KR20150064925A - 엔지니어링 플라스틱의 도금방법 - Google Patents

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Abstract

엔지니어링 플라스틱의 도금방법이 개시된다. 본 발명의 도금방법은, 폴리카보네이트와 같은 엔지니어링 플라스틱에 대해 레이저 에칭으로 요철부를 1차 생성한 다음, 다시 알칼리성 에칭 용액으로 요철부의 요철을 강화하여 도금을 위한 표면처리를 먼저 수행한다. 이후에, 촉매를 흡착시키고 도금층을 생성함으로써, 본 발명에 의하여 엔지니어링 플라스틱에 대한 도금을 수행할 수 있다.

Description

엔지니어링 플라스틱의 도금방법{Plating Method on Engineering Plastic}
본 발명은 엔지니어링 플라스틱의 도금방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리카보네이트 등의 엔지니어링 플라스틱의 표면을 에칭하여 촉매 금속을 흡착시키고 도금하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법에 관한 것이다.
폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 수지, 폴리이미드(PI: Polyimide) 수지, 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT: Polybutyleneterephthalate) 수지 등의 소위 '엔지니어링 플라스틱'은 가볍고 녹슬지 않으며 금속과 같은 기계적 성질이 있을 뿐만 아니라 그 성형이 용이하여, 그 용도가 계속 확대되고 있는 고분자(高分子) 수지(樹脂)이다.
이들은 강도·탄성(彈性)뿐만 아니라, 내충격성(耐衝擊性)·내마모성(耐磨耗性)·내열성(耐熱性)·내한성(耐寒性)·내약품성 등이 뛰어난 플라스틱이다. 반면에 이들 플라스틱은 전기 부도체이기 때문에 전기 전도용으로 사용되기 위해서는 표면에 별도의 전기 전도층을 형성해야 한다. 이때 도금방법이 고려될 수 있다.
종래에 합성수지의 표면에 도금방법에 의한 전기 전도층을 형성하는 방법으로 널리 이용되는 것이, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 수지의 피도금물에 정밀도, 차폐능력, 수지의 물성변화가 적은 무전해 도금을 하는 것이었다.
기존의 무전해 도금방법은, ABS 수지의 세가지 성분중 부타디엔 성분이 에칭(ABS 수지표면에 있는 0.1-2㎛의 부타디엔 성분이 산에 녹아 미세한 홀을 형성함)하기 쉬운점을 이용하여, 주로 ABS 수지나 ABS 수지 성분이 50% 정도 이상 함유된 복합재료에 한하여 사용되어 왔다.
그러나, ABS 수지는 자연상태에 방치하였을 때 그 물성이 급격히 떨어지는 약점 즉 내후성이 약하다는 문제점이 있으므로, 더 양호한 물성을 가진 수지의 개발이 요구 되게 되었으며, 뛰어난 내충격성과 내후성을 가지고 있는 폴리카보네이트(PC)가 어느 정도 이러한 조건들을 만족시켜주는 재료로서 최근 그 사용량이 증가하고 있으나,ABS 수지와는 달리 단일 성분계로 구성되고 있어 에칭이 어렵고, 극성도 띄고 있지 않으므로 ABS 수지의 도금공정으로는 도금이 불가능하다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제1258145호는 합성수지의 표면에 무전해 도금을 수행하는 방법을 제시한다. 이 방법에 의하면, 우선 합성수지로 성형된 피도금물의 표면에 레이저를 조사하여 미세한 요철을 형성하고, 피도금물의 표면에 형성된 요철의 크기가 증가 되도록 산성의 에칭 용액을 이용하여 에칭한다. 이후에 피도금물을 촉매흡착용액에 침적하여 무전해 도금이 가능하도록 피도금물 표면의 요철 내부에 촉매금속화합물을 흡착시킨 다음, 피도금물을 산성의 촉매활성용액에 침적하여 피도금물의 표면에 흡착된 촉매금속화합물을 산화환원반응을 이용하여 촉매금속으로 변환시킨다. 피도금물 표면의 촉매금속을 시드(seed)로 이용하여 니켈-붕소(Ni-B)합금을 무전해 도금한다.
문제는, 이 등록특허의 도금방법에 대해 적용된 에칭 공정은 산성의 에칭 용액을 이용한다는 점이다. 그러나, 산성 용액은 일반적인 합성 수지, 예컨대 ABS 수지 등에는 반응하지만, 폴리카보네이트 수지에는 거의 반응하지 않는다는 점이다. 다시 말해, 이 발명에 의하여서도 폴리카보네이트 수지를 피도금물로 하는 도금공정을 진행할 수 없다는 것이다.
한편, 폴리카보네이트 수지에 도금을 진행하는 방법도 개시된 바 있다.
대한민국 등록특허 제516682호는 폴리카보네이트에 도금을 진행하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법에 의하면, 피도금물을 40% 질산으로 5분 정도 먼저 수세한 다음, 질산처리된 피도금물을 전처리액과 물이 4:6으로 혼합된 43℃의 온도의 혼합용액에 100 초간 전처리를 수행한다. 이때, 전처리액은 1,3-다이클로로-2프로판올(1,3-dichloro-2-propanol) 56 wt%와 소디움 알킬 나프탈레인 설포네이트(sodium alkylnaphthalene sulfonate) 8wt%에 증류수 36wt%를 혼합한 것이다. 전처리가 완료되면, 피도금물을 무수크롬산과 황산으로 에칭하고 중화처리한 후, 피도금물에 에틸레디아민과 증류수의 혼합액, 염산 및 물을 혼합한 용액에 처리하여 극성을 부여한다. 이후에 무전해 도금층을 생성하고, 실제 도금층이 필요한 부분을 제외한 나머지 부분은 레이저로 제거한다.
이와 달리, 대한민국 특허공개 제2008-0050917호에 의하면, 폴리카보네이트 및 PPS재질로 사출성형되는 부품의 표면에 도금하기 위하여, 표면 특정부분에 비전도성 도금 촉진 잉크를 패드 인쇄 또는 스프레이 방식으로 인쇄하는 공정을 먼저 수행한다. 이후에 탈지세척 공정으로 인쇄 부분의 표면에 흡착된 먼지나 유분 등의 이물질을 제거하고, 무수크롬산(CrO3)과 황산(H2SO4)을 넣은 산성 용액에서 수분 동안 에칭하는 공정을 수행하여 도금을 위한 종자부(Seed)를 형성하고 도금을 진행한다.
대한민국 공개특허 2010-0103171호는 물리적 식각과 산성 용액에 의한 화학적 식각을 수행하여 엔지니어링 플라스틱에 도금을 진행하는 방법이 개시되어 있다.
이러한 방법들을 살피면, 폴리카보네이트 수지에 직접 도금을 진행하기 위하여 도금면을 무수크롬산과 황산의 혼합 산성 용액으로 에칭하는 과정을 포함하고 있는데, 수지의 종류에 따라 조금씩 다르지만 특별히 폴리카보네이트 수지가 산성 용액에 거의 반응하지 않는다는 것이 문제다.
간혹, 강산을 사용할 수도 있으나 이러한 용액의 처리는 작업장 환경 자체를 열악하게 할 뿐만 아니라 그 처리 공정도 매우 어려워진다. 또한, 강산에 의할 경우, 에칭 과정이 피도금물의 전체 표면에 걸쳐 진행되기 때문에, 특정 패턴의 도금층을 형성하기가 어렵게 된다. 등록특허 제516682호는 도금 후에 레이저로 패턴을 형성하는 후공정을 제시하였고, 공개 특허 제2008-50917호는 도금 촉진잉크를 전처리로 사용하였다.
[관련 기술 문헌]
1. 합성수지의 도금방법(등록특허 제1258145호)
2. 레이저 식각을 이용한 폴리카보네이트 성분이 함유된 수지의 부분투광도금방법(등록특허 제516682호)
3. 도금 촉진잉크를 이용한 무선통신기기용 안테나의 제조방법 및 그 안테나(국내공개 특허 제2008-50917호)
4. 엔지니어링 플라스틱 표면 처리방법 및 이를 이용한 엔지니어링 플라스틱 도금방법(국내공개 10-2010-0103171호)
본 발명의 목적은, 엔지니어링 플라스틱의 도금방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리카보네이트 등의 엔지니어링 플라스틱의 표면을 에칭하여 촉매 금속을 흡착시키고 도금하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱의 도금방법은, 상기 엔지니어링 플라스틱인 피도금물의 표면에 레이저를 조사하여 요철부를 형성하는 단계; 상기 피도금물을 알칼리성 에칭 용액에 침지하여 상기 요철부의 요철이 강화되도록 에칭하는 단계; 상기 요철부에 촉매금속을 흡착시키는 단계; 및 상기 촉매금속이 흡착된 요철부의 상면에 도금층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따라, 상기 에칭단계는 상기 알칼리성 에칭 용액으로 에칭된 피도금물을 산성 용액에 침지하여 중화하는 단계; 및 상기 중화단계를 수행한 피도금물을 물에 담가 초음파로 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 에칭하는 단계는, 상기 요철부를 형성하는 단계를 수행한 피도금물을 탈지용액에 침지시켜 상기 요철부의 이물질을 제거한 후에 수행할 수도 있다.
이와 달리, 상기 에칭하는 단계는, 상기 알칼리성 에칭 용액에 계면활성제를 함께 혼합하고 상기 알칼리성 에칭 용액에 의한 에칭과 동시에 초음파를 이용하여 상기 요철부에 남아 있는 이물질을 세척함으로써, 탈지공정과 에칭공정을 하나의 공정으로 동시에 수행할 수도 있다.
여기서, 상기 알칼리성 에칭 용액은 탄산칼슘(CaCO3), 메타규산나트륨(Na2O·SiO2·nH2O), 염화칼륨(KCl) 등의 알칼리성 용질 중에서 선택된 어느 하나가 20 내지 30 g/L로 함유된 수용액이 바람직하다.
또한, 상기 요철부는 상기 피도금물의 표면을 마스킹하거나 레이저의 조사를 제한하는 방법으로, 상기 피도금물의 표면 전체가 아닌 특정의 패턴으로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 촉매금속을 흡착시키는 단계는, 상기 피도금물을 염화주석과 염산의 수용액에 침지하여 요철부 내부에 주석을 흡착시키는 단계; 상기 피도금물을 다시 팔라듐 수용액에 침지하여 상기 요철부의 주석에 팔라듐을 흡착시킴으로써 촉매금속화합물 팔라듐-주석을 흡착시키는 단계; 및 상기 촉매금속화합물이 흡착된 피도금물을 산성의 촉매활성용액에 침지하여 상기 요철부의 촉매금속화합물을 촉매금속 팔라듐으로 변환시키는 단계로 수행되어, 촉매금속이 요철부에만 안정적으로 흡착되도록 할 수 있다.
본 발명의 도금방법에 의하면, 종래에 화학적 에칭으로 산성용액을 사용함에 따라 실효성 있는 성과를 거두지 못한 엔지니어링 플라스틱, 특별히 폴리카보네이트 등의 표면에서의 도금을 레이저 에칭과 알칼리성 에칭 용액에 의한 에칭공정을 전처리로 수행함으로써 가능하게 하였다.
화학적 에칭 공정에 알칼리성 용액을 사용하기 때문에 에칭 용액에 알칼리성 세척제를 함께 혼합할 수 있게 되어서, 레이저 공정과 알칼리성 에칭 용액에 의한 에칭 사이에 탈지 공정을 별개로 진행할 필요없이, 탈지공정과 화학적 에칭 공정을 하나의 공정으로 수행할 수 있다.
또한, 팔라듐 촉매 형성단계에서는 (1) 먼저 주석을 요철부에 흡착시킨 상태에서 (2) 그 주석에 팔라듐을 첨가하여 팔라듐-주석을 요철부에 흡착시킨 다음, (3) 그 이후에 팔라듐-주석에서 주석을 제거하고 촉매금속 팔라듐만을 남긴다. 이러한 방식은, 처음부터 팔라듐-주석의 형태로 흡착시키는 방식과 달리, 팔라듐이 피도금물 전체에 도금되는 경향을 줄이고 요철부에 대하여만 촉매금속 팔라듐의 밀착력을 높이는 효과가 있어서 촉매 형성 후에 요철부 이외의 부분에 흡착된 촉매를 제거하기 위한 에칭 공정을 따로 수행할 필요가 없다. 당연히, 도금층의 형성과정에서 도금의 오버플로우(Overflow) 등의 문제도 안정적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 도금방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱의 도금방법은 아래와 같이 진행된다. 우선, 본 발명의 도금에 사용되는 피도금물은 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate) 수지, 폴리이미드(PI: Polyimide) 수지, 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT: Polybutyleneterephthalate) 수지, 폴리이서이미드(PEI: Polyetherimide) 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS: Polypenylenesulfide) 수지, 폴리이서이서케톤(PEEK: Polyetheretherketone) 수지, 폴리이서설폰(PES: Polyethersulfone) 수지 등의 엔지니어링 플라스틱 또는 그 엔지니어링 플라스틱이 다량으로 함유된 수지가 해당한다. 본 발명의 도금방법은 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 수지에도 적용될 수 있다.
본 발명의 도금방법은, (1) 레이저 에칭단계 (2) 알칼리성 용액에 의한 에칭 단계 (3-1) 촉매 형성단계 및 (3-2) 도금층을 형성하는 단계로 수행된다. 도 1은 이러한 공정 중에서 본 발명에 특징적인 (1) 및 (2) 공정을 중심으로 도시되었고, 아래에서도 이를 중심으로 설명한다.
1.레이저 에칭
피도금물의 표면에 형성되는 특정 패턴의 도금층이 피도금물과 일정 수준 이상의 신뢰성 있는 밀착력을 갖도록 하기 위해 표면 중에서 도금층이 형성될 영역에만 먼저 요철부를 형성한다. 본 발명에서의 요철부 형성은 레이저 패터닝 단계와 알칼리 에칭의 두 단계로 수행된다.
우선, 레이저 패터닝은 다음의 방법으로 수행된다.
(1) 세척 단계(S101)
피도금물에 레이저를 조사하기 전에, 피도금물의 표면에 존재하는 이물질이 제거되도록 수세 세척할 수 있다. 수세 세척은 샤워방식으로 물을 피도금물에 투사하여 세척하거나, 3단의 수조로 구성된 수세욕조에 침적하여 세척하는 방법을 사용할 수 있다. 세척 이후에 건조 공정을 진행하여 피도금물을 건조시킨 다음, 레이저에 의한 에칭 공정을 수행한다.
(2) 레이저 에칭(또는 레이저 패터닝, S103)
세척이 완료된 피도금물에 대하여 레이저 에칭을 수행한다. 레이저 에칭은 엔지니어링 플라스틱의 표면에 형성되는 도금층과 플라스틱 사이의 밀착력을 높이기 위한 것으로서, 아래에서 설명되는 알칼리 용액에 의한 화학적 에칭의 전단계로 이루어진다. 레이저 에칭은 피도금물에서 도금이 형성될 부분을 레이저로 파쇄하여 미세하고 균일한 요철을 형성하는 공정이다.
본 발명의 도금방법에 의해 형성되는 도금층은 피도금물의 표면 전체에 형성될 수도 있으나, 특정 패턴의 형상으로 생성될 수 있다. 따라서 레이저의 조사는 피도금물의 표면 전체에 대해 이루어질 수도 있으나, 특정 패턴 부분(이하에서는 '요철부'라 함)에 한정하여 조사함으로써 특정 패턴의 도금을 형성할 수도 있다.
레이저에 의한 패턴의 형성은 레이저와 피도금물 사이에 별도의 마스크를 적용하여 요철부에만 레이저가 조사되도록 할 수도 있으나, 패턴 정보(통상 캐드 파일 형식)를 입력받은 레이저 장비가 해당 요철부 형상으로 레이저를 조사하는 방식을 사용할 수 있다.
여기에 사용되는 레이저는 다이오드(diode) 레이저, 자외선(UV: ultra violet) 레이저 또는 엑시머(Excimer) 레이저 등이 사용될 수 있으며, 피도금물의 경도 등에 달라지겠지만 800 ~ 1100㎚ 파장의 다이오드 레이저가 바람직하다.
2. 알칼리 용액에 의한 에칭
레이저 에칭 공정에 의해 형성된 요철부에 알칼리 용액을 적용하여 다시 한번 고르고 균일한 요철을 형성하는 화학적 에칭을 수행한다. 이를 통해, 피도금물의 요철부는 일정한 수준 이상의 표면 거칠기(조도)를 가짐으로써 도금층의 밀착력이 더욱 증가한다.
폴리카보네이트는 산에 강한 점을 고려하여, 에칭용액은 알칼리성 용액을 사용한다. 이때, 피도금물의 표면 전체가 아닌 요철부에만 부식, 즉 에칭이 이루어지도록 제어하는 것이 매우 중요하다.
(1) 초음파 탈지 (S105)
알칼리성 에칭 용액에 의한 에칭공정 이전에 탈지 공정이 수행된다. 예컨대, 레이저 에칭 이후에 메타규산나트륨, 계면활성제, 수산화나트륨, 탄산소다 중 선택된 적어도 하나의 물질이 혼합된 탈지 용액에 피도금물을 침지시켜 요철부의 기름 성분, 미세한 파편 등의 이물질을 제거한다.
(2) 알칼리성 에칭 용액에 의한 에칭(S107)
에칭 공정에 사용되는 알칼리성 에칭 용액은 탄산칼슘(CaCO3), 메타규산나트륨(Na2O·SiO2·nH2O), 염화칼륨(KCl) 등의 알칼리성 용질 중에서 선택된 어느 하나가 10 내지 30 g/L로 함유된 50 ~ 70℃의 수용액이 바람직하다. 이와 같은 알칼리성 에칭 용액에 피도금물을 수 분에서 수십 분 정도 침지하여 에칭을 수행한다.
실시 예에 따라, 본 발명의 도금방법은 위의 알칼리성 에칭 용액에 계면활성제 15 내지 20 g/L를 함께 혼합한 다음, 알칼리성 용액에 의한 화학적 에칭 중에 초음파를 이용한 피도금물에 대한 탈지 및 세정을 동시에 수행할 수 있다. 이에 의하면, 별도로 진행해야 하는 S105 단계의 초음파 탈지공정이 필요가 없다.
계면활성제 역시 알칼리성 물질이므로 알칼리성 에칭 용제와 혼합하더라도 에칭 용재가 중화되는 등의 문제가 발생하지 않는다. 다시 말해, 종래처럼 산성 에칭 용액을 사용하는 경우에는, 산성 에칭용액에 계면활성제를 혼합하면 에칭용액이 중화되기 때문에 이러한 공정 단일화가 불가능하였다.
(2) 중화 및 초음파 세척(S109, S111)
알칼리성 용액에 의한 에칭 공정(동시에 진행되는 기름 성분 등의 세척)이 마무리되면, 산성 중화 용액에 담가 피도금물의 표면에 잔존하는 알칼리성 용액을 중화시킨다. 중화 용액은 알칼리성 에칭 용액을 중화시키기 위한 정도의 산도를 가진 용액이면 충분하며, 예컨대 염산 10%을 혼합한 수용액에 1분 정도 침지하는 방법을 사용할 수 있다.
중화 단계 이후에, 다시 물로 충분히 세척한다. 이때 초음파를 이용하여 피도금물을 세척할 수 있다.
3. 도금층의 형성
요철부에 도금층을 형성한다. 도금층은 알려진 바와 같이 (1) 무전해 도금법으로 복수 개의 도금층(제1 도금층 내지 제n 도금층)을 연속적으로 형성하거나, (2) 무전해 도금 후에 전해 도금법을 적용하여 복수 개의 도금층(제1 도금층 내지 제n 도금층)을 연속적으로 형성할 수 있다. 사람이 직접 접촉할 수 있는 부분의 도금은 무전해 도금보다 품질이 우수한 전해 도금을 최종 공정으로 적용하는 것이 바람직하다.
3-1. 촉매형성 단계:
제1 도금층을 형성하기 전에, 플라스틱인 피도금물의 요철부에 촉매를 흡착시키는 공정이 수행된다. 본 발명의 팔라듐 촉매 형성단계의 특징은 (1) 1차로 주석을 요철부에 흡착시킨 다음, (2) 2차로 그 주석에 팔라듐을 첨가하여 팔라듐-주석을 요철부에 흡착시킨다는 점이다. (3) 그 이후에 팔라듐-주석에서 주석을 제거하고 촉매금속 팔라듐만을 남긴다.
이러한 방식은, 처음부터 팔라듐-주석의 형태로 흡착시키는 방식에 비하여, 팔라듐이 피도금물 전체에 도금되는 경향을 줄이고 요철부에 대하여만 촉매금속 팔라듐의 밀착력을 높이는 효과가 있다. 이에 따라, 도금층의 형성과정에서 도금의 오버플로우(Overflow) 등의 문제도 안정적으로 차단할 수 있다.
(1) 촉매 전처리 단계(S113)
피도금물에 촉매 금속 팔라듐(Pd)를 안정적으로 흡착시키기 위하여 우선 전처리로서, 피도금물을 활성화 용액에 침지시켜 요철부에 주석(Sn)을 우선 흡착시키는 활성화 과정을 수행한다. 팔라듐은 염화주석(SnCl2)과 반응하여 파람듐-주석(Pd-Sn)의 형태로 요철부의 요철 내부에 깊이 흡착될 수 있기 때문이다. 주석만 흡착되기 때문에, 주석이 안정적으로 요철부에 흡착된다.
활성화 용액은 50 내지 60 g/L의 염화주석(SnCl2)과 10 내지 20 g/L의 염산이 혼합된 상온의 수용액을 사용할 수 있다. 활성화 용액에 피도금물을 침지시키면, 주석이 피도금물의 요철부에 흡착된다.
이후에 활성화 단계 후에 피도금물의 표면에 잔존하는 활성화 용액 등을 수세 세척한다.
(2) 촉매금속화합물 흡착 단계(S115)
활성화 단계를 거치면서 요철부에 흡착된 주석에 촉매금속을 흡착시키는 단계이다. 이를 위해, 피도금물을 촉매금속 용액에 침지시켜 촉매금속을 흡착시킨다. 이때 사용되는 촉매금속 용액은 대략 팔라듐 수용액을 사용할 수 있다. 팔라듐 수용액의 팔라듐 이온이 주석(Sn)과 반응하여 촉매금속화합물인 팔라듐-주석(Pd-Sn)의 형태로 요철부의 내부 깊숙이 흡착된다.
(3) 촉매활성화 단계(S117)
촉매금속화합물 흡착단계를 통해 요철부에 팔라듐-주석(Pd-Sn) 촉매금속화합물이 흡착된 피도금물을 촉매활성용액에 침적시켜 요철부의 팔라듐-주석(Pd-Sn) 촉매금속화합물을 촉매금속인 팔라듐(Pd)으로 변환시킨다.
촉매활성용액은, 황산(또는 염산) 용액을 사용하며, 기타 사용의 활성화제를 함께 사용할 수도 있다. 이때, 팔라듐-주석 촉매금속화합물의 주석은 촉매활성용액의 산화환원반응으로 용해되고 촉매금속 팔라듐만 요철부에 흡착된 상태로 남는다. 요철부에 남은 팔라듐이 촉매 금속이 된다. 황산은 주석을 분해함과 동시에, 요철부 이외에 흡착된 팔라듐을 제거한다.
앞서 설명한 바와 같이, 이러한 방식은 처음부터 팔라듐-주석의 형태로 흡착시키는 방식에 비하여 촉매금속 팔라듐의 흡착이 안정적으로 이루어지고, 이후에 도금층의 형성과정에서 도금의 오버플로우(Overflow) 등의 문제를 안정적으로 차단하는 효과가 있다.
3-2. 도금층의 형성
촉매가 흡착된 이후에는 복수 개의 금속 층으로 형성되는 도금층을 형성하게 된다. 이 단계의 도금층은 앞에서 설명한 바와 같이 무전해 도금과 전해 도금을 적절히 혼합한 기존의 알려진 다양한 방법이 그대로 적용될 수 있다.
예컨대, 구리를 주 도금층으로 할 경우, 먼저 스트라이크 무전해 도금법으로 니켈-붕산(Ni-B)의 하지 도금층(제1 도금층)을 우선 요철부에 형성하고, 그 위에 구리의 제2 도금층을 무전해 도금으로 형성한다. 마지막으로, 연성이 큰 구리의 표면이 긁히거나 벗겨지는 것을 방지하기 위하여 다시 니켈이나 금(Au)의 제3 도금층을 전해 또는 무전해 도금으로 형성할 수 있다.
도금층을 형성한 후에, 필요에 따라, 최종 도금층의 변색을 방지하기 위한 변색방지 조치를 더 수행할 수 있다. 예컨대, 니켈의 제3 도금층의 표면이 변색되지 않도록 피도금물을 물 90 내지 92 Vol%, 소듐글루코네이트(Sodium Gluconate) 8 내지 10 Vol%로 조성된 45~55℃의 용액에 1분간 침지할 수 있다.
이상의 방법으로 본 발명의 도금 공정이 수행된다. 이상의 도 1에 기초한 도금방법의 설명에서, S111 단계 이후의 각 단계가 수행된 다음에는 필요에 따라 수세 세척 단계를 수행할 수 있다. 여기서의 수세 세척단계는 S109 단계의 세척방법과 동일하게 진행할 수 있다.
실시 예
위 레이저 패터닝 단계를 대신하여, 물리적 식각을 수행할 수 있다. 물리적 표면 식각은 미세 입자를 압축된 유체와 함께 피도금물의 표면에 충돌시킴으로서 요철부에 불규칙적인 미세 스크래치(흠집)를 발생시키는 것이다. 일 예로서, 물리적 표면 식각으로 발생된 미세 스크래치에 의한 표면조도는 약 0.1 내지 100㎛가 적당하고 보다 바람직하게는 약 1 내지 20㎛가 적당하다. 다만, 물리적 식각은 특정 형상의 패터닝이 어려운 단점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (7)

  1. 엔지니어링 플라스틱의 도금방법에 있어서,
    상기 엔지니어링 플라스틱인 피도금물의 표면에 레이저를 조사하여 요철부를 형성하는 단계;
    상기 피도금물을 알칼리성 에칭 용액에 침지하여 상기 요철부의 요철이 강화되도록 에칭하는 단계;
    상기 요철부에 촉매금속을 흡착시키는 단계; 및
    상기 촉매금속이 흡착된 요철부의 상면에 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리성 에칭 용액으로 에칭된 피도금물을 산성 용액에 침지하여 중화하는 단계; 및
    상기 중화단계를 수행한 피도금물을 물에 담가 초음파로 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에칭하는 단계는,
    상기 요철부를 형성하는 단계를 거친 상기 피도금물을 탈지용액에 침지시켜 상기 요철부의 이물질을 제거한 후에 수행하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에칭하는 단계는,
    상기 알칼리성 에칭 용액에 계면활성제를 함께 혼합하고 상기 알칼리성 에칭 용액에 의한 에칭과 동시에 초음파를 이용하여 상기 요철부에 남아 있는 이물질을 세척하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리성 에칭 용액은 탄산칼슘(CaCO3), 메타규산나트륨(Na2O·SiO2·nH2O), 염화칼륨(KCl) 등의 알칼리성 용질 중에서 선택된 어느 하나가 20 내지 30 g/L로 함유된 수용액인 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 요철부는 상기 피도금물의 표면 중에 특정의 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촉매금속을 흡착시키는 단계는,
    상기 피도금물을 염화주석과 염산의 수용액에 침지하여 요철부 내부에 주석을 흡착시키는 단계;
    상기 피도금물을 다시 팔라듐 수용액에 침지하여 상기 요철부의 주석에 팔라듐을 흡착시킴으로써 촉매금속화합물 팔라듐-주석을 흡착시키는 단계; 및
    상기 촉매금속화합물이 흡착된 피도금물을 산성의 촉매활성용액에 침지하여 상기 요철부의 촉매금속화합물을 촉매금속 팔라듐으로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱의 도금방법.
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