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KR102011928B1 - 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법 - Google Patents

전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법 Download PDF

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KR102011928B1
KR102011928B1 KR1020160121613A KR20160121613A KR102011928B1 KR 102011928 B1 KR102011928 B1 KR 102011928B1 KR 1020160121613 A KR1020160121613 A KR 1020160121613A KR 20160121613 A KR20160121613 A KR 20160121613A KR 102011928 B1 KR102011928 B1 KR 102011928B1
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이률
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 폴리카보네이트 수지를 포함한 각종 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에, 전자기파 조사 및 도금의 간단한 방법으로 미세 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하면서도, 상기 전자기파 조사에 의한 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성, 성형성 및 내열성 등의 물성 저하를 최소화할 수 있는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법에 관한 것이다. 상기 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물은 폴리카보네이트 수지를 포함한 고분자 수지; 및 적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수성 무기 첨가제를 포함하고, 소정의 유변 물성을 충족하는 것이다.

Description

전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법 {COMPOSITION AND METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE PATTERN BY IRRADIATION OF ELECTROMAGNETIC WAVE}
본 발명은 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 전자기파 조사 및 도금의 간단한 방법으로 미세 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하면서도, 상기 전자기파 조사에 의한 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성, 성형성 및 내열성 등의 물성 저하를 최소화할 수 있는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
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 계속적으로 요구되어 왔다.
최근 들어, 이러한 기술적 요구를 해결할 수 있는 방법의 하나로서, 레이저 등 전자기파에 흡수 특성을 나타내는 특수한 무기 첨가제를 고분자 수지 기재에 포함시키고, 이에 대한 전자기파 조사 및 도금에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법이 제안된 바 있고, 이러한 도전성 패턴 형성 방법이 일부 적용되고 있다.
이러한 방법에 따르면, 예를 들어, 고분자 수지 칩에 안티몬 또는 주석 등의 전이 금속을 포함하는 특수한 무기 첨가제(예를 들어, Sb doped SnO2 등)를 블랜딩 및 성형하여 고분자 수지 기재를 형성하고, 소정 영역에 레이저 등 전자기파를 직접 조사한 후, 레이저 조사 영역에서 도금에 의해 금속층을 형성함으로서, 상기 고분자 수지 기재 상에 도전성 패턴을 형성하게 된다.
그런데, 이러한 도전성 패턴 형성 방법에서는, 위와 같은 특수한 무기 첨가제가 고분자 수지 칩 자체에 상당량 블랜딩될 필요가 있으므로, 이러한 무기 첨가제가 고분자 수지 기재나, 이로부터 형성된 수지 제품의 물성 저하를 야기할 수 있다.
특히, 상기 무기 첨가제의 다량 첨가에 의해 수지 기재 또는 수지 제품의 기계적 물성이 저하될 수 있을 뿐 아니라, 상기 수지 기재 또는 수지 제품의 내열성이 저하되어 해당 수지 기재 또는 수지 제품의 높은 가공 온도에서의 변성 또는 변색 등을 야기할 수 있다. 이러한 가공 온도에서의 변성 또는 변색 등은 해당 수지 기재 또는 수지 제품의 가공성 및 성형성 또한 크게 저하시킬 수 있다.
부가하여, 상기 무기 첨가제는 Sb 등과 같은 환경 규제 물질을 포함하는 경우도 많아, 이에 대한 해결 또한 요청되고 있다.
상술한 종래 기술의 문제점으로 인해, 전자기파 조사 등에 의해, 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 전 미세 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하면서도, 상기 전자기파 조사에 의한 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성, 성형성 및 내열성 등의 물성 저하를 최소화할 수 있고, 환경 규제 성분을 함유한 첨가제를 사용하지 않는 새로운 기술의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
이에 본 발명은 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 전자기파 조사 및 도금의 간단한 방법으로 미세 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하면서도, 상기 전자기파 조사에 의한 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성, 성형성 및 내열성 등의 물성 저하를 최소화할 수 있는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여, 전자기파 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 폴리카보네이트 수지를 포함한 고분자 수지; 및
적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수성 무기 첨가제를 포함하고,
190℃의 온도에서 레오미터(rheometer)를 사용하여, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지에 대해, 주파수(frequency)에 따른 손실 모듈러스 (G"; loss modulus) 및 저장 모듈러스 (G'; storage modulus)를 측정하였을 때,
상기 주파수 변화에 따른 손실 모듈러스 (G"; loss modulus) 및 저장 모듈러스 (G'; storage modulus)의 곡선에서, 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region)과, 말단 영역 (Terminal Region) 사이의 교차점으로 정의되는 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)가 0.1 내지 0.23Hz 이고,
상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지를 270℃에서 5분 동안 열처리하고 190℃의 온도로 냉각시킨 후에, 상기 190℃의 온도에서 레오미터를 사용하여 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)를 측정하였을 때, 하기 식 1로 정의되는 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)이 0.6 이하인 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제공한다:
[식 1]
열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) = (Wc2 -Wc1)/Wc1
본 발명은 또한, 상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계;
상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 조사하는 단계; 및
상기 전자기파의 조사 영역을 도금하여 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 전자기파의 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법을 제공한다.
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, 폴리카보네이트 수지를 포함한 고분자 수지; 및
적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수성 무기 첨가제를 포함하고,
190℃의 온도에서 레오미터(rheometer)를 사용하여, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지에 대해, 주파수(frequency)에 따른 손실 모듈러스 (G"; loss modulus) 및 저장 모듈러스 (G'; storage modulus)를 측정하였을 때,
상기 주파수 변화에 따른 손실 모듈러스 (G"; loss modulus) 및 저장 모듈러스 (G'; storage modulus)의 곡선에서, 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region)과, 말단 영역 (Terminal Region) 사이의 교차점으로 정의되는 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)가 0.1 내지 0.23Hz 이고,
상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지를 270℃에서 5분 동안 열처리하고 190℃의 온도로 냉각시킨 후에, 상기 190℃의 온도에서 레오미터를 사용하여 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)를 측정하였을 때, 하기 식 1로 정의되는 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)이 0.6 이하인 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물이 제공된다:
[식 1]
열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) = (Wc2 -Wc1)/Wc1
먼저, 발명의 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용해 폴리카보네이트 수지를 포함한 고분자 수지 제품 또는 수지층 등의 수지 기재 상에 도전성 패턴을 형성하는 방법은 다음과 같다. 이러한 도전성 패턴 형성 방법의 일 예는 도 1에 개략적으로 나타나 있다.
상기 도전성 패턴 형성용 조성물을 압출 및/또는 사출하여 이를 수지 제품 또는 수지층 등의 형태로 성형한 후, 도전성 패턴을 형성할 영역에 적외선 영역의 파장을 갖는 레이저 등 전자기파를 조사하면, 해당 영역의 고분자 수지 기재 내에 균일하게 분산되어 있는 전자기파 흡수성 무기 첨가제가 이러한 전자기파를 일정 수준 이상으로 흡수하게 된다. 이러한 전자기파 흡수성 무기 첨가제가 나타내는 전자기파 흡수성 및/또는 민감성으로 인해, 해당 전자기파 조사 영역의 고분자 수지 기재 표면은 일정 수준 이상의 거칠기를 갖게 될 수 있다. 이와 함께, 상기 전자기파 흡수성 무기 첨가제는 상기 적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 흡수하여, 예를 들어, 상기 무기 첨가제에 포함되는 도전성 금속 원소 또는 그 이온 등을 포함하는 금속핵을 상기 전자기파 조사 영역에서 발생시킬 수 있다.
그 이후에, 고분자 수지 기재 표면을 무전해 도금 등의 방법으로 도금하게 되면, 상기 전자기파 조사 영역, 즉, 일정 수준 이상의 표면 거칠기를 가지며 상기 금속핵이 발생된 부분에서는, 상기 금속핵이 도금시의 seed로 작용하여 도금이 균일하고 양호하게 진행될 수 있고, 이러한 도금에 의해 형성된 도전성 금속층이 고분자 수지 기재 표면에 대해 상대적으로 높은 접착력으로 부착되어 도전성 패턴을 형성할 수 있다. 이에 비해, 나머지 부분에서는 상기 금속핵의 미형성으로 도금 자체가 제대로 진행되지 않고(즉, 도전성 금속층 자체가 제대로 형성되지 않고), 일부 도금이 진행되더라도 도전성 금속층이 매끈한 고분자 수지 기재 표면에 대해 접착력을 나타낼 수 없다. 따라서, 전자기파 미조사 영역에서는 도전성 금속층 자체가 형성되지 않거나, 일부 도금이 진행되더라도 이러한 도금에 의한 도전성 금속층을 매우 쉽게 제거할 수 있다. 이에 따라, 상기 전자기파 조사 영역에만 선택적으로 도전성 금속층이 잔류하여 고분자 수지 기재 상에 원하는 형태의 미세 도전성 패턴을 형성할 수 있게 된다.
그런데, 이미 상술한 바와 같이, 상기 고분자 수지 기재에 포함되는 비교적 높은 함량의 전자기파 흡수성 무기 첨가제, 특히, 수지 기재의 색상을 함께 구현할 수 있는 백색 무기 첨가제의 경우, 고분자 수지 기재의 고온 성형 과정에서 이를 이루는 폴리카보네이트 수지의 분해를 촉진할 수 있다. 이로 인해, 폴리카보네이트 수지 특유의 내열성이나 고온 하에서의 성형성이 크게 저하될 수 있으며, 또한, 상기 무기 첨가제 및 전자기파 조사 공정에 의해 상기 폴리카보네이트 수지 특유의 우수한 강도 등 기계적 물성을 크게 저하시킬 수 있다.
이를 해결하기 위해 본 발명자들이 계속적으로 실험한 결과, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지 기재가 주파수 변화에 따른 소정의 점탄성 구간의 교차점으로 정의되는 190℃에서 측정된 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)가 0.1 내지 0.23Hz, 혹은 0.13 내지 0.20Hz인 특성을 나타내고, 폴리카보네이트 수지의 가공 온도에 대응하는 270℃로 열처리한 후에도, 190℃에서 측정된 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)가 크게 변화하지 않는 범위를 나타냄에 따라, 상기 무기 첨가제 및/또는 전자기파 조사에 의한 수지 기재 또는 수지 제품의 물성 저하를 최소화할 수 있음을 밝혀내고 발명을 완성하였다. 참고로, 상기 교차 주파수 값은 폴리카보네이트 수지의 분자량 등에 대응할 수 있는 바, 상기 190℃에서 측정된 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)는 수지 기재 또는 수지 제품의 기본적인 내열성이나 기계적 물성 등을 반영할 수 있으며, 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)는 고온 성형성 및 성형 후의 기계적 물성이나 내열성 등을 반영할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 190℃에서 측정된 (열처리 전) 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)가 0.1 내지 0.23Hz, 혹은 0.13 내지 0.20Hz인 특성을 나타내는 경우, 상기 무기 첨가제 등에 의해 폴리카보네이트 수지의 내열성 저하가 최소화되며, 그 결과 도전성 패턴이 형성된 수지 구조체(도전성 패턴이 형성된 수지 제품 등)를 사용하는 과정에서, 변성 또는 변색이 최소화될 수 있음이 확인되었다.
그리고, 일 구현예의 조성물은, 상기 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 기재를 270℃로 열처리한 후에도, 이를 190℃의 온도로 다시 냉각시킨 후에 측정한 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)의 변화율이 최소화되어, 하기 식 1로 정의되는 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)이 0.6 이하, 혹은 0.003 내지 0.6, 혹은 0.003 내지 0.56인 특성을 충족할 수 있다.
[식 1]
열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) = (Wc2 -Wc1)/Wc1
이러한 감소된 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)은 상기 폴리카보네이트 수지 및 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지 기재를 고온에서 가공하는 과정 및 가공 후에도, 가공을 위한 열처리 전에 준하는 유변 물성을 유지하여, 우수한 내열성을 보유함을 반영할 수 있다. 따라서, 이러한 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) 범위를 충족함에 따라, 고온 가공에 의한 열적 안정성 저하가 최소화되고, 가공 과정에서의 변성 또는 변색이 억제되어, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지 기재가 가공 과정 등에서의 우수한 내열성과 뛰어난 가공성 및 성형성을 나타내는 것으로 확인되었다.
이에 비해, 상기 (열처리 전) 교차 주파수(crossover frequency; Wc1) 범위를 충족하지 못하는 경우, 고분자 수지 기재의 내열성 등이 저하되어 도전성 패턴이 형성된 수지 제품 등의 사용시 변색 또는 변성이 나타날 수 있다. 또한, 상기 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) 범위를 충족하지 못하는 경우에는, 위 가공 온도에 대응하는 열처리에 의해 고분자 수지의 분해가 많이 발생함을 나타낼 수 있다. 그 결과, 고분자 수지 기재의 고온 가공 등에 의해 열적 안정성이 크게 저하되어 가공 과정에서 변색 또는 변성이 나타날 수 있으며, 이에 따라, 상기 수지 제품의 내열성 및/또는 성형성(가공성) 등이 크게 저하될 수 있다.
이와 같이, 상술한 교차 주파수(crossover frequency; Wc1) 범위 및 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) 범위를 충족하는 일 구현예의 조성물을 사용할 경우, 전자기파 조사에 의해 고분자 수지 기재 상에 양호한 도전성 패턴을 형성할 수 있으면서도, 폴리카보네이트 수지 특유의 우수한 내열성, 성형성 및 기계적 물성 등의 제반 물성을 우수하게 유지할 수 있다.
한편, 상술한 일 구현예의 조성물이 충족하는 유변 물성, 즉, 교차 주파수(crossover frequency; Wc1) 및 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) 등은 이하에 설명하는 기술적 원리 및 방법에 의해 측정 및 산출될 수 있다.
통상 폴리카보네이트 수지와 같은 고분자 수지는 점탄성 물질로서, 이에 가해지는 온도나, 주파수에 따라 점성(viscosity) 및 탄성(elascitiy) 정도의 차이를 가지며, 온도/주파수 구간 별로 점/탄성 모듈러스의 차이를 나타내게 된다. 도 2에는 온도 증가/주파수 감소에 따른 고분자 수지(예를 들어, 폴리카보네이트 수지)의 점/탄성 모듈러스의 변화 경향성의 일 예가 도시되어 있다.
도 2에서, 실선은 저장 모듈러스 또는 점성 모듈러스 (G'; storage modulus or viscous modulus)의 변화 경향성을 나타내며, 점선은 손실 모듈러스 또는 탄성 모듈러스 (G"; loss modulus)의 변화 경향성을 나타낸다. 도 2를 참고하면, 고분자 수지에 가해지는 온도가 증가(혹은 주파수가 감소)함에 따라, G'>G"의 관계를 충족하는 최초 영역인 유리 영역(glassy region), 유리 전이 온도가 정의되고, G'<G"의 관계를 충족하는 전이 영역(transition region), 전이 영역 이후에 다시 G'>G"의 관계를 충족하며, 평탄 모듈러스(Plateau modulus)가 정의되는 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region)과, 고무 평탄 영역 이후에 다시 G'<G"의 관계를 충족하는 말단 영역 (Terminal Region) 등이 각 온도/주파수 대역별로 확인될 수 있다.
참고로, 상기 말단 영역에서는 제로 전단 점도(Zero shear viscosity)가 정의될 수 있으며, 상기 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region)과, 말단 영역 (Terminal Region) 사이의 교차점(crossover point)에서 교차 주파수(crossover frequency)가 정의될 수 있다.
이에 따라, 일 구현예의 조성물이 충족하는 (열처리 전의) 교차 주파수(crossover frequency; Wc1) 범위는 상기 폴리카보네이트 수지 및 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지 기재의 시편(예를 들어, 15cm * 15cm)를 190℃의 온도 하에서 유지시킨 상태에서, 레오미터(Rheometer) 장비를 사용하여 주파수를 증가시켜 가며 측정 및 산출할 수 있다. 이러한 측정에 의해, 도 2와 같은 주파수별 점/탄성 모듈러스의 변화 곡선이 도출될 수 있고, 이로부터 상기 (열처리 전의) 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)를 확인할 수 있다.
또한, 이러한 시편을 270℃에서 5분 동안 열처리한 후, 다시 190℃로 냉각시킨 상태에서, 동일한 방법으로 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)를 측정 및 산출할 수 있으며, 이러한 Wc1 및 Wc2의 값과, 식 1로부터 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)을 산출할 수 있다.
이러한 측정 및 산출 결과, Wc1 및 A가 일 구현예의 범위를 충족하는 경우, 고분자 수지 기재가 무기 첨가제 등의 존재에도 불구하고, 우수한 내열성, 성형성 및 기계적 물성 등을 유지할 수 있으면서도, 이러한 고분자 수지 기재 상에 양호한 도전성 패턴을 형성할 수 있게 된다.
또, 상기 일 구현예의 조성물에서, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지는 상기 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)가 0.1 내지 0.3Hz, 혹은 0.2 내지 0.28Hz인 특성을 나타낼 수 있다. 이로서, 상기 조성물이 더욱 우수한 성형성 및 고온 가공성과 내열성을 나타낼 수 있다.
한편, 상술한 일 구현예의 조성물이 갖는 물성 범위, 즉, Wc1, Wc2 및 A 범위는 사용하는 고분자 수지 기재의 종류, 무기 첨가제의 종류 및 함량 범위, 기타 전자기파 흡수 보조제의 종류 및 함량 범위 등에 따라 조절될 수 있으며, 그 결과 상술한 물성 범위를 충족할 수 있게 된다. 이러한 고분자 수지 기재의 종류, 무기 첨가제의 종류 및 함량 범위, 기타 전자기파 흡수 보조제의 종류 및 함량 범위 등에 대해 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 상기 고분자 수지로는 폴리카보네이트 수지를 70중량% 이상, 혹은 80 중량% 이상 포함하는 수지를 사용할 수 있으며, 이러한 폴리카보네이트 수지와 함께, ABS 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지를 더 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 다만, 상기 고분자 수지로는 상기 폴리카보네이트 수지만을 포함함이 보다 적절하다.
또한, 상기 폴리카보네이트 수지로는 20kDa 내지 80kDa, 혹은 30kDa 내지 50kDa의 중량 평균 분자량을 갖는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 비스페놀 A 등을 기반으로 하는 방향족 폴리카보네이트 수지를 사용할 수 있다.
상술한 폴리카보네이트 수지 등을 포함함에 따라, 상기 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 (기재)가 일 구현예의 Wc1, Wc2 및 A 등을 보다 잘 충족할 수 있게 되며, 이로서 일 구현예의 조성물이나 이로부터 형성된 수지 제품 등이 우수한 내열성, 성형성 및/또는 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
또, 상기 고분자 수지는 상기 무기 첨가제를 포함하는 상태에서, 4.0 J/cm 이상, 혹은 4.0 내지 7.5 J/cm 의 충격 강도를 가질 수 있다. 이로서 일 구현예의 조성물을 사용해 도전성 패턴을 형성한 후에도, 수지 제품이 우수한 강도 등 기계적 물성을 유지할 수 있다. 이러한 고분자 수지의 기재는 이미 상술한 폴리카보네이트 수지의 분자량 등 물성이나 구조 또는 함께 혼합하는 수지의 종류나 배합비 등을 조절하여 달성할 수 있고, 이와 함께 후술하는 무기 첨가제 등의 종류나 배합비 등에 의해서도 조절될 수 있다.
그리고, 일 구현예의 조성물은 상술한 고분자 수지와 함께, 적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수성 무기 첨가제를 포함한다. 특히, 본 발명자들의 실험 결과, Sb 등과 같은 환경 규제 물질을 포함하지 않는 특정한 무기 첨가제를 사용함에 따라, 상술한 일 구현예의 물성 범위를 보다 효과적으로 충족시킬 수 있음이 확인되었다. 이에 따라, 이러한 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 (기재) 및 이로부터 형성된 수지 제품 등이 우수한 내열성, 성형성 및 기계적 물성을 나타내게 할 수 있으면서도, 상기 고분자 수지 (기재) 상에 전자기파 조사에 의한 양호한 도전성 패턴을 형성할 수 있음이 확인되었다.
이러한 무기 첨가제의 예로는, CuSn2(PO4)3, CuI, CuCl, CuBr, CuF, AgI, CuSO4, Cu2P2O7, Cu3P2O8, Cu4P2O9, Cu5P2O10 및 Cu2P4O12로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 비도전성 금속 화합물을 들 수 있다.
위에서 예시된 비도전성 금속 화합물들은 적외선 영역의 파장, 예를 들어, 약 1000nm 내지 1200nm 의 파장, 대표적으로 약 1064nm의 파장을 갖는 전자기파에 대한 보다 우수한 흡수성을 나타낼 수 있다. 따라서, 상대적으로 작은 파워, 예를 들어, 1 내지 20W의 평균 파워로, 적외선 영역의 파장을 갖는 레이저 등 전자기파가 조사되더라도, 이들 중에 포함된 도전성 금속(예를 들어, Cu 등) 또는 그 이온의 환원/석출 및 이에 따른 금속핵과, 접착활성 표면의 형성을 보다 용이하게 할 수 있다.
따라서, 이러한 비도전성 금속 화합물들을 전자기파 흡수성 무기 첨가제로 사용함에 따라, 전자기파 조사 영역에서 고분자 수지 기재에 대해 뛰어난 접착력을 갖는 보다 양호한 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 된다. 또한, 이러한 비도전성 금속 화합물들은 그 자체의 특성상 폴리카보네이트 수지의 내열성이나 유변 물성 등을 거의 저하시키지 않는 것으로 확인되었으며, 더 나아가 우수한 전자기파 흡수성으로 인해, 비교적 작은 함량으로도 양호한 도전성 패턴의 형성을 가능케 하므로, 이러한 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 (기재) 및 이로부터 형성된 수지 제품 등이 우수한 내열성, 성형성 및 기계적 물성을 나타내게 할 수 있는 것으로 보인다.
이러한 전자기파 흡수성 무기 첨가제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해, 1 내지 8 중량부, 혹은 2 내지 7 중량부의 함량 범위로 포함될 수 있다. 이로서, 일 구현예의 물성 범위를 더욱 효과적으로 충족시킬 수 있고, 상기 폴리카보네이트 수지 등의 내열성 등 저하를 더욱 줄여, 상기 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 (기재) 및 이로부터 형성된 수지 제품 등이 더욱 우수한 내열성, 성형성 및 기계적 물성 등을 나타내게 할 수 있다.
한편, 상기 일 구현예에 따른 도전성 패턴 형성용 조성물은, 상술한 구성 성분 외에, 카본블랙, 송연, 유연, 램프블랙, 채널블랙, 파네스블랙 및 아세틸렌블랙으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 탄소계 흑색 안료; 또는 백색 안료의 일종인 이산화티타늄(TiO2) 등의 전자기파 흡수 보조제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 전자기파 흡수 보조제는 상술한 전자기파 흡수성 무기 첨가제가 나타내는 전자기파에 대한 흡수성 및/또는 민감성을 보조하여 더욱 향상시킬 수 있다.
이러한 전자기파 흡수 보조제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해, 1 내지 10 중량부, 혹은 3 내지 9 중량부로 포함될 수 있다. 이러한 전자기파 흡수 보조제의 일정 함량을 더 포함하면, 상기 무기 첨가제의 함량을 더욱 줄이더라도, 전자기파 조사에 의한 양호한 도전성 패턴의 형성이 가능해진다. 따라서, 상기 무기 첨가제 등에 의한 폴리카보네이트 수지의 내열성 등 저하를 더욱 줄여, 일 구현예의 물성 범위를 더욱 효과적으로 충족시키고, 상기 무기 첨가제를 포함하는 고분자 수지 (기재) 및 이로부터 형성된 수지 제품 등이 보다 우수한 내열성 및 성형성 등을 나타내게 할 수 있다.
상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은, 약 1000nm 내지 1200nm, 대표적으로 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 1 내지 20W, 혹은 약 1.5 내지 20W의 평균 파워로 조사되고, 상기 레이저 전자기파의 조사 영역에 도금이 진행되어 도전성 패턴을 형성하는데 적용되는 조성물로 될 수 있다. 이러한 전자기파 조사 조건은 상업적, 일반적으로 널리 적용되는 온화한 조사 조건으로서, 일 구현예의 조성물을 적용할 경우, 이러한 조사 조건 하에서도, 전자기파 조사 영역에서, 우수한 전자기파 민감도를 달성하고, 고분자 수지 기재 상에 일정 수준 이상의 표면 거칠기 및 금속핵을 충분히 형성하여, 고분자 수지 기재 표면에 대해 우수한 접착력을 나타내는 양호한 도전성 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 된다. 따라서, 상기 무기 첨가제나 전자기파 조사에 의한 고분자 수지 기재의 제반 물성 저하를 보다 줄일 수 있다.
한편, 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물은, 상술한 각 성분 외에도, 열 안정제, UV 안정제, 난연제, 항산화제, 무기 충전제, 색 첨가제, 및 기능성 보강제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 전체 조성물에 대해 약 0.01 내지 30 중량%로 더 포함할 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물을 사용하여 전자기파의 직접 조사에 의해 도전성 패턴을 형성하는 방법이 제공된다. 이러한 도전성 패턴 형성 방법은 상술한 일 구현예의 도전성 패턴 형성용 조성물을 수지 제품으로 성형하거나, 다른 제품에 도포하여 수지층을 형성하는 단계; 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에 적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 조사하는 단계; 및 상기 전자기파의 조사 영역을 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로, 상기 다른 구현예에 따른 도전성 패턴의 형성 방법을 각 단계별로 설명하기로 한다. 참고로, 도 1에서는 상기 도전성 패턴 형성 방법의 일 예를 공정 단계별로 간략화하여 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 냉각한 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 전자기파 흡수성 무기 첨가제가 균일하게 분산된 형태를 가질 수 있다. 특히, 상술한 전자기파 흡수성 무기 첨가제는 상기 수지 기재 상의 전 영역에 걸쳐 균일하게 분산되어 비도전성을 갖는 상태로 유지될 수 있다.
이러한 고분자 수지 제품 또는 수지층을 형성한 후에는, 도 1의 첫 번째 도면에 도시된 바와 같이, 도전성 패턴을 형성하고자 하는 상기 수지 제품 또는 수지층의 소정 영역에, 적외선 영역의 파장을 갖는 레이저 등 전자기파를 조사할 수 있다. 이러한 전자기파를 조사하면, 이러한 조사 영역에서 고분자 수지 기재의 표면에 일정 수준 이상의 표면 거칠기가 형성될 수 있으며, 상기 전자기파 흡수성 무기 첨가제 등으로부터 도전성 금속 원소 또는 그 이온이 환원/석출되어 이를 포함한 금속핵을 발생시킬 수 있다(도 1의 두 번째 도면 참조).
특히, 이러한 금속핵 및 표면 거칠기 등은 전자기파가 조사된 일정 영역에만 형성됨에 따라, 후술하는 도금 단계를 진행하면, 상기 전자기파 조사 영역, 즉, 상기 금속핵이 발생되고, 일정 수준 이상의 표면 거칠기를 갖게 된 부분에서는, 상기 금속핵을 seed로 하는 균일한 도금이 잘 진행되고, 도금에 의해 형성된 도전성 금속층이 고분자 수지 기재 표면에 대해 상대적으로 높은 접착력으로 부착되어 도전성 패턴을 형성할 수 있다. 이에 비해, 나머지 부분에서는 상기 금속핵의 미형성으로 도금 자체가 제대로 진행되지 않고(즉, 도전성 금속층 자체가 제대로 형성되지 않고), 일부 도금이 진행되더라도, 도전성 금속층이 매끈한 고분자 수지 기재 표면에 대해 접착력을 나타낼 수 없다. 따라서, 전자기파 미조사 영역에서는 도전성 금속층 자체가 형성되지 않거나, 일부 도금이 진행되더라도 이러한 도금에 의한 도전성 금속층을 매우 쉽게 제거할 수 있다. 이에 따라, 그 이후 공정에서, 필요에 따라 전자기파 미조사 영역의 도전성 금속층을 제거하게 되면, 상기 전자기파 조사 영역에만 선택적으로 도전성 금속층이 잔류하여 고분자 수지 기재 상에 원하는 형태의 미세 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 된다.
한편, 상기 전자기파 조사 단계에서는, 적외선 영역에 해당하는 파장, 예를 들어, 약 1000nm 내지 1200nm, 혹은 약 1060nm 내지 1070nm, 혹은 약 1064nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 약 1 내지 20W의 평균 파워로 조사될 수 있다.
한편, 상술한 전자기파 조사 단계를 진행한 후에는, 도 1의 세 번째 도면에 도시된 바와 같이, 상기 전자기파 조사 영역을 도금시켜 도전성 금속층을 형성하는 단계를 진행할 수 있다. 이러한 도금 단계를 진행한 결과, 전자기파 조사 영역에서는 고분자 수지 기재에 대해 우수한 접착력을 나타내는 도전성 금속층이 형성될 수 있고, 나머지 영역에서는 도전성 금속층이 쉽게 제거될 수 있다. 이에 따라, 고분자 수지 기재 상의 소정 영역에만 선택적으로 미세한 도전성 패턴이 형성될 수 있다.
이러한 도금 단계에서는, 상기 고분자 수지 기재를 환원제 및 도전성 금속 이온을 포함한 무전해 도금 용액 등으로 처리할 수 있다. 이와 같은 도금 단계의 진행으로, 상기 무전해 도금 용액에 포함된 도전성 금속 이온이 화학적 환원되어 도전성 패턴이 형성될 수 있고, 특히, 이러한 도전성 패턴은 전자기파 조사 영역에서 우수한 접착력으로 양호하게 형성될 수 있다. 또한, 전자기파 조사 영역에서 금속핵이 형성된 경우, 이를 seed로 하여 상기 도전성 패턴이 더욱 양호하게 형성될 수 있다.
상술한 도전성 패턴 형성 방법으로 형성된 수지 구조체는 안테나용 도전성 패턴을 갖는 휴대폰 케이스 등 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.
본 발명에 따르면, 고분자 수지 제품 또는 수지층 상에 전자기파 조사 및 도금의 간단한 방법으로 미세 도전성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하면서도, 상기 전자기파 조사에 의한 수지 제품 또는 수지층의 기계적 물성, 성형성 및 내열성 등의 물성 저하를 최소화할 수 있는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물 등이 제공될 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 효과적으로 형성할 수 있게 된다.
도 1은 발명의 다른 구현예에 따른 전자기파의 조사에 의한 도전성 패턴의 형성 방법의 일례를 공정 순서대로 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 온도 증가/주파수 감소에 따른 고분자 수지(예를 들어, 폴리카보네이트 수지)의 점/탄성 모듈러스의 변화 경향성의 일 예를 도시하는 그래프이다.
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.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3: 레이저 조사에 의한 도전성 패턴의 형성
먼저, 비교예 1로는 폴리카보네이트 수지 자체를 사용하였다.
그리고, 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 경우, 하기 표 1에 정리된 전자기파 흡수성 무기 첨가제의 분말을 폴리카보네이트 수지와 함께 사용하였다. 추가로, 하기 표 1에 정리된 전자기파 흡수 보조제(TiO2)를 함께 사용하여 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였다. 각 성분의 조성 범위는 폴리카보네이트 100 중량부에 대한 함량 범위(중량부)로 표시하였고, 하기 표 1에 함께 정리하였다. 이들 각 성분을 혼합하여 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 4의 도전성 패턴 형성용 조성물을 제조하였다.
이어서, 각 조성물을 260 내지 280oC에서 압출을 통하여 Blending 하여, 펠렛 형태의 수지 조성물을 제조하였다, 이렇게 압출된 펠렛 형태의 수지 조성물을 약 260 내지 280oC에서 15 X 15mm의 시편 형태로 사출 성형하였다.
이렇게 제조된 각 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 4의 도전성 패턴 형성용 조성물 시편에 대해, 후술하는 시험예 1에 기재된 방법으로 Wc1, Wc2 및 A의 값을 각각 측정 및 산출하였다.
한편, 위에서 제조된 수지 시편에 대해, Nd-YAG laser 장치를 이용하여, 1064 nm 파장대의 레이저를 하기 Laser condition 1의 조건 하에 조사하여 표면을 활성화시켰다.
Figure 112016092071998-pat00001
이어서, 상기 레이저 조사에 의해 표면이 활성화된 수지 기판에 대하여 다음과 같이 무전해 도금 공정을 실시하였다. 도금 용액은 황산구리 3g, 롯셀염 14g, 수산화나트륨 4g을 100ml의 탈이온수에 용해시켜 제조하였다. 제조된 도금 용액 40 ml에 환원제로 포름알데하이드 1.6ml를 첨가하였다. 레이저로 표면이 활성화된 수지 기판을 3 내지 5 시간 동안 도금 용액에 담지시킨 후, 증류수로 세척하였다. 이러한 과정을 통해 10㎛ 이상의 두께를 갖는 도전성 패턴을 형성하였다.
전자기파 흡수성 무기 첨가제 무기 첨가제 함량(중량부) 전자기파 흡수 보조제 보조제 함량
(중량부)
비교예 1
(PC 수지 자체)		 - 0 - 0
비교예 2 Cu2(OH)PO4 4 - 0
비교예 3 Cu2(OH)PO4 4 TiO2 6
실시예 1 CuSn2(PO4)3 5 - 0
실시예 2 CuSn2(PO4)3 5 TiO2 5
실시예 3 Cu3P2O8 5 - 0
실시예 4 Cu3P2O8 3 TiO2 8
시험예 : 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴의 특성 평가
1. 충격 강도: 비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 4의 도전성 패턴 형성용 조성물 시편에 대해, 레이저 조사 전에, ASTM D256의 표준 방법으로 충격 강도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
2. 유변 물성 측정 및 평가:
비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 4의 도전성 패턴 형성용 조성물 시편에 대해, 레이저 조사 전에 다음의 방법으로 유변 물성(Wc1, Wc2 및 A)을 각 측정 및 평가하였다.
먼저, 상기 각 시편에 대해, 190℃의 온도 하에서, 레오미터(stress-controlled type, DHR-2 Rheometer, parallel plate type으로 측정, 측정 시편 크기: 15 X 15mm) 장비를 사용하여 주파수를 증가시켜 가며, 주파수별 점/탄성 모듈러스를 측정하였으며, 이를 통해 도 2와 같은 그래프를 도출하였다.
이러한 그래프로부터, 각 시편의 유리 영역(glassy region), 전이 영역(transition region), 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region) 및 말단 영역 (Terminal Region)를 각각 확인하고, 상기 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region)과, 말단 영역 (Terminal Region) 사이의 교차점(crossover point)을 기준으로, (열처리 전의) 교차 주파수(crossover frequency; Wc1) 값을 확인 및 산출하였다.
이어서, 각 시편을 270℃에서 5분 동안 열처리한 후, 다시 190℃로 냉각시킨 상태에서, 상기 Wc1과 동일한 방법으로 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)를 확인 및 산출하였다. 이러한 Wc1 및 Wc2의 값과, 식 1로부터 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)을 산출하였다. 이러한 Wc1, Wc2, A의 값을 표 2에 정리하여 나타내었다.
3. 도전성 패턴의 양호성 평가:
비교예 1 내지 3 및 실시예 1 내지 4에서 도전성 패턴을 최종 형성한 후, 형성된 도전성 패턴　(혹은 도금층)의 접착 성능은 ISO 2409 표준 방법을 이용하여 평가하였다. 이러한 평가에 있어서는, 4.9N/10mm width의 접착력을 갖는 3M scotch #371 테이프를 사용하였고, 상기 도전성 패턴에 대해 10 X 10 모눈의 cross cut test를 적용하여, 상기 도전성 패턴의 박리된 면적에 따라 다음의 ISO class기준 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.
이러한 평가 결과, 상기 class 0 또는 1 등급으로 되어, 도전성 패턴의 박리 면적이 평가 대상 도전성 패턴 면적의 5% 이하로 될 경우, 접착력이 우수한 도전성 패턴이 양호하게 형성된 것으로 평가하였다.
충격강도
(IZOD, 1/8", J/cm)		 Wc1
(Hz)		 Wc2
(Hz)		 A ISO 2409 class
(등급)
비교예 1
(PC 수지 자체)		 7.0 0.151 0.151 0 class 5
비교예 2 6.3 0.247 0.522 1.113 class 0
비교예 3 5.8 0.231 0.378 0.636 class 0
실시예 1 6.8 0.168 0.204 0.214 class 0
실시예 2 6.5 0.178 0.224 0.258 class 0
실시예 3 7.2 0.190 0.191 0.006 class 0
실시예 4 6.8 0.170 0.264 0.552 class 0
상기 표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 4의 조성물을 사용할 경우, 접착력이 우수한 양호한 미세 도전성 패턴이 형성될 수 있음이 확인되었다. 또한, 열처리 전/후의 유변 물성 값(Wc1, Wc2)이나, 그 변화율(A)이 아무런 첨가제도 없는 폴리카보네이트 수지에 준함이 확인되었다. 이는 실시예 1 내지 4의 조성물은 도전성 패턴의 형성을 위한 특수한 무기 첨가제가 포함되었음에도 불구하고, 폴리카보네이트 수지 자체에 준하는 우수한 내열성 및 성형성과 기계적 물성을 유지함을 반영한다.
이에 비해, 비교예 1에서는 도전성 패턴이 제대로 형성될 수 없고, 비교예 2 및 3은 무기 첨가제의 사용에 의해 큰 폭의 성형성 및 내열성 저하 등이 나타나는 것으로 확인되었다.

Claims (12)

  1. 폴리카보네이트 수지를 포함한 고분자 수지; 및
    적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 흡수하는 전자기파 흡수성 무기 첨가제를 포함하고,
    190℃의 온도에서 레오미터(rheometer)를 사용하여, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지에 대해, 주파수(frequency)에 따른 손실 모듈러스 (G"; loss modulus) 및 저장 모듈러스 (G'; storage modulus)를 측정하였을 때,
    상기 주파수 변화에 따른 손실 모듈러스 (G"; loss modulus) 및 저장 모듈러스 (G'; storage modulus)의 곡선에서, 고무 평탄 영역(Rubbery Plateau Region)과, 말단 영역 (Terminal Region) 사이의 교차점으로 정의되는 교차 주파수(crossover frequency; Wc1)가 0.1 내지 0.23Hz 이고,
    상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지를 270℃에서 5분 동안 열처리하고 190℃의 온도로 냉각시킨 후에, 상기 190℃의 온도에서 레오미터를 사용하여 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)를 측정하였을 때, 하기 식 1로 정의되는 열처리 후 교차 주파수 변화율 (A)이 0.6 이하이고,
    상기 전자기파 흡수성 무기 첨가제는 CuSn2(PO4)3, CuI, CuCl, CuBr, CuF, AgI 및 CuSO4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 비도전성 금속 화합물을 포함하고, 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해, 1 내지 8 중량부로 포함되며,
    카본블랙, 송연, 유연, 램프블랙, 채널블랙, 파네스블랙, 아세틸렌블랙 및 이산화티타늄(TiO2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 전자기파 흡수 보조제를 더 포함하고, 상기 전자기파 흡수 보조제는 상기 고분자 수지 100 중량부에 대해, 0 내지 10 중량부로 포함되는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물:
    [식 1]
    열처리 후 교차 주파수 변화율 (A) = (Wc2 -Wc1)/Wc
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지는 상기 열처리 후 교차 주파수(crossover frequency after heat treatment; Wc2)가 0.1 내지 0.3Hz인 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 무기 첨가제를 포함한 고분자 수지는 4.0 J/cm 이상의 충격 강도를 갖는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 수지는 ABS 수지, 폴리알킬렌테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌 수지 및 폴리프탈아미드 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지를 더 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
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  9. 제 1 항에 있어서, 1000nm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 1 내지 20W의 평균 파워로 조사되고, 상기 레이저 전자기파의 조사 영역에 도금이 진행되어 도전성 패턴을 형성하는 전자기파의 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 열 안정제, UV 안정제, 난연제, 항산화제, 무기 충전제, 색 첨가제 및 기능성 보강제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 전체 조성물에 대해 0.01 내지 20 중량%로 더 포함하는 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 9 항 및 제 10 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 적외선 영역의 파장을 갖는 전자기파를 조사하는 단계; 및
    상기 전자기파의 조사 영역을 도금하여 도전성 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 전자기파의 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전자기파 조사 단계에서 1000nm 내지 1200nm의 파장을 갖는 레이저 전자기파가 1 내지 20W의 평균 파워로 조사되는 전자기파의 조사에 의한 도전성 패턴 형성 방법.
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JP3770968B2 (ja) * 1995-07-28 2006-04-26 ポリプラスチックス株式会社 レーザーによる回路形成方法
KR101574736B1 (ko) * 2013-04-26 2015-12-07 주식회사 엘지화학 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체
JP6134073B2 (ja) * 2014-04-16 2017-05-24 エルジー・ケム・リミテッド 導電性パターン形成用組成物、これを用いた導電性パターン形成方法と、導電性パターンを有する樹脂構造体
KR101698524B1 (ko) * 2014-09-17 2017-01-20 주식회사 엘지화학 도전성 패턴 형성용 조성물 및 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체
KR101722744B1 (ko) * 2014-10-23 2017-04-03 주식회사 엘지화학 전자기파 조사에 의한 도전성 패턴 형성용 조성물, 이를 사용한 도전성 패턴 형성 방법과, 도전성 패턴을 갖는 수지 구조체
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