있다.
기판의 한쪽면을 피복하는 것 이외에도, 본 발명의 방법을 이용하여, 상층면과 보다 낮은 하층면 상에 전기 전도성 구조화 또는 전체-표면 베이스층을 지지체에 제공하는 것도 가능하다. 관통-접촉(through-contact) 도움으로, 지지체의 상층면과 하층면 상의 구조화 또는 전체-표면 전기 전도성 베이스층을 전기적으로 상호 연결시킬 수 있다. 관통 접촉을 위해서, 예를 들어, 지지체의 구멍벽(wall of bore)을 전기 전도성 표면에 제공한다. 관통-접촉을 하기 위해서, 지지체에 구멍을 형성하는 것이 가능한데, 예를 들어, 이러한 구멍 벽 상에, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 전달하는 동안에 침착시킨다. 충분하게 얇은 지지체, 예를 들어 PET 시트에 대해, 충분하게 긴 피복 시간으로, 지지체의 상층면 및 하층면으로부터 구멍으로 함께 성장하는 금속층을 통해서 무전해 및/또는 전해 피복 동안 구멍 안쪽에도 금속층이 형성되기 때문에 분산물로 구멍 벽을 피복할 필요는 없다. 따라서 전기적 접촉은 지지체의 상층면 및 하층면 상의 전기 전도성 구조화 또는 전체-표면(full-surface) 간에 생성된다. 본 발명에 따른 방법 이외에도, 구멍 및/또는 블라인드 홀의 생성 및 이들의 금속화를 위해서 당분야에서 공지된 다른 방법을 사용하는 것도 가능하다.
얇은 지지체의 경우, 구멍형성은 예를 들어, 슬리팅, 펀칭 또는 레이저 천공을 통해 수행할 수 있다.
기판 상의 전기 전도성 구조화 또는 전체 표면을 피복하기 위해서, 후자는 우선 전해질 용액을 함유하는 배쓰로 보낸다. 이후 기판은 배쓰를 통해 수송하고, 사전에 적용된 구조화 또는 전체-표면 베이스 층에 함유된 전기 전도성 입자를 전해적 피복의 경우 하나 이상의 캐쏘드를 통해 접촉시킨다. 여기서, 당분야의 당업자에게 공지된 임의의 적절한 통상의 캐쏘드를 사용할 수 있다. 캐쏘드가 구조화 또는 전체-표면과 접촉하는 한, 금속 이온을 전해질 용액으로부터 침착시켜서 표면 상에 금속층을 형성시킨다. 접촉을 위해서, 베이스층에 연결된 보조선을 제공하는 것도 가능하다. 이후 캐쏘드와 접촉은 보조선을 통해 수행한다.
일반적으로, 전해질 용액에 함침시 베이스층 상에 무전해 침착을 통해 곧바로 얇은 층이 형성된다.
베이스층이 그 자체가 충분하게 전도성이 아니면, 예를 들어, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자로서 탄소 카르보닐-철 분말을 사용하는 경우, 전해적 피복에 필요한 전도성은 무전해 침착층을 통해 얻게된다.
구조화 또는 전체-표면 전기 전도성 베이스층을 전해적으로 피복할 수 있는 적절한 장치는 대체로 하나 이상의 배쓰, 하나의 애노드 및 하나의 캐쏘드를 포함하며, 배쓰는 하나 이상의 금속 염을 함유하는 전해질 용액을 포함한다. 전해질 용액으로부터의 금속 이온을 기판의 전기 전도성 표면 상에 침착시켜 금속층을 형성시킨다. 이러한 목적을 위해서, 기판을 배쓰를 통해 수송하면서, 하나 이상의 캐쏘드를 피복되는 기판의 베이스층과 접촉시키거나 또는 피복되는 기판의 베이스층과 접촉하는 보조선과 접촉시킨다.
당분야의 당업자에게 공지된 모든 전해 방법이 이 경우 전해 피복을 위해 적합하다.
보조 접촉선을 전해 피복에 사용하는 경우, 이들은 대체로 베이스층과 동일한 방식으로 제조된다. 유사하게, 보조 접촉선은 바람직하게 적어도 부분적으로 건조 및/또는 경화된다. 경화 이후, 표면 상에 함유된 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 노출을 보조 접촉선에 대해 유사하게 수행할 수 있다. 이 보조 접촉선을 사용하여 예를 들어, 짧은, 상호 절연된 전도체 트랙을 용이하게 접촉시킬 수 있다. 바람직한 구체예에서, 보조 접촉선은 무전해 및/또는 전해 금속화 이후에 다시 제거된다. 상기 제거는 예를 들어, 레이저 박리, 즉 레이저를 이용한 제거를 통해 수행할 수 있다.
보다 두꺼운 층 두께를 얻기 위해서, 전해 피복 장치는 예를 들어 기판을 회전시킬 수 있는 장치가 장착될 수 있다. 기판을 회전시킬 수 있는 장치의 회전축은 이 경우, 피복되는 기판 표면에 대해 수직으로 배열된다. 기판의 수송 방향에서 볼때 초기에 폭이 넓고 짧은 전기 전도성 구조물은 회전을 통해 정렬되어서 회전후에는 수송 방향에서 볼때 폭이 좁고 길어진다.
본 발명의 방법에 따라 전기 전도성 구조물 상에 침착되는 금속층의 층 두께는 장치가 작동되는 전류 강도를 비롯하여 직렬로 위치하는 캐쏘드의 수 및 장치를 통과하는 기판의 속도에 의해 주어지는 접촉 시간에 따라 좌우된다. 예를 들어 하나 이상의 배쓰에서 직렬로 본 발명에 따른 다수의 장치를 접촉시켜 보다 긴 접촉 시간을 얻을 수 있다.
상층면 및 하층면을 동시에 피복시키기 위해서, 예를 들어, 2개의 접촉 롤러를 개별적으로 배열시켜서 위와 아래에서 동시에 접촉시키면서 기판을 이들 사이를 통해 인도하여, 양면 상에 금속을 침착시킬 수 있다.
길이가 배쓰의 길이를 초과하는 연성 호일-즉, 먼저 전해 피복 장치를 통해 유도되는, 롤로부터 풀려지고 이어 다시 감기는 무한 호일-을 피복하고자 하는 경우, 이들은 예를 들어 이후에 상호 위에 또는 상호 옆에 배치시킬 수 있는, 예를 들어 다수의 전해 피복 장치 주변에 곡류 형태 또는 지그재그 형태의 배쓰를 통해 인도할 수 있다.
전해 피복 장치는 필요에 따라서 당분야의 당업자에게 공지된 임의의 보조 장치를 장착시킬 수 있다. 이러한 보조 장치는 예를 들어, 펌프, 필터, 화합물 공급 설비, 귄취 및 해권 설비 등이다.
지속 간격을 단축시키기 위해 당분야의 당업자에게 공지된 전해질 용액을 처리하는 모든 방법을 사용할 수 있다. 이러한 처리 방법은 예를 들어, 전해질 용액을 자체 재생하는 시스템 등이다.
본 발명에 따른 장치는 또한 예를 들어 문헌 [Werner Jillek, Gustl Keller, handbuch der Leiterplattentechnik [Handbook of printed circuit technology], Eugne G. Leuze Verlag, volume 4, page 192, 260, 349, 351, 352, 359]에 공지된 펄스 방법으로 작동될 수 있다.
전해 피복이후, 기판은 당분야의 당업자에게 공지된 모든 단계에 따라 추가 처리할 수 있다. 예를 들어, 존재하는 전해질 잔류물을 세정하여 기판에서 제거하고/하거나 이 기판을 건조시킬 수 있다.
지지체 상에 전기 전도성, 구조화 또는 전체-표면을 제조하기 위한 본 발명에 다른 방법은 연속적, 반연속적 또는 비연속적 모드로 작업할 수 있다. 또한 다른 단계는 비연속적으로 수행하면서, 방법의 개별 단계만을 연속적으로 수행하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 방법을 통해 구조화 표면을 제조하는 것 이외에도, 기판 상에 연속적으로 다수의 층을 전달하는 것도 가능하다. 제1 구조화 표면을 제조하기 위해 상기 방법을 수행한 후, 예를 들어, 구조화 또는 전체-표면 절연층을 상기 기술한 바와 같은 인쇄법을 통해 적용할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 방법을 다시 수행할 때 전도체 트랙을 추가로 적용할 수 있는, 전도체 트랙 상에 절연체 브릿지 생성기 가능하여서, 보다 낮은 구조화 표면이 절연 물질로 덮혀있지 않은 사전정해진 지점에서만 가능한, 서로에 대해 움직이는 전도체 트랙 간에 전기적 접촉이 가능하다.
본 발명에 따른 방법은 예를 들어, 인쇄 회로 기판 상에 전도체 트랙을 생성시키는데 적합하다. 이러한 인쇄 회로 기판은 예를 들어, 다중층 내부 및 외부 레벨을 갖는 것, 마이크로-비아-칩-온-보드(micro-via-chip-on-board), 연성 및 강성 인쇄 회로 기판 등이다. 이들은 예를 들어 예컨대 컴퓨터, 전화, 텔레비전, 전기 자동차 부품, 키보드, 라디오, 비디오, CD, CD-ROM 및 DVD 플레이어, 게임 콘솔, 측정 및 조절 장치, 센서, 전기 주방 기기, 전기 장난감 등의 제품에 설치된다.
연성 회로 지지체 상의 전기 전도성 구조물을 또한 본 발명의 방법에 따라 피복할 수 있다. 이러한 연성 회로 지지체는 예를 들어 전기 전도성 구조물이 인쇄되는 지지체에 대해 언급한 상기 물질로 제조된 플라스틱 필름 등이다. 본 발명에 따른 방법은 또한, 예를 들어 RFID 안테나, 트랜스폰더 안테나 또는 다른 안테나 구조물, 칩 카드 모듈, 평면 케이블, 시트 가열기, 호일 전도체, 태양 전지 또는 LCD/플라즈마 디스플레이 스크린의 전도체 트랙, 축전기, 호일 축전기, 레지스터, 대류방열기, 전기 퓨즈의 제조 또는 임의 형태의 전기적으로 피복된 제품, 예를 들어 정해진 층 두께를 갖는 한면 또는 양면 상에 금속으로 클래딩된 중합체 지지체, 3D 성형된 상호연결 장치의 제조, 전자기 방사선의 차폐, 열전도를 위해서 또는 패키지로서 사용되는, 제품 상의 장식성 또는 기능성 표면을 제조하는데 적합하다. 또한 통합 전자 부품 상에 접촉점 또는 접촉 패드 또는 상호연결부를 생성시키는 것도 가능하다.
집적 회로, 저항성, 용량성 또는 유도성 소자, 다이오드, 트랜지스터, 센서, 액츄에이터, 광학 부품 및 수신/송신 장치의 제조도 본 발명에 따른 방법을 사용하여 가능하다.
또한 전자기 차폐를 위한 전기 비전도성 물질로 구성된 표면 상의 피복물을 비롯하여 유기 전자 부품에 대한 접촉부를 갖는 안테나를 제조하는 것도 가능하다.
연료 전지에서 적용하기 위한 양극 플레이트의 유동장과 관련하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 언급한 전기적 비전도성 기판으로 제조된 성형 물품의 후속 장식 금속화를 위하여 전체면 또는 구조화 전기 전도성층을 제조하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 적용 범위는 스위치 및 센서, 가스 배리어 또는 장식부, 구체적으로 자동차류, 화장실, 장난감, 가정 및 사무실 구역, 및 패키징 및 호일 등에 대한 장식부로 사용하기 위한 금속화된, 비전도성 기판을 저렴하게 제조하는 것을 가능하게 한다. 본 발명은 또한 은행권, 신용카드, 신분 서류 등에 대한 보안 인쇄 분야에서 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 방법을 통해서 직물을 전기적으로 그리고 자성적으로 기능화시킬 수 있다(안테나, 트랜스미터, FRID 및 트랜스폰더 안테나, 센서, 가열 성분, 정전기 방지(플라스틱에 대해), 차폐물 등).
또한 얇은 금속 호일, 또는 한면 또는 양면 상에 클래딩된 중합체 지지체, 또는 금속화된 플라스틱 표면을 제조하는 것도 가능하다.
유사하게 본 발명은 인쇄된 회로 보드, RFID 안테나 또는 트랜스폰더 안테나, 평면 케이블, 상층면 및 하층면을 관통-접촉시키기 위한 뷰(view)를 갖는 호일 전도체에서 홀, 바이어스, 블라인드 홀 등의 금속화를 위해 사용할 수 있다. 이는 또한 다른 기판을 사용할 때 사용된다. 본 발명에 따라 제조된 금속화된 물품-이들이 자성화 금속을 포함하면-은 또한 자성화 기능성 부품 분야 예컨대 자성 테이블, 자성 게임, 예를 들어 냉장고 문 상의 자성 표면 등에 사용할 수 있다. 또한 이들은 우수한 열 전도성이 바람직한 분야, 예를 들어 절연 물질을 비롯하여 시트 가열기를 위한 호일에서 사용할 수도 있다.
본 발명에 따라 금속화된 표면의 바람직한 용도는 이러한 방식으로 제조된 제품이 인쇄 회로 기판, RFID 안테나, 트랜스 폰더 안테나, 시트 가열기, 평면 케이블, 무접촉 칩 카드, 얇은 금속 호일 또는 한면 또는 양면 상에 클래딩된 중합체 지지체, 호일 전도체, 태양 전지 또는 LCD/플라즈마 스크린의 전도체 트랙, 집적 회로, 저항성, 용량성 또는 유도성 소자, 다이오드, 트랜지스터, 센서, 액츄에이터, 광학 부품, 수신/송신 장치로서, 또는 장식 용도, 예를 들어 패키징 물질용으로 사용하는 것이다.

Claims (22)

  1. 비전도성 기판 상에 전기 전도성 표면을 제조하는 방법으로서,
    a) 지지체를 레이저로 조사하여 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자를 함유하는 분산물을 지지체에서 기판 상으로 전달하는 단계,
    b) 기판 상으로 전달된 분산물을 적어도 부분적으로 건조 및/또는 경화시켜서 베이스층을 형성하는 단계, 및
    c) 무전해 및/또는 전해적으로 베이스층을 피복하는 단계
    를 포함하는 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 분산물은 단계 a)에서 전달되기 전에 지지체 상에 도포되는 것인 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 분산물은 피복법, 구체적으로 인쇄법, 주조법, 롤링법 또는 분무법을 통해 지지체 상에 도포되는 것인 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 분산물은 도포전에 보관 용기 중에서 교반 및/또는 펌핑 및/또는 열적 조절되는 것인 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 베이스층의 표면 상에 함유 된 입자는 단계 b)에서 적어도 부분적으로 건조 및/또는 경화 후에 노출되는 것인 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 베이스층의 표면 상에 함유된 입자는 베이스층의 매트릭스 물질을 제거하여 노출되는 것인 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 베이스층의 표면 상에 함유된 입자를 화학적으로, 물리적으로 또는 기계적으로 노출시키는 것인 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 레이저는 파장이 150∼10,600 nm 범위, 바람직하게는 600∼10,600 nm 범위인 레이저 빔을 생성하는 것인 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 레이저는 고체 상태 레이저, 섬유 레이저, 다이오드 레이저, 가스 레이저 또는 엑시머 레이저인 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 하나 이상의 금속 및/또는 탄소를 함유하는 것인 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 금속은 철, 니켈, 은, 아연, 주석 및 구리로 이루어진 군 에서 선택되는 것인 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자의 적어도 일부는 카르보닐-철 분말인 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자는 상이한 입자 기하형태를 갖는 것인 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 분산물은 흡착제를 함유하는 것인 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 흡착제는 탄소 또는 육붕화란탄인 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 존재할 수 있는 산화물층은 베이스층의 무전해 및/또는 전해 피복 전에 무전해 및/또는 전해적으로 피복가능한 입자로부터 제거되는 것인 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 기판은 단계 a)에서 분산물을 전달하기 전에 건조 화학 방법, 습윤 화학 방법 및/또는 기계적 방법을 통해 세정되는 것인 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 분산물은 베이스층을 형성하기 위해 기판의 상층면 및 하층면 상으로 전달되는 것인 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 기판의 상층면 및 하층면 상의 베이스층은 관통-접촉(through-contacting)을 통해서 함께 연결된 것인 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 베이스층은 캐쏘드에 전기 전도적으로 연결된 보조 접촉선에 전해 피복을 위해 연결된 것인 제조 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 하나의 항에 있어서, 지지체는 사용되는 레이저 방사선에 대해 투과성인 강성 또는 연성 플라스틱 또는 유리인 제조 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 하나의 항에 있어서, 인쇄 회로 기판 상의 전도체 트랙, RFID 안테나, 트랜스폰더 안테나 또는 다른 안테나 구조물, 칩 카드 모듈, 평면 케이블, 시트 가열기, 호일 전도체, 태양 전지 또는 LCD/플라즈마 스크린의 전도체 트랙, 3D 성형된 상호연결 장치, 집적 회로, 저항성, 용량성 또는 유도성 소자, 다이오드, 트랜지스터, 센서, 액츄에이터, 광학 부품, 수신/송신 장치, 전자기 방사선의 차폐, 열전도를 위해서 또는 패키징으로서 사용되는, 제품 상의 장식성 또는 기능성 표면, 얇은 금속 호일 또는 한면 또는 양면 상에 클래딩된 중 합체 지지체를 제조하기 위한, 또는 임의 형태의 전해적으로 피복된 제품을 제조하기 위한 것인 제조 방법.
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