WO2015046840A1 - 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 - Google Patents

도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체 Download PDF

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conductive
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박치성
김재현
정상윤
박철희
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Definitions

  • the present invention provides a conductive pattern forming composition, a conductive pattern forming method using the same, and a conductive pattern, which can form a fine conductive pattern having excellent adhesion while reducing mechanical property degradation on various polymer resin products or resin layers. It relates to a resin structure having a.
  • a metal layer is formed on the surface of the substrate polymer resin by applying a photolithography conductive, to form a pattern, or a method of forming a conductive pattern by printing a conductive paste or the like may be considered .
  • a conductive pattern according to this technique, there is a disadvantage that the required process or equipment becomes too complicated or difficult to form a good and fine conductive pattern.
  • the present invention provides a composition for forming a conductive pattern on the various polymer resin products or resin layers, while reducing the mechanical properties thereof, to form a fine conductive pattern having excellent adhesion, and a method for forming a conductive pattern using the same. will be.
  • the present invention also provides a resin structure having a conductive pattern formed from the above-mentioned composition for forming a conductive pattern.
  • the present invention is a polymer resin; And particles of a non-conductive metal compound including a first metal, a second metal, and having a R ⁇ m or P6 3 / mmc space group structure, the particles having a particle diameter of about 0.1 to 20, by electromagnetic wave irradiation
  • the composition for conductive pattern formation by electromagnetic wave irradiation in which the metal core containing the said 1st or 2nd metal or its ion is formed from the said nonelectroconductive metal compound particle is provided.
  • the non-conductive metal compound include CuCr0 2 , NiCr0 2 , AgCr0 2; At least one compound selected from the group consisting of CuMo0 2 , NiMo0 2 , AgMo0 2 , NiMn0 2 , AgMn0 2 , NiFe0 2 , AgFe0 2 , CuW0 2 , AgW0 2 , NiW0 2 , AgSn0 2 , NiSn0 2 and CuSn0 2 , This enables better formation of a metal nucleus by the electromagnetic wave irradiation, thereby enabling formation of a better conductive pattern.
  • composition for forming a conductive pattern may exhibit a reflectivity of about 25% or less, or about 10 to 25% with respect to a laser electromagnetic wave having a wavelength of about 100 nm to about 1200 nm.
  • laser electromagnetic waves having a wavelength of about 100 to 1200 nm may be irradiated with an average power of about 5 to 20 W to form the metal core.
  • the metal nucleus can be better formed on the polymer resin of the composition, thereby forming a more favorable conductive pattern.
  • the polymer resin may include a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and more specific examples thereof include ABS resin, polybutylene terephthalate resin or polyethylene terephthalate resin. And at least one selected from the group consisting of polyalkylene terephthalate resins, polycarbonate resins, polypropylene resins, and polyphthalamide resins.
  • the non-conductive metal compound particles may be included in an amount of about 0.5 to 7 wt% based on the total composition, and the remaining amount of the polymer resin may be included.
  • composition for forming a conductive pattern may be formed of a thermal stabilizer, UV stabilizer, flame retardant, lubricant, antioxidant, inorganic filler, color additive, layer reinforcing agent, and functional reinforcing agent, in addition to the polymer resin and the predetermined non-conductive metal compound particles. It may further comprise one or more additives selected from the group.
  • the present invention also uses the above-described composition for forming a conductive pattern : by direct irradiation of electromagnetic waves on a polymer resin substrate such as a resin product or a resin layer .
  • a method of forming a conductive pattern is provided. Such conductivity The method of forming a pattern may include forming the resin layer by molding the above-mentioned composition for forming a conductive pattern into a resin product or by applying it to another product; Irradiating an electromagnetic wave to a predetermined region of the resin product or the resin layer to generate a metal nucleus including first or second metals or ions thereof from the non-conductive metal compound particles; And chemically reducing or plating the region generating the metal nucleus to form a conductive metal layer.
  • a laser electromagnetic wave having a wavelength of about 100 nm to 1200 nm can be irradiated with an average power of about 5 to 20 W, whereby the metal core is better formed and a better conductive pattern. This can be formed.
  • the metal nucleus generation step by the electromagnetic wave irradiation proceeds, a portion of the non-conductive metal compound particles are exposed to the surface of the predetermined region of the resin product or the resin layer to generate a metal nucleus therefrom, and higher adhesion To form an activated surface (hereinafter, “adhesive active surface”).
  • adheresive active surface higher adhesion To form an activated surface
  • the conductive metal layer may be formed on the adhesion-active surface by electroless plating.
  • the metal nucleus acts as a kind of seed to form strong bonds when the conductive metal silver contained in the plating solution is chemically reduced. As a result, the conductive metal layer can be selectively formed more easily.
  • this invention also provides the resin structure which has the electroconductive pattern obtained by the above-mentioned composition for electroconductive pattern formation and the electroconductive pattern formation method.
  • a resin structure includes a polymer resin substrate; Particles of a non-conductive metal compound comprising a first metal and a second metal and having a 3 ⁇ 4 or P6 3 / mmc space group structure, the particles having a particle diameter of about ⁇ to 20 and dispersed in the polymer resin substrate; An adhesive active surface comprising a metal nucleus including first or second metals or ions thereof exposed to a surface of a polymer resin substrate in a predetermined region; And it may include a conductive metal layer formed on the adhesive active surface.
  • a predetermined region in which the adhesive active surface and the conductive metal layer are formed may be formed in a region in which electromagnetic waves are irradiated onto the polymer resin substrate.
  • the peeling area of the metal layer is about o% (class 0 grade) or more than about 0% of the metal layer area to be tested by less than 5% (class It may be formed on the polymer resin substrate with excellent adhesion to (grade 1).
  • the resin structure may have an impact strength of about 4.0 J / cm or more measured by the ASTM D256 method.
  • a composition for forming a conductive pattern which enables to form a fine conductive pattern on a polymer resin substrate such as various polymer resin products or resin layers by a very simplified process of irradiating electromagnetic waves such as a laser, and the conductivity using the same
  • a resin structure having a pattern forming method and a conductive pattern can be provided.
  • composition for the conductive pattern formed according to the invention such as is the unique three-dimensional structure and predetermined according to the non-use of the conductive metal compound particles having a particle size range, the impact strength of the polymer resin products, or the resin itself etc., mechanical properties decrease While reducing, it is possible to more effectively form a fine conductive pattern showing excellent adhesion.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a three-dimensional structure of an example of a non-conductive metal compound included in a composition for forming a conductive pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view briefly illustrating an example of a method of forming a conductive pattern according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an electron micrograph showing an adhesive active surface including a metal nucleus formed on a surface of a polymer resin substrate by electromagnetic wave irradiation in an example of a method of forming a conductive pattern according to another embodiment of the present invention.
  • 4 and 5 show electron micrographs and X-ray diffraction patterns of CuCr0 2 powders with controlled particle diameters obtained in Preparation Example 1, respectively.
  • 6 and 7 show the results of X-ray diffraction analysis of such a substrate and an electron micrograph of the resin substrate fracture surface after obtaining the resin structure containing the CuCrO 2 particles in Example 1, respectively.
  • Example 8 and 9 show the results of X-ray diffraction analysis and electron micrographs, respectively, on the surface of the polymer resin substrate after laser irradiation in Example 1 to form the metal core and the adhesion-activated surface including the same.
  • FIG. 12 is a photograph of Examples 2, 4, and 6 showing the surface of the polymer resin substrate after the laser irradiation during the formation of the conductive pattern under an electron microscope.
  • a polymer resin comprising a first metal and a second metal and having a P6 3 / mmc space group structure, including particles having a particle diameter of about 0.1 to 20, by electromagnetic wave irradiation, From the nonelectroconductive metal compound particle, the composition for electroconductive pattern formation by the electromagnetic wave irradiation by which the metal nucleus containing said 1st or 2nd metal or its ion is formed is provided.
  • the conductive pattern forming composition has a specific three-dimensional structure defined by J n or P6 3 / mmc space group structure, about 0.1 to 20 ffli, black is about 0.3 to 10 / ffli, or about 0.5 to 3 ⁇ specific particle diameter Particles of non-conductive metal compound having a.
  • An example of the three-dimensional structure of the non-conductive metal compound that is the main component of such particles is schematically shown in FIG. 1.
  • the non-conductive metal compound is the first and second A plurality of first layers (edge-shared octahedral layer) having a structure in which at least one of the metals and octahedrons sharing corners are two-dimensionally connected to each other, and a different kind of metal from the first layer It can have a three-dimensional structure comprising a second layer comprising a second layer arranged between and adjacent to each other, such a three-dimensional structure or may be referred to as a P6 3 / mmc space group structure.
  • the first or second metal or its ions may be removed from the non-conductive metal compound.
  • a metal nucleus may be formed.
  • the metal nucleus may be selectively exposed in a predetermined region irradiated with electromagnetic waves to form an adhesive active surface of the polymer resin substrate surface.
  • electroless plating with a plating solution containing conductive metal ions or the like using the first or second metal or a metal nucleus containing the ions as a seed the conductive metal layer on the adhesion-active surface including the metal nucleus This can be formed.
  • the electromagnetic wave is irradiated .
  • a conductive metal layer that is, a fine conductive pattern, may be selectively formed only on the polymer resin substrate in the region.
  • the specific three-dimensional structure of the non-conductive metal compound included in the composition of one embodiment For example, the three-dimensional structure shown typically in FIG. 1 mentioned above can be mentioned.
  • the first layer In the three-dimensional structure of such a non-conductive metal compound, at least one metal of the first and second metals constituting the non-conductive metal compound is included in the first layer. It has an edge-shared octahedral layer. Moreover, in the three-dimensional structure of the said nonelectroconductive metal compound, it includes the 2nd layer arrange
  • This second layer includes a metal of a different type than the first layer, for example, the remaining metals not included in the first of the first and second metals, which are adjacent to each other. The vertices of the octahedrons between the first layer These two-dimensional linkages can then be joined together.
  • the non-conductive metal compound having such a layered steric structure includes X (oxygen, nitrogen or sulfur) together with the first and second metals, where ABX 2 (A, B are each independently of the first and second). And a second metal, X represents oxygen, nitrogen or sulfur.
  • X oxygen, nitrogen or sulfur
  • at least one of the first and second metals and the atoms of X may form octahedrons that share corners, and they are arranged in a two-dimensionally connected structure to form a first layer. This can be done.
  • the remaining metals not included in the first layer may lead to a second layer between the first layers adjacent to each other, and the metals forming the second layer may be two-dimensional between them. It is possible to combine enemy connections.
  • the first or second metal constituting the second layer may be at least one metal selected from the group consisting of Cu, Ag, and Ni, and may be a metal source emitted from the non-conductive metal compound by electromagnetic wave irradiation, and the rest
  • the metal constituting the first layer may be at least one metal selected from the group consisting of Cr, Mo, Mn, Fe, Sn and W.
  • the non-conductive metal compound of the specific layered three-dimensional structure described above not only exhibits non-conductivity before electromagnetic wave irradiation, but also has excellent compatibility with the polymer resin, and is chemically stable and non-conductive in solution used for the reduction or plating treatment. It has the property to keep. Therefore, such a non-conductive metal compound may remain chemically stable in a state uniformly dispersed in the polymer resin ' substrate in the region where the electromagnetic wave is not irradiated, thereby exhibiting non-conductivity.
  • first or second metals or ions thereof may easily be generated from the non-conductive metal compound.
  • the metal or its subsequent release from the above-mentioned non-conductive metal compound is more easily due to the non-conductive metal compound having a layered three-dimensional structure in which the above-described first layer and the second layer are sequentially arranged.
  • the non-conductive metal compound having such a layered three-dimensional structure has a non-layered three-dimensional structure with different vacancy formation energy of the second layer. It is lower than the compound having, and the first or second metal or ions thereof contained in the second layer can be more easily released.
  • the metal or its ions are more easily released from the non-conductive metal compound by electromagnetic wave irradiation, which may be one of the main factors enabling the formation of metal nuclei and adhesively active surfaces.
  • the present inventors have found, for example, CuCr0 2 , NiCr0 2 , AgCr0 2; By selecting and including specific compounds such as CuMo0 2 , NiMo0 2 , AgMo0 2 , NiMn0 2 , AgMn0 2 , NiFe0 2 , AgFe0 2 , CuW0 2 , AgW0 2 , NiW0 2 , AgSn0 2 , NiSn0 2, or CuSn0 2 , It was found that the composition of one embodiment can exhibit higher absorption and sensitivity to electromagnetic waves, such as lasers of certain wavelengths.
  • the electromagnetic wave irradiation conditions such as a laser as described later, it is possible to form the metal nucleus and the adhesive active surface, it is possible to be better by irradiation of electromagnetic waves, such as a laser and sequential reduction or plating treatment It has been confirmed that a fine conductive pattern can be formed.
  • an inappropriate non-conductive metal compound such as CuNi0 2 described in the comparative example described below is used, or the electromagnetic wave irradiation conditions such as laser is not controlled to an appropriate range
  • the metal core may not be formed, or an adhesive active surface including the metal core and having a larger roughness may not be properly formed, and a good conductive pattern having excellent adhesion to the polymer resin may not be formed. .
  • the conductive pattern forming composition of the embodiment is due to the control of the three-dimensional structure peculiar to the non-conductive metal compound described above, the properties thereof, and the conditions for enabling the formation of the metal core and the adhesive active surface according to the above, In comparison with the case of using other compositions containing compounds having other steric structures such as spinel, or not accompanied by the formation of other metal cores, etc., It is possible to easily form a better fine conductive pattern.
  • the amount of the non-conductive metal compound used when using the composition for forming a conductive pattern according to one embodiment compared with the case of using another composition including the non-conductive metal compound having a non-layered three-dimensional structure such as the Speedel : More specifically, even if the amount or content of the first or second metal is reduced, a good and fine conductive metal layer can be formed more easily.
  • the particles of the non-conductive metal compound having a specific three-dimensional structure described above may have a specific particle size range of about 0.1 to 20, or about 0.3 to 10 / ⁇ , black is about 0.5 to 3.
  • the particles of the non-conductive metal compound described above have such a specific particle diameter range, it was confirmed that the degradation of mechanical properties such as impact strength of the polymer resin due to the addition of the non-conductive metal compound particles can be minimized. It became. This is expected to be due to the following technical principle.
  • the material having the R ⁇ n or P6 3 / mmc space group structure described above may have a plate-like structure in which the length of the c-axis is longer than that of the a-axis and the aspect ratio is high according to the characteristics of the steric structure and the crystal structure (FIG. 1). Reference). Due to the plate-like structure, when the particle size of the non-conductive metal compound particles having the 10m or P6 3 / mmc space group structure is increased, the increase in the particle size may be more reflected due to the large aspect ratio.
  • the dispersibility in the high-polymer resin of the non-conductive metal compound particles can be significantly lowered, and the brittleness can be greatly increased to further lower the mechanical properties such as the layer strength of the polymer resin.
  • the particle diameter of the non-conductive metal compound particles is adjusted to about 20 mm or less, the problem may be reduced, and thus the degree of deterioration in mechanical properties of the polymer resin due to the addition of the non-conductive metal compound particles may be reduced.
  • the particle diameter of the non-conductive metal compound particles is too small, the specific surface area may increase greatly, thereby increasing the hygroscopic drop, which may cause side reaction with a polymer resin such as polycarbonate resin. This side reaction can be a factor that weakens the physical properties and viscosity of the polymer resin. Furthermore, the degree of dust generation may increase, resulting in process inconvenience. have. However, if the particle size range of the non-conductive metal compound bib is properly controlled, this problem may be reduced and process inconveniences may be reduced while suppressing the degradation of physical properties of the polymer resin.
  • non-conductive metal compound particles having a particle size range optimized for the specific three-dimensional structure described above may react more sensitively to electromagnetic waves and form metal nuclei more effectively even under relatively low power laser irradiation conditions. It was confirmed that the adhesion-activated surface having a larger roughness while including such a metal nucleus can be formed well. As a result, a fine conductive pattern showing better adhesion on the metal core and the adhesive active surface can be formed well.
  • the non-conductive metal compound particles can react more sensitively to electromagnetic waves . Even if the content itself of the non-conductive metal compound particles added to the polymer resin is lowered, the conductive pattern can be more effectively formed. For this reason, the color of the nonelectroconductive metal compound particle which generally shows a dark color can be more easily concealed with the minimum addition of a pigment or a coloring agent, and it becomes easier to provide a polymeric resin product etc. which have a desired color.
  • the non-conductive metal compound is obtained by mixing the first and second metal-containing precursors which form the mixture with each other at high temperature, and then crushing the same by milling. have. After such a crushing step, particles of a non-conductive metal compound having a desired particle size range can be obtained and then dried and used for the above-described composition for forming a conductive pattern.
  • the progress conditions and methods of the crushing step include general inorganic particles (metal
  • the particle of the non-conductive metal compound may be produced according to the crushing process such as the milling process of the oxide particles, etc., and other general metal oxide particles, and further description thereof will be omitted.
  • the composition for forming a conductive pattern of the embodiment described above is a laser electromagnetic wave having a wavelength corresponding to the infrared region, for example, about 100 to 1200nm, or about 1060nm to 1070nm, for example about 1064nm. About 25% or less, black may exhibit a reflectivity of about 10 to 25%.
  • the relatively low reflectance of the laser electromagnetic wave may reflect a high absorption rate and sensitivity to the laser electromagnetic wave that is commonly applied when forming the metal core and the sequential conductive pattern.
  • composition for forming a conductive pattern of the embodiment showing a low reflectivity of the above-described range it is possible to form a metal nucleus and an adhesive active surface having a greater roughness while including the same by the irradiation of electromagnetic waves, such as a laser, As a result, better formation of the conductive pattern becomes possible.
  • the conductive pattern low reflectivity for forming the composition the use of non of the above-described specific conformation-conductive metal compound, the increase in the CuCr (3 ⁇ 4, NiCr0 2, AgCr0 2, CuMo0 2, NiMo0 2, AgMo0 2, NiMn0 2, The use of certain compounds such as AgMn0 2 , NiFe0 2 , AgFe0 2 , CuW0 2 , AgW0 2 , NiW0 2 , AgSn0 2 , NiSn0 2 and CuSn0 2 , combinations of these specific non-conductive metal compounds with suitable polymer resins described below, By their composition or the like.
  • the composition for forming a conductive pattern of the above-described embodiment corresponds to an infrared region, for example, about 5 to about 100 nm of laser electromagnetic waves having a wavelength of about 100 nm to 1200 nm, black to about 1060 nm to 1070 nm, or about 1064 nm. Irradiated with an average power of 20 W, or about 7 to 15 W, a metal nucleus may be formed in the electromagnetic wave irradiation unit.
  • a metal nucleus and an adhesive active surface including the metal nucleus and the same and having a large roughness may be better formed in the laser irradiation part for the composition of an embodiment, thereby providing a better conductive pattern.
  • electromagnetic wave irradiation conditions that enable the formation of a metal nucleus or the like may be controlled differently.
  • any thermosetting resin or thermoplastic resin capable of forming various polymer resin products or resin layers may be used without particular limitation.
  • the particles of the non-conductive metal compound having the specific three-dimensional structure and particle diameter described above may exhibit excellent compatibility and uniform dispersibility with various polymer resins.
  • mechanical properties such as impact strength of the polymer resin may be hardly reduced.
  • the composition of one embodiment may be molded into various resin products or resin layers, including various polymeric resins.
  • polymer resins include polyalkylene terephthalate resins such as ABS resins, polybutylene terephthalate resins, and polyethylene terephthalate resins, polycarbonate resins, polypropylene resins, and polyphthalamide resins.
  • polymer resins can be included. Among these, it is appropriate to use ABS resin or polycarbonate resin as the polymer resin so as to more preferably secure the formation of the metal core and the formation of a good conductive pattern.
  • the non-conductive metal compound in the composition for forming a conductive pattern, may be included in an amount of about 0.5 to 7 wt / 0 , or about 1 to 6 wt% based on the total composition, and may include a polymer resin of the remaining content. . According to this content range, while maintaining the excellent basic physical properties such as the mechanical properties of the polymer resin product or resin layer formed from the composition, it may preferably exhibit the characteristics of forming a conductive pattern in a certain region by electromagnetic wave irradiation. As already mentioned above, the compositions of one embodiment comprise particles of a non-conductive metal compound having a particular steric structure and particle size range, thereby allowing the particles of such non-conductive metal compounds to be seen .
  • the composition for forming a conductive pattern is a group consisting of a heat stabilizer, a UV stabilizer, a flame retardant, a lubricant, an antioxidant, an inorganic layer agent, a color additive, a layer reinforcing agent, and a functional reinforcing agent, in addition to the polymer resin and the predetermined non-conductive metal compound. It may further comprise one or more additives selected from. In addition, various additives known to be usable in the composition for molding a resin product may be used without any limitation.
  • a method of forming a conductive pattern by direct irradiation of electromagnetic waves on a polymer resin substrate such as a resin product or a resin layer, using the composition for forming a conductive pattern described above is provided.
  • Such a conductive pattern forming method may include forming a resin layer by molding the above-mentioned composition for forming a conductive pattern into a resin product or by applying it to another product.
  • Irradiating an electromagnetic wave to a predetermined region of the resin product or the resin layer to generate a metal nucleus including first or second metals or ions thereof from the non-conductive metal compound particles; And then reducing, or plating an area that caused the metal nuclei as "chemical may include a step of forming a conductive metal layer.
  • FIG. 2 as an example of the method of forming the conductive pattern, an electromagnetic wave irradiation step (forming of a metal core and an adhesive active surface including the same) for a predetermined region of a resin product or a resin layer (based on a polymer resin; And second drawing), the step of forming the conductive ' metal layer (third drawing).
  • an electromagnetic wave irradiation step forming of a metal core and an adhesive active surface including the same
  • a predetermined region of a resin product or a resin layer based on a polymer resin
  • the step of forming the conductive ' metal layer third drawing.
  • an electron micrograph shows a state in which a metal core and an adhesive active surface including the same are formed on a surface of a predetermined region of the polymer resin substrate by electromagnetic wave irradiation.
  • the conductive pattern ⁇ forming method first, it is possible to form a resin layer forming the above-described composition for the conductive pattern forming the resin product, or applied to other products.
  • a conventional product molding method or a resin layer forming method using a polymer resin composition can be applied without particular limitation.
  • the composition for forming the conductive pattern is extruded and engraved, and then formed into pellets or particles, and then injection molded into a desired form to prepare various polymer resin products. Can be.
  • the polymer resin product or the resin layer thus formed may have a form in which particles of the non-conductive metal compound having the specific three-dimensional structure and particle size range described above are uniformly dispersed on the resin substrate formed from the polymer resin.
  • the particles of the non-conductive metal compound have excellent compatibility with various polymer resins, sufficient solubility and chemical stability, the particles of the non-conductive metal compound can be uniformly dispersed throughout the entire region on the resin substrate and maintained in a non-conductive state.
  • electromagnetic waves such as a laser may be irradiated to a predetermined region of the resin product or the resin layer to form the conductive pattern. .
  • the first or second metal or the ion thereof may be released from the bar conductive metal compound, generate a metal nucleus including the same, and form an adhesive active surface including the same (FIG. 2). See second drawing).
  • the metal nucleus generation step by the electromagnetic wave irradiation proceeds, a portion of the non-conductive metal compound particles are exposed to the surface of the predetermined region of the resin product or the resin layer to generate a metal nucleus therefrom .
  • the adhesively active surface may be formed in a state including the metal core while having a large roughness. Since the adhesive active surface is selectively formed only in a predetermined region irradiated with electromagnetic waves, when the plating step described below is performed, the first and second metals included in the metal core and the adhesive active surface .
  • the conductive metal ions are chemically reduced so that the conductive metal layer can be selectively formed on the polymer resin substrate in a predetermined region. More specifically, in the electroless plating, when the metal nucleus acts as a kind of seed and the conductive metal ions contained in the plating solution are chemically reduced, strong bonds may be formed. As a result, the conductive metal layer can be selectively formed more easily.
  • non-conductive metal compound particles have a specific particle size range, they can be sensitively reacted even under electromagnetic wave irradiation such as a laser of relatively low power to effectively form an adhesive active surface and metal nucleus having a larger roughness, From this, a conductive metal layer (conductive pattern) having improved adhesion can be formed on the resin product or the resin layer.
  • laser electromagnetic waves can be irradiated even in the electromagnetic wave, for example, wavelengths corresponding to the infrared region, for example, about 100 to 1200 nm, black is about 1060 nm to 1070 nm, Black can be irradiated with an average power of about 5 to 20W, or about 7 to 15W, laser electromagnetic waves having a wavelength of about 1064nm.
  • the conductive metal layer may be selectively formed in a predetermined region where the metal nucleus and the adhesive active surface are exposed, and in the remaining regions, the chemically stable non-conductive metal compound may maintain the non-conductivity. have. Accordingly, a fine conductive pattern may be selectively formed only in a predetermined region on the polymer resin substrate.
  • the forming of the conductive metal layer may be performed by electroless plating, and thus a good conductive metal layer may be formed on the adhesively active surface.
  • the resin product or the resin layer in the predetermined region where the metal nucleus is generated may be treated with an acidic or basic solution including a reducing agent, and the solution is a reducing agent such as formaldehyde, hypophosphite, It may include one or more selected from the group consisting of dimethylaminoborane (DMAB), diethylaminoborane (DEAB) and hydrazine.
  • the conductive metal layer may be formed by the electroless plating by treating with the above-described reducing agent and the electroless plating solution including the conductive metal ions.
  • the first or crab metal ions included in the metal core are reduced, or the conductive metal ions included in the electroless plating solution are seeded from the region where the metal core is formed.
  • a good conductive pattern can be selectively formed in a predetermined region.
  • the metal nucleus and the adhesion-activated surface may form strong bonds with the chemically reduced conductive metal ions, and as a result, a conductive pattern may be more easily formed in a predetermined region.
  • a resin structure having a conductive pattern obtained by the above-described composition for forming a conductive pattern and a conductive pattern forming method includes a polymer resin substrate; ? ⁇ black, which comprises a first metal and a second metal, is a particle of a non-conductive metal compound having a P6 3 / mmc space group structure, the particle having a particle diameter of about 0.1 to 2 m and dispersed in the polymer resin substrate; And an adhesive active surface including a first or second metal exposed to the surface of the polymer resin substrate in a predetermined region or a metal nucleus including ions thereof, and a conductive metal layer formed on the adhesive active surface.
  • a predetermined 3 ⁇ 4 region in which the adhesive active surface and the conductive metal layer are formed may correspond to a region in which electromagnetic waves are irradiated onto the polymer resin substrate.
  • the first or second metal or ions thereof contained in the metal nucleus of the adhesion-activated surface may be derived from the non-conductive metal compound particles.
  • the conductive metal layer may be derived from the first or second metal, or from the conductive metal ions contained in the electroless plating solution.
  • the conductive metal layer is formed using the non-conductive metal compound particles having the specific particle diameter range, it may be formed on the polymer resin substrate as more excellent adhesion.
  • the peeling area of the metal layer is not more than 0% (class 0 grade) or more than 0% and less than 5% (class 1 grade) of the metal layer to be tested. It can be formed on the polymer resin substrate with excellent adhesion.
  • the resin structure may have a layer strength of about 4.0 J / cm or more as measured by the ASTM D256 method despite the addition of the non-conductive metal compound described above. Therefore, using this, the conductive pattern on the polymer resin substrate While being formed, it is possible to provide a polymer resin product or the like that maintains excellent mechanical properties.
  • the resin structure may further include a residue dispersed in the polymer resin substrate and derived from the non-conductive metal compound.
  • a residue may have a structure in which at least a portion of the first or second metal is released in the steric structure of the non-conductive metal compound, so that vacancy is formed at at least a portion of the non-conductive metal compound.
  • the resin structure described above may be a variety of resin products or resin layers of a mobile phone case having a conductive pattern for an antenna, or various resin products or resin layers having conductive patterns such as other RFID tags, various sensors, or MEMS structures.
  • 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 by which the scope of the invention is not limited in any sense.
  • the raw materials CuO and Cr 2 ⁇ were uniformly mixed with each other by ball milling at a molar ratio of 2: 1 for 6 hours. Thereafter, the mixture was calcined for 2 hours under conditions of atmospheric pressure and 1050 ° C. to synthesize a powder having a chemical formula of CuCr0 2 . After this synthesis, additional grinding treatment times were adjusted to produce CuCr02 powders with controlled particle diameters for use in the examples below. Electron micrographs and X-ray diffraction patterns of this powder were as shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
  • the non-conductive metal compound had a plate-like crystal structure, and had a layered three-dimensional structure or a P6 3 / mmc space group structure as shown in FIG. 1). It became.
  • EXAMPLE 1 Formation of conductive pattern by laser direct irradiation Polycarbonate resin, which is a basic resin, and non-conductive metal compound particles (CuCr0 2 ; particle size: 2.5 ai) obtained in Preparation Example 1 were used as LDS additives, and heat stabilizers (IR1076, PEP36), as additives for process and stabilization, A UV stabilizer (UV329), a lubricant (EP18 4 ), and an impact modifier (S2001) were used together to prepare a composition for forming a conductive pattern by electromagnetic wave irradiation.
  • the polycarbonate resin combined wave the LDS additive compared to 5 parts by weight 0/0, and other additives to 5 parts by weight 0 /. To obtain a composition, it was extruded through an extruder at this temperature of 260 C to 28C.
  • the resin structure in the form of extruded pellets was injection molded at about 260 to 270 ° C. in the form of a 100 mm diameter, 2 mm thick substrate and an izod bar of ASTM specification.
  • FIG. 7 is an electron micrograph of the substrate fracture surface, and FIG. 7 and the right view are partially enlarged views of the left view. 6 and 7, it is confirmed that the non-conductive metal compound is present in the polycarbonate resin in a well dispersed state without decomposition (Fig. 6) before the laser irradiation, and the non-conductive metal compound particles are contained in the polycarbonate resin. It is confirmed that they exist in a uniformly dispersed state (FIG. 7).
  • the injection molded resin structure is ASTM as in Test Example 2 below.
  • Izod notch laminar strength was measured according to the D256 specification.
  • the surface was activated by irradiating a laser of 1064 nm wavelength band under the conditions of 40kHz, 10W.
  • the formation of a copper-containing metal core in the polycarbonate resin was analyzed and confirmed by electron micrographs and XRD, and the results are shown in FIGS. 8 and 9, respectively.
  • a part of Cu or its ions derived from CuCr0 2 particles is reduced to form a metal seed (ie, a metal nucleus). It was confirmed that the surface was formed.
  • Plating solution is copper sulfate
  • a conductive pattern forming composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of the non-conductive metal compound particles (CuCr ⁇ 3 ⁇ 4 particles), which are LDS additives in Example 1, was 3% by weight, from which the conductive pattern was formed.
  • Example 1 each being an LDS additive.
  • a composition for forming a conductive pattern was prepared in the same manner as in Examples 1 and 2, except that the particle size of the non-conductive metal compound particles (CuCr0 2 particles) was added to 1.2, to thereby prepare a resin structure having a conductive pattern. It was.
  • Examples 5 to 8 Formation of Conductive Patterns by Laser Direct Irradiation
  • the composition for electroconductive pattern formation was produced, and the resin structure which has an electroconductive pattern was produced from this.
  • Example 9 Formation of Conductive Pattern by Laser Direct Irradiation
  • Example 1 Except that the non-conductive metal compound particles (CuCr0 2 particles), which are LDS additives, were added with a particle size of 5 ⁇ s, the same as in Example 1
  • the composition for electroconductive pattern formation was manufactured by the method, and the resin structure which has an electroconductive pattern was produced from this. Comparative Example 1: Formation of Conductive Pattern by Laser Direct Irradiation
  • Non-conductive metal compound particles having a particle diameter of 0.5 instead of CuCr0 2
  • CuNi0 2 was used, except that the irradiation conditions of the laser irradiation was changed to 3W instead of 10W, and the composition for forming a conductive pattern was prepared in the same manner as in Example 1, and a resin structure having a conductive pattern was prepared therefrom.
  • class 0 grade The peeling area of the conductive pattern is 0% of the conductive pattern area to be evaluated;
  • class 1 grade The peeling area of the conductive pattern is more than 0% and 5% or less of the conductive pattern area to be evaluated;
  • class 2 grade The peeling area of the conductive pattern is more than 5% and 15% or less of the conductive pattern area to be evaluated;
  • class 3 grade The peeling area of the conductive pattern is more than 15% and 35% 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; 6.
  • Class 5 The peeling area of the conductive pattern is greater than 65% of the conductive pattern area to be evaluated.
  • Table 2 in Examples 1 to 8, the area of the conductive pattern to be peeled out of the regions in which the entire conductive pattern was formed was very small, and was evaluated as class 0 or 1, whereby the conductive pattern had excellent adhesion to the polymer resin substrate. It was confirmed to have. On the contrary, in Comparative Example 1, it was confirmed that the conductive pattern was easily removed due to poor adhesive force.
  • the particle diameter of the non-conductive metal particles is about 0.5 to 2.5mm
  • Test Example 2 Evaluation of Mechanical Properties of Resin Structure

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Abstract

본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에, 그 기계적 물성 저하를 줄이면서, 우수한 접착력을 갖는 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다. 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 고분자 수지; 및 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고 혹은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 0.1 내지 20㎛의 입경을 갖는 입자를 포함하고, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터, 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체
【기술분야】
본 발명은 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에, 그 기계적 물성 저하를 줄이면서, 우수한 접착력을 갖는 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 관한 것이다.
【배경기술】 .
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 구조체는 핸드폰 케이스에 일체화된 안테나, 각종 센서, MEMS 구조체 또는 RFID 태그 등의 다양한 대상물을 형성하는데 적용될 수 있다.
이와 같이, 고분자 수지 기재 표면에 도전성 패턴을 형성하는 기술에 대한 관심이 증가하면서, 이에 관한 몇 가지 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 아직까지 이러한 기술을 보다 효과적으로 이용할 수 있는 방법은 제안되지 못하고 있는 실정이다.
예를 들어, 이전에 알려진 기술에 따르면, 고분자 수지 기재 표면에 금속층을 형성한 후 포토리소그라피를 적용하여 도전성 '패턴을 형성하거나, 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성 패턴을 형성하는 방법 등이 고려될 수 있다. 그러나, 이러한 기술에 따라 도전성 패턴을 형성할 경우, 필요한 공정 또는 장비가 지나치게 복잡해지거나, 양호하고도 미세한 도전성 패턴을 형성하기가 어려워지는 단점이 있다.
이에 보다 단순화된 공정으로 고분자 수지 기재 표면에 미세한 도전성 패턴을 보다 효과적으로 형성할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이러한 당업계의 요구를 충족하기 위해, 고분자 수지에 특정한 비도전성 금속 화합물 등을 첨가한 조성물을 사용하고, 레이저 등 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 기술이 제안된 바 있다. 이러한 기술에 '따르면, 상기 조성물의 소정 영역에 레이저 등 전자기파를 직접 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 중의 금속 성분을 선택적으로 노출시키고, 해당 영역에 무전해 도금 등을 진행하여 도전성 패턴을 형성할 수 있다.
그런데, 이러한 기술의 적용시, 상기 비도전성 금속 화합물의 첨가에 의해 취성이 증가하여, 고분자 수지 기재 (또는 제품) 자체의 층격 강도 등 기본적인 기계적 물성이 저하되는 경우가 많았다.
또, 위 기술에 따라 도전성 패턴을 형성할 경우, 이러한 도전성 패턴이 고분자 수지 기재에 대해 열악한 접착력을 나타냄에 따라, 양호한 도전성 패턴이 형성되기 어려워 지는 등의 문제점 또한 존재하였다.
이 때문에, 상술한기술이 널리 적용되지 못하고 있는 실정이며, 관련 기술의 개선이 계속적으로 요구되고 있다.
【발명의 내용]
【해결하려는 과제】 .
본 발명은 각종 고분자수지 제품 또는 수지층 상에, 그 기계적 물성 저하를 줄이면서, 우수한 접착력을 갖는 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물과, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물 등으로부터 형성된 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제공하는 것이다.
【과제의 해결 수단】
본 발명은 고분자 수지; 및 제 1, 금속 및 제 2 금속을 포함하고 R^m 혹은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 약 0.1 내지 20 의 입경을 갖는 입자를 포함하고, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터, 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제공한다.
상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물의 구체적인 예로는, CuCr02, NiCr02, AgCr02; CuMo02, NiMo02, AgMo02, NiMn02, AgMn02, NiFe02, AgFe02, CuW02, AgW02, NiW02, AgSn02, NiSn02 및 CuSn02,로 이루어진 군에서 선택된 화합물의 1종 이상을 들 수 있고, 이로서 상기 전자기파 조사에 의해 금속핵을 보다 잘 형성시켜 더욱 양호한 도전성 패턴의 형성을 가능케 한다.
또, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 약 lOOOnm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파에 대하여 약 25% 이하, 혹은 약 10 내지 25%의 반사도를 나타낼 수 있다.
그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 약 lOOOnm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 5 내지 20W의 평균 파워로 조사되어 상기 금속핵이 형성되는 것으로 될 수 있다. 이러한 레이저 전자기파 조사 조건의 제어에 의해, 상기 조성물의 고분자 수지 상에 금속핵이 보다 잘 형성될 수 있고, 이에 따라 보다 ¾호한 도전성 패턴이 형성될 수 있다. .
또, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 고분자 수지는 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 포함할 수 있고, 이의 보다 구체적인 예로는 ABS 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 . 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리푸탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물 입자는 전체 조성물에 대해 약 0.5 내지 7 중량%로 포함될 수 있으며, 나머지 함량의 고분자 수지가 포함될 수 있다.
또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상술한 고분자 수지 및 소정의 비도전성 금속 화합물 입자 외에, 열 안정제, UV 안정게, 난연제, 활제, 항산화제, 무기 충전제, 색 첨가제, 층격 보강제 및 기능성 보강제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명은 또한, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여: 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 전자기파의 직접 조사에 의해 .도전성 패턴을 형성하는 방법을 제공한다. 이러한 도전성 패턴의 형성 방법은, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵을 발생시키는 단계; 및 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 도전성 패턴 형성 방법에서, 상기 금속핵 발생 단계에 있어서는 약 lOOOnm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 5 내지 20W의 평균 파워로 조사될 수 있고, 이로서 금속핵이 보다 잘 형성되고 더욱 양호한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 상기 전자기파 조사에 의한 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 표면 (이하, "접착활성 표면")을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 도전성 금속층은 무전해 도금에 의해 상기 접착활성 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 무전해 도금시, 상기 금속핵은 일종의 seed로 작용하여 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이은이 화학적으로 환원될 때, 이와 강한 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 도전성 금속층이 보다 용이하게 선택적으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 또한, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴 형성 방법에 의해 얻어진 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제공한다. 이러한 수지 구조체는 고분자 수지 기재; 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고 ¾ 혹은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 약 α ΐ 내지 20 의 입경을 가지며 상기 고분자 수지 기재에 분산되어 있는 입자; 소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함한 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및 상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함할 수 있다.
상기 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대웅할 수 있다. 또한, 상기 수지 구조체에서, 상기 도전성 금속층은 ISO 2409 표준 방법에 따라 시험하였을 때, 상기 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적의 약 o% (class 0 등급) 또는 약 0% 초과 5% 이하 (class 1 등급)로 되는 우수한 접착력으로 상기 고분자 수지 기재 상에 형성되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 수지 구조체는 ASTM D256 방법으로 측정한 충격 강도가 약 4.0J/cm 이상으로 될 수 있다.
【발명의 효과】
- 본 발명에 따르면, 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 레이저 등 전자기파를 조사하는 매우 단순화된 공정으로 미세한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 하는 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공될 수 있다. '
특히, 본 발명에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물 등은 특유의 입체 구조 및 소정의 입경 범위를 갖는 비도전성 금속 화합물 입자를 사용함에 따라, 고분자 수지 제품 또는 수지층 자체의 충격 강도 등 '기계적 물성 저하를 줄이면서, 우수한 접착력을 나타내는 미세한 도전성 패턴을 보다 효과적으로 형성할 수 있다.
따라서, 이러한 도전성 패턴 형성용 조성물이나 도전성 패턴 형성 방법 등을 이용해, 휴대폰 케이스 등 각종 수지 제품 상의 안테나용 도전성 패턴, RFID 태그, 각종 센서, MEMS 구조체 등을 매우 효과적으로 형성할 수 있게 된다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 발명의 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물에 포함되는 비도전성 금속 화합물의 일 예의 입체 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 발명의 다른 구현예에 따른 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를 공정 단계별로 간략화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 발명의 다른 구현예에 따른 도전성 패턴 형성 방법의 일 예에서, 전자기파 조사에 의해 고분자 수지 기재의 표면에 금속핵을 포함한 접착활성 표면이 형성된 모습을 나타낸 전자 현미경 사진이다. 도 4 및 5는 각각 제조예 1에서 얻어진 조절된 입경을 갖는 CuCr02 분말의 전자 현미경 사진 및 X선 회절 패턴을 나타낸다.
도 6 및 7은 각각 실시예 1에서 CuCrO2 입자가 포함된 수지 구조체를 얻은 후에, 이러한 기판을 X선 회절 분석한 결과 및 수지 기판 파단면의 전자 현미경 사진을 나타낸다.
도 8 및 9는 각각 실시예 1에서 레이저 조사 후 고분자 수지 기재 표면에 금속핵 및 이를 포함한 접착활성 표면의 형성 유무를 X선 회절 분석 및 전자 현미경 사진으로 확인한 결과를 나타낸다.
도 10 및 11은 각각 비교예 1에서 레이저 조사 후에 수지 구조체 상에 금속핵이 형성되었는지 여부의 X선 회절 분석 결과와, 레이저 조사 표면을 전자 현미경 사진으로 확인한 결과를 나타낸다. .
도 12는 실시예 2, 4 및 6에서, 도전성 패턴 형성 과정 중 레이저 조사 후의 고분자 수지 기재 표면을 전자 현미경으로 관찰하여 나타낸 사진이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】 '
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체에 대해 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 고분자 수지; 및 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고 m 흑은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 약 0.1 내지 20 의 입경을 갖는 입자를 포함하고, 전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터, 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물이 제공된다.
이러한 도전성 패턴 형성용 조성물은 J n 혹은 P63/mmc 공간군 구조로 정의되는 특정 입체 구조를 가지며, 약 0.1 내지 20 ffli, 흑은 약 0.3 내지 10/ffli, 혹은 약 0.5 내지 3卿의 특정 입경을 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자를 포함한다. 이러한 입자의 주성분인 비도전성 금속 화합물의 일 예의 입체 구조는 도 1에 모식적으로 나타나 있다.
도 1을 참조하면, 상기 비도전성 금속 화합물은 상기 제 1 및 제 2 금속 중 적어도 1종의 금속을 포함하고 모서리를 공유하는 8면체들이 서로 2차원적으로 연결된 구조를 갖는 복수의 제 1 층 (edge-shared octahedral layer)과, 상기 제 1 층과 다른 종류의 금속을 포함하고 서로 인접하는 제 1 층 사이에 배열된 제 2 층을 포함하는 입체 구조를 가질 수 있으며, 이러한 입체 구조가 혹은 P63/mmc 공간군 구조로 지칭될 수 있다.
이러한 비도전성 금속 화합물의 입자를 포함한 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용해 고분자 수지 제품 또는 수지층을 성형한 후, 레이저 등 전자기파를 조사하면, 상기 비도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵이 형성될 수 있다. 이러한 금속핵은 전자기파가 조사된 소정 영역에서 선택적으로 노출되어 고분자 수지 기재 표면의 접착활성 표면을 형성할 수 있다. 이후, 상기 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵 등을 seed로 하여 도전성 금속 이온 등을 포함하는 도금 용액으로 무전해 도금하면, 상기 금속핵을 포함하는 접착활성 표면 상에 도전성 금속층이 형성될 수 있다. 이러한 과정을 통해, 상기 전자기파가 조사된 소정. 영역의 고분자 수지 기재 상에만 선택적으로 도전성 금속층, 다시 말해서 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
특히, 이와 같이 금속핵 및 접착활성 표면이 형성되어 전자기파 조사에 의해 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능하게 되는 주된 요인 중 하나로서 , 일 구현예의 조성물에 포함되는 비도전성 금속 화합물이 갖는 특정한 입체 구조, 예를 들어, 상술한 도 1에 모식적으로 나타난 입체 구조를 들 수 있다.
이러한 비도전성 금속 화합물의 입체 구조에서는, 이를 이루는 제 1 및 제 2 금속 중 적어도 1종의 금속이 제 1 층에 포함되어 있는데, 이러한 제 1 층은 모서리를 공유하는 8면체들이 서로 2차원적으로 연결된 구조 (edge-shared octahedral layer)를 가지고 있다. 또한, 상기 비도전성 금속 화합물의 입체 구조에서는, 상술한 제 1 층의 복수 층과 함께, 서로 안접하는 제 1 층 사이에 배열된 제 2 층을 포함하고 있다. 이러한 제 2 층에는 상기 제 1 층과는 다른 종류의 금속, 예를 들어, 제 1 및 제 2 금속 중 제 1 층에 포함되지 않은 나머지 금속이 포함되며, 이러한 게 2 층의 금속은 서로 인접하는 제 1 층 사이에서 상기 8면체들의 꼭지점을 서로 이어주어 이들의 2차원적 연결 구조를 서로 결합시킬 수 있다.
보다 구체적인 일 예에서, 이러한 층상 입체 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물은 제 1 및 제 2 금속과 함께, X(산소, 질소 또는 황)을 포함하여 ABX2 (A, B는 각각 독립적으로 제 1 및 제 2 금속을 나타내며, X는 산소, 질소 또는 황을 나타낸다.)의 일반식으로 표시되는 화합물로 될 수 있다. 이러한 일반식의 화합물에서, 제 1 및 제 2 금속 중 적어도 1종의 금속 및 X의 원자들이 모서리를 공유하는 8면체들을 이를 수 있고, 이들이 서로 2차원적으로 연결된 구조로 배열되어 제 1 층을 이를 수 있다. 또, 상술한 바와 같이, 제 1 층에 포함되지 않은 나머지 금속이 서로 인접하는 제 1 층 사이의 제 2 층을 이를 수 있으며, 이러한 제 2 층을 이루는 금속이 게 1 층 사이에서 이들의 2차원적 연결 구조를 서로 결합시킬 수 있는 것이다.
이때, 상기 제 2 층을 이루는 제 1 또는 제 2 금속은 Cu, Ag 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속으로 되어 전자기파 조사에 의해 비도전성 금속 화합물로부터 방출되는 금속원으로 될 수 있고, 나머지 제 1 층을 이루는 금속은 Cr, Mo, Mn, Fe, Sn 및 W로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속으로 될 수 있다.
이상에서 설명한 특정한 층상 입체 구조의 비도전성 금속 화합물은 전자기파 조사 전에는 비도전성을 나타낼 뿐 아니라, 상기 고분자 수지와 우수한 상용성을 가지며, 상기 환원 또는 도금 처리 등에 사용되는 용액에 대해서도 화학적으로 안정하여 비도전성을 유지하는 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 비도전성 금속 화합물은 전자기파가 조사되지 않은 영역에서는, 고분자 수지 ' 기재 내에 균일하게 분산된 상태로 화학적으로 안정하게 유지되어 비도전성을 나타낼 수 있다.
이에 비해, 상기 레이저 등 전자기파가 조사된 소정 영역에서는 비도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온 등이 쉽게 발생할 수 있다. 이때, 상술한 비도전성 금속 화합물로부터 금속 또는 그 이은이 보다 쉽게 방출될 수 있는 것은, 상기 비도전성 금속 화합물이 상술한 제 1 층 및 제 2 층이 순차 배열된 층상 입체 구조를 가짐에 기인한 것으로 예측될 수 있다. 이러한 층상 입체 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물은 제 2 층의 vacancy formation energy가 다른 비층상 입체 구조를 갖는 화합물에 비해 낮아, 상기 제 2 층에 포함된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온이 보다 쉽게 방출될 수 있는 것이다. 이와 같이, 전자기파 조사에 의해 비도전성 금속 화합물로부터 금속이나 그 이온이 보다 쉽게 방출됨에 따라, 금속핵 및 접착활성 표면의 형성을 가능케 하는 주된 요인 중 하나로 될 수 있다.
다만, 본 발명자들의 실험 결과, 이러한 비도전성 금속 화합물의 특유의 입체 구조만으로 상기 금속핵 및 접착활성 표면의 형성이 가능해 지는 것은 아님이 확인되었다. 본 발명자들은 계속적인 실험 및 연구를 통하여, 상술한 특정 입체 구조의 비도전성 금속 화합물 중에서도, 예를 들어, CuCr02, NiCr02, AgCr02; CuMo02, NiMo02, AgMo02, NiMn02, AgMn02, NiFe02, AgFe02, CuW02, AgW02, NiW02, AgSn02, NiSn02 또는 CuSn02 등의 특정 화합물을 선택 및 포함함에 따라, 상기 일 구현예의 조성물이 특정 파장의 레이저 등 전자기파에 대해 보다 높은 흡수율 및 민감도를 나타내게 할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이와 함께 후술하는 바와 같은 레이저 등 전자기파 조사 조건 등을 조절함에 따라, 비로소 상기 금속핵 및 접착활성 표면의 형성이 가능해 지며, 레이저 등 전자기파의 조사 및 순차적인 환원 또는 도금 처리 둥에 의해 보다 양호한 미세 도전성 패턴이 형성될 수 있음이 확인되었다.
이러한 일 구현예와 달리, 상술한 층상 입체 구조 등을 가지더라도, 후술하는 비교예에 기재된 CuNi02 등과 같은 적절치 않은 비도전성 금속 화합물이 사용되거나, 레이저 등 전자기파 조사 조건이 적절한 범위로 제어되지 못하는 경우, 금속핵이 형성되지 못하거나, 상기 금속핵을 포함하고 보다 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면이 제대로 형성되지 못하고 고분자 수지에 대한 우수한 접착력을 갖는 양호한 도전성 패턴이 형성되지 못할 수 있다. .
따라서, 상기 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은 상술한 비도전성 금속 화합물 특유의 입체 구조, 이에 따른 특성 및 상술한 금속핵 및 이에 따른 접착활성 표면의 형성을 가능케 하는 제반 조건의 제어 등으로 인해, 스피넬 등 다른 입체 구조를 갖는 화합물을 포함하거나, 기타 금속핵 등의 형성이 수반되지 않는 다른 조성물을 사용한 경우와 비교하여, 보다 양호한 미세 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 한다. 더구나, 이러한 특성으로 인해, 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하면, 상기 스피델 등 비층상 입체 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물을 포함한 다른 조성물을 사용한 경우 등에 비해, 상기 비도전성 금속 화합물의 사용량 : 보다 구체적으로 제 1 또는 제 2 금속의 사용량 또는 함량을 줄이더라도, 양호하고도 미세한 도전성 금속층을 보다 용이하게 형성할 수 있다.
한편, 상술한 특정 입체 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자는 약 0.1 내지 20 , 혹은 약 0.3 내지 10/ΛΠ, 흑은 약 0.5 내지 3 의 특정 입경 범위를 가질 수 있다. 본 발명자들의 실험 결과, 상술한 비도전성 금속 화합물의 입자가 이러한 특정 입경 범위를 가짐에 따라, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 첨가에 의한 고분자 수지의 충격 강도 등 기계적 물성 저하가 최소화될 수 있음이 확인되었다. 이는 다음과 같은 기술적 원리에 기인한 것으로 예측된다.
상술한 R^n 혹은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 물질은 그 입체 구조 및 결정 구조의 특징에 따라, c축의 길이가 a축에 비해 길고 aspect ratio가 높은 판상형 구조를 가질 수 있다 (도 1 참조). 이러한 판상형의 구조로 인해, 상기 10m 혹은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물 입자의 입경이 커질 경우, 상술한 큰 aspect ratio 등으로 인해 입경의 증가 정도가 보다 크게 반영될 수있다. 그 결과, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 고분가 수지 내 분산성이 보다 크게 저하될 수 있고, 취성을 큰 폭으로 증가시켜 고분자 수지의 층격 강도 등 기계적 물성을 더욱 크게 저하시킬 수 있다. 그러나, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 입경이 상술한 약 20卿 이하로 조절됨에 따라, 이러한 문제점이 줄어들어 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 첨가에 따른 고분자 수지의 기계적 물성 저하 정도가 줄어들 수 있다.
다만, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 입경이 지나치게 작아지면, 그 비표면적이 크게 증가하여 흡습락 둥이 증가할 수 있고 이로 인해 폴리카보네이트 수지 등 고분자 수지와의 부반웅을 일으킬 수 있다. 이러한 부반웅은 고분자 수지의 물성이나 점성 등을 약화시키는 요인으로 될 수 있다. 더구나, 분진 발생 정도가 증가하여 공정상의 불편함을 야기할 수 있다. 그러나, 상기 비도전성 금속 화합물 빕자의 입경 범위가 적절하게 제어되면 이러한 문제점 또한 줄이고 고분자 수지의 물성 저하 등을 억제하면서 공정상의 불편함을 줄일 수 있다.
이에 더하여, 상술한 특정 입체 구조에 최적화된 입경 범위를 갖는 비도전성 금속 화합물 입자는 상대적으로 낮은 파워의 레이저 등 전자기파 조사 조건 하에서도, 전자기파에 보다 민감하게 반응하여 금속핵이 보다 효과적으로 형성될 수 있고, 이러한 금속핵을 포함하면서 보다 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면이 잘 형성되도록 할 수 있음이 확인되었다. 그 결과, 상기 금속핵 및 접착활성 표면 상에 보다 우수한 접착력을 나타내는 미세한 도전성 패턴이 양호하게 형성될 수 있다.
그리고, 상술한 입경 범위로 인해 비도전성 금속 화합물 입자가 전자기파에 보다 민감하게 반웅할 수 있으므로,. 고분자 수지에 첨가되는 비도전성 금속 화합물 입자의 함량 자체를 낮추더라도 도전성 패턴을 보다 효과적으로 형성할 수 있다. 이 때문에, 일반적으로 진한 색상을 나타내는 비도전성 금속 화합물 입자의 색상을 안료 또는 착색제의 최소한 첨가로 보다 용이하게 은폐하여 원하는 색상을 갖는 고분자 수지 제품 등을 보다 용이하게 제공할 수 있게 된다.
이러한 특정한 입경 범위의 비도전성 금속 화합물의 입자를 얻기 위해, 이를 이루는 제 1 및 제 2 금속 함유 전구체를 서로 흔합하여 고온 소성함으로서 상기 비도전성 금속 화합물을 얻은 후에, 이를 밀링 공정 등을 통해 파쇄할 수 있다. 이러한 파쇄 공정으로 원하는 입경 범위를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자를 얻은 후에, 이를 건조하여 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물에 사용할 수 있다ᅳ 그런데, 상기 파쇄 공정의 진행 조건 및 방법은 일반적인 무기 입자 (금속 산화물 입자 등)의 밀링 공정 등 파쇄 공정에 따를 수 있고, 기타 일반적인 금속 산화물 입자의 제조 공정에 따라 상기 비도전성 금속 화합물의 입자를 제조할 수 있으프로, 이에 관한 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은 적외선 영역에 해당하는 파장, 예를 들어, 약 lOOOnm 내지 1200nm, 혹은 약 1060nm 내지 1070nm, 예를 들어 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파에 대하여 약 25% 이하, 흑은 약 10 내지 25%의 반사도를 나타낼 수 있다. 이러한 레이저 전자기파에 대한 상대적으로 낮은 반사도는 금속핵 및 순차적인 도전성 패턴 형성시 통상 적용되는 레이저 전자기파에 대한 높은 흡수율 및 민감도를 반영할 수 있다. 따라서, 상술한 범위의 낮은 반사도를 나타내는 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하면, 레이저 등 전자기파의 조사에 의해 금속핵 및 이를 포함하면서 더욱 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면이 보다 잘 형성될 수 있으며, 그 결과 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능해 진다.
또, 이러한 도전성 패턴 형성용 조성물의 낮은 반사도는 상술한 특정 입체 구조의 비도전성 금속 화합물의 사용, 이 증에서도 CuCr(¾, NiCr02, AgCr02, CuMo02, NiMo02, AgMo02, NiMn02, AgMn02, NiFe02, AgFe02, CuW02, AgW02, NiW02, AgSn02, NiSn02 및 CuSn02등과 같은 특정 화합물의 사용, 이러한 특정 비도전성 금속 화합물과, 후술하는 적절한 고분자 수지와의 조합 및 이들의 조성 등에 의해 달성될 수 있다.
한편, 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은 적외선 영역에 해당하^ 파장, 예를 들어, 약 lOOOnm 내지 1200nm, 흑은 약 1060nm 내지 1070nm, 혹은 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 5 내지 20W, 혹은 약 7 내지 15W의 평균 파워로 조사되어, 이러한 전자기파 조사부에 금속핵이 형성되는 것일 수 있다. 이러한 범위로 레이저 등 전자기파의 조사 조건이 제어됨에 따라, 일 구현예의 조성물에 대한 레이저 조사부에 금속핵 및 이를 포함하고 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면 등이 더욱 잘 형성€ 수 있으며, 이로서 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능해 진다. 다만, 실제 사용되는 비도전성 금속 화합물 및 고분자 수지의 구체적인 종류나 이들의 조성에 따라, 금속핵 등의 형성을 가능케 하는 전자기파 조사 조건을 다르게 제어될 수도 있다.
상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 고분자 수지로는 다양한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성할 수 있는 임의의 열 경화성 수지 또는 열 가소성 수지를 별다른 제한 없이 사용할 수 있다. 특히, 상술한 특정 입체 구조 및 입경을 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자는 다양한 고분자 수지와 우수한 상용성 및 균일한 분산성을 나타낼 수 있으며, 고분자 수지의 충격 강도 등 기계적 물성을 거의 저하시키지 않을 수 있다. 따라서, 일 구현예의 조성물은 다양한 고분자 수지를 포함하여 여러 가지 수지 제품 또는 수지층으로 성형될 수 있다. 이러한 고분자 수지의 구체적인 예로는, ABS 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 또는 폴리프탈아미드 수지 등을 들 수 있고, 이외에도 다양한 고분자 수지를 포함할 수 있다. 이 중에서도, 금속핵의 형성 및 양호한 도전성 패턴의 형성을 보다 바람직하게 담보할 수 있도록, 상기 고분자 수지로서 ABS 수지 또는 폴리카보네이트 수지를 사용함이 적절하다.
또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물에서, 상기 비도전성 금속 화합물은 전체 조성물에 대해 약 0.5 내지 7 증량0 /。, 혹은 약 1 내지 6 중량%로 포함될 수 있으며, 나머지 함량의 고분자 수지가 포함될 수 있다. 이러한 함량 범위에 따라, 상기 조성물로부터 형성된 고분자 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성 등 기본적인 물성을 우수하게 유지하면서도, 전자기파 조사에 의해 일정 영역에 도전성 패턴을 형성하는 특성을 바람직하게 나타낼 수 있다. 이미 상술한 바와 같이, 일 구현예의 조성물은 특정 입체 구조 및 입경 범위를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자를 포함하여, 이러한 비도전성 금속 화합물의 입자를 보다 .낮은 함량으로 포함하더라도, 전자기파 조사에 의해 금속핵 및 우수한 접착력을 갖는 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있다. 따라서, 비도전성 금속 화합물 입자의 함량을 줄여 상기 수지 제품 또는 수지층의 기본적 물성을 더욱 우수하게 유지할 수 있고, 이러한 첨가제의 색상을 은폐하여 다양한 색상을 나타내는 고분자 수지 제품을 제공하기가 보다 용이하게 된다.
그리고, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물은 상술한 고분자 수지 및 소정의 비도전성 금속 화합물 외에, 열 안정제, UV 안정제, 난연제, 활제, 항산화제, 무기 층전제, 색 첨가제, 층격 보강제 및 기능성 보강제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 이외에도 수지 제품 성형용 조성물에 사용가능한 것으로 알려진 다양한 첨가제를 별다른 제한없이 모두 사용할 수 있음은 물론이다. 한편, 발명꾀 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여, 수지 제품 또는 수지층 등의 고분자 수지 기재 상에, 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 도전성 패턴의 형성 방법은, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에..도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 ᅳ 비도전성 금속 화합물 입자로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵을 발생시키는 단계; 및 상기 금속핵을 발생시킨 영역을 ' 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로, 상기 다른 구현예에 따른 도전성 패턴의 형성 방^을 각 단계별로 설명하기로 한다. 참고로, 도 2에서는 상기 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를, 수지 제품 또는 수지층 (고분자 수지 기재)의 소정 영역에 대한 전자기파 조사 단계 (금속핵 및 이를 포함하는 접착활성 표면의 형성 단계; 첫 번째 및 두 번째 도면), 도전성 '금속층의 형성 단계 (세 번째 도면)로 간략화하여 나타내었다. 또한, 도 3에서는 상기 도전성 패턴 형성 방법의 일 예에서, 전자기파 조사에 의해 고분자 수지 기재의 소정 영역 표면에 금속핵 및 이를 포함한 접착활성 표면이 형성된 모습을 전자 현미경 사진으로 나타내고 있다.
상기 도전성 패턴 형성 방법에서는, 먼저, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성할 수 있다. 이러한 수지 제품의 성형 또는 수지층의 형성에 있어서는, 통상적인 고분자 수지 조성물을 사용한 제품 성형 방법 또는 수지층 형성 방법이 별다른 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물을 사용하여 수지 제품을 성형함에 있어서는, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 압출 및 넁각한 후 펠릿 또는 입자 형태로 형성하고, 이를 원하는 형태로 사출 성형하여 다양한 고분자 수지 제품을 제조할 수 있다.
이렇게 형성된 고분자 수지 제품 또는 수지층은 상기 고분자 수지로부터 형성된 수지 기재 상에, 상술한 특정 입체 구조 및 입경 범위를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자가 균일하게 분산된 형태를 가질 수 있다. 특히 , 상기 비도전성 금속 화합물의 입자는 다양한 고분자 수지와 우수한 상용성, 충분한 용해도 및 화학적 안정성을 가지므로, 상기 수지 기재 상의 전 영역에 걸쳐 균일하게 분산되어 비도전성을 갖는 상태로 유지될 수 있다. 이러한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성한 후에는, 도 2의 첫 번째 도면에 도시된 바와 같이, 도전성 패턴을 형성하고자 하는 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에, 레이저 등 전자기파를 조사할 수 있다. 이러한 전자기파를 조사하면, 상기 바도전성 금속 화합물로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온이 방출될 수 있고, 이를 포함한 금속핵을 발생시킬 수 있고, 이를 포함한 접착활성 표면을 형성할 수 있다 (도 2의 두 번째 도면 참조). ·
보다 구체적으로, 상기 전자기파 조사에 의한 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, .보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 접착활성 표면을 형성할 수 있다 (도 3 참조). 이러한 접착활성 표면은 큰 거칠기를 가지면서, 상기 금속핵을 포함한 상태로 형성될 수 있다. 이러한 접착활성 표면이 전자기파가 조사된 일정 영역에서만 선택적으로 형성됨에 따라, 후술하는 도금 단계 등을 진행하면, 상기 금속핵 및 접착활성 표면에 포함된 제 1 또는 제 2 금속 .이은의 화학적 환원, 및 /또는 이에 대한 무전해 도금에 의해 도전성 금속 이온이 화학적 환원됨으로서, 상기 도전성 금속층이 소정 영역의 고분자 수지 기재 상에 선택적으로 보다 양호하게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무전해 도금시에는, 상기 금속핵이 일종의 seed로 작용하여 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적으로 환원될 때, 이와 강한 결합을 형성할 수 있다. 그 결과, 상기 도전성 금속층이 보다 용이하게 선택적으로 형성될 수 있다.
특히, 상기 비도전성 금속 화합물 입자가 특정 입경 범위를 가짐에 따라, 상대적으로 낮은 파워의 레이저 등 전자기파 조사 하에서도 민감하게 반웅하여 보다 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면 및 금속핵을 효과적으로 형성할 수 있고, 이로부터 수지 제품 또는 수지층 상에 향상된 접착력을 갖는 도전성 금속층 (도전성 패턴)이 형성될 수 있다. 한편, 상술한 금속핵 발생 단계에 있어서는, 전자기파 증에서도, 레이저 전자기파가 조사될 수 있고, 예를 들어, 적외선 영역에 해당하는 파장, 예를 들어, 약 lOOOnm 내지 1200nm, 흑은 약 1060nm 내지 1070nm, 흑은 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 5 내지 20W, 혹은 약 7 내지 15W의 평균 파워로 조사될 수 있다.
이러한 레이저 전자기파의 조사에 의해, 비도전성 금속 화합물로부터 금속핵의 형성을 보다 바람직하게 담보할 수 있고, 이를 포함한 접착활성 표면을 소정 영역에 선택적으로 발생 및 노출시킬 수 있다.
한편, 상술한 금속핵 발생 단계를 진행한 후에는, 도 2의 세 번째 도면에 도시된 바와 같이, 상기 금속핵 및 접착활성 표면을 형성시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 진행할 수 있다. 이러한 환원 또는 도금 단계를 진행한 결과, 상기 금속핵 및 접착활성 표면이 노출된 소정 영역에서 선택적으로 도전성 금속층이 형성될 수 있고, 나머지 영역에서는 화학적으로 안정한 비도전성 금속 화합물이 그대로 비도전성을 유지할 수 있다. 이에 따라, 고분자 수지 기재 상의 소정 영역에만 선택적으로 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 도전성 금속층의 형성 단계는 무전해 도금에 의해 진행될 수 있고, 이에 따라 상기 접착활성 표면 상에 양호한 도전성 금속층이 형성될 수 있다.
일 예에서, 이러한 환원 또는 도금 단계에서는 상기 금속핵을 발생시킨 소정 영역의 수지 제품 또는 수지층을 환원제를 포함한 산성 또는 염기성 용액으로 처리할 수 있으며, 이러한 용액은 환원제로서, 포름알데히드, 차아인산염, 디메틸아미노보레인 (DMAB), 디에틸아미노보레인 (DEAB) 및 히드라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 환원 또는 도금 단계에서는, 상술한 환원제 및 도전성 금속 이온을 포함한 무전해 도금 용액 등으로 처리하여 상기 무전해 도금에 의해 도전성 금속층을 형성할 수 있다.
이와 같은 환원 또는 도금 단계의 진행으로, 상기 금속핵에 포함된 제 1 또는 게 2 금속 이온이 환원되거나, 상기 금속핵이 형성된 영역에서 이를 seed로 하여 상기 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적 환원되어, 소정 영역에 선택적으로 양호한 도전성 패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 금속핵 및 접착활성 표면은 상기 화학적으로 환원되는 도전성 금속 이온과 강한 결합을 형성할 수 있고, 그 결과 소정 영역에 선택적으로 도전성 패턴이 보다 용이하게 형성될 수 있다.
한편, 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴 형성 방법에 의해 얻어진 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체가 제공된다. 이러한 수지 구조체는 고분자 수지 기재; 제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고 ΐδηι 흑은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 약 0.1 내지 2( m의 입경을 가지며 상기 고분자 수지 기재에 분산되어 있는 입자; 소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함한 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및 상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함할 수 있다.
이러한 수지 구조체에서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 ¾역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대응할 수 있다. 또, 상기 접착활성 표면의 금속핵에 포함된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온은 상기 비도전성 금속 화합물 입자에서 유래한 것으로 될 수 있다. 한편, 상기 도전성 금속층은 상기 제 1 또는 제 2 금속에서 유래하거나, 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온에서 유래한 것으로 될 수 있다.
한편, 상기 수지 구조체에서, 상기 도전성 금속층은 상기 특정 입경 범위를 갖는 비도전성 금속 화합물 입자를 이용하여 형성됨에 따라, 보다 우수한 접착력으로서 상기 고분자 수지 기재 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전성 금속층은 ISO 2409 표준 방법에 따라 시험하였을 때, 상기 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적의 0% (class 0 등급) 또는 0% 초과 내지 5% 이하 (class 1 등급)로 되는 우수한 접착력으로 상기 고분자 수지 기재 상에 형성될 수 있다.
또한, 수지 구조체는 상술한 비도전성 금속 화합물의 첨가에도 불구하고 ASTM D256 방법으로 측정한 층격 강도가 약 4.0J/cm 이상으로 될 수 있다. 따라서, 이를 이용해, 고분자 수지 기재 상에 도전성 패턴이 형성되면서도, 우수한 기계적 물성을 유지하는 고분자 수지 제품 등을 제공할 수 있게 된다.
부가하여, 상기 수지 구조체는, 상기 고분자 수지 기재 내에 분산되어 있고, 상기 비도전성 금속 화합물에서 유래한 잔류물을 더 포함할 수 있다. 이러한 잔류물은 상기 비도전성 금속 화합물의 입체 구조에서 제 1 또는 제 2 금속 중 적어도 일부가 방출되어, 그 자리의 적어도 일부에 vacancy가 형성된 구조를 가질 수 있다.
상술한 수지 구조체는 안테나용 도전성 패턴을 갖는 휴대폰 케이스 둥 각종 수지 제품 또는 수지층으로 되거나, 기타 RFID 태그, 각종 센서 또는 MEMS 구조체 등의 도전성 패턴을 갖는 다양한 수지 제품 또는 수지층으로 될 수 있다. 이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에.의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다. 제조예 1 : 비도전성 금속 화합물 CuCr07 의 합성
원재료 CuO 와 Cr2< 를 2 : 1의 몰 비율로 하여 6시간 동안 볼 밀링함으로서 서로 균일하게 흔합하였다. 이후, 상압 및 1050oC의 조건 하에 2 시간 동안 소성하여 CuCr02의 화학식을 가지는 분말을 합성하였다. 이러한 합성 후에는 추가적인 분쇄 처리 시간을 조절하여 이하의 실시예에서 사용할 조절된 입경을 갖는 CuCr02 분말을 제조하였다. 이러한 분말의 전자 현미경 사진 및 X선 회절 패턴은 각각 도 4 및 5에 도시된 바와 같았다.
이러한 전자 현미경 및 X선 회절 분석 등을 통해, 상기 비도전성 금속 화합물은 판상형 결정 구조를 갖는 것으로 확인되었고, 도 1에 도시된 바와 같은 층상 입체 구조 혹은 P63/mmc 공간군 구조)를 갖는 것으로 확인되었다. 실시예 . 1 : 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 기본수지인 폴리카보네이트 수지와, LDS 첨가제로서 제조예 1에서 얻어진 비도전성 금속 화합물 입자 (CuCr02; 입경: 2.5 ai)를 사용하였으며, 공정 및 안정화를 위한 첨가제들로서 열 안정화제 (IR1076, PEP36), UV 안정제 (UV329), 활제 (EP184), 및 충격보강제 (S2001)들을 함께 사용하여 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였다.
상기 폴리카보네이트 수지 대비 LDS 첨가제 5 중량0 /0, 기타 첨가제를 5 중량0 /。로 흔합하여 조성물을 얻고, 이를 260 내지 28C C 온도에서 압출기를 통해 압출하였다. 압출된 펠렛 형태의 수지 구조체를 약 260 내지 270 °C 에서 직경 lOOmm, 두께 2mm의 기판 및 ASTM 규격의 아이조드바 형태로 사출 성형하였다.
이렇게 얻어진 수지 구조체를 X선 회절 분석 (XRD)하여 그 분석 결과를 도 6에 도시하였다. .또한, 이러한 기판 내의 비도전성 금속 화합물 입자의 분포 정도를 전자 현미경으로 분석하여 그 분석 결과를 도 7에 도시하였다. 참고로, 도 7은 기판 파단면의 전자 현미경 사진으로서, 도 7와 우측 도면은 좌측 도면의 부분 확대도이다. 상기 도 6 및 7을 참고하면, 레이저 조사 전에 폴리카보네이트 수지 내에서 비도전성 금속 화합물이 분해 없이 양호하게 분산 상태로 존재함이 확인되며 (도 6), 이러한 비도전성 금속 화합물 입자들이 폴리카보네이트 수지 내에 균일하게 분산된 상태로 존재함이 확인된다 (도 7).
그리고, 사출성형된 수지 구조체는 이하의 시험예 2와 같이 ASTM
D256 규격에 따라 아이조드 노치 층격 강도를 측정하였다.
한편, 위에서 제조된 수지 구조체에 대해, Nd-YAG laser 장치를 이용하여, 40kHz, 10W의 조건 하에 1064 nm 파장대의 레이저를 조사하여 표면을 활성화시켰다. Laser 조사 후, 폴리카보네이트 수지 내에 구리 함유 금속핵의 형성 여부를 전자 현미경 사진 및 XRD로 분석 및 확인하였으며, 그 결과를 각각 도 8 및 9에 도시하였다. 도 8. 및 9를 참고하면, 상기 레이저 조사 후에 CuCr02 입자에서 유래한 일부의 Cu 또는 그 이온이 환원되면서 금속 seed (즉, 금속핵)이 형성되며 또, 이를 포함하고 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면이 형성됨을 확인하였다.
이어서 상기 레이저 조사에 의해 표면이 활성화된 수지 구조체에 대하여 다음과 같이 무전해 도금 공정을 실시하였다. 도금 용액은 황산구리
3g, 롯셀염 14g, 수산화나트륨 4g을 100ml의 탈이은수에 용해시켜 제조하였다. 제조된 도금 용액 40 ml에 환원제로 포름알데하이드 1 .6ml를 첨가하였다. 레이저로 표면이 활성화된 수지 기판을 4 내지 5 시간 동안 도금 용액에 담지시킨 후, 증류수로 세척하였다. 형성된 도전성 패턴 (혹은 도금층)의 접착 성능은 후술하는 시험예 1 과 같이 ISO 2409 표준 방법을 이용하여 평가하였다. 실시예 2: 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
실시예 1에서 LDS 첨가제인 비도전성 금속 화합물 입자 (CuCr<¾ 입자)의 함량을 3 중량 %로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하고, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다. 실시예 3 및 4: 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
실시예 1 및 2에서 각각 LDS 첨가제인. 비도전성 금속 화합물 입자 (CuCr02 입자)의 입경을 1.2 로 하여 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1 및 2와 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하고, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
' 실시예 5 내지 8: 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 실시예 1에서 LDS 첨가제인 비도전성 금속 화합물 입자 (CuCr02 입자)의 입경을 0.5 로 하고, 그 함량을 각각 5 중량0 /。 (실시예 5), 3 중량0 /。 (실시예 6), 2 중량0 /0 (실시예 7), 1 중량% (실시예 8)로 조절하여 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하고, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다. 실시예 9: 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
실시예 1에서 LDS 첨가제인 비도전성 금속 화합물 입자 (CuCr02 입자)의 입경을 5卿로 하여 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하고, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다. 비교예 1 : 레이저 직접 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
비도전성 금속 화합물 입자로서, CuCr02 대신 0.5 의 입경을 갖는
CuNi02를 사용하고, 레이저 조사 조건을 파워 10W 대신 3W로 달리하여 조사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하고, 이로부터 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체를 제조하였다.
Laser 조사 후, 폴리카보네이트 수지 내에 구리 함유 금속핵의 형성 여부를 전자 현미경 사진 및 XRD로 분석 및 확인하였으며, 그 결과를 각각 도 10 및 11에 도시하였다. 도 10 및 "을 참고하면, 상기 레이저 조사 후에도 레이저 조사 조건이 충분치 못하여 비도전성 금속 화합물이 레이저에 잘 노출되지 못할 뿐 아니라, 비도전성 금속 화합물이 레이저에 대한 민감도를 충분히 가지지 못함에 따라, Cu 등에서 유래한 금속 seed (즉, 금속핵)가 형성되지 않음이 확인되었다. 시험예 1 : 수지 구조체의 레이저에 대한 반사도 평가 및 도전성 패턴의 접착력 평가
먼제 상기 실시예 5 내지 7 및 비교예 1에서, 레이저 조사 직전의 수지 기판에 대해 1064nm 파장을 갖는 레이저에 대한 반사도를 UV-vis-NIR spectrometer를 이용하여 측정하였다. 이러한 측정 결과를 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.
표 1을 참고하면, 실시예 5 내지 7에서는, 레이저에 대한 비교적 낮은 반사도가 나타나 상기 레이저에 대한 높은 흡수율 및 민감도를 나타내는데 비해, 비교예 1에서는 레이저에 대한 높은 반사도, 낮은 흡수율 및 민감도를 나타내는 것으로 확인되었다. 이로부터, 실시예의 조성물을 사용할 경우, 비교예에 비해 금속핵의 형성 및 보다 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능해 짐을 확인하였다. [표 1] 비교예 1 실시예 5 실시예 6 실시예 7
(CuNi02) 폴리카보네이트수지
90 92 93 90
[중량 %]
비도전성금속화합물 5 3 2 5
[중량%]
충격보강제 4 4 4 4
[중량 %]
기타첨가제 1 1 1 1
[중량 %]
비도전성금속화합물 0.5 0.5 0.5 0.5 입자의 입경
레이저에대한반사도 19.3 20.1 21.1 30.5
[%, at 1064 nm]
레이저조사파워
10 10 10 3
[W, at 1064 nm] 다음으로, 상시 실시예 1 내지 8 및 비교예 1에서, 도전성 패턴을 형성한 후, ISO 2409 표준 방법에 따라 소정의 테이프를 사용하는 박리 정도 평가로서 고분자 수지 기재에 대한 도전성 패턴의 접착력을 평가하였다. 이러한 평가 결과, 상기 도전성 패턴의 박리된 면적에 따라 다음의 ISO class기준하에 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. 하기 표 2와 같이, 실시예 1 내지 8에서 모두 전체 도전성 패턴이 형성된 영역 중 박리되는 도전성 패턴의 면적이 매우 작아 class 0 또는 1 등급으로 평가되었고, 이를 통해 도전성 패턴이 고분자 수지 기재에 대해 우수한 접착력을 가짐을 확인하였다. 이에 비해, 비교예 1에서는 접착력이 불량하여 쉽게 제거되는 도전성 패턴이 형성되었음이 확인된다. [표 2] 비도전성금속 비도전성금속
레이저평균파워 ISO 2409 class 화합울입자의 입경 화합울입자함량
[W] 드그
o ᄇ
[중량 %]
실시예 1 5 10 0
2.5
실시예 2 3 10 1
실시예 3 5 10 0
1.2
실시예 4 3 10 1
실시예 5 5 10 0
실시예 6 3 10 0
0.5
실시예 7 2 10 0
실시예 8 1 10 0
비교예 1
0.5 5 3 5
(CuNi02)
한편, 실시예 2, 4 및 6에 대해 도전성 패턴 형성 과정 중 레이저 조사 후의 고분자 수지 기재 표면을 SEM 으로 관찰하여 그 관찰 결과를 도 12에 도시하였다.
도 12를 참고하면, 비도전성 금속 입자의 입경이 약 0.5 내지 2.5卿 일 때, 대체로 그 입경이 작을수록 레이저 조사에 대해 민감하게 반웅하여 보다 큰 거칠기를 갖는 접착활성 표면이 형성됨을 확인하였다. 이러한 큰 거칠기로 인해 보다 우수한 접착력을 나타내는 도전성 패턴이 형성될 수 있는 것으로 보인다. 시험예 2: 수지 구조체의 기계적 특성 평가
실시예 1 , 3, 5 및 9의 수지 구조체의 충격 강도를 ASTM D256의 표준 방법으로 측정하였으며, 이를 비도전성 금속 화합물 입자를 첨가하지 않은 고분자 수지 기재 (폴리카보네이트 수지) 자체와 비교하여 하기 표 3 에 나타내었다.
[표 3] 실시예 1 실人 j여 1 3 실시에 s 실시 9 PC 풀리카 ' 이.트수지
9.0 90 90 90 95 ί중량 ¾]
tf|도전성곰슥화합을
5 5 5 5
1중량 %]
충격보강제 4 4
ί 4 4 4 중량 %]
7j타청가제
1 1 1 1 1 ί중량1 ¾]
레이저조샤평균파워
10 10 10 10 10
| , at 1064η m]
0(·이조드 .노文ᅵ충
5.4 6.4 4,7 6.9 6.8 ' 강도 [J/cmJ
ISO 2409 class등급 0 , 0 0 1 5
상기 표 3을 참고하면, 실시예의 수지 구조체에서는 비도전성 금 화합물 입자를 첨가하고 레이저 조사 하에 도전성 패턴을 형성하였음에도, 일반 고분자 수지 기재에 준하는 우수한 충격 강도를 유지하고 있음이 확인되었다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
고분자 수지; 및
제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고 I0m 흑은 P63/mmc 공간군 5. 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 0.1 내지 20 m의 입경을 갖는 입자를 포함하고,
전자기파 조사에 의해, 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터, 상가 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이은을 포함하는 금속핵이 형성되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
0
【청구항 2】
제 1 항에 밌어서, 상기 비도전성 금속 화합물은 CuCr02, NiCr02, AgCr02, CuMo02, NiMo02, AgMo02, NiMn02, AgMn02, NiFe02, AgFe02, CuW02, AgW02, NiW02, AgSn02, NiSn02 및 CuSn02로 이루어진 군에서 선택된5 . 화합물을 1종 이상 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 ·
【청구항 3]
제 1 항에 있어서, lOOOnm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저0 전자기파에 대하여 25% 이하의 반사도를 나타내는 도전성 패턴 형성용 조성물.
【청구항 4】
제 1 항에 있어서, lOOOnm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저5 전자기파가 5 내지 20W의 평균 파워로 조사되어 상기 금속핵이 형성되는 전자기파의 조사에 의한 도전 패턴 형성용 조성물.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 열 경화성 수지 또는 열0 가소성 수지를 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
【청구항 6】
제 5 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 ABS 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
【청구항 7】 .
제 1 항에 있어서, 상기 비도전성 금속 화합물 입자는 전체 조성물에 대해 0.5 내지 7 중량 %로 포함되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
【청구항 8】
제 1 항에 있어서, 열 안정게, UV 안정게, 난연제, 활제, 항산화제, 무기 충전제, 색 첨가제, 층격 보강제 및 기능성 보강제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
【청구항 9】
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계;
상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 전자기파를 조사하여 상기 비도전성 금속 화합물 입자로부터 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함하는 금속핵을 발생시키는 단계; 및
상기 금속핵을 발생시킨 영역을 화학적으로 환원 또는 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 10】 - 제 9 항에 있어서, 상기 금속핵 발생 단계에서 l OOOnm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 5 내지 20W의 평균 파워로 조사되는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 1 1】
제 9 항에 있어서, 상기 금속핵 발생 단계를 진행하면, 상기 비도전성 금속 화합물 입자의 일부가 상기 수지 제품 또는 수지충의 소정 영역 표면으로 노출되면서 이로부터 금속핵이 발생되고, 보다 높은 접착성을 갖도록 활성화된 접착활성 표면을 형성하는 전자기파의 직접 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 12】
제 1 1 항에 있어서, 상기 도전성 금속층은 무전해 도금에 의해, 상기 접착활성 표면 상에 형성되는 전자기파의 직접 조사에 와한 도전성 패턴 형성 방법.
【청구항 13】
고분자 수지 기재;
제 1 금속 및 제 2 금속을 포함하고 R^n 흑은 P63/mmc 공간군 구조를 갖는 비도전성 금속 화합물의 입자로서, 0.1 내지 20 의 입경을 가지며 상기 고분자수지 기재에 분산되어 있는 입자;
소정 영역의 고분자 수지 기재 표면에 노출된 제 1 또는 제 2 금속이나 그 이온을 포함한 금속핵을 포함하는 접착활성 표면; 및
상기 접착활성 표면 상에 형성된 도전성 금속층을 포함하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체.
【청구항 14]
제 13 항에 있어서, 상기 접착활성 표면 및 도전성 금속층이 형성된 소정 영역은 상기 고분자 수지 기재에 전자기파가 조사된 영역에 대웅하는 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체.
【청구항 15】
제 13 항에 있어서, 상기 도전성 금속층은 ISO 2409 표준 방법에 따라 시험하였을 때, 상기 금속층의 박리 면적이 테스트 대상 금속층 면적의 0% (class 0 등급) 또는 0% 초과 내지 5% 이하 (class 1 등급)로 되는 접착력으로 상기 고분자 수지 기재 상에 형성되어 있는 수지 구조체.
【청구항 16】
제 13 항에 있어서, ASTM D256 방법으로 측정한 충격 강도가 약 4.0J/cm 이상으로 되는 수지 구조체.
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