WO2015020332A1 - 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 - Google Patents

전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 Download PDF

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박치성
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    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/38—Coating with copper
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    • H05K2201/09009—Substrate related

Definitions

  • Resin structure which has electroconductive pattern formation method by direct irradiation of electromagnetic wave and electroconductive pattern
  • the present invention provides a method for forming a conductive pattern by direct irradiation of electromagnetic waves, which enables the formation of a fine conductive pattern in a simplified process on various polymer resin products or resin layers without including a special inorganic additive in the polymer resin itself. And a resin structure having a conductive pattern formed therefrom.
  • the conductive patterns and structures on the surface of the polymer resin substrate may be applied to form various objects such as antennas, various sensors, MEMS structures, or RFID tags integrated in a mobile phone case.
  • the polymer resin chip may be blended and molded with a special inorganic additive (for example, C U C r 2 O 4 having a spinel structure) containing a transition metalol such as copper or crème to form a polymer resin substrate,
  • a special inorganic additive for example, C U C r 2 O 4 having a spinel structure
  • a transition metalol such as copper or crème
  • the present invention provides a method for forming a conductive pattern by direct irradiation of electromagnetic waves, which enables the formation of a fine conductive pattern in a simplified process on various polymer resin products or resin layers without including a special inorganic additive in the polymer resin itself. It is.
  • the present invention also provides a resin structure having a conductive pattern obtained through the conductive pattern forming method.
  • the present invention comprises the steps of selectively irradiating the polymer resin substrate with electromagnetic waves to form a first region having a predetermined surface roughness; Forming a conductive seed on the polymer resin substrate; Plating a polymer resin substrate on which a conductive seed is formed to form a metal layer; And removing the conductive seed and the metal layer from the second region of the polymer resin substrate having a surface roughness smaller than the first region.
  • the first region of the polymer resin substrate is about It may have a surface roughness defined by a centerline surface roughness Ra of 500 nm or more, and the second region may have a centerline surface roughness Ra smaller than the first region.
  • the surface roughness of the first and second regions may be defined by other methods.
  • the first region of the polymer resin substrate may be formed by using a tape having an adhesive force of 4.0 to 6.0 N / 10 mm width.
  • the peeling area of the metal layer may have a surface roughness defined by adhesion force of about 5% or less of the area of the metal layer to be tested, and the remaining second The area may have a surface roughness defined by the adhesive force such that when tested in the same manner, the peeling area of the metal layer is about 65% or more of the area of the metal object under test.
  • the present invention also provides a polymer resin substrate in which a first region formed to have the predetermined surface roughness described above and a second region having a surface roughness smaller than the first region are defined; And it provides a resin structure having a conductive pattern comprising a conductive seed and a metal layer selectively formed in the first region of the polymer resin substrate.
  • the surface of the region where the conductive pattern is to be formed by electromagnetic wave irradiation, such as a laser, is used.
  • electromagnetic wave irradiation such as a laser
  • the special inorganic additives may minimize the risk of deterioration of physical properties such as the mechanical properties of the polymer resin substrate or the product.
  • the desired fine conductive pattern can be formed on the polymer resin substrate without the use of the special inorganic additive, it becomes easier to express the color of the polymer resin substrate or the product in the desired color by utilizing the color of the resin itself. .
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an example of a method of forming a conductive pattern.
  • FIG. 2A is a photo (first photo) showing a state after forming a predetermined region to have a surface roughness by irradiating a laser to a polymer resin substrate in the conductive pattern forming method of Example 1, and by electroless plating after laser irradiation.
  • Photograph (second picture) showing the state after forming the copper metal layer, and picture (third picture) after removing the plating layer of the remaining area not irradiated by the laser by selective peeling or removal after electroless plating.
  • FIG. 2B is an optical micrograph of a laser irradiation area with surface roughness in Example 1
  • FIG. 2C is a SEM photograph of a portion where a metal layer (conductive pattern) is formed in Example 1, showing that a conductive seed is grown in the portion and a metal layer by plating is formed on the conductive seed.
  • FIG. 3 is a photograph showing a state after the conductive pattern is formed on the polymer resin substrate by selectively removing a metal layer or the like in a region not irradiated with laser in the conductive pattern forming method of Example 9.
  • FIG. 3 is a photograph showing a state after the conductive pattern is formed on the polymer resin substrate by selectively removing a metal layer or the like in a region not irradiated with laser in the conductive pattern forming method of Example 9.
  • FIG. 4A is a photograph showing a color change according to height using a optical profiler in a laser irradiation area of Example 6 (left), and a stereoscopic image (right) thereof.
  • FIG. 4B is a photograph (left) showing a color change according to height using a optical profiler in the laser irradiation area of Example 8, and a stereoscopic image (on the right side) thereof.
  • a method of forming a conductive pattern by direct irradiation of electromagnetic waves the method including removing the conductive seed and the metal layer in the second region of the polymer resin substrate having roughness.
  • the method of the present invention first, by irradiating electromagnetic waves such as a laser to the first region to form a conductive pattern such that the polymer resin substrate of the first region has a predetermined surface roughness, irregular pattern shape Or an amorphous surface structure.
  • electromagnetic waves such as a laser
  • the first region adhesion between the surface of the polymer resin substrate and the metal layer to be formed by plating may be further improved due to a predetermined surface roughness.
  • the second region not irradiated with electromagnetic waves such as a laser due to the original surface properties of the polymer resin substrate itself, it may exhibit poor adhesion with the metal layer.
  • the metal layer having excellent adhesion to the polymer resin substrate is well formed in the first region, In the second region, a metal layer can be formed which is very easy to remove due to poor adhesion. Therefore, if the metal layer and the conductive seed of the second region are selectively removed by applying a weak physical force to the polymer resin substrate, a desired conductive pattern may be easily formed on the polymer resin substrate.
  • electromagnetic wave irradiation such as a laser
  • FIG. 1 is a diagram illustrating directly directing electromagnetic waves according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which showed schematically an example of the formation method of the conductive pattern by irradiation in order of process.
  • the polymer resin substrate is selectively irradiated with electromagnetic waves to form a first region having a predetermined surface roughness.
  • the polymeric resin substrate may be formed using any of the thermosetting resin or thermoplastic resin.
  • the polymer resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin capable of forming such a polymer resin substrate, ABS resin, polybutylene tere Polyalkylene terephthalate resins, such as a phthalate resin or a polyethylene terephthalate resin, a polycarbonate resin, a polypropylene resin, or a polyphthalamide resin, etc. are mentioned,
  • a polymer resin base material can also be formed using various polymer resins.
  • the polymer resin substrate may be formed only of the polymer resin described above, but may further include additives commonly used to form polymer resin products, for example, UV stabilizers, heat stabilizers, or impact modifiers, if necessary. have. These added agents may be included in an appropriate amount of by weight of the total polymer resin base material, from about 2 wt% or less, or about 0.01 in increase than two 0/0.
  • the polymer resin substrate does not need to include special inorganic additives, for example, spinel structured C U Cr 2 O 4 , which have been previously used for the formation of conductive patterns by electromagnetic wave irradiation.
  • the first region is irradiated with electromagnetic waves such as a laser to have a predetermined surface roughness
  • the first region having such a surface roughness has a relatively standard pattern form such as a hole or a mesh pattern or A concave-convex form may be formed, or a black may form an amorphous surface structure in which a plurality of irregular holes, patterns, or concave-convexes are formed, and due to the various surface forms or structures, the polymer resin substrate of the first region may be formed. May have surface roughness.
  • the first region of the polymer resin substrate is about 500 nm or more, or about 1 or more, or about, to secure excellent adhesion between the metal layer (conductive pattern) to be formed in the first region and the surface of the polymer resin substrate.
  • centerline surface roughness (Ra) of 1 to 3
  • the second region which may have a defined surface roughness and is not irradiated with an electromagnetic wave, has a centerline surface roughness Ra less than the first region, for example, about 400 nm or less, or about 100 nm or less, or about 0 to 90 nm. It may have a surface roughness defined by the centerline surface roughness Ra.
  • the surface roughness described above may be defined in other ways.
  • the surface roughness of the first and second regions may also be defined as the degree of adhesion to the metal layer measured in the cross-cut test according to the standard method of ISO 2409.
  • the first region of the polymer resin substrate is subjected to a cross-cut test of a thickness of 2 mm or less by a standard method of ISO 2409 using a tape having an adhesive strength of about 4.0 to 6.0 N / 10 mm width, May have a surface roughness defined by an adhesion force (eg, ISO class 0 or 1) such that the peeled area is about 5% or less of the area of the metal layer under test, and the second region of the polymer resin substrate is cross-cut in the same manner.
  • the peeling area of the metal layer may have a surface roughness defined by an adhesive force (eg, ISO class 5 or more) that is about 65% or more of the area of the metal layer to be tested.
  • the polymer resin substrate in the crab 1 region has the above-described surface roughness by electromagnetic wave irradiation such as the laser, if the metal layer is formed on the first region in a subsequent plating step, the metal layer is excellent on the polymer resin substrate. It can be formed and maintained with adhesive force to form a good conductive pattern.
  • the polymer resin substrate of the second region which is not irradiated with electromagnetic waves, such as a laser, has the above-described surface roughness due to its own surface characteristics, so that the metal layer is formed in a subsequent plating process. Once formed, it exhibits very low adhesion in the second region and can be easily removed. As a result, the metal layer in the second region can be easily and selectively removed to form a conductive pattern on the polymer resin substrate in the first region.
  • electromagnetic waves such as a laser can be irradiated under the predetermined conditions described below so that the polymer resin substrate of the first region can exhibit the above-described surface roughness.
  • laser electromagnetic waves may be irradiated, for example, about 248 nm, about 308 nm, about 355 nm, about 532 ⁇ , about 585 nm, about 7 55 nm, about 1064 nm, about 1070 nm, about 1550 nm, about Laser electromagnetic waves having a wavelength of 2940 nm or about 10600 nm may be irradiated. In another example, laser electromagnetic waves having a wavelength in the infrared (IR) region may be irradiated.
  • IR infrared
  • the specific conditions during the laser electromagnetic wave irradiation may be adjusted or changed according to the resin type, physical properties, thickness of the polymer resin substrate, the type or thickness of the metal layer to be formed, or the level of appropriate adhesive force considering the same.
  • the irradiation conditions of an average output of, for example, about 0.1 to 50 W, black to about 1 to 30 W, and black to about 5 to 25 W so that the polymer resin substrate of the first region may have the predetermined surface roughness described above. Underneath, it can proceed by irradiating laser electromagnetic waves.
  • the laser electromagnetic wave irradiation may be irradiated once with relatively strong power, but may be irradiated twice or more with relatively low power.
  • the surface roughness increases, and the structure such as the unevenness formed on the surface is changed from the hole-shaped pattern to the mesh pattern or the amorphous surface structure.
  • a trace of electromagnetic wave irradiation may be formed in a hole shape or the like.
  • the interval between the centers of the electromagnetic wave irradiation traces, the black and the electromagnetic wave irradiation interval is about 20 zm or more, or about It may be appropriate to irradiate the laser electromagnetic waves so as to be 20 to 70.
  • the polymer resin substrate of the first region may have an appropriate surface roughness, and together with the polymer resin substrate and the metal layer may have an appropriate adhesion.
  • a conductive seed (conductive seed) on the polymer resin substrate.
  • a conductive seed may grow during plating on the polymer resin substrate and serve to promote formation of a metal layer by plating. Through this, a better metal layer and a conductive pattern may be appropriately formed on the polymer resin substrate of the first region.
  • Such conductive seeds may comprise metal nanoparticles, metal ions or metal complex ions.
  • metal silver or metal complex ions are not only by themselves, but also Of course, it may be used in the form of a metal-containing compound or a metal complex containing a metal complex to which the metal ion is included, and furthermore, in the form of particles of the metal-containing compound or the metal complex.
  • the kind of metal element that can be included in such a conductive seed is not particularly limited as long as it can exhibit conductivity, for example, copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), gold (Au) Nickel (Ni), Tungsten (W), Titanium (Ti), Chromium (Cr), Aluminum (A1), Zinc (Zn), Tin (Sn), Lead (Pb), Magnesium (Mg), Manganese (Mn) And one or more metals, ions or complex silvers thereof selected from the group consisting of iron (Fe).
  • a dispersion or a solution containing the above-described conductive seed for example, metal nanoparticles, metal ions, or metal complex silver, is coated on the polymer resin substrate. Precipitation, drying and / or reduction may be carried out to form a conductive seed in the desired form, for example, in the form of particles.
  • the dispersion when the dispersion contains metal nanoparticles, it may be precipitated using a difference in solubility and then dried to form conductive seeds in the form of particles, and the dispersion may be metal silver or metal complex ions (or Metal compounds or complexes containing them; for example, metal compounds or complexes such as AgN0 3 , Ag 2 S0 4 , KAg (CN) 2, etc.), and the like are reduced and dried to form conductive seeds in the form of particles. Can be appropriately formed.
  • metal silver or metal complex ions or Metal compounds or complexes containing them; for example, metal compounds or complexes such as AgN0 3 , Ag 2 S0 4 , KAg (CN) 2, etc.
  • the reduction of the metal ions or metal complex ions is a conventional reducing agent, for example, the difference between alcohol-based reducing agent, aldehyde-based reducing agent, sodium hypophosphite or its hydrate
  • One or more reducing agents selected from the group consisting of phosphite-based reducing agents, hydrazine-based reducing agents such as hydrazine or hydrates thereof, sodium borohydride and lithium aluminum hydride can be used.
  • the dispersion or solution may be an aqueous polymer solution (eg, a solution of polyvinylpyrrolidone-based polymer, etc.) or a metal ion or metal complex ion which may improve the adhesion between the polymer resin substrate and the conductive seed as a liquid medium.
  • Stabilizing aqueous complexing agents e.g., NH 3 , EDTA or roxal salt, etc.
  • the application of the dispersion or the solution of the conductive seed may proceed to a general process for applying the liquid composition to the polymer resin substrate, for example, may be carried out by a method such as dipping, spin coating or spraying.
  • the conductive seed formed by this method can be formed on the entire surface of the polymer resin substrate, including between the surface irregularities, patterns or surface structures formed in the first region, and promotes good formation of the metal layer in the plating process and promotes the plating rate or the metal layer. It can play a role in controlling the physical properties.
  • the step of forming the conductive seed may proceed immediately, but optionally after the surface treatment of the polymer resin substrate with a surfactant having a lower surface tension than the dispersion or solution, the conductive The formation of the seed may also proceed.
  • surfactants may be added to the dispersion or solution itself for the formation of conductive seeds and surface treated on the polymeric resin substrate. At this time, the surfactant is a dispersion before the addition of these components or May have a lower surface tension than the solution.
  • Such surfactants allow the conductive seed to be more uniformly formed and maintained on the surface of the polymeric resin substrate, particularly between surface irregularities or patterns or surface structures. This seems to be because the surfactant removes air between the surface structures to assist the conductive seed to more easily penetrate therebetween.
  • the conductive seeds are well adsorbed to the first region as a whole, so that the metal layer by the plating process can be formed more uniformly and satisfactorily.
  • the surfactant treatment and the formation of the conductive seed the adhesion between the metal layer and the polymer resin substrate on the first region is further improved, so that a conductive pattern having excellent conductivity can be formed well.
  • the type of surfactant may vary depending on the type of dispersion or solution of the conductive seed already described above, and any liquid medium having a lower surface tension than the dispersion or solution may be used.
  • an organic solvent such as ethanol having a relatively low surface tension can be used.
  • the surfactant may be treated by immersing the polymer resin substrate for a few seconds to several minutes.
  • a metal layer may be formed by plating the polymer resin substrate on which the conductive seed is formed.
  • the metal layer forming step may be performed by electroless plating a conductive metal on the polymer resin substrate, and the process and conditions of the electroless plating step are conventional. Depending on the method and conditions.
  • the plating process may be performed using a plating solution containing a conductive metal constituting a metal layer, for example, a metal source such as copper, a complexing agent, a ⁇ regulator, and a reducing agent, and the first region and the crab region.
  • a metal layer can be formed on this defined polymeric resin substrate.
  • the metal layer may be formed on the conductive seed while the aforementioned conductive seed is grown.
  • Such a metal layer can be well formed on the first region with good adhesion, whereas, on the second region, the metal layer is very easily removed due to poor adhesion to the polymer resin substrate (for example, shown in the second drawing of FIG. 2A). As shown, it may be formed in a state of excitation from the polymer resin substrate).
  • the conductive seed and the metal layer may be selectively removed from the second region of the polymer resin substrate, and conductive patterns may be formed in the remaining first region as shown in 5 and 6 of FIG. 1.
  • the metal layer and the conductive seed may be selectively removed from the second region by a simple method such as applying a pharmaceutical physical force to the polymer resin substrate. have.
  • the metal layer may remain to form a conductive pattern.
  • removing the conductive seed and metal layer in the second region may include, for example, sonication, liquid cleaning, liquid rinse, air blowing, It can proceed by any method of applying a weak physical force to the polymer resin substrate, such as taping, brushing, or using manpower, such as brushing or wiping directly with a human hand, by combining two or more methods selected from these. You can also go together.
  • the conductive seed and the metal layer of the second region may be selectively removed by washing or rinsing in water under ultrasonic irradiation for a predetermined time, followed by gas blowing.
  • the resin structure having the conductive pattern formed by the above-described method includes a polymer resin substrate having a first region defined with a predetermined surface roughness and a second region having a surface roughness smaller than the first region; And a conductive seed and a metal layer selectively formed in the first region of the polymer resin substrate.
  • the first region can be applied to the electromagnetic wave irradiation region such as a laser.
  • the resin structure described above may be various resin products or resin layers such as smartphone cases having conductive patterns for antennas, or various resin products or resin layers having conductive patterns such as other RFID tags, various sensors, or MEMS structures. have.
  • the conductive pattern will be formed by electromagnetic wave irradiation such as laser.
  • electromagnetic wave irradiation such as laser.
  • the unit cost of the conductive pattern forming process and the unit cost of ' raw material ' may be lowered, and the special inorganic additive may minimize the risk of deterioration of physical properties such as the mechanical properties of the polymer resin substrate or the product.
  • the desired fine conductive pattern can be formed on the polymer resin substrate without the use of the special inorganic additive, the color of the resin itself can be utilized and the color of the polymer resin substrate or the product can be easily expressed in the desired color. . Therefore, the embodiments of the present invention can form fine conductive patterns on various resin products or resin layers even at a lower cost and a simplified process, and thus more various colors, including new resin products which have not been proposed before. And a resin product in the form can be greatly contributed.
  • the operation and effect of the invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, this is presented as an example of the invention, whereby the scope of the invention is not limited in any sense.
  • a UV stabilizer, a heat stabilizer and cheunggyeok polycarbonate resin substrate reinforcing agent containing a total of less than 2 parts by weight 0/0, and does not include other inorganic additives is was prepared.
  • a laser of 1064 nm wavelength is applied to a predetermined region of the polycarbonate resin substrate. Irradiation was performed once under irradiation conditions of an average power of 21.4 W. At this time, by adjusting the laser irradiation interval, the interval between the center of the laser irradiation trace of the polycarbonate resin substrate
  • the laser was formed to have a constant surface roughness on a predetermined region of the irradiated polycarbonate resin substrate.
  • a photo of the polycarbonate resin substrate after this formation is shown in the first photo of FIG. 2A, and an optical micrograph of the laser irradiation area formed to have the surface roughness is shown in FIG. 2B.
  • the polycarbonate resin substrate was immersed in an aqueous solution containing Pd ions for about 5 minutes to form a conductive seed including Pd on the substrate.
  • the substrate was then washed with deionized water and electroless plating was carried out using copper as the conductive metal.
  • the plating solution used was copper sulfate as a copper source, a lotel salt as a complexing agent, an aqueous solution of sodium hydroxide as a pH adjusting agent, and formaldehyde as a reducing agent. Formed.
  • a photo showing the state after forming the metal layer is illustrated in the second photo of FIG. 2A. Referring to this, it is confirmed that such a metal layer was formed well in the laser irradiation area, but was formed in a very easy to be removed state as excited by poor adhesive force in the remaining areas.
  • FIG. 2A shows the selective removal of the metal layer or the like from the unirradiated area.
  • the photo shows the state after forming a conductive pattern on the said board
  • FIG. 2C is a SEM photograph of the part in which the said conductive pattern was formed. Referring to Figure 2c, it is confirmed that the conductive seed is grown in the corresponding portion and the metal layer by plating is formed on the conductive sheet (conductive metal particles). Examples 2 to 9: Formation of Conductive Patterns by Laser Direct Irradiation
  • Example 1 the interval between the irradiation conditions of the average power of the laser and the central portion of the laser irradiation trace was about 15.7 W and about 25 kW (Example 2), about 15.7 W and about 35 (Example 3), about 18.6 W and about 45 (Example 4), about 21.4 W and about 4 5 (Example 5), about 21.4 W and about 55 j m (Example 6), about 24.2 W and about 5 5 (Example 7), about A resin structure having a conductive pattern was prepared in the same manner as in Example 1, except that the irradiation was performed once at 28.5 W and about 5 5 (Example 8).
  • Example 9 Formation of Conductive Patterns by Laser Direct Irradiation
  • Example 1 Except that in Example 1, an aqueous complexed solution containing Ag complex ion instead of Pd (a solution containing AgN0 3 and the complexing agent ⁇ ⁇ ⁇ ) and a mixture of ethane was used as a solution for conducting seed formation. In the same manner as in Example 1, a resin structure having a conductive pattern was prepared. 3 is a photograph showing a state after the conductive layer is formed on the substrate by selectively removing a metal layer or the like in a region not irradiated with laser. Test Example 1: Evaluation of the surface roughness of the conductive pattern
  • Example 1 to 9 surface roughness was measured on a region of a laser irradiated polycarbonate resin substrate. Surface roughness was measured by using an optical profiler (Nano view ⁇ Nanosystem, Korea) equipment to measure the centerline average roughness (Ra) of 0.2 mm x 0.3 mm.
  • FIG. 4A a color change according to height is shown using an optical profiler in the laser irradiation area of Example 6 (left), and a picture showing three-dimensionalization (right) thereof is shown.
  • the surface roughness measured at this time is also shown.
  • 4B is a corresponding photograph of Example 8, showing surface states varying with changes in laser conditions and values of surface roughness at that time.
  • Examples 1 to 9 after measuring the surface roughness of six different points of the laser irradiation area by this method, these measured values were averaged and summarized as Ra values in Table 1 below.
  • FIGS. 4A and 4B show surface roughnesses measured at any one of the six point increases, and Table 1 shows the average values of the measured values at each of six points. evaluation
  • the peeling area of the conductive pattern was evaluated under the following ISO class criteria.
  • class 2 grade Peeling area of the conductive pattern is more than 5% and 15% or less of the conductive pattern area to be evaluated;
  • class 4 grade The peeling area of the conductive pattern is more than 35% and 65% or less of the conductive pattern area to be evaluated;
  • class 5 grade The peeling area of the conductive pattern is more than 65% of the conductive pattern area to be evaluated; In addition, after the conductive patterns were formed in Examples 1 to 9, the uniformity of this metal layer (conductive pattern) was evaluated under the following criteria.
  • the laser irradiation area is about

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Abstract

본 발명은 특수한 무기 첨가제를 고분자 수지 자체에 포함시키지 않고도, 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법과, 이로부터 형성된 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다. 상기 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법은 고분자 수지 기재에 선택적으로 전자기파를 조사하여 소정의 표면 거칠기를 갖는 제 1 영역을 형성하는 단계; 고분자 수지 기재 상에 전도성 시드(conductive seed)를 형성하는 단계; 전도성 시드가 형성된 고분자 수지 기재를 도금하여 금속층을 형성하는 단계; 및 제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 고분자 수지 기재의 제 2 영역에서 상기 전도성 시드 및 금속층을 제거하는 단계를 포함하는 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체
【기술분야】
본 발명은 특수한 무기 첨가제를 고분자 수지 자체에 포함시키지 않고도， 각 종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법과, 이 로부터 형성된 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
최근 들어 미세 전자 기술이 발전함에 따라, 각종 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 (또는 제품) 표면에 미세한 도전성 패턴이 형성된 구조체에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 고분자 수지 기재 표면의 도전성 패턴 및 구조 체는 핸드폰 케이스에 일체화된 안테나, 각종 센서， MEMS 구조체 또는 RFID 태그 등의 다양한 대상물을 형성하는데 적용될 수 있다.
특히， 스마트폰 등의 최근의 휴대용 기기들은 기존의 핸드폰 등과는 달리 통 신, 블루투스, 와이파이 또는 전자 결재 등 근거리 통신 기능을 동시 탑재할 필요가 있으며, 이 때문에 한 대의 스마트폰에 다양한 안테나를 함께 실장할 필요가 있다. 그런데, 이와 함께 스마트폰 등의 휴대용 기기들의 미려한 디자인 측면이 강조되고 있기 때문에, 이러한 요구를 동시에 층족할 수 있도록 휴대용 기기의 케이스 등 고 분자 수지 기재의 표면에 다양한 안테나 역할을 할 수 있는 도전성 패턴을 형성하 는 방법이 계속적으로 제안 및 연구되고 있다.
이와 같이， 고분자 수지 기재 표면에 도전성 패턴을 형성하는 기술에 대한 관심이 증가하면서, 이에 관한 몇 가지 기술이 제안된 바 있다. 예를 들어, 고분자 수지 칩에 구리나, 크름 등의 전이 금속올 포함하는 특수한 무기 첨가제 (예를 들어, 스피넬 구조의 CUCr204 등)를 블랜딩 및 성형하여 고분자 수지 기재를 형성하고, 소 정 영역에 레이저 등 전자기파를 직접 조사한 후， 레이저 조사 영역에서 도금에 의 해 금속층을 형성함으로서, 상기 고분자 수지 기재 상에 도전성 패턴을 형성하는 방 법이 제.안된 바 있다. 이러한 방법에서는, 레이저 조사 영역에서 상기 무기 첨가제 유래 성분이 노출되어 일종의 도금을 위한 시드 (seed)로 작용함으로서, 상기 금속층 및 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
그러나, 이러한 도전성 패턴 형성 방법에서는， 고가의 특수한 무기 첨가제가 상당량 사용되어야 하므로， 전체적인 공정 단가가 높아지는 단점이 있다. 또한， 상기 무기 첨가제가 고분자 수지 칩 자체에 블랜딩될 필요가 있으므로, 이러한 무기 첨가 제가 고분자 수지 기재나, 이로부터 형성된 수지 제품의 기계적 특성 등의 물성올 저하시킬 수 있다. 부가하여， 상기 스피넬 구조의 CuCr204 등과 같은 특수한 무기 첨가제는 그 자체로 상당히 진한 색채를 갖는 경우가 많으므로, 이를 포함한 고분자 수지 기재 또는 수지 제품을 원하는 색채로서 구현함에 있어 저해 요소가 될 수 있 다. 예를 들어， 이러한 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 기재를 원하는 색채로 구현하기 위해서는， 보다 많은 양의 안료를 사용할 필요가 있으며, 더 나아가 백색 을 구현하기가 용이치 않게 된다.
이러한 단점으로 인해, 특수한 무기 첨가제를 고분자 수지 자체에 포함시키 지 않고도, 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도 전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 기술의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
【발명의 내용】
【해결하고자 하는 과제】
본 발명은 특수한 무기 첨가제를 고분자 수지 자체에 포함시키지 않고도, 각 종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법을 제공 하는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 도전성 패턴 형성 방법을 통해 얻어진 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제공하는 것이다.
【과제의 해결 수단】 본 발명은 고분자 수지 기재에 선택적으로 전자기파를 조사하여 소정의 표 면 거칠기를 갖는 제 1 영역을 형성하는 단계; 고분자 수지 기재 상에 전도성 시드 (conductive seed)를 형성하는 단계; 전도성 시드가 형성된 고분자 수지 기재를 도금하 여 금속층을 형성하는 단계; 및 제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 고분자 수 지 기재의 제 2 영역에서 상기 전도성 시드 및 금속층올 제거하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법을 제공한다.
상기 도전성 패턴 형성 방법에서, 상기 고분자 수지 기재의 제 1 영역은 약 500nm 이상의 중심선 표면 거칠기 (Ra)로 정의되는 표면 거칠기를 가질 수 있고, 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 작은 중심선 표면 거칠기 (Ra)를 가질 수 있다.
또한, 이러한 제 1 및 제 2 영역의 표면 거칠기는 다른 방법으로도 정의될 수 있는데， 예를 들어, 상기 고분자 수지 기재의 제 1 영역은 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프를 사용하여 ISO 2409의 표준 방법오로 2mm 이하 간 격의 cross-cut test를 진행하였올 때, 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적 의 약 5% 이하로 되는 접착력으로 정의되는 표면 거칠기를 가질 수 있고, 나머지 제 2 영역은 동일한 방법으로 테스트하였을 때, 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속충 면적의 약 65% 이상으로 되는 접착력으로 정의되는 표면 거칠기를 가질 수 있다.
한편, 본 발명은 또한, 상술한 소정의 표면 거칠기를 갖도록 형성된 제 1 영 역과， 제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 제 2 영역이 정의되어 있는 고분자 수지 기재; 및 고분자 수지 기재의 제 1 영역에 선택적으로 형성된 전도성 시드 및 금속층을 포함하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제공한다.
【발명의 효과】
본 발명에 따르면, 예를 들어, 스피넬 구조의 CuCr204 등과 같은 고가의 특수 한 무기 첨가제가 사용되어 고분자 수지 기재 자체에 포함되지 않더라도, 레이저 등 전자기파 조사에 의해 도전성 패턴이 형성될 영역의 표면 거칠기 및 금속층에 대한 접착력을 제어하여, 단순화된 공정으로 고분자 수기 기재 상에 도전성 패턴을 형성 할 수 있다. 따라서, 도전성 패턴 형성 공정의 단가가 낮아질 수 있으며, 상기 특수한 무 기 첨가제에 의해 고분자 수지 기재나 제품의 기계적 특성 등 물성 저하의 우려가 최소화될 수 있다. 부가하여， 상기 특수한 무기 첨가제의 사용 없이도 고분자 수지 기재 상에 원하는 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있으므로, 수지 자체의 색상을 살 리고 고분자 수지 기재나 제품의 색채를 원하는 색채로 발현하기가 보다 용이하게 된다.
그러므로, 이러'한 도전성 패턴 형성 방법 등을 이용해, 스마트폰 케이스 등 각종 수지 제품 상의 안테나용 도전성 패턴, RFID 태그， 각종 센서， MEMS 구조체 등 을 매우 효과적으로 형성할 수 있게 된다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 발명의 일 구현예에 따른 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 .의 형성 방법의 일례를 공정 순서대로 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2a는 실시예 1의 도전성 패턴 형성 방법에서, 고분자 수지 기재에 레이저 를 조사하여 일정 영역이 표면 거칠기를 갖도록 형성한 후의 모습을 나타내는 사진 (첫 번째 사진)과, 레이저 조사 후 무전해 도금에 의해 구리 금속층을 형성한 후의 모습을 나타내는 사진 (두 번째 사진), 그리고 무전해 도금 후 선택적 박리 혹은 제거 과정에 의하여 레이저가 조사되지 않은 나머지 영역의 도금층을 제거한 후의 사진 (세 번째 사진)이다.
도 2b는 실시예 1에서 표면 거칠기를 갖는 레이저 조사 영역의 광학 현미경 사진이다ᅳ 도 2c는 실시예 1에서 금속층 (도전성 패턴)이 형성된 부분의 SEM 사진으로 서, 해당 부분에서 전도성 시드가 성장되어 있고 이러한 전도성 시드 상에 도금에 의한 금속층이 형성되어 있음을 나타낸다.
도 3는 실시예 9의 도전성 패턴 형성 방법에서 레이저가 조사되지 않은 영역 에서 금속층 등을 선택적으로 제거하여 고분자 수지 기재 상에 도전성 패턴을 형성 한 후의 모습을 나타내는 사진이다.
도 4a는 실시예 6의 레이저 조사 영역에서 Optical profiler를 이용하여 높이에 따른 색 변화를 나타내는 사진 (왼쪽)과, 이에 대한 입체화 (오른쪽)를 구현한 사진이 다.
도 4b는 실시예 8의 레이저 조사 영역에서 Optical profiler를 이용하여 높이에 따른 색 변화를 나타내는 사진 (왼쪽)과, 이에 대한 입체화 (오론쪽)를 구현한 사진이 다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법과， 이를 통해 형성되는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 대해 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면， 고분자 수지 기재에 선택적으로 전자기파를 조 사하여 소정의 표면 거칠기를 갖는 제 1 영역을 형성하는 단계; 고분자 수지 기재 상에 전도성 시드 (conductive seed particle)를 형성하는 단계; 전도성 시드가 형성된 고 분자 수지 기재를 도금하여 금속층을 형성하는 단계; 및 제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 고분자 수지 기재의 제 2 영역에서 상기 전도성 시드 및 금속층을 제거하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법 이 제공된다.
이러한 발명의 일 구현예와 방법에 따르면, 먼저, 도전성 패턴을 형성하고자 하는 제 1 영역에 레이저 등 전자기파를 조사하여 이러한 제 1 영역의 고분자 수지 기재가 소정의 표면 거칠기를 갖도록 요철 형태， 일정한 패턴 형태 또는 무정형 형 태의 표면 구조 등을 형성한다. 이러한 제 1 영역에서는 소정의 표면 거칠기로 인해 고분자 수지 기재 표면과， 향후 도금에 의해 형성될 금속층과의 접착력이 보다 향상 될 수 있다.
이에 비해, 레이저 등 전자기파에 조사되지 않는 제 2 영역에서는 고분자 수 지 기재 자체가 갖는 원래의 표면 특성으로 인해, 금속층과의 열악한 접착력을 나타 낼 수 있다.
이에 따라, 제 1 영역의 고분자 수지 기재 상에 도금의 촉진을 위한 전도성 시드를 형성하고 도금을 진행하면, 제 1 영역에서는 고분자 수지 기재와의 우수한 접착력을 갖는 금속층이 양호하게 형성되는 반면에, 제 2 영역에서는 열악한 접착력 으로 인해 매우 제거되기 쉬운 금속층이 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 고분자 수 지 기재에 약한 물리적 힘을 가하여 제 2 영역의 금속층 및 전도성 시드를 선택적 으로 제거하면 고분자 수지 기재 상에 원하는 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 일 구현예에 따르면， 예를 들어， 스피넬 구 ^의 CuCr204 등과 같 은 고가의 특수한 무기 첨가제가 사용되어 고분자 수지 기재 자체에 포함되지 않더 라도， 레이저 등 전자기파 조사에 의해 도전성 패턴이 형성될 영역의 표면 거칠기 및 접착력 둥을 제어하여, 단순화된 공정으로 고분자 수기 기재 상에 도전성 패턴을 형성할 수 있다.
따라서, 도전성 패턴 형성 공정의 단가가 낮아질 수 있으며, 상기 특수한 무 기 첨가제에 의해 고분자 수지 기재나 제품의 기계적 특성 등 물성 저하의 우려가 최소화될 수 있다. 더 나아가, 상기 특수한 무기 첨가제의 사용 없이도 고분자 수지 기재 상에 원하는 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있으므로, 수지 자체의 색상을 살 리고 고분자 수지 기재나 제품을 원하는 색채로 발현하기가 보다 용이하게 된다. 한편, 이하에서는, 도면을 참고로 일 구현예에 따른 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법을 각 공정 단계별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다ᅳ 도 1은 발명의 일 구현예에 따른 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법의 일례를 공정 순서대로 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 1의 ① 및 ②에 도시된 바와 같이， 일 구현예의 도전성 패턴 형성 방법에 서는， 먼저, 고분자 수지 기재에 선택적으로 전자기파를 조사하여 소정의 표면 거칠 기를 갖는 제 1 영역올 형성한다.
' 상기 고분자 수지 기재는 임의의 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 사 용하여 형성할 수 있다. 이러한 고분자 수지 기재를 형성할 수 있는 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지 등 고분자 수지의 구체적인 예로는, ABS 수지, 폴리부틸렌테레 프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리알킬렌테레프탈레 이트 수지， 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 또는 폴리프탈아미드 수지 등 을 들 수 있고, 이외에도 다양한 고분자 수지를 사용해 고분자 수지 기재를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 고분자 수지 기재는 상술한 고분자 수지로만 형성될 수도 있지 만， 필요에 따라 고분자 수지 제품을 형성하는데 통상적으로 사용되는 첨가제, 예를 들어, UV 안정제, 열 안정제 또는 충격 보강제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 첨가 제는 전체 고분자 수지 기재의 중량을 기준으로, 약 2 중량 % 이하, 혹은 약 0.01 내 지 2 증량0 /0의 적절한 함량으로 포함될 수 있다. 다만, 상기 고분자 수지 기재는 이 전에 알려진 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성을 위해 사용되었던 특수한 무 기 첨가제, 예를 들어， 스피넬 구조의 CUCr204 등을 포함할 필요가 없다.
한편, 상술한 고분자 수지 기재에 대해, 제 1 영역에는 레이저 등 전자기파를 조사하여 소정의 표면 거칠기를 갖도록 하는데, 이러한 표면 거칠기를 갖는 제 1 영 역에는 홀 또는 메쉬 패턴 등의 비교적 정형화된 패턴 형태 또는 요철 형태가 형성 되거나, 흑은 불규칙적인 다수의 홀, 패턴 또는 요철들이 복합적으로 형성된 무정형 형태의 표면 구조가 형성될 수도 있으며， 이러한 다양한 표면 형태나 구조로 인해 제 1 영역의 고분자 수지 기재가 소정의 표면 거칠기를 가질 수 있다.
일 예에서, 이러한 제 1 영역에 형성될 금속층 (도전성 패턴)과， 고분자 수지 기재 표면과의 우수한 접착력 확보를 위해, 상기 고분자 수지 기재의 제 1 영역은 약 500nm 이상, 혹은 약 1 이상, 혹은 약 1 내지 3 의 중심선 표면 거칠기 (Ra)로 정의되는 표면 거칠기를 가질 수 있고, 전자기파가 조사되지 않은 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 작은 중심선 표면 거칠기 (Ra), 예를 들어, 약 400nm 이하, 혹은 약 lOOnm 이하, 혹은 약 0 내지 90nm의 중심선 표면 거칠기 (Ra)로 정의되는 표면 거칠 기를 가질 수 있다.
또한, 상술한 표면 거칠기는 다른 방법으로도 정의될 수 있다. 예를 들어, 상 기 제 1 및 제 2 영역의 표면 거칠기는 ISO 2409의 표준 방법에 따른 cross-cut test에 서 측정되는 금속층에 대한 접착력 정도로도 정의될 수 있다. 예를 들어， 고분자 수 지 기재의 제 1 영역은 약 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프를 사 용하여 ISO 2409의 표준 방법으로 2mm 이하 간격의 cross-cut test를 진행하였을 때, 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적의 약 5% 이하로 되는 접착력 (예를 들어， ISO class 0 또는 1)으로 정의되는 표면 거칠기를 가질 수 있고， 고분자 수지 기 재의 제 2 영역은 동일한 방법으로 cross-cut test를 진행하였을 때, 금속층의 박리 면 적이 테스트 대상 금속층 면적의 약 65% 이상으로 되는 접착력 (예를 들어， ISO class 5 이상)으로 정의되는 표면 거칠기를 가질 수 있다.
상기 레이저 등의 전자기파 조사에 의해， 게 1 영역의 고분자 수지 기재가 상술한 표면 거칠기를 가짐에 따라, 이후의 도금 공정에서 제 1 영역 상에 금속층이 형성되면, 이러한 금속층이 고분자 수지 기재 상에 우수한 접착력으로 형성 및 유지 되어 양호한 도전성 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 제 1 영역과 비교하여, 레이 저 등 전자기파가 조사되지 않은 제 2 영역의 고분자 수지 기재가 그 자체의 표면 특성으로 인해 상술한 표면 거칠기를 가짐에 따라, 이후의 도금 공정에서 금속층이 형성되면， 제 2 영역에서는 매우 낮은 접착력을 나타내어 쉽게 제거 가능한 상태로 될 수 있다. 그 결과, 제 2 영역의 금속층을 용이하게 선택적으로 제거하여， 제 1 영 역의 고분자 수지 기재 상에 도전성 패턴을 형성할 수 있다.
한편, 제 1 영역의 고분자 수지 기재가 상술한 표면 거칠기를 나타낼 수 있 도록, 후술하는 소정의 조건 하에 레이저 등 전자기파를 조사할 수 있다.
먼저, 상기 전자기파 조사 단계에서는, 레이저 전자기파가 조사될 수 있고, 예를 들어, 약 248 nm, 약 308nm, 약 355nm, 약 532ηπι, 약 585nm, 약 755nm, 약 1064nm, 약 1070nm, 약 1550nm, 약 2940nm 또는 약 10600nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 조사될 수 있다. 다른 예에서, 적외선 (IR) 영역의 파장을 갖는 레이저 전 자기파가 조사될 수도 있다.
또한, 상기 레이저 전자기파 조사시의 구체적인 조건은 고분자 수지 기재의 수지 종류, 물성， 두께, 형성하고자 하는 금속층의 종류나 두께, 혹은 이를 고려한 적절한 접착력의 수준에 따라 조절 또는 변경될 수 있다. 다만, 제 1 영역의 고분자 수지 기재가 상술한 소정의 표면 거칠기를 가질 수 있도록, 예를 들어, 약 0.1 내지 50 W, 흑은 약 1 내지 30W, 흑은 약 5 내지 25W의 평균 출력의 조사 조건 하에, 레 이저 전자기파를 조사하여 진행될 수 있다.
또한, 상기 레이저 전자기파 조사는 비교적 강한 파워로 1회 조사될 수도 있 지만, 상대적으로 낮은 파워로 2 회 이상 나누어 조사될 수도 있다. 이러한 레이저 전자기파 조사의 회수가 증가할수록 표면 거칠기가 증가하고 표면에 형성된 요철 등의 구조가 홀 형태의 패턴으로부터 메시 패턴 또는 무정형 형태의 표면 구조 등 으로 변화할 수 있는 바, 이러한 레이저 전자기파 조사 조건 및 조사 회수 등의 조 절을 통해， 제 1 영역의 고분자 수지 기재 상에 적절한 표면 구조를 형성하고 적절 한 정도의 표면 거칠기와, 이에 따른 금속층과의 우수한 접착력을 갖도록 할 수 있 다.
그리고， 상기 레이저 전자기파 조사시, 조사 간격에 따라 고분자 수지 기재 상에는, 예를 들어, 전자기파 조사의 흔적이 홀 형태 등으로 형성될 수 있다. 그런데: 특히 제한되지는 않지만， 제 1 영역의 고분자 수지 기재가 이미 상술한 적절한 표면 거칠기를 갖도록 하기 위해서는, 이러한 전자기파 조사 흔적의 중심부간 간격, 흑은 전자기파의 조사 간격이 약 20 zm 이상, 혹은 약 20 내지 70 이 되도록 레이저 전자 기파를 조사함이 적절할 수 있다. 이를 통해, 제 1 영역의 고분자 수지 기재가 적절 한 표면 거칠기를 갖게 될 수 있고, 이와 함께 고분자 수지 기재와 금속층과의 적절 한 접착력을 갖게 될 수 있다.
한편， 상술한 바와 같이, 제 1 영역에 레이저 등 전자기파를 조사한 후에는， 도 1의 ③에 도시된 바와 같이, 고분자 수지 기재 상에 전도성 시드 (conductive seed) 를 형성할 수 있다. 이러한 전도성 시드는 고분자 수지 기재 상에서 도금시 성장하 여 도금에 의한 금속층의 형성을 촉진하는 역할을 할 수 있다. 이를 통해， 제 1 영 역의 고분자 수지 기재 상에는, 보다 양호한 금속층 및 도전성 패턴이 적절히 형성 될 수 있다.
이러한 전도성 시드는 금속 나노 입자， 금속 이온 또는 금속 착이온을 포함 할 수 있다. 또한， 금속 이은 또는 금속 착이온은 그 자체로서뿐만 아니라, 이들을 포함하는 금속 이온이 결합된 금속 함유 화합물 또는 금속 착이온이 포함된 금속 착화합물의 형태, 더 나아가 상기 금속 함유 화합물 또는 금속 착화합물의 입자 형 태 등으로도 사용될 수 있음은 물론이다.
이러한 전도성 시드에 포함될 수 있는 금속 원소의 종류는 전도성을 나타낼 수 있다면 특히 제한되지 않으며, 예를 들어， 구리 (Cu), 백금 (Pt), 팔라듐 (Pd), 은 (Ag), 금 (Au), 니켈 (Ni), 텅스텐 (W), 티타늄 (Ti), 크롬 (Cr), 알루미늄 (A1), 아연 (Zn), 주석 (Sn), 납 (Pb), 마그네슘 (Mg), 망간 (Mn) 및 철 (Fe)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금 속, 이의 이온 또는 착이은을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전도성 시드를 고분자 수지 기재 상에 형성하기 위하여, 상술 한 전도성 시드, 예를 들어， 금속 나노 입자， 금속 이온 또는 금속 착이은을 포함하 는 분산액 또는 용액을 고분자 수지 기재 상에 도포하고, 석출， 건조 및 /또는 환원 등의 방법으로 원하는 형태， 예를 들어, 입자 형태의 전도성 시드를 형성하는 방법 을 진행할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 분산액 등이 금속 나노 입자를 포함할 경우, 이를 용해도 차이를 이용하여 석출시킨 후 건조시켜 입자 형태의 전도성 시드 를 형성할 수 있고, 상기 분산액 등이 금속 이은 또는 금속 착이온 (혹은 이들을 포 함한 금속 화합물 또는 착화합물; 예를 들어, AgN03, Ag2S04, KAg(CN)2 등과 같은 금 속 화합물 또는 착화합물) 등을 포함할 경우, 이들을 환원시킨 후 건조하여 입자 형 태의 전도성 시드를 적절히 형성할 수 있다.
이때, 상기 금속 이온 또는 금속 착이온 등의 환원은 통상적인 환원제, 예를 들어, 알코을계 환원제, 알데히드계 환원제, 차아인산나트륨 또는 그 수화물 등의 차 아인산염계 환원제， 히드라진 또는 그 수화물 등의 히드라진계 환원제, 수소화붕소 나트륨 및 수소화리튬알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 환원제를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 분산액 또는 용액은 액상 매질로서 고분자 수지 기재와 전도성 시드 간의 밀착력을 향상시킬 수 있는 수계 고분자 용액 (예를 들어， 폴리비닐피롤리 돈계 고분자 등의 용액), 혹은 금속 이온 또는 금속 착이온을 안정화할 수 있는 수 계 착화제 (예를 들어 , NH3, EDTA 또는 롯샐염 등) 등을 적절히 포함할 수 있다. 또, 상기 전도성 시드의 분산액 또는 용액의 도포는 액상 조성물을 고분자 수지 기재에 도포하기 위한 일반적인 공정으로 진행할 수 있고, 예를 들어, 침지 (dipping), 스핀 코팅 또는 스프레이 등의 방법으로 진행할 수 있다.
이라한 방법으로 형성된 전도성 시드는 제 1 영역에 형성된 표면 요철, 패턴 또는 표면 구조들의 사이를 포함하여， 고분자 수지 기재 전면에 형성될 수 있고， 도 금 공정에서 금속층의 양호한 형성을 촉진하고 도금 속도나 금속층의 물성 등을 조 절하는 역할을 할 수 있다.
한편, 이미 상술한 전자기파 조사 단계 직후에， 상기 전도성 시드의 형성 단 계를 바로 진행할 수도 있지만， 선택적으로 상기 분산액 또는 용액보다 낮은 표면 장력을 갖는 계면 활성제로 고분자 수지 기재를 표면 처리한 후, 상기 전도성 시드 의 형성 단계를 진행할 수도 있다. 부가하여, 이러한 계면 활성제는 전도성 시드의 형성을 위한 상기 분산액 또는 용액 자체에 첨가되어 고분자 수지 기재에 표면 처 리될 수도 있다. 이때, 상기 계면 활성제는 이러한 성분이 첨가되기 전의 분산액 또 는 용액보다 낮은 표면 장력을 가질 수 있다.
이러한 계면 활성제는 고분자 수지 기재의 표면, 특히, 표면 요철이나 패턴 또는 표면 구조들 사이에 상기 전도성 시드가 보다 균일하게 형성 및 유지될 수 있 게 한다. 이는 상기 계면 활성제가 상기 표면 구조들 사이의 공기를 제거하여 전도 성 시드가 보다 용이하게 그 사이로 침투할 수 있게 보조하기 때문으로 보인다. 따 라서, 이러한 계면 활성제 처리 공정을 추가하면, 제 1 영역에 전체적으로 전도성 시드가 양호하게 흡착되어 도금 공정에 의한 금속층이 보다 균일하고도 양호하게 형성될 수 있다. 더구나, 계면 활성제 처리 및 전도성 시드의 형성으로, 제 1 영역 상에서 금속층과 고분자 수지 기재의 접착력이 보다 향상되어 우수한 전도성을 갖 는 도전성 패턴이 양호하게 형성될 수 있다.
상기 계면 활성제의 종류는 이미 상술한 전도성 시드의 분산액 또는 용액의 종류에 따라 달라질 수 있고, 이러한 분산액 또는 용액보다 낮은 표면 장력을 갖는 액상 매질이라면 어떠한 것도 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 계면 활성제로서 상대적으로 낮은 표면 장력을 갖는 에탄올 등의 유기 용매를 사용할 수 있다.
그리고, 이러한 계면 활성제는 상기 고분자 수지 기재를 수 초 내지 수 분 동안 침지시키는 등의 방법으로 처리될 수 있다.
한편, 도 1의 ④를 참고하면, 상기 전도성 시드를 고분자 수지 기재 상에 형 성한 후에는， 전도성 시드가 형성된 고분자 수지 기재를 도금하여 금속층을 형성할 수 있다. 이러한 금속층 형성 단계는 고분자 수지 기재에 전도성 금속을 무전해 도 금하여 진행할 수 있고, 이러한 무전해 도금 단계의 진행 방법 및 조건은 통상적인 방법 및 조건에 따를 수 있다.
예를 들어， 금속층을 이루는 전도성 금속， 예를 들어, 구리 등의 금속원, 착화 제 , ρΗ 조절제 및 환원제 등을 포함하는 도금 용액을 사용하여， 상기 도금 공정을 진 행하고 제 1 영역 및 게 2 영역이 정의된 고분자 수지 기재 상에 금속층을 형성할 수 있다. 이때， 상기 금속층은 상술한 전도성 시드가 성장하면서 이러한 전도성 시 드 상에 형성될 수 있다.
이러한 금속층은 제 1 영역 상에는 우수한 접착력으로 양호하게 형성될 수 있으며, 이에 비해 제 2 영역 상에는 고분자 수지 기재에 대한 열악한 접착력으로 인해 매우 제거되기 쉬운 상태 (예를 들어, 도 2a의 두 번째 도면에 도시된 바와 같 이, 고분자 수지 기재로부터 들떠 있는 상태)로 형성될 수 있다.
이러한 금속층을 형성한 후에는, 고분자 수지 기재의 제 2 영역에서 상기 전 도성 시드 및 금속층을 선택적으로 제거하여， 도 1의 ⑤ 및 ⑥과 같이， 나머지 제 1 영역에 도전성 패턴을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이， 제 2 영역 상에는 금속층이 매우 제거되기 쉬운 상태로 형성되어 있으므로， 고분자 수지 기재에 약학 물리적 힘을 가하는 등의 간단한 방법 으로 상기 제 2 영역으로부터 선택적으로 금속층 및 전도성 시드를 제거할 수 있다. 이때, 제 1 영역 상에서는 금속층과 고분자 수지 기재의 우수한 접착력으로 인해， 금속층이 잔류하여 도전성 패턴을 이를 수 있다.
이와 같이, 제 2 영역에서 상기 전도성 시드 및 금속층을 제거하는 단계는, 예를 들어, 초음파 조사 (sonication), 액상 세척, 액상 린스， 기체 블로잉 (air blowing), 테이핑， 브러쉼 (brushing) 또는 사람의 손으로 직접 털어내거나 닦아내는 등 인력을 사용한 방법 등과 같이 고분자 수지 기재에 약한 물리적 힘을 가하는 임의의 방법 으로 진행할 수 있고， 이들 중에 선택된 둘 이상의 방법을 조합하여 함께 진행할 수 도 있다.
예를 들어, 물에서 일정 시간 동안 초음파 조사 하에 세정 또는 린스하고, 기 체 블로잉 등을 진행하여, 상기 제 2 영역의 전도성 시드 및 금속층을 선택적으로 제거할 수 있다.
상술한 방법을 통해 형성된 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체는, 소정의 표면 거칠기를 갖도톡 형성된 제 1 영역과， 제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 제 2 영역이 정의되어 있는 고분자 수지 기재; 및 고분자 수지 기재의 제 1 영역에 선택 적으로 형성된 전도성 시드 및 금속층을 포함할 수 있다.
이때, 제 1 및 제 2 영역의 표면 거칠기에 관해서는 일 구현예의 방법에 관 하여 층분히 상술한 바 있으므로， 이에 관한 추가적인 설명은 생략하기로 한다. 또, 상술한 바와 같이, 제 1 영역은 레이저 등 전자기파 조사 영역에 대웅할 수 있다. 상술한 수지 구조체는 안테나용 도전성 패턴을 갖는 스마트폰 케이스 등 각 종 수지 제품 또는 수지층으로 되거나, 기타 RFID 태그, 각종 센서 또는 MEMS 구 조체 등의 도전성 패턴을 갖는 다양한 수지 제품 또는 수지층으로 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 발명의 구현 예들에 따르면, 예를 들어， 스피넬 구조의
CuCr204 등과 같은 고가의 특수한 무기 첨가제가 사용되어 고분자 수지 기재 자체 에 포함되지 않더라도， 레이저 등 전자기파 조사에 의해 도전성 패턴이 형성될 영역 의 표면 거칠기 및 금속층에 대한 접착력을 제어하여, 보다 단순화된 공정으로 고분 자 수기 기재 상에 도전성 패턴을 형성할 수 있다.
따라서, 도전성 패턴 형성 공정의 단가 및 원재료'단가가 낮아질 수 있으며, 상기 특수한 무기 첨가제에 의해 고분자 수지 기재나 제품의 기계적 특성 등 물성 저하의 우려가 최소화될 수 있다. 부가하여, 상기 특수한 무기 첨가제의 사용 없이 도 고분자 수지 기재 상에 원하는 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있으므로, 수지 자 체의 색상을 살리고 고분자 수지 기재나 제품의 색채를 원하는 색채로 발현하기가 용이하게 된다. 그러므로， 발명의 구현예들은 보다 낮은 단가 및 단순화된 공정으로 도 각종 수지 제품 또는 수지층 상에 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있으므로, 이 전에 제안된 바 없는 신규한 수지 제품 등을 포함하여 보다 다양한 색상 및 형태의 수지 제품을 구현하는데 크게 기여할 수 있다. 이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권 리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. 실시예 1: 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
UV 안정제, 열 안정제 및 층격 보강제를 총 2 중량0 /0 미만으로 함유하고, 기타 다른 무기 첨가제 등을 포함하지 않는 폴리카보네이트 수지 기판을 준비하였 다. 이러한 폴리카보네이트 수지 기판의 일정 영역에 1064nm 파장의 레이저를 21.4W의 평균 출력의 조사 조건 하에, 1회 조사하였다. 이때， 레이저의 조사 간격을 조절하여, 폴리카보네이트 수지 기판의 레이저 조사 흔적의 중심부 간의 간격을 약
35^m으로 조절하였다.
이를 통해, 상기 레이저가 조사된 폴리카보네이트 수지 기판의 일정 영역 상 에 일정한 표면 거칠기를 갖도록 형성하였다. 이렇게 형성한 후의 폴리카보네이트 수지 기판의 사진을 도 2a의 첫 번째 사진에 도시하였고, 상기 표면 거칠기를 갖도 록 형성된 레이저 조사 영역의 광학 현미경 사진을 도 2b에 도시하였다.
이후, Pd 이온이 함유된 수용액에 상기 폴리카보네이트 수지 기판을 약 5 분 간 침지하여, 기판 상에 Pd를 포함하는 전도성 시드를 형성하였다. 이어서, 기판을 탈이온수로 세척하고, 전도성 금속으로 구리를 사용하여 무전해 도금을 실시하였다. 이러한 무전해 도금시 도금 용액은 구리 공급원으로서 황산 구리, 착화제인 롯셀염, pH 조절제로서 수산화나트륨 수용액 및 환원제인 포름알데히드를 포함한 것을 사용 하였으며, 상온에서 약 1 시간 동안 무전해 도금을 실시하여 금속층을 형성하였다. 이렇게 금속층을 형성한 후의 모습을 나타내는 사진을 도 2a의 두 번째 사진 에 도시하였다. 이를 참고하면, 이러한 금속층은 레이저 조사 영역에서는 양호하게 형성되었지만, 나머지 영역에서는 열악한 접착력으로 들뜬 상태로서 매우 제거되기 쉬운 상태로 형성되었음이 확인된다.
이후, 상기 기판을 탈이온수에 침지하여 20 분간 초음파 조사한 후, 기체 블 로잉함으로서, 상기 레이저 미조사 영역의 금속층을 선택적으로 제거하였다. 도 2a의 세 번째 사진은 레이저가 조사되지 않은 영역에서 금속층 등을 선택적으로 제거하 여 상기 기판 상에 도전성 패턴을 형성한 후의 모습을 나타내는 사진이고, 도 2c는 상기 도전성 패턴이 형성된 부분의 SEM 사진이다. 도 2c를 참고하면, 해당 부분에 서 전도성 시드가 성장되어 있고 이러한 전도성 시트 (전도성 금속 입자) 상에 도금 에 의한 금속층이 형성되어 있음이 확인된다. 실시예 2 내지 9: 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
실시예 1에서 레이저의 평균 출력의 조사 조건과, 레이저 조사 흔적의 증심 부간의 간격을 각각, 약 15.7W 및 약 25卿 (실시예 2)， 약 15.7W 및 약 35 (실시예 3) 약 18.6W 및 약 45 (실시예 4), 약 21.4W 및 약 45 (실시예 5), 약 21.4W 및 약 55j m (실시예 6), 약 24.2W 및 약 55 (실시예 7), 약 28.5W 및 약 55 (실시예 8) 로 변경하여 1회 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 을 갖는 수지 구조체를 제조하였다. 실시예 9 : 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
실시예 1에서 Pd 대신 Ag 착이온이 함유된 수계 착이은 용액 (AgN03 및 착화 제인 ΝΗ^ί 함유된 용액)과 에탄을의 흔합물을 전도성 시드 형성을 위한 용액으로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴을 갖는 수지 구 조체를 제조하였다. 도 3은 레이저가 조사되지 않은 영역에서 금속층 등을 선택적으 로 제거하여 상기 기판 상에 도전성 패턴을 형성한 후의 모습을 나타내는 사진이다. 시험예 1 : 도전성 패턴의 표면 거칠기 평가
상시 실시예 1 내지 9에서, 레이저 조사된 폴리카보네이트 수지 기판의 일정 영역 상에 표면 거칠기를 측정하였다. 표면 거칠기는 Optical profiler (Nano view ΕΙΟθα Nanosystem, Korea)장비를 활용하여, 0.2 mm X 0.3 mm 면적의 중심선 평균 거칠기 (Ra) 를 측정하였다. 도 4a에서는 실시예 6의 레이저 조사 영역에서 Optical profiler를 이용 하여 높이에 따른 색 변화를 나타내었고 (왼쪽), 이에 대한 입체화 (오른쪽)를 구현한 사진을 나타내었다. 또한, 이 때 측정된 표면 거칠기를 함께 나타내었다. 도 4b는 실 시예 8의 해당 사진으로 레이저 조건 변화에 따라 달라지는 표면 상태와 그 때의 표면 거칠기의 값을 각각 나타낸다. 실시예 1 내지 9에 대해서는, 이러한 방법으로 레이저 조사 영역의 서로 다른 여섯 지점의 표면 거칠기를 측정한 후, 이러한 측정 값을 평균하여 이하의 표 1에 Ra 값으로 정리해 기재하였다. 참고로, 도 4a 및 4b에 는 상기 여섯 지점 증 어느 한 점에서 측정된 표면 거칠기를 표시하였고， 표 1에는 여섯 지점에서 각각 측정된 값의 평균 값을 나타내었다ᅳ 시험예 2 : 도전성 패턴의 접착력 평가
상시 실시예 1 내지 9에서 도전성 패턴을 형성한 후 금속층 및 도전성 패턴 이 형성된 영역에서， ISO 2409의 표준 방법으로 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프 (3M 스카치 테이프 #371)를 사용하여 cross-cut test를 시행하였다. 이때， 금속층을 10 X 10 모눈 (약 2 mm 이하 간격)으로 커팅하고, 상기 테이프로 붙였다 때 내어 테이프에 박리되는 금속층의 면적을 측정함으로서, 상기 기판과 금속층 간의 접착력 혹은 밀착력을 평가하였다ᅳ
이러한 평가 결과, 상기.도전성 패턴의 박리된 면적에 따라 다음의 ISO class 기준 하에 평가하였다.
1. class 0 등급 ： 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의
0%;
2. class 1 등급 ： 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 0% 초과 5% 이하;
3. class 2 등급 ： 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 5% 초과 15% 이하;
4. class 3 등급 ： 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 15% 초과 35% 이하; '
5. class 4 등급 ： 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 35% 초과 65% 이하;
6. class 5 등급 ： 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 65% 초과; 부가하여, 실시예 1 내지 9에서 도전성 패턴을 형성한 후, 이러한 금속층 (도 전성 패턴)의 균일성을 다음과 같은 기준 하에 평가하였다.
1. 0: 육안으로 관찰하였을 때， 레이저 조사에 의해 표면 거칠기가 형성된 모 든 영역에 균일한 색상의 금속층 (도금 박막)이 형성되었고， 광학 현미경으로 금속층 표면을 관찰하였을 때, 공극이 확인되지 않음.
2. Δ : 육안으로 관찰하였을 때， 레이저 조사에 의해 표면 거칠기가 형성된 모든 영역에 균일한 색상의 금속층 (도금 박막)이 형성되었지만, 광학 현미경으로 금 속충 표면을 관찰하였을 때, 일부의 공극이 확인됨ᅳ
3. X： 육안으로 관찰하였을 때, 레이저 조사에 의해 표면 거칠기가 형성된 영 역 증 적어도 일부 영역에 균일한 색상의 금속층 (도금 박막)이 형성되지 않았고, 광 학 현미경으로 금속층 표면을 관찰하였을 때, 적어도 일부의 공극이 확인됨. 이러한 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure imgf000025_0001
상기 표 1을 참고하면， 실시예 1 내지 9에서는 레이저 조사 영역에 약
500nm 이상의 표면 거칠기 (Ra)를 형성하여 고분자 수지 기재와 금속층의 접착력을 향상시키고, 전도성 시드를 형성하는 등의 방법으로， 레이저 조사 영역에 선택적으 로 매우 양호한 금속층 (도전성 패턴)을 형성할 수 있음이 확인되었다. 특히, 이러한 도전성 패턴은 균일성이 우수하고, 고분자 수지 기재에 대한 접착력이 우수하여, 매 우 양호하게 형성되었음이 확인되었다.
따라서， 위 실시예에 따르면, CUCr204 등과 같은 고가의 특수한 무기 첨가제 가 사용되어 고분자 수지 기재 자체에 포함되지 않더라도, 레이저 등 전자기파 조사 에 의해 도전성 패턴이 형성될 영역의 표면 거칠기 및 금속층에 대한 접착력을 제 어하여， 단순화된 공정으로 고분자 수기 기재 상에 도전성 패턴을 형성할 수 있음이 확인되었다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
고분자 수지 기재에 선택적으로 전자기파를 조사하여 소정의 표면 거칠기를 갖는 제 1 영역을 형성하는 단계;
고분자 수지 기재 상에 전도성 시드 (conductive seed)를 형성하는 단계 ;
전도성 시드가 형성된 고분자 수지 기재를 도금하여 금속층을 형성하는 단 계; 및
제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 고분자 수지 기재의 제 2 영역에서 상기 전도성 시드 및 금속층을 제거하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법.
【청구항 2】
제 1 항에 있어서, 고분자 수지 기재의 제 1 영역은 500nm 이상의 중심선 표 면 거칠기 (Ra)로 정의되는 표면 거칠기를 가지며, 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 작은 중심선 표면 거칠기 (Ra)를 갖는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법.
【청구항 3】
제 1 항에 있어서, 고분자 수지 기재의 제 1 영역은 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프를 사용하여 ISO 2409의 표준 방법으로 2mm 이하 간 격의 cross-cut test를 진행하였을 때, 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적 의 5% 이하로 되는 접착력으로 정의되는 표면 거칠기를 갖는 전자기파의 직접 조사 에 의한 도전성 패턴의 형성 방법.
【청구항 4】
제 1 항에 있어서, 고분자 수지 기재의 제 2 영역은 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프를 사용하여 ISO 2409의 표준 방법으로 2mm 이하 간 격의 cross-cut test를 진행하였을 때， 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적 의 65% 이상으로 되는 접착력으로 정의되는 표면 거칠기를 갖는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서, 고분자 수지 기재는 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지 를 포함하는 전자기파 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 6]
제 5 항에 있어서， 고분자 수지 기재는 ABS 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지， 폴리카보네이트 수지， 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 전자기파 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 7】
게 1 항에 있어서， 전자기파 조사는 248 nm, 308 nm, 355 nm, 532 nm, 585 nm, 755 nm, 1064 nm, 1070 nm, 1550 nm, 2940 nm 또는 10600 nm의 파장을 갖는 레이저 전 자기파를 조사하여 진행되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 8】
거 1 1 항에 있어서, 전자기파 조사는 0.1 내지 50 W의 평균 출력의' 조사 조건 하에, 레이저 전자기파를 조사하여 진행되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 9】
제 1 항에 있어서, 전자기파 조사는 고분자 수지 기재에 나타나는 전자기파 조사 흔적의 중심부간 간격이 20 내지 70 mi가 되도록 레이저 전자기파를 조사하여 진행되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 10】
제 1 항에 있어서, 전자기파 조사는 레이저 전자기파를 1회 조사하거나， 2 회 이상 나누어 조사하는 진행되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방 법.
【청구항 11】
제 1 항에 있어서, 전도성 시드는 금속 나노 입자， 금속 이온 또는 금속 착이 온을 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법ᅳ
【청구항 12]
제 1 1 항에 있어서, 전도성 시드는 구리 (Cu), 백금 (Pt), 팔라듬 (Pd), 은 (Ag), 금 (Au), 니켈 (Ni), 텅스텐 (W), 티타늄 (Ti), 크롬 (Cr), 알루미늄 (A1), 아연 (Zn), 주석 (Sn), 납 (Pb), 마그네슘 (Mg), 망간 (Mn) 및 철 (Fe)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속, 이의 이은 또는 착이온을 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 13]
거 1 11 항에 있어서, 전도성 시드의 형성 단계는
금속 나노 입자, 금속 이온 또는 금속 착이온을 포함하는 분산액 또는 용액 을 고분자 수지 기재 상에 도포하는 단계; 및
상기 금속 나노 입자를 석출시킨 후 건조하거나, 상기 금속 이온 또는 금속 착이온을 환원시킨 후 건조하여 입자 형태의 전도성 시드를 형성하는 단계를 포함 하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 14】
제 13 항에 있어서, 상기 금속 이온 또는 금속 착이온의 환원은 알코을계 환 원제, 알데히드계 환원제, 차아인산염계 환원제, 히드라진계 환원제, 수소화붕소나트 륨 및 수소화리튬알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 환원제의 존재 하에 진행되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 15】
제 13 항에 있어서,
상기 전도성 시드 형성 단계에서, 상기 분산액 또는 용액이 이보다 낮은 계 면 활성제를 더 포함하거나,
상기 전자기파 조사 단계와, 전도성 시드 형성 단계 사이에， 상기 분산액 또 는 용액보다 낮은 표면 장력을 갖는 계면 활성제로 고분자 수지 기재를 표면 처리 하는 단계를 더 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 16]
제 1 항에 있어서， 금속층 형성 단계는 고분자 수지 기재에 전도성 금속올 무전해 도금하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 17] 제 1 항에 있어서, 제 2 영역에서 상기 전도성 시드 및 금속층을 제거하는 단계는 초음파 조사 (sonication), 액상 세척, 액상 린스, 기체 블로잉 (air blowing), 테이 핑， 브러쉼 (brushing), 인력을 사용한 방법으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 방법 또는 둘 이상의 방법을 조합하여, 고분자 수지 기재에 물리적 힘을 가하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 18]
소정의 표면 거칠기를 갖도록 형성된 제 1 영역과, 제 1 영역보다 작은 표면 거칠기를 갖는 제 2 영역이 정의되어 있는 고분자 수지 기재; 및
고분자 수지 기재의 제 1 영역에 선택적으로 형성된 전도성 시드 및 금속층 을 포함하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체.
【청구항 19]
제 18 항에 있어서, 상기 게 1 영역은 전자기파 조사 영역에 대응하는 도전 성 패턴을 갖는 수지 구조체.
【청구항 20]
제 18 항에 있어서, 고분자 수지 기재의 제 1 영역은 500nm 이상의 중심선 표면 거칠기 (Ra)로 정의되는 표면 거칠기를 가지며, 제 2 영역은 상기 제 1 영역보 다 작은 중심선 표면 거칠기 (Ra)를 갖는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체.
【청구항 21】
제 18 항에 있어서, 고분자 수지 기재의 게 1 영역은 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프를 사용하여 ISO 2409의 표준 방법으로 2mm 이하 간 격의 cross-cut test를 진행하였을 때, 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적 의 5% 이하로 되는 접착력으로 정의되는 표면 거칠기를 갖는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체.
【청구항 22】
거 1 18 항에 있어서, 고분자 수지 기재의 게 2 영역은 4.0 내지 6.0N/10mm width의 접착력을 갖는 테이프를 사용하여 ISO 2409의 표준 방법으로 2mm 이하 간 격의 cross-cut test를 진행하였을 때, 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적 의 65% 이상으로 되는 접착력으로 정의되는 표면 거칠기를 갖는 도전성 패턴을 갖 는 수지 구조체.
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