KR20140113992A - 표면 금속화 방법 및 얻을 수 있는 물품 - Google Patents

Abstract

절연 기판의 표면을 금속화하는 방법을 제공하고, 이 방법에 의해 얻을 수 있는 물품도 제공한다. 이 방법은, 잉크 조성물을 절연 기판의 금속화될 표면 상에 도포하여, 잉크층을 갖는 절연 기판을 얻는 단계; 절연 기판을 비반응성 분위기에서 약 500 내지 1000℃로 열처리하는 단계; 및 잉크층 상에 하나 이상의 금속층을 도금하는 단계를 포함하고, 잉크 조성물은 금속 화합물과 잉크 비이클을 포함하고, 금속 화합물은, 나노 산화구리, 나노 아산화구리, 화학식 I의 화합물, 및 화학식 II의 화합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이고, (I) TiO_{2 -σ} (II) M¹M² _pO_q, 여기서, 0.05≤σ≤ 1.8이고, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 2족 및 9족 내지 12족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 3족 내지 8족, 10족, 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, 0<p

Description

표면 금속화 방법 및 얻을 수 있는 물품{METHOD OF METALIZING SURFACE AND ARTICLE OBTAINABLE}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은, 중국 특허청(SIPO)에 2011년 12월 27일에 출원한 중국 특허출원번호 제201110442484.1호인 우선권을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에 참고로 원용된다.

본 개시 내용은, 재료 과학 분야에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 절연 기판의 표면을 금속화하는 방법, 및 그 방법에 의해 얻을 수 있는 물품에 관한 것이다.

본 섹션에서는 본 개시 내용에 관한 배경 정보를 제공할 뿐이며 종래 기술을 구성하지 않을 수도 있다.

금속층은 절연 기판의 표면 상에 전자기 신호 전달 경로로서 형성되며, 이는 자동차, 컴퓨터, 통신 등의 분야에 적용되어 왔다. 많은 수단을 이용하여 금속층을 절연 기판의 표면, 예를 들어, 플라스틱의 표면 상에 형성할 수 있다.

그러나, 절연 기판의 표면을 금속화하는 수단을 더 개선할 필요가 있다.

본 요약은 상세한 설명에서 덧붙여 후술하는 개념의 선택을 간략한 형태로 도입하도록 제공된 것이다. 본 요약은 청구 대상의 주요 특징부들 또는 필수 특징부들을 식별하려는 것이 아니며, 청구 대상의 범위를 결정하는 데 일조하도록 사용하려는 것도 아니다.

이러한 점을 고려할 때, 본 개시 내용은 당해 기술에 존재하는 문제점들 중 적어도 하나를 해결하려는 것이다. 이에 따라, 절연 기판의 표면을 금속화하는 수단을 제공할 수 있다. (세라믹 기판, 유리 기판, 시멘트 기판 등의) 무기 기판의 표면 상에 도금되는 금속층의 기판에 대한 부착력을 개선할 수 있다.

본 개시 내용의 제1 양태에 따르면, 절연 기판의 표면을 금속화하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 잉크 조성물을 절연 기판의 금속화될 표면 상에 적용하여, 잉크층을 갖는 절연 기판을 얻는 단계; 상기 잉크층을 갖는 절연 기판을 비반응성 분위기에서 약 500 내지 1000℃로 열처리하는 단계; 및 잉크층 상에 하나 이상의 금속층을 도금하는 단계를 포함하고, 잉크 조성물은 금속 화합물과 잉크 비이클(vehicle)을 포함하고, 금속 화합물은, 나노 산화구리, 나노 아산화구리, 화학식 I의 화합물, 및 화학식 II의 화합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이고, (I) TiO_{2 -σ} (II) M¹M² _pO_q, 여기서, 0.05≤σ≤ 1.8이고, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 2족 및 9족 내지 12족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 3족 내지 8족, 10족, 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, 0<p

2, 0<q<4이다.

본 개시 내용의 제2 양태에 따르면, 금속면을 갖는 물품을 제공하며, 이러한 금속면은 본 개시 내용의 방법에 따라 준비될 수 있다.

본 개시 내용의 방법에 따라 형성되는 금속층은 기판에 대한 강력한 부착력을 가질 수 있고, 이에 따라, 단단하고 신뢰성 있는 시그널링 경로를 얻을 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 방법은 기판 표면 상에 금속층을 형성하도록 더욱 빠른 도금 속도를 제공할 수 있고, 이에 따라 본 개시 내용의 방법에 따른 생산 효율이 높다. 게다가, (은 등의) 흔히 사용되는 도전성 귀금속에 비해, 본 개시 내용의 잉크 조성물의 도전성 금속 화합물의 소스는 저가로 널리 알려져 있으며, 이는 신호 전달 부품의 생산 비용을 상당히 감소시킬 수 있다.

본 개시 내용의 실시예들의 추가 양태들과 장점들은, 이하의 설명에서 부분적으로 제시되며, 이하의 설명에서 부분적으로 명백할 것이며, 또는, 본 개시 내용의 실시예들의 실시로부터 얻어질 것이다.

본 개시 내용의 일 양태에 따르면, 절연 기판의 표면을 금속화하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 잉크 조성물을 절연 기판의 금속화될 표면 상에 도포하여, 잉크층을 갖는 절연 기판을 얻는 단계; 절연 기판을 비반응성 분위기에서 약 500 내지 1000℃로 열처리하는 단계; 및 잉크층 상에 하나 이상의 금속층을 도금하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 잉크 조성물은 금속 화합물과 잉크 비이클을 함유할 수 있다.

본 개시 내용에서, 금속 화합물은, 나노 산화구리, 나노 아산화구리, 화학식 I의 화합물, 및 화학식 II의 화합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이고, (I) TiO_{2 -σ} (II) M¹M² _pO_q, 화학식 I 또는 화학식 II에서, 0.05≤σ≤ 1.8이고, 바람직하게, σ는 0.1 내지 1.5이고, 더욱 바람직하게, σ는 약 0.2 내지 1.2이고, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 2족 및 9족 내지 12족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 3족 내지 8족, 10족, 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, 0<p

2, 0<q<4이다(예를 들어, 본 개시 내용의 일 실시예에서, q는 1 내지 3.98일 수 있다).

본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹의 특정 예들은, Mg, Ca, Sr, Ba, Co, Ni, Cu, Zn 중 하나 이상일 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지는 않으며, M²의 특정 예들은, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ru, B, Al, Ga, In 중 하나 이상일 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.

화합물 II의 화합물에 대하여, 본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M¹은 Cu일 수 있고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 Fe, Ru일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 화학식 II의 화합물은 CuFeO_{4 -δ}인 화학식 III의 화합물이고, 화학식 III에서, 0<δ

3이고, 바람직하게, δ는 약 0.01 내지 2일 수 있고, 더욱 바람직하게, δ는 약 0.02 내지 1일 수 있다.

화학식 II의 화합물에 있어서, 본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M¹은 Cu일 수 있고, M²는 M²¹과 M²²를 포함할 수 있고, M²¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²¹은 Fe, Ru일 수 있고, M²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족과 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, 예를 들어, M²²는 Mn, B, Al, Ga, In에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹과 M² 간의 몰 비는 약 1:1일 수 있고, M²¹과 M²² 간의 몰 비는 약 1 : 0.1 - 10일 수 있고, 바람직하게, M²¹과 M²² 간의 몰 비는 약 1 : 0.5 - 5일 수 있고, 더욱 바람직하게, M²¹과 M²² 간의 몰 비는 약 1 : 0.5 - 3일 수 있고, 더욱 바람직하게, M²¹과 M²² 간의 몰 비는 약 1 : 1 - 3일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, M²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소일 수 있고(예를 들어, M²²는 B, Al, Ga, In일 수 있고), M²²도 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소일 수 있고(예를 들어, M²²는 Mn일 수 있고), M²²는, 또한, IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소일 수 있다(예를 들어, M²²는 Al과 Mn일 수 있다). 본 개시 내용의 일 실시예에서, M²²는 M²²¹과 M²²²를 포함하고, M²²¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²¹과 M²²² 간의 몰 비는 약 1 : 0.1 - 10일 수 있고, 바람직하게는, 1 : 0.5 - 2일 수 있다. 본 개시 내용의 일 실시예에서, M²²는, 바람직하게, IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소일 수 있고(예를 들어, M²²가 Mn일 수 있고), 금속 화합물에 의해 준비된 잉크 조성물을 사용하여 기판 상에 잉크층을 형성하고, 또한, 잉크층의 표면 상에 금속을 도금하는 경우에, 더욱 빠른 도금 속도를 얻을 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 화학식 II의 화합물의 예들은, CuFe_0.5Mn_0.5O_2.5, CuFe_{0 .5}Al_{0 .5}O_{2 .5}, CuFe_{0 .5}Al_{0 .25}Mn_{0 .5}O_{2 .5} 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하고, 바람직하게는, CuFe_{0 .5}Mn_{0 .5}O_{2 .5}를 포함하지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.

화학식 II의 화합물에 대하여, 본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 2족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 예를 들어, M¹은 Mg, Ca, Sr, 또는 Ba일 수 있고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 예를 들어, M²는 B, Al, Ga, 또는 In일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 바람직하게, 화합물은 MgGa₂O_{4 -λ}인 화학식 IV의 화합물이고, 화학식 IV에서, 0<λ

3이고, 바람직하게, λ는 0.01 내지 2이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5이다.

화학식 II의 화합물에 대하여, 본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 예를 들어, M¹은 Ni일 수 있고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 6족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 예를 들어, M²는 Cr, Mo, 또는 W일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 금속 화합물은, 바람직하게, NiMoO_{4 -μ}인 화학식 V의 화합물이고, 이 화학식 V에서, 0<μ

3이고, 바람직하게, μ는 0.01 내지 2이고, 더욱 바람직하게는, 0.1 내지 1이고, 더욱 바람직하게는, 0.2 내지 0.5이다.

화학식 II의 화합물에 대하여, 본 개시 내용의 일 실시예에서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 예를 들어, M¹은 Cu일 수 있고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는, IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소 및 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족과 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함한다. 바람직한 본 실시예에서, M¹과 M² 간의 몰 비는, 바람직하게, 1 : 0.5 - 1이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, M²는, IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소 및 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족과 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하고, M²는 M²³과 M²⁴를 포함하고, M²³은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족, 10족, 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 예를 들어, M²³은 Ga, 또는, Fe와 Ni로부터 선택되는 하나 이상의 원소 및 Ga일 수 있고, M²⁴는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 바람직하게는, B이다. 이러한 바람직한 실시예에서, M²³과 M²⁴ 모두가 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이면, M²³과 M²⁴는 서로 다른 원소들이며, M²³과 M²⁴ 간의 몰 비는 1 : 0.1 - 10일 수 있고, 바람직하게는, 1 : 0.5 - 2일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 0.5 - 1.5일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 1 : 1일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 화학식 II의 화합물의 예들은, CuNi_0.5B_0.5O_2.5, CuGa_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}, 및 CuB_{0 .7}O₂ 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.

화학식 II의 화합물에 대하여, 본 개시 내용의 일 실시예에서, 화합물은 Ca_αCu_1-αTiO_{3 -β}인 화학식 VI의 화합물이며, 이 화학식 VI에서, 0

α<1이고, β는 약 0 - 2이고, 바람직하게, α는 0.05 - 0.5이고, 더욱 바람직하게, α는 0.1 - 0.25이고, 바람직하게, β는 0.01 - 2이고, 더욱 바람직하게, β는 0.01 - 0.5이고, 더욱 바람직하게, β는 0.05 - 0.4이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 나노 아산화구리는 1㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 아산화구리를 가리키고, 나노 산화구리는 1㎛ 미만의 입자 크기를 갖는 산화구리를 가리킨다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 금속 화합물은, 바람직하게, 나노 아산화구리, 나노 산화구리, 화학식 I의 화합물, 화학식 III의 화합물, CuFe_{0 .5}Mn_{0 .5}O_{2 .5}, CuFe_0.5Al_0.5O_2.5, CuFe_{0 .5}Al_{0 .25}Mn_{0 .5}O_{2 .5}, 화학식 IV의 화합물, 화학식 V의 화합물, CuFe_0.5B_0.5O_2.5, CuNi_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}, CuGa_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}, CuB_{0 .7}O₂, 화학식 VI의 화합물 중에서 선택되는 하나 이상이다.

본 개시 내용의 목적들은 전술한 금속 화합물들을 사용함으로써 달성될 수 있지만, 본 개시 내용의 발명자는, 금속 화합물이 다음에 따르는 화합물들 중에서 선택되는 하나 이상인 경우에, 그 금속 화합물을 함유하는 잉크 조성물을 사용하여 기판 표면 상에 잉크층을 형성하고 이어서 금속층을 도금함으로써, (특히, 전자 도금법을 사용함으로써) 더욱 빠른 도금 속도를 얻을 수 있다는 점을 알게 되었다.

(1) 나노 아산화구리 및 나노 산화구리;

(2) 화학식 I의 화합물;

(3) 화학식 II의 화합물; M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소

(4) 화학식 II의 화합물; M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 M²¹과 M²²를 포함하고, M²¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족과 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소(바람직하게, M²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소)

(5) 화학식 II의 화합물; M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는, IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소 및 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족과 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함

(6) 화학식 VI의 화합물 (예를 들어, Ca_αCu_{1 -α}TiO_{3 -β})

도금 속도를 더욱 개선하려면, 금속 화합물이 다음에 따르는 화합물들 중에서 선택되는 하나 이상이다.

(1) 나노 아산화구리 및 나노 산화구리;

(2) 화학식 I의 화합물 (예를 들어, TiO_{2 -σ});

(3) 화학식 II의 화합물; M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소

(4) 화학식 II의 화합물; M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 M²¹과 M²²를 포함하고, M²¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소

(5) 화학식 VI의 화합물 (예를 들어, Ca_αCu_{1 -α}TiO_{3 -β})

더욱 바람직하게, 금속 화합물은 다음에 따르는 화합물들 중에서 선택되는 하나 이상이다.

(1) 나노 아산화구리 및 나노 산화구리;

(2) 화학식 I의 화합물(예를 들어, TiO_{2 -σ});

(3) 화학식 II의 화합물; M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소

(4) 화학식 VI의 화합물 (예를 들어, Ca_αCu_{1 -α}TiO_{3 -β})

더욱 바람직하게, 금속 화합물은, 나노 아산화구리, 나노 산화구리, 화학식 I의 화합물(예를 들어, TiO_{2 -σ}), 및 화학식 III의 화합물(예를 들어, CuFeO_4-δ)로부터 선택되는 하나 이상이며, 이는 더욱 빠른 개선된 도금 속도를 얻을 수 있다.

또한, 본 개시 내용의 발명자는, 잉크 조성물의 금속 화합물이 다음에 따르는 화합물들 중에서 선택되는 하나 이상인 경우, 잉크 조성물을 사용하여 기판 표면 상에 잉크층을 형성하고 금속층을 본 개시 내용의 방법에 의해 도금하여 형성되는 신호 경로가 더욱 높은 신호 감도를 가질 수 있다는 점을 알게 되었다. 즉, (1) 나노 아산화구리 및 나노 산화구리; (2) 화학식 I의 화합물(예를 들어, TiO_{2 -σ}); (3) 화학식 II의 화합물로서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 6족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소

신호 감도를 더욱 개선하려면, 금속 화합물은, 다음에 따르는 화합물들 중에서 선택되는 하나 이상이다. 즉, (1) 나노 아산화구리 및 나노 산화구리; (2) 화학식 I의 화합물(예를 들어, TiO_{2 -σ}); 및 (3) 화학식 V의 화합물(예를 들어, NiMoO_{4 -μ}). 더욱 바람직하게, 금속 화합물은, 나노 아산화구리 및 나노 산화구리, 및 화학식 I의 혼합물(예를 들어, TiO_{2 -σ}) 중에서 선택되는 하나 이상이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 금속 화합물의 평균 입자 크기는 특정 응용 상황에 따라 적절히 선택될 수 있다. 일반적으로, 금속 화합물은 1㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는다. 바람직하게, 금속 화합물은 약 1 내지 500nm의 평균 입자 크기를 갖는다. 더욱 바람직하게, 금속 화합물은 약 1 내지 100nm의 평균 입자 크기를 갖는다. 금속 화합물의 평균 입자 크기가 약 1 내지 100nm 범위 내에 속하면, 본 개시 내용에 따른 방법은, 잉크 조성물을 기판 표면 상에 도포하도록 잉크젯 인쇄법 또는 레이저 인쇄법에 특히 적합하며, 이는 더욱 높은 생산 효율을 얻을 수 있으며, 금속층은 기판에 대한 더욱 높은 부착력을 갖고, 또한, 더욱 미세한 잉크 패턴을 얻으며, 이에 따라, 정밀도가 더욱 높은 라인을 얻게 된다. 본 개시 내용의 일 실시예에서, 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 방법들을 이용하여 금속 화합물의 평균 입자 크기를 상술한 범위 내에 있게 할 수 있다. 예를 들어, 그라인딩 방법을 이용하여 금속 화합물의 평균 입자 크기를 상술한 범위 내에 있게 할 수 있다. 그라인딩 방법은 당해 기술에 널리 알려져 있으므로, 반복 설명하지 않는다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 평균 입자 크기는 정적 레이저 테스터를 사용하여 측정될 수 있고 평균 입자 크기는 볼륨 평균 입자 크기이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 금속 화합물은 시판되고 있을 수 있으며, 예를 들어, 나노 산화구리와 나노 아산화구리는 Aladdin Chemical Reagent Company에 의해 시판되고 있을 수 있으며, 화학식의 화합물은 Tilox라는 상표로 Korea Bo Kwang Chemical Company에 의해 시판되는 티타늄 블랙일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 금속 화합물은 또한 당해 기술의 종래 방법에 의해 준비될 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서는, 화학식 I의 화합물인 이산화 티타늄을 NH₃ 분위기에서 배소(calcinate)하여 화학식 I의 화합물을 얻는다. 배소의 온도와 시간은 화학식 I의 σ 값에 따라 적절히 선택될 수 있다. 일반적으로, 배소 온도는 약 730 내지 830℃일 수 있고, 배소 시간은 약 2.5 내지 6시간일 수 있다. 바람직하게, NH₃ 분위기는 이산화 티타늄을 갖는 용기 내에 연속적으로 충전되고, NH₃의 유속은 2 내지 6cm³/s일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 화학식 II의 화합물에 대하여, M¹ 산화물 또는 M¹ 카르보네이트(M¹ 산화물에서, M¹과 O 간의 몰 비는 2/m¹ : 1이고, m¹은 M¹의 원자가임)와 M² 산화물(M² 산화물에서, M¹과 O 간의 몰 비는 2/m² : 1이고, m²는 M²의 원자가임)을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하고, 이 혼합물을 비반응성 분위기 또는 환원 분위기에서 배소하여 금속 화합물(예를 들어, M¹M² _pO_q)을 얻는다. M¹ 산화물 또는 M¹ 카르보네이트와 M² 산화물의 양은, 얻은 제1 금속 화합물에서의 M¹과 M² 간의 몰 비가 1:p가 되도록, 적절히 선택된다.

구체적으로, 화학식 III의 화합물에 대하여, 산화 구리와 산화 철을 혼합하여 혼합물을 형성하고, 이 혼합물을 비반응성 분위기와 환원 분위기에서 배소하여 화학식 III의 화합물(예를 들어, CuFeO_{4 -δ})을 얻을 수 있다. 화학식 IV의 화합물에 대하여, 이 화합물은, 산화 마그네슘과 산화 갈륨을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 형성된 혼합물을 비반응성 분위기와 환원 분위기에서 배소하여 화학식 IV의 화합물(예를 들어, MgGa₂O_{4 -λ})을 얻는 단계에 의해 얻어질 수 있다.

화학식 V의 화합물에 대하여, 이 화합물은, 산화 니켈과 산화 몰리브덴을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 형성된 혼합물을 비반응성 분위기와 환원 분위기에서 배소하여 화학식 V의 화합물(예를 들어, NiMoO_{4 -μ})을 얻는 단계에 의해 얻어질 수 있다.

화학식 VI의 화합물에 대하여, 이 화합물은, 칼슘 카르보네이트, 산화 구리, 및 산화 티타늄을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및 형성된 혼합물을 비반응성 분위기와 환원 분위기에서 배소하여 화학식 V의 화합물(예를 들어, Ca_αCu_{1 -α}TiO_{3 -β})을 얻는 단계에 의해 얻어질 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 배소 온도는 약 500 내지 1000℃일 수 있고, 배소 시간은 약 1 내지 12시간일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 비반응성 분위기는, 배소 공정 동안 반응물 및 반응 생성물과 화학적으로 상호 반응하지 않을 수 있는 가스를 가리키며, 예를 들어, (아르곤 등의) 0족 가스 및 질소가 있다. 본 개시 내용의 일 실시예에서, 환원 분위기는, 수소 농도가 당해 기술에서 종래 방식으로 선택될 수 있는, 수소와 비반응성 가스의 혼합물을 포함하는 분위기일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 조성물은 또한 잉크 비이클을 포함할 수 있다. 잉크 조성물을 절연 기판의 표면 상에 도포하면, 잉크 비이클은, 금속 화합물이 절연 기판의 표면 상에 균일하게 분산되게 하고 소정의 강도와 소정의 부착력을 갖는 층을 절연 기판에 형성하게 하는 역할을 행한다.

본 개시 내용은, 선택되는 잉크 비이클이 위 역할을 행할 수 있다면, 잉크 비이클의 유형을 특별히 제한하지 않는다. 바람직하게, 잉크 비이클은 유기 바인더이다. 더욱 바람직하게, 잉크 비이클은, 셀룰로스 아세테이트, 폴리아크릴레이트계 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 피롤리돈, 및 폴리포스폰산으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 비이클은, Eastman Company, USA에서 시판하고 있을 수 있으며, CAB 시리즈 셀룰로스 아세토 부티레이트일 수 있고(예를 들어, CAB381-0.5, CAB381-20 of CAB551-0.2, CAB381-2라는 상표의 셀룰로스 아세토 부티레이트), Kuraray Co., Ltd., Japan에서 시판하고 있을 수 있으며, Mowital 시리즈 폴리비닐 부티랄일 수 있다(예를 들어, Mowital B of 60T, Mowital B 75H, Mowital B 60H라는 상표의 폴리비닐 부티랄).

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 비이클과 금속 화합물 간의 상대 비는, 금속 화합물이 절연 기판의 표면 상에 균일하게 분산되게 할 수 있고, 절연 기판에 대하여 소정의 부착력과 소정의 강도를 갖는 잉크층을 형성할 수 있고, 금속층을 잉크층 상에 도금할 수 있다. 일반적으로, 본 개시 내용의 일 실시예에서, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 잉크 비이클의 양은 약 1 내지 30 중량부일 수 있다. 바람직하게, 잉크 비이클의 양은 바람직하게 약 1.5 내지 15 중량부일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 비이클 내에 분산되는 금속 화합물의 균일성을 더욱 개선하고 절연 기판의 표면 상에 더욱 균일한 막을 형성하기 위해, 잉크 조성물은 바람직하게 용제도 포함한다. 본 개시 내용의 잉크 조성물은, 용제의 유형을 특별히 제한하지 않으며, 이 용제는 당해 기술에서 종래 방식으로 선택될 수 있다. 바람직하게, 용제는, H₂O, C₁-C₁₂ 알콜, C₃-C₁₂ 케톤, C₆-C₁₂ 아렌, 할로겐화 알킬, 및 C₂-C₁₂ 할로겐화 올레핀으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이다. 구체적으로, 용제는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부타놀, tert-부타놀, n-펜타놀, n-헥사놀, n-헵타놀, n-옥타놀, 아세톤, 2-n-아밀 케톤, 2-n-부타논, 3-메틸-2-펜타논, 2,3-부탄디온, 2,3-펜탄디온, 2,5-헥산디온, 1,3-시클로헥산디온, 톨루엔, 크실렌, 및 트리클로로에틸렌으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 용제의 양에 특별히 제한은 없으며, 그 양은 당해 기술에서 종래의 임의의 사용량일 수 있다. 금속 화합물이 잉크 비이클 내에 균일하게 분산될 수 있고 절연 기판 표면 상에 막의 층으로 형성될 수 있음을 보장하도록, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 용제의 함량은 약 20 내지 200 중량부이고, 바람직하게는, 약 30 내지 100 중량부이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 조성물은, 또한, 본 개시 내용의 잉크 조성물에 특정한 성능이나 기능을 제공하도록 특정 응용에 따라 흔히 사용되는 다양한 보제(auxiliary agent)들을 함유할 수 있다. 바람직하게, 보제는, 분산제, 탈포제, 소광제(flatting agent), 및 점도 조절제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상을 함유한다.

보제의 사용량은 당해 기술의 종래 방식으로 선택될 수 있다. 바람직하게, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 보제의 총량은 약 0.1 내지 20 중량부일 수 있고, 바람직하게는, 0.5 내지 10 중량부이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 분산제는, 금속 화합물을 잉크 비이클과 선택 사항인 용제 내에 분산시키는 시간을 단축하고 잉크 비이클과 선택 사항인 용제 내의 금속 화합물의 분산 안정성을 개선하는 데 사용된다. 분산제는, 위 기능을 달성할 수 있는, 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 물질들일 수 있다. 예를 들어, 분산제는 당해 기술에서 흔히 사용되는 유기 분산제일 수 있으며, 예를 들어, 분산제는, 지방족 아민 분산제, 알콜 아민 분산제, 순환 불포화 아민 분산제, 지방산 분산제, 지방족 아미드 분산제, 에스테르 분산제, 파라핀 분산제, 인산염 분산제, 폴리머 분산제(예를 들어, 아크릴레이트 분산제 및 폴리에스테르 분산제), 및 유기 포스폰 분산제가 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 분산제는 당해 기술에서 흔히 사용되며 시판되는 다양한 분산제들일 수 있다. 구체적으로, 분산제는, ANTI-TERRA-U, ANTI-TERRA-U 80, ANTI-TERRA-U 100, DlSPERBYK-101, DISPERBYK-130, BYK-220 S, LACTIMON, LACTIMON-WS, BYK-W 966, DISPEPvBYK, BYK-154, BYK-9076, DISPERBYK-108, DISPERBYK-109, DISPERBYK-110, DISPERBYK-102, DISPERBYK-111, DISPERBYK-180, DISPERBYK-106, DISPERBYK-187, DISPERBYK-181, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-115, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-165, DISPERBYK-166, DISPERBYK-167, DISPERBYK-182, DISPERBYK-183, DISPERBYK-184, DISPERBYK-185, DISPERBYK-168, DISPERBYK-169, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-174, DISPERBYK-190, DISPERBYK-2150, BYK-9077, DISPERBYK-112, DISPERBYK-116, DISPERBYK-191, DISPERBYK-192, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2020, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2050 및 DISPERBYK-2070이라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되고 있는 분산제, PHOSPHLAN PS-26이라는 상표로 Holland Akzo Nobel Company에 의해 시판되고 있는 분산제, PS-21A라는 상표로 Witco Chemical Company, USA에 의해 시판되고 있는 분산제, 및 Croda Company, UK에 의해 시판되고 있는 Hypermer KD 시리즈와 Zephrym PD 시리즈의 분산제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 분산제의 사용량은 당해 기술에서의 종래의 사용량일 수 있다. 일반적으로, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 분산제의 양은 약 0.1 내지 4 중량부일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 탈포제는, 거품의 형성을 억제할 수 있고, 형성되어 있는 거품을 파괴할 수 있고, 또는 형성되어 있는 거품을 계로부터 분리할 수 있는, 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 물질들일 수 있다. 예를 들어, 탈포제는, 유기 실리콘 탈포제, 폴리에테르 탈포제, 및 고급 알콜 탈포제일 수 있다. 바람직하게, 탈포제는 유기 실리콘 탈포제이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 탈포제는, 시판되고 있는, 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 탈포제들일 수 있다. 구체적으로, 탈포제는, BYK-051, BYK-052, BYK-053, BYK-055, BYK-057, BYK-020, BYK-065, BYK-066N, BYK-067A, BYK-070, BYK-080A, BYK-088, BYK-141, BYK-019, BYK-021, BYK-022, BYK-023, BYK-024, BYK-025, BYK-028, BYK-011, BYK-031, BYK-032, BYK-033, BYK-034, BYK-035, BYK-036, BYK-037, BYK-038, BYK-045, BYK-A530, BYK-A555, BYK-071, BYK-060, BYK-018, BYK-044, 및 BYK-094라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되고 있는 탈포제들로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 탈포제의 사용량은 당해 기술에서의 종래의 사용량일 수 있다. 바람직하게, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 탈포제의 양은 약 0.1 내지 3 중량부일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 소광제는, 잉크 조성물에 의해 건조 및 성막 공정 동안 더욱 평평하고, 매끄럽고, 균일한 막 층을 형성하는 것을 촉진하도록 사용된다. 본 개시 내용은 소광제의 유형을 특별히 제한하지 않으며, 소광제는, 위 기능을 달성할 수 있는, 당해 기술에서 흔히 사용되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 소광제는, 폴리아크릴레이트 소광제, 폴리디메틸실록산 소광제, 폴리메틸페닐실록산 소광제, 및 플루오린 함유 계면활성제로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 소광제는, 시판되고 있는, 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 소광제들일 수 있다. 예를 들어, 소광제는, BYK-333, BYK-306, BYK-358N, BYK-310, BYK-354, BYK-356이라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되는 소광제들로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 소광제의 사용량은 종래의 사용량일 수 있으며, 특별히 제한은 없다. 바람직하게, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 소광제의 양은 약 0.3 내지 4 중량부이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 점도 조절제는 잉크 조성물의 점도를 조절하는 데 사용된다. 본 개시 내용은 점도 조절제의 유형을 특별히 제한하지 않으며, 당해 기술에서 종래의 방식으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 점도 조절제는, 가스 실리카, 폴리아미드 왁스, 유기 벤토나이트, 수소첨가 캐스터 오일, 금속 비누, 히드록시알킬 셀룰로스 및 그 유도체, 폴리비닐 알콜, 및 폴리아크릴레이트로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 점도 조절제의 사용량은 당해 기술에서 종래의 방식으로 선택될 수 있다. 바람직하게, 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 점도 조절제의 양은 약 0.3 내지 3 중량부이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 조성물은, 전술한, 금속 화합물, 잉크 비이클, 용제, 탈포제, 소광제, 및 점도 조절제를 포함한다. 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 잉크 비이클의 양은 약 1 내지 30 중량부이고, 용제의 양은 약 20 내지 200 중량부이고, 분산제의 양은 약 0.4 내지 4 중량부이고, 탈포제의 양은 0.1 내지 3 중량부이고, 소광제의 양은 0.3 내지 4 중량부이고, 점도 조절제의 양은 0.3 내지 3 중량부이다.

본 개시 내용에 따라 잉크 조성물을 준비하는 방법은, 선택 사항인 용제와 보제뿐만 아니라 금속 화합물과 잉크 비이클을 균일하게 혼합할 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 선택 사항인 용제와 보제뿐만 아니라 금속 화합물과 잉크 비이클을 (Star 볼밀(ball mill) 등의) 혼합기에서 균일하게 혼합하여 본 개시 내용에 따른 잉크 조성물을 얻을 수 있다. 혼합기에서 균일하게 혼합을 행하는 방법과 조건은 당해 기술에 알려져 있으므로, 반복 설명하지 않는다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크 조성물을 절연 기판의 표면 상에 도포하도록 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 방법들을 채택할 수 있으며, 예를 들어, 스크린 인쇄, 스프레잉, 레이저 인쇄, 잉크젯 인쇄, 전사 인쇄, 그라비어, 활판 인쇄, 및 리소그래피로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 방법을 이용함으로써, 잉크 조성물을 절연 기판의 금속화될 표면 상에 도포할 수 있다. 본 개시 내용에 따른 방법은, 잉크젯 인쇄 또는 레이저 인쇄에 의해 잉크 조성물을 절연 기판의 금속화될 표면 상에 도포하는 데 특히 적합하다. 상술한 스크린 인쇄, 스프레잉, 레이저 인쇄, 잉크젯 인쇄, 전사 인쇄, 그라비어, 활판 인쇄, 및 리소그래피의 특정한 동작 방법과 조건은 당해 기술에 널리 알려져 있으므로, 반복 설명하지 않는다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 방법은, 또한, 잉크 조성물을 절연 기판의 표면 상에 도포하는 단계, 및 잉크 조성물이 도포된 기판을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 본 개시 내용의 건조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 선택 사항인 용제의 유형과 잉크 조성물의 잉크 비이클에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들어, 건조 온도는 약 80 내지 150℃일 수 있고, 시간은 약 0.5 내지 5시간일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 잉크층의 두께는, 전자적 도금 또는 화학적 도금이 절연 기판의 표면에 대하여 수행될 수 있고 이어서 절연 기판의 표면 금속화가 얻어질 수 있는 한, 잉크 조성물의 구성 성분에 따라 적절히 선택될 수 있다. 바람직하게, 잉크층의 두께는 약 8 내지 50㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게, 잉크층의 두께는 약 12 내지 40㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게, 잉크층의 두께는 약 12 내지 25㎛일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 방법은, 또한, 도금 단계 전에, 잉크층이 도포된 절연 기판을 비반응성 분위기에서 500 내지 1000℃의 온도로 열처리하는 단계를 더 포함한다. 이는, 본 개시 내용의 방법에 의해 형성되는 금속층의 기판에 대한 부착력(예를 들어, 결합력)을 개선할 수 있다. 금속층의 기판에 대한 부착력을 더욱 개선하려면, 열 처리 온도가 약 700 내지 900℃로 된다. 본 개시 내용은, 열처리 시간이 최종적으로 형성되는 금속층의 기판에 대한 부착력을 개선하는 것을 보장할 수 있는 한, 열처리 시간을 특별히 제한하지 않는다. 바람직하게, 열처리 시간은 약 1 내지 5시간이다. 본 개시 내용의 일 실시예에서, 열처리는 비반응성 분위기에서 수행되고, 비반응성 분위기는, 질소 분위기 등의 화학적 비활성 가스에 의해 형성되는 분위기, (아르곤 등의) 0족 가스에 의해 형성되는 분위기를 가리킨다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 최종적으로 형성되는 금속층의 기판에 대한 부착력을 더 개선하려면, 잉크 조성물을 절연 기판의 금속화될 표면에 도포하는 수단은, 잉크 조성물을 무기 바인더와 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계, 및 혼합물을 금속화될 표면에 도포하는 단계를 포함하고, 잉크 조성물의 100 중량부에 기초하여, 무기 바인더의 양은 약 1 내지 15 중량부이다. 바람직하게, 잉크 조성물의 100 중량부에 기초하여, 무기 바인더의 양은 약 5 내지 10 중량부이다.

본 개시 내용에 따른 방법은, 무기 바인더의 유형을 특별히 제한하지 않으며, 무기 바인더는 당해 기술에서 흔히 사용되는 다양한 무기 바인더일 수 있다. 바람직하게, 무기 바인더는 SiO₂, CaO, Na₂O, ZnO, 및 Ni₂O₃으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 방법은, 전자적 도금 또는 화학적 도금을 이용함으로써 하나 이상의 금속층을 잉크층을 갖는 절연 기판 상에 도금하는 단계를 더 포함한다. 본 개시 내용에 따른 방법은, 절연 기판의 표면 상에 전자적 도금 또는 화학적 도금을 직접 수행할 수 있고, 잉크층이 없는 절연 기판의 표면은 전자적 도금 또는 화학적 도금의 공정 동안 금속화되지 않는다. 본 개시 내용에 따른 방법은 고 생산 효율을 가질 뿐만 아니라 미세 금속화 패턴도 형성할 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 기판 표면의 잉크층 상에 전자적 도금 또는 화학적 도금을 행하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술에서 적절히 선택될 수 있으므로, 반복 설명하지 않는다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 특정한 동작 요건에 따라, 화학적 도금 또는 전자적 도금을 기판 표면의 잉크층에 대하여 적어도 한번 수행하여, 기판 표면 상에 금속층의 하나 이상의 층을 형성할 수 있다. 본 개시 내용의 일 실시예에서, 기판에 대하여 화학적 도금 또는 전자적 도금을 적어도 한번 수행하여 기판 표면 상에 금속층의 다층을 형성하는 경우, 각 금속층의 구성 성분과 두께는 특정한 동작 요건에 따라 적절히 선택될 수 있고, 각 금속층의 금속은 동일하거나 다를 수 있다.

바람직하게, 금속층은 2개 이상의 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, Cu 층은 기판 표면 상에 형성되고, Ni 층은 Cu 층의 외면 상에 형성된다. 일 실시예에서, Cu 층은 기판 표면 상에 형성되고, Ni 층은 Cu 층의 외면 상에 형성된다. 일 실시예에서, 제1 Ni 층은 기판 표면 상에 형성되고, Cu 층은 제1 Ni 층의 외면 상에 형성되고, 제2 Ni 층은 Cu 층의 외면 상에 형성된다. 일 실시예에서, 제1 Ni 층은 기판 표면 상에 형성되고, Cu 층은 제1 Ni 층의 외면 상에 형성되고, 제2 Ni 층은 Cu 층의 외면 상에 형성되고, Au 층은 제2 Ni 층의 외면 상에 형성된다. 일 실시예에서, Cu 층은 기판 표면 상에 형성되고, Ni 층은 Cu 층의 외면 상에 형성되고, Ag 층은 Ni 층의 외면 상에 형성된다. 본 개시 내용에 따른 방법은, 각 금속층의 두께가 요건을 충족할 수 있는 한, 각 금속층의 두께를 특별히 제한하지 않는다. 일반적으로, Ni 층의 두께는 약 3 내지 4㎛일 수 있고, Cu 층의 두께는 약 10 내지 60㎛일 수 있고, Au 층의 두께는 0.02 내지 0.08㎛일 수 있다.

본 개시 내용의 일 실시예에서, 절연 기판은, 세라믹 기판, 유리 기판, 또는 시멘트 기판일 수 있다. 바람직하게, 절연 기판은 세라믹 기판이다.

본 개시 내용은, 또한, 본 개시 내용의 방법에 따라 준비되는 금속화 표면을 갖는 물품을 제공한다. 잉크 조성물 또는 방법에 대하여 전술한 특징들과 장점들이 물품에도 적용된다는 점에 주목하기 바란다. 본 개시 내용의 물품은 기판에 대한 금속층의 높은 부착력을 갖고, 본 개시 내용의 물품은 신호 전달 부품으로서 사용되는 경우에 매우 높은 신호 감도를 갖는다.

이하에서, 본 발명을 예를 들어 더 설명한다. 예들과 비교예들에서 사용되는 원료들은 모두 시판되고 있다.

다음의 예들에서, 금속 화합물의 조성은 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된다.

다음의 예들에서, 금속 화합물의 평균 입자 크기는, Chengdu fine new Powder Testing Equipment Co. Ltd에 의해 시판되고 있는 레이저 입자 크기 테스터를 사용하여 측정된다. 평균 입자 크기는 볼륨 평균 입자 크기이다.

다음의 예들에서, 잉크층의 두께는 주사 전자 현미경(SEM)을 이용하여 측정된다.

다음의 예들에서, 기판 표면 상에 형성되는 금속층의 부착력은 크로스컷 테이프 테스트(Cross-Cut Tape Test)에 의해 측정된다. 구체적으로, 크로스컷 테이프 테스트는, 테스트 샘플의 표면에 대하여 크로스 커터를 사용하여 정사각형마다 1mm × 1mm인 10 × 10개의 정사각형들의 격자 패턴을 절단하고, 각 절단마다 금속층의 하부층까지 관통하는 단계, 브러시를 사용하여 테스트 샘플을 클리닝하여 영역으로부터 잔해를 제거하는 단계, 테이프(3M No. 600 테이프)를 격자 패턴 위로 부착하는 단계, 및 자유단을 잡아 수직 방향으로 빠르게 당김으로써 테이프를 제거하는 단계를 포함한다. 동일한 테스트를 동일한 사이트에서 두 번 반복하고, 다음에 따르는 기준들에 따라 부착력 등급을 결정한다.

5B: 절단부의 에지들이 매끄럽고, 격자들의 정사각형들 중 어떠한 것도 분리되지 않음

4B: 격자들의 교차부에서 작은 플레이크(flake)의 분리, 분리된 영역이 5% 미만임

3B: 격자들의 에지와 교차부에서 작은 플레이크의 분리, 분리된 영역이 5 내지 15%임

3B: 격자들의 에지와 교차부에서 큰 플레이크의 분리, 분리된 영역이 5 내지 15%임

2B: 격자들의 에지와 교차부에서 큰 플레이크의 분리, 분리된 영역이 15 내지 35%임

1B: 격자들의 에지와 교차부에서 큰 플레이크의 분리, 분리된 영역이 35 내지 65%임

0B: 격자들의 에지와 교차부에서 큰 플레이크의 분리, 분리된 영역이 65%를 초과

다음의 예들에서, YD/T 1484-2006에서 측정된 방법을 이용하여 총 등방성 감도(TIS)를 측정하고, 여기서는, GSM 1800 시스템이 적용되고, 기판의 표면을 금속화하여 패턴을 수신기의 안테나로서 형성한다. 측정은 자유 공간에서 언플러그 상태(unplugged)의 안테나 모드에서 수행되고, 측정 주파수는 2112MHz이다. 측정 결과를 dBm으로 보고하고, 그 절대값이 클수록, 신호 감도도 높아진다.

예 1 내지 31은 기판 표면을 금속화하는 방법을 예시하는 데 사용된다.

예 1

(1) CuO 분말 80g과 Fe₂O₃ 분말 80g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하고, 혼합물을 에탄올 매체 하에서 12시간 동안 볼밀로 그라인딩하고, 볼밀 생성물을 건조시킨 후, 건조된 혼합물을 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소 간의 볼륨 비는 2:1) 분위기 하에서 5시간 동안 750℃에서 배소하여 배소물을 형성하였으며, 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 CuFeO_{3 .98}이었다.

(2) 단계 (1)에서 준비된 생성물 100g, (Mowital이라는 상표로 Kuraray Company, Japan에 의해 시판되는) 폴리비닐 부티랄 15g, 및 톨루엔 20g을 균일하게 혼합하여 본 예에 따른 잉크 조성물을 얻었다.

(3) 단계 (2)에서 얻은 잉크 조성물을 잉크젯 인쇄법에 의해 Al₂O₃ 세라믹 기판의 표면에 도포하고, 잉크 조성물을 약 120℃에서 약 3시간 동안 건조시킨 후, 잉크 조성물을 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃로 열처리하고, 이에 따라 기판 표면 상에 약 12㎛ 두께의 잉크층을 형성하였다.

(4) 기판 상에 잉크 층을 갖는 표면을 전자적 도금 처리하여 구리 판을 형성하였고, 전류 밀도는 3A/cm²이었다.

비교예 1

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 5시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 2

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점들은 아래와 같다.

단계 (1)에서, CuO 분말 80g과 Fe₂O₃ 분말 80g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하고, 혼합물을 에탄올 매체 하에서 12시간 동안 볼밀로 그라인딩하고, 볼밀 생성물을 건조시킨 후, 건조된 혼합물을 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소 간의 볼륨 비는 2:1) 분위기 하에서 12시간 동안 1000℃에서 배소하여 배소물을 형성하였으며, 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 CuFeO_3.2이었다.

단계 (3)에서, 단계 (2)에서 준비된 잉크 조성물을 Ni₂O₃(잉크 조성물의 100 중량부에 기초하여, Ni₂O₃의 사용량은 10g)와 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 얻어진 혼합물을 잉크젯 인쇄법에 의해 ZrO₂ 세라믹 기판의 표면에 도포하고, 혼합물을 약 120℃에서 3시간 동안 건조시킨 후, 건조된 혼합물을 질소 분위기에서 1시간 동안 약 900℃에서 열처리하여, 기판층 상에 약 15㎛ 두께의 잉크층을 형성하였다.

단계 (4)에서, 잉크층을 갖는 기판을 도금액에 넣어 화학적 도금을 수행하였다. 도금액의 조성물은, 0.12mol/L CuSO₄·5H₂O, 0.14mol/L Na₂EDTA·2H₂O, 10mg/L 페로시안화 칼륨, 1Omg/L 2,2'-비피리딘, 0.10mol/L 글리옥실산이었다. NaOH와 H₂SO₄의 용액을 사용하여 도금액의 pH를 약 12.5 내지 13으로 조절하였고, 도금액의 온도는 50℃이었다.

예 3

예 2의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, Ni₂O₃를 사용하지 않는다는 점이다.

예 4

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점들은 아래와 같다.

CaCu₃Ti₄O₁₂(Fu Qiang 등에 따르면, (Preparation method of CaCu3Ti40i2 ceramics and property thereof, Wuhan University Academic Journey (Natural Science Version) 54(4): 381-384, 2008에 공개된 준비 방법은 유사함)를 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소 간의 볼륨 비는 2:1) 분위기에서 5시간 동안 약 800℃에서 배소하여 배소물을 형성한 후, 배소물을 볼밀에서 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 Ca_{0 .1}Cu_{0 .9}TiO_{2 .95}이었다.

비교예 2

예 5의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 5

예 4의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 단계 (2)에서 준비된 잉크 조성물을 SiO₂(잉크 조성물 100g에 비해, SiO₂의 사용량은 10g)와 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 잉크젯 인쇄법에 의해 Al₂O₃ 세라믹 기판의 표면에 도포하여, 기판 표면 상에 잉크층을 형성하였다.

예 6

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은 다음에 따르는 방법에 의해 금속 화합물을 준비하였다는 점이다. 즉, MgO 분말 4g, Ga₂O₃ 분말 18.7g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두어 12시간 동안 그라인딩하였으며, 이때, 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 용제로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을 건조시킨 후, 수소와 질소의 혼합물 분위기(수소와 질소의 볼륨 비는 2:1)에서 약 12시간 동안 약 1000℃에서 배소하여 배소물을 형성하였다. 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 최종 생성물은 MgGa₂O_{3 .8}이었다.

예 7

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점들은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, (약 40nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) CuO 54.1g, (약 100nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Fe₂O₃ 27.1g, 및 (약 200nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Mn₂O₃ 26.9g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두고 10시간 동안 약 1000℃에서 배소하여 배소물을 형성하였다. 얻은 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 최종 생성물은 CuFe_{0 .5}Mn_{0 .5}O_{2 .5}이었다.

비교예 3

예 7의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점들은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 8

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, (약 40nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) CuO 54.1g, (약 100nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Fe₂O₃ 27.1g, 및 (약 100nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Al₂O₃ 17.3g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 N₂ 분위기에서 10시간 동안 1000℃에서 배소하여 배소물을 얻었다. 이어서, 배소물을 볼밀에서 약 80nm의 평균 입자 크기를 갖는 분말로 그라인딩하였다. 최종 생성물은 CuFe_{0 .5}Al_{0 .5}O_{2 .5}이었다.

예 9

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, (약 40nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) CuO 54.1g, (약 100nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Fe₂O₃ 13.6g, (약 100nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Al₂O₃ 8.7g, 및 (약 200nm의 평균 입자 크기로 Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) Mn₂O₃ 26.9g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 NH₃ 분위기에서 20시간 동안 1000℃에서 배소하여 배소물을 얻었다. 이어서, 배소물을 볼밀에서 약 80nm의 평균 입자 크기를 갖는 분말로 그라인딩하였다. 최종 생성물은 CuFe_0.25Al_0.25Mn_0.5O_2.5이었다.

예 10

예 9의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 단계 (2)에서 준비된 잉크 조성물을 SiO₂(잉크 조성물 100g에 비해, SiO₂의 사용량은 5g)와 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하였고, 얻은 혼합물을 잉크젯 인쇄법에 의해 Al₂O₃ 세라믹 기판의 표면에 도포하였다.

예 11

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, CuO 58g, Ga₂O₃ 34g, 및 B₂O₃ 14g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두고 12시간 동안 그라인딩하였으며, 이때, 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 매체로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을, 건조시킨 후, 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소의 볼륨 비는 2:1) 분위기 하에서 약 12시간 동안 약 1000℃에서 배소하여 배소물을 얻었다. 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 CuGa_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}이었다.

비교예 4

예 11의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 12

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, CuO 80g, Fe₂O₃ 40g, 및 B₂O₃ 17g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두고 12시간 동안 그라인딩하였으며, 이때, 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 매체로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을, 건조시킨 후, 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소의 볼륨 비는 2:1) 분위기 하에서 약 12시간 동안 약 1000℃에서 배소하여 배소물을 얻었다. 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 CuFe_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}이었다.

비교예 5

예 12의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 13

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, Ni₂O₃ 45g, CuO 80g, 및 B₂O₃ 18g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두고 12시간 동안 그라인딩하였으며, 이때, 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 매체로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을, 건조시킨 후, 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소의 볼륨 비는 2:1) 분위기 하에서 약 12시간 동안 약 1000℃에서 배소하여 배소물을 얻었다. 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 CuNi_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}이었다.

예 14

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, CuO 80g과 B₂O₃ 25g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두고 12시간 동안 그라인딩하였으며, 이때, 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 매체로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을, 건조시킨 후, 대기 하에서 약 6시간 동안 약 900℃에서 배소하였다. 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 CuB_{0 .7}O₂이었다.

예 15

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, Ni₂O₃ 75g과 MoO₃ 128g을 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 혼합물을 볼밀에 두고 12시간 동안 그라인딩하였으며, 이때, 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 매체로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을, 건조시킨 후, N₂ 분위기에서 약 6시간 동안 약 900℃에서 배소하였다. 이어서, 배소물을 약 80nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 준비된 생성물은 NiMoO_{3 .8}이었다.

비교예 6

예 15의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 16

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 잉크 조성물을 Ni₂O₃(잉크 조성물 100g에 비해, Ni₂O₃의 사용량은 15g)와 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하였고, 얻은 혼합물을 잉크젯 인쇄법에 의해 Al₂O₃ 세라믹 기판의 표면 상에 도포하였다.

예 17

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, (약 60nm의 평균 입자 크기를 갖는, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 이산화 티타늄을 자기(porcelain) 보트 중간에 로딩하였고, 보트를 반응 튜브 내에 넣은 후, 머플 로(muffle furnace)의 고온 섹션에 두었다. 반응 튜브의 양단을 고무 플러그로 단단히 밀봉하고 낙수로 냉각하였으며, 암모니아 가스 분위기를 튜브 내에 충전하여 튜브 내의 공기를 교체하였다. 동시에, pH 테스트 종이를 사용하여 반응 장치의 밀봉 상태를 체크하였고, 암모니아 누출이 없는 경우, 전원을 턴온하고, 암모니아 유속을 4cm³/s로 제어하였다. 머플 로의 온도를 800℃로 승온하여 5시간 유지한 후, 보트를 암모니아 가스 분위기 하에서 80℃까지 냉각하였다. 암모니아 가스를 턴오프한 후에, 보트를 꺼내어 데시케이터에 두고 실온까지 냉각한 후, 화학식 I의 화합물을 얻었다. 준비된 산화 티타늄을 고속 볼밀에 의해 약 80mm인 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 얻어진 산화 티타늄은 TiO_{0 .9}이다.

비교예 7

예 17의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 18

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 잉크 조성물을 Ni₂O₃(잉크 조성물 100g에 비해, Ni₂O₃의 사용량은 10g)와 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성하였고, 얻은 혼합물을 잉크젯 인쇄법에 의해 Al₂O₃ 세라믹 기판의 표면 상에 도포하였다.

예 19

(1) 예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, (약 60nm의 평균 입자 크기를 갖는, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 이산화 티타늄을 자기 보트 중간에 로딩하였고, 보트를 반응 튜브 내에 넣은 후, 머플 로의 고온 섹션에 두었다. 반응 튜브의 양단을 고무 플러그로 단단히 밀봉하고 낙수로 냉각하였으며, 암모니아 가스 분위기를 튜브 내에 충전하여 튜브 내의 공기를 교체하였다. 동시에, pH 테스트 종이를 사용하여 반응 장치의 밀봉 상태를 체크하였고, 암모니아 누출이 없는 경우, 전원을 턴온하고, 암모니아 유속을 4cm³/s로 제어하였다. 머플 로의 온도를 800℃로 승온하여 4시간 유지한 후, 보트를 암모니아 가스 분위기 하에서 100℃까지 냉각하였다. 암모니아 가스를 턴오프한 후에, 보트를 꺼내어 데시케이터에 두고 실온까지 냉각하여, 준비된 산화 티타늄을 고속 볼밀에 의해 약 40mm인 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 얻어진 산화 티타늄은 TiO_{1 .67}이다.

(2) 단계 (1)에서 준비된 산화 티타늄 50g, (CAB381-2라는 상표로 Eastman Chemical Company에 의해 시판되는) 잉크 비이클 1g, n-헵탄올 20g, (PS-21A라는 상표로 Witco Company, USA에 의해 시판되는) 분산제 0.2g, (BYK-051이라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되는) 탈포제 0.2g, (BYK-333이라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되는) 소광제 0.3g, 및 (FA1이라는 상표로 Klein Company, Germany에 의해 시판되는) 폴리아미드 왁스 0.3g을 균일하게 혼합하여 본 예의 잉크 조성물을 얻었다.

(3) 단계 (2)에서 얻은 잉크 조성물을 SiO₂ 10g과 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 얻어진 혼합물을 리소그래피법에 의해 시멘트 기판의 표면에 도포하고, 잉크 조성물을, 90℃에서 5시간 동안 건조시킨 후, 2시간 동안 약 1000℃로 열처리하여 기판 표면 상에 잉크층을 형성하였고, 잉크층의 두께는 약 15㎛이었다.

(4) 예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 단계 (3)에서 얻는 기판 표면 상에 금속층을 형성하였다.

예 20

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물이 (약 80nm의 평균 입자 크기를 갖고, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 산화구리라는 점이다.

비교예 8

예 20의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 21

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물이 (약 80nm의 평균 입자 크기를 갖고, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 아산화구리라는 점이다.

비교예 9

예 21의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 질소 분위기 하에서 2시간 동안 약 800℃에서 열처리를 행하는 공정을 생략하였다는 점이다.

예 22

(1) (약 100nm의 평균 입자 크기를 갖고, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 산화구리 100g, (CAB381-20이라는 상표로 Eastman Chemical Company에 의해 시판되는) 잉크 비이클 12g, (BYK-220 S라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되는) 분산제 0.6g, (BYK-065라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되는) 탈포제 0.4g, (BYK-306이라는 상표로 BYK Company, Germany에 의해 시판되는) 소광제 0.5g, 및 (Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 폴리아크릴산 나트륨 0.3g을 균일하게 혼합하여 본 예의 잉크 조성물을 얻었다.

(2) 단계 (1)에서 얻은 잉크 조성물을 잉크젯 인쇄법에 의해 ZrO₂ 기판의 표면에 도포한 후, 170℃에서 약 5시간 동안 건조시켰고, 이어서, 잉크 조성물을 N₂ 분위기에서 5시간 동안 약 700℃에서 열처리하여 기판 표면 상에 잉크층을 형성하였고, 잉크층의 두께는 약 20㎛이었다.

(3) 예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 단계 (3)에서 얻은 기판 표면 상에 금속층을 형성하였다.

예 23

예 22의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 잉크 조성물을 5시간 동안 약 500℃에서 열처리하였다는 점이다.

예 24

예 22의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속화합물이 (약 40nm의 평균 입자 크기를 갖고, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 아산화구리이고, 잉크 조성물을 Na₂O 10g과 균일하게 혼합하여 혼합물을 형성한 후, 얻은 혼합물을 레이저 인쇄법에 의해 유리 기판의 표면 상에 도포하였으며, 기판의 잉크층을 갖는 표면을 건조시킨 후, 잉크 조성물을 N₂ 분위기에서 1시간 동안 약 900℃에서 열처리하였다.

예 25

예 24의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 잉크 조성물을 N₂ 분위기에서 1시간 동안 약 1000℃에서 열처리하였다는 점이다.

비교예 10

예 24의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 잉크 조성물을 N₂ 분위기에서 1시간 동안 약 1200℃에서 열처리하였다는 점이다.

비교예 11

예 23의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 잉크 조성물을 N₂ 분위기에서 5시간 동안 약 400℃에서 열처리하였다는 점이다.

예 26

예 22의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 나노 산화구리가 약 150nm의 평균 입자 크기를 갖는다는 점이다.

예 27

예 22의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 나노 산화구리가 약 500nm의 평균 입자 크기를 갖는다는 점이다.

비교예 12

예 1의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 약 80nm의 평균 입자 크기를 갖는 은 분말로 교체하였다는 점이다.

예 28

예 2의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, CaCu₃Ti₄O₁₂를 수소와 질소의 혼합물(수소와 질소 간의 볼륨 비는 2:1) 분위기에서 2시간 동안 약 1000℃에서 배소하여 배소물을 형성한 후, 배소물을 볼밀에서 약 100nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 얻은 생성물은 Ca_{0 .25}Cu_{0 .75}TiO_{2 .65}이었다.

예 29

예 2의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물을 다음에 따르는 방법에 의해 준비하였다는 점이다. 즉, Ni₂O₃ 75g과 MoO₃ 128g을 균일하게 혼합하여 제1 혼합물을 형성한 후, 그 혼합물을 볼밀에 두고 12시간 동안 그라인딩을 행하였으며, 이때 물을 그라인딩된 생성물을 얻기 위한 매체로서 사용하였다. 그라인딩된 생성물을, 건조시킨 후, N₂ 분위기 하에서 약 8시간 동안 약 900℃에서 배소하였다. 이어서, 배소물을 약 100nm의 평균 입자 크기로 그라인딩하였다. 얻어진 생성물은 NiMoO_{3 .5}이었다.

예 30

예 2의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물이 (약 40nm의 평균 입자 크기를 갖고, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 아산화구리이었다는 점이다.

예 31

예 2의 방법과 대략 동일한 방법에 의해 기판 표면을 금속화하였으며, 다른 점은, 금속 화합물이 (약 60nm의 평균 입자 크기를 갖고, Aladdin Reagent Company에 의해 시판되는) 나노 아산화구리이었다는 점이다.

예 1 내지 예 31과 비교예 1 내지 비교예 12에서의 도금 속도, 형성된 금속층의 두께, 부착력, 및 신호 수신 감도를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

예시적인 실시예들을 도시하고 설명하였지만, 위 실시예들을 본 개시 내용을 한정하는 것으로 해석해서는 안 되며, 본 개시 내용의 사상, 원리, 및 범위로부터 벗어나지 않고서 실시예들에서 변경, 대체, 및 수정을 행할 수 있다는 점을 통상의 기술자라면 인식할 것이다.

Claims (22)

1. 절연 기판의 표면을 금속화하는 방법으로서,
   잉크 조성물을 상기 절연 기판의 금속화될 표면 상에 적용하여 잉크층을 갖는 절연 기판을 얻는 단계;
   상기 잉크층을 갖는 절연 기판을 비반응성 분위기에서 약 500 내지 1000℃로 열처리하는 단계; 및
   상기 잉크층 상에 하나 이상의 금속층을 도금하는 단계를 포함하고,
   상기 잉크 조성물은 금속 화합물과 잉크 비이클(vehicle)을 포함하고,
   상기 금속 화합물은, 나노 산화구리, 나노 아산화구리, 화학식 I의 화합물, 및 화학식 II의 화합물로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상이고,
   (I) TiO_{2 -σ,}
   (II) M¹M² _pO_q
   여기서, 0.05

   

   σ<1.8이고, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 2족 및 9족 내지 12족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 3족 내지 8족, 10족, 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, 0<p

   

   2, 0<q<4인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 도금하는 단계는 화학적 도금 또는 전기적 도금에 의해 수행되는, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 절연 기판은 유리 기판, 세라믹 기판, 및 시멘트 기판으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 상기 잉크 비이클의 함량은 약 1 내지 30 중량부인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 금속 화합물의 평균 입자 크기는 1 내지 500nm인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 잉크 비이클은, 셀룰로스 아세테이트, 폴리아크릴레이트계 수지, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 피롤리돈, 및 폴리포스폰산으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 잉크 조성물은 용제를 더 포함하고, 상기 금속 화합물의 100 중량부에 기초하여, 상기 용제의 함량은 약 20 내지 200 중량부인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
8. 제1항에 있어서, M¹은 Mg, Ca, Sr, Ba, Co, Ni, Cu, Zn으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²는 Sc, Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ru, B, Al, Ga, In으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
9. 제1항에 있어서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
10. 제1항에 있어서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 M²¹과 M²²를 포함하고, M²¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족과 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²¹과 M²² 간의 몰 비는 1 : 0.1 - 10인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
11. 제10항에 있어서, M²²는 M²²¹과 M²²²를 포함하고, M²²¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 7족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²²¹과 M²²² 간의 몰 비는 약 1: 0.1 - 10인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
12. 제1항에 있어서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 2족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
13. 제1항에 있어서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 6족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
14. 제1항에 있어서, M¹은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 11족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소이고, 또는, M²는 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나의 원소 및 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족과 10족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
15. 제14항에 있어서, M²는 M²³과 M²⁴를 포함하고, M²³은 IUPAC 명명법에 따른 주기율표의 8족, 10족, 및 13족으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상의 원소이고, M²⁴는 B이고, M²³과 M²⁴는 서로 다르고, M²³과 M²⁴ 간의 몰 비는 약 1 : 0.1 - 10인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 금속 화합물은, 나노 산화구리, 나노 아산화구리, 화학식 I의 화합물, 화학식 III의 화합물, CuFe_{0 .5}Mn_{0 .5}O_{2 .5}, CuFe_{0 .5}Al_{0 .5}O_{2 .5}, CuFe_0.5Al_0.25Mn_0.5O_2.5, 화학식 IV의 화합물, 화학식 V의 화합물, CuFe_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}, CuNi_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}, CuGa_{0 .5}B_0.5O_{2 .5}, CuB_{0 .7}O₂, 및 화학식 VI의 화합물 중에서 선택되는 하나 이상이고,
    (III) CuFeO_{4 -δ}
    (IV) MgGa₂O_{4 -λ}
    (V) NiMoO_{4 -μ}
    (VI) Ca_αCu_{1 -α}TiO_{3 -β}
    0<δ

    

    3, 0<λ

    

    3, 0<μ

    

    3, 0

    

    α<1, β는 약 0 내지 2인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 잉크층을 갖는 절연 기판을 약 700 내지 900℃에서 열처리하는, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
18. 제1항 또는 제17항에 있어서, 상기 잉크층을 갖는 절연 기판을 약 1 내지 5시간 동안 열처리하는, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 잉크층의 두께는 약 8 내지 50㎛인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
20. 제1항 또는 제17항에 있어서, 상기 잉크 조성물을 상기 금속화될 표면 상에 적용하는 것은,
    상기 잉크 조성물을 무기 바인더와 혼합하여 혼합물을 형성하는 것; 및
    상기 혼합물을 상기 금속화될 표면 상에 적용하는 것을 더 포함하고,
    상기 잉크 조성물의 100 중량부에 기초하여, 상기 무기 바인더의 양은 약 1 내지 15 중량부인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 무기 바인더는 SiO₂, CaO, Na₂O, ZnO, 및 Ni₂O₃으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 하나 이상인, 절연 기판의 표면 금속화 방법.
22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 물품.