(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂基材の高分子樹脂基材に選択的に電磁波を照射して所定の表面粗さを有する第１領域を形成する段階；
高分子樹脂基材上に導電性シード（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｅｅｄ）を形成する段階；
導電性シードが形成された高分子樹脂基材をメッキして金属層を形成する段階；および
第１領域より小さい表面粗さを有する高分子樹脂基材の第２領域において前記導電性シードおよび金属層を除去する段階を含み、
前記導電性シードは、銀（Ａｇ）の金属ナノ粒子、銀（Ａｇ）の金属イオンまたは銀（Ａｇ）の金属錯イオンを含み、
高分子樹脂基材の第１領域は５００ｎｍ乃至３μｍの中心線表面粗さ（Ｒａ）で定義される表面粗さを有し、第２領域は前記第１領域より小さい中心線表面粗さ（Ｒａ）を有し、
電磁波照射は、１０６４ｎｍの波長を有するレーザ電磁波を、１５．７Ｗ乃至５０Ｗの平均出力の照射条件で照射して行われ、また前記高分子樹脂基材に示される電磁波照射痕跡の中心部間間隔が２０乃至７０μｍになるようにレーザ電磁波を照射して行われ、
前記第２領域において前記導電性シードおよび金属層を除去する段階は、超音波照射を含む、電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項２】
高分子樹脂基材の第１領域は、４．０乃至６．０Ｎ／１０ｍｍ幅の接着力を有するテープを使用してＩＳＯ２４０９の標準方法で２ｍｍ以下間隔のクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）を行った時、金属層の剥離面積が試験対象金属層面積の５％以下である接着力で定義される表面粗さを有する請求項１に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項３】
高分子樹脂基材の第２領域は、４．０乃至６．０Ｎ／１０ｍｍ幅の接着力を有するテープを使用してＩＳＯ２４０９の標準方法で２ｍｍ以下間隔のクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）を行った時、金属層の剥離面積が試験対象金属層面積の６５％以上である接着力で定義される表面粗さを有する請求項１に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項４】
電磁波照射は、レーザ電磁波を１回照射するか、２回以上分けて照射して行われる請求項１に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項５】
導電性シードの形成段階は、
金属ナノ粒子、金属イオンまたは金属錯イオンを含む分散液または溶液を高分子樹脂基材上に塗布する段階；および
前記金属ナノ粒子を析出させた後に乾燥するか、前記金属イオンまたは金属錯イオンを還元させた後に乾燥して、粒子形態の導電性シードを形成する段階を含む請求項１に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項６】
前記金属イオンまたは金属錯イオンの還元は、アルコール系還元剤、アルデヒド系還元剤、次亜リン酸塩系還元剤、ヒドラジン系還元剤、水素化ホウ素ナトリウムおよび水素化リチウムアルミニウムからなる群より選択された１種以上の還元剤の存在下に行われる請求項５に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項７】
前記導電性シード形成段階で、前記分散液または溶液がこれより低い表面張力を有する界面活性剤をさらに含むか、
前記電磁波照射段階と、導電性シード形成段階の間に、前記分散液または溶液より低い表面張力を有する界面活性剤で高分子樹脂基材を表面処理する段階をさらに含む請求項５に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【請求項８】
金属層形成段階は、高分子樹脂基材に導電性金属を無電解メッキする段階を含む請求項１に記載の電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊な無機添加剤を高分子樹脂自体に含ませなくても、各種高分子樹脂製品または樹脂層上に単純化された工程で微細な導電性パターンを形成することができるようにする電磁波の直接照射による導電性パターンの形成方法と、これから形成された導電性パターンを有する樹脂構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、微細電子技術が発展するに従って、各種樹脂製品または樹脂層などの高分子樹脂基材（または製品）表面に微細な導電性パターンが形成された構造体に対する要求が増大している。このような高分子樹脂基材表面の導電性パターンおよび構造体は、携帯電話ケースに一体化されたアンテナ、各種センサー、ＭＥＭＳ構造体またはＲＦＩＤタグなどの多様な対象物を形成するのに適用することができる。
【０００３】
特に、スマートホンなどの最近の携帯用機器は既存の携帯電話などとは異なり通信、ブルートゥース、ワイファイまたは電子決済など近距離通信機能を同時搭載する必要があり、そのために一台のスマートホンに多様なアンテナを共に実装する必要がある。しかし、これと共にスマートホンなどの携帯用機器の美麗なデザイン側面が強調されているため、このような要求を同時に充足することができるように携帯用機器のケースなど高分子樹脂基材の表面に多様なアンテナ役割を果たすことができる導電性パターンを形成する方法が継続的に提案および研究されている。
【０００４】
このように、高分子樹脂基材表面に導電性パターンを形成する技術に対する関心が増加するに従って、これに関するいくつかの技術が提案されたことがある。例えば、高分子樹脂チップに銅や、クロムなどの遷移金属を含む特殊な無機添加剤（例えば、スピネル構造のＣｕＣｒ２Ｏ４など）をブレンディングおよび成形して高分子樹脂基材を形成し、所定領域にレーザなど電磁波を直接照射した後、レーザ照射領域でメッキによって金属層を形成することによって、前記高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成する方法が提案されたことがある。このような方法では、レーザ照射領域で前記無機添加剤由来成分が露出され一種のメッキのためのシード（ｓｅｅｄ）として作用することによって、前記金属層および導電性パターンが形成され得る。
【０００５】
しかし、このような導電性パターン形成方法では、高価の特殊な無機添加剤が相当量使用されなければならないので、全体的な工程単価が高まる短所がある。また、前記無機添加剤が高分子樹脂チップ自体にブレンディングされる必要があるので、このような無機添加剤が高分子樹脂基材や、これから形成された樹脂製品の機械的特性などの物性を低下させることがある。付加して、前記スピネル構造のＣｕＣｒ２Ｏ４などのような特殊な無機添加剤はそれ自体で非常に濃い色彩を有する場合が多いので、これを含む高分子樹脂基材または樹脂製品を所望の色彩として実現することにおいて阻害要素になることがある。例えば、このような無機添加剤を含む高分子樹脂基材を所望の色彩として実現するためには、より多量の顔料を使用する必要があり、さらに白色を実現することが容易でなくなる。
【０００６】
このような短所によって、特殊な無機添加剤を高分子樹脂自体に含ませなくても、各種高分子樹脂製品または樹脂層上に単純化された工程で微細な導電性パターンを形成することができるようにする技術の開発が継続的に要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、特殊な無機添加剤を高分子樹脂自体に含ませなくても、各種高分子樹脂製品または樹脂層上に単純化された工程で微細な導電性パターンを形成することができるようにする電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の目的はまた、前記導電性パターン形成方法を通じて得られた導電性パターンを有する樹脂構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高分子樹脂基材に選択的に電磁波を照射して所定の表面粗さを有する第１領域を形成する段階；高分子樹脂基材上に導電性シード（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｅｅｄ）を形成する段階；導電性シードが形成された高分子樹脂基材をメッキして金属層を形成する段階；および第１領域より小さい表面粗さを有する高分子樹脂基材の第２領域において前記導電性シードおよび金属層を除去する段階を含む電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法を提供する。
【００１０】
前記導電性パターン形成方法において、前記高分子樹脂基材の第１領域は約５００ｎｍ以上の中心線表面粗さ（Ｒａ）で定義される表面粗さを有し、第２領域は前記第１領域より小さい中心線表面粗さ（Ｒａ）を有し得る。
【００１１】
また、このような第１および第２領域の表面粗さは他の方法で定義することもでき、例えば、前記高分子樹脂基材の第１領域は４．０乃至６．０Ｎ／１０ｍｍ幅の接着力を有するテープを使用してＩＳＯ２４０９の標準方法で２ｍｍ以下間隔のクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）を行った時、金属層の剥離面積がテスト対象金属層面積の約５％以下である接着力で定義される表面粗さを有し、残りの第２領域は同様な方法で試験を行った時、金属層の剥離面積がテスト対象金属層面積の約６５％以上である接着力で定義される表面粗さを有し得る。
【００１２】
一方、本発明はまた、前述の所定の表面粗さを有するように形成された第１領域と、第１領域より小さい表面粗さを有する第２領域が定義されている高分子樹脂基材；および高分子樹脂基材の第１領域に選択的に形成された導電性シードおよび金属層を含む導電性パターンを有する樹脂構造体を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、スピネル構造のＣｕＣｒ２Ｏ４などのような高価の特殊な無機添加剤が使用されて高分子樹脂基材自体に含まれなくても、レーザなど電磁波照射によって導電性パターンが形成される領域の表面粗さおよび金属層に対する接着力を制御して、単純化された工程で高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成することができる。
【００１４】
したがって、導電性パターン形成工程の単価が低くなり、前記特殊な無機添加剤による高分子樹脂基材や製品の機械的特性など物性低下の恐れを最少化することができる。付加して、前記特殊な無機添加剤を使用しなくても高分子樹脂基材上に所望の微細導電性パターンを形成することができるので、樹脂自体の色を生かし高分子樹脂基材や製品の色彩を所望の色彩として発現することがより容易になる。
【００１５】
したがって、このような導電性パターン形成方法などを用いて、スマートホンケースなど各種樹脂製品上のアンテナ用導電性パターン、ＲＦＩＤタグ、各種センサー、ＭＥＭＳ構造体などを非常に効果的に形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】発明の一実施形態による電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法の一例を工程順に概略的に示す模式図である。
【図２ａ】実施例１の導電性パターン形成方法において、高分子樹脂基材にレーザを照射して一定の領域が表面粗さを有するように形成した後の状態を示す写真（一番目の写真）と、レーザ照射後に無電解メッキによって銅金属層を形成した後の状態を示す写真（二番目の写真）と、無電解メッキ後に選択的剥離或いは除去過程によってレーザが照射されない残りの領域のメッキ層を除去した後の写真（三番目の写真）である。
【図２ｂ】実施例１における表面粗さを有するレーザ照射領域の光学顕微鏡写真である。
【図２ｃ】実施例１における金属層（導電性パターン）が形成された部分のＳＥＭ写真であって、該当部分で導電性シードが成長していてこのような導電性シード上にメッキによる金属層が形成されていることを示す。
【図３】実施例９の導電性パターン形成方法において、レーザが照射されない領域で金属層などを選択的に除去して高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成した後の状態を示す写真である。
【図４ａ】実施例６のレーザ照射領域でオプティカルプロファイラ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を用いて高さによる色変化を示す写真（左側）と、これに対する立体化（右側）を実現した写真である。
【図４ｂ】実施例８のレーザ照射領域でオプティカルプロファイラ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を用いて高さによる色変化を示す写真（左側）と、これに対する立体化（右側）を実現した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明の具体的な実施形態による電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法と、これによって形成される導電性パターンを有する樹脂構造体について説明する。
【００１８】
発明の一実施形態によれば、高分子樹脂基材に選択的に電磁波を照射して所定の表面粗さを有する第１領域を形成する段階；高分子樹脂基材上に導電性シード（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｅｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）を形成する段階；導電性シードが形成された高分子樹脂基材をメッキして金属層を形成する段階；および第１領域より小さい表面粗さを有する高分子樹脂基材の第２領域において前記導電性シードおよび金属層を除去する段階を含む電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法が提供される。
【００１９】
このような発明の一実施形態の方法によれば、まず、導電性パターンを形成しようとする第１領域にレーザなど電磁波を照射してこのような第１領域の高分子樹脂基材が所定の表面粗さを有するように凹凸形態、一定のパターン形態または無定形形態の表面構造などを形成する。このような第１領域では所定の表面粗さによって高分子樹脂基材表面と、以後にメッキによって形成される金属層との接着力がより向上できる。
【００２０】
これに比べて、レーザなど電磁波に照射されない第２領域では高分子樹脂基材自体が有する元の表面特性によって、金属層との劣悪な接着力を示すことができる。
【００２１】
これにより、第１領域の高分子樹脂基材上にメッキの促進のための導電性シードを形成しメッキを行うと、第１領域では高分子樹脂基材との優れた接着力を有する金属層が良好に形成される反面、第２領域では劣悪な接着力によって非常に除去されやすい金属層が形成される。したがって、このような高分子樹脂基材に弱い物理的力を加えて第２領域の金属層および導電性シードを選択的に除去すれば、高分子樹脂基材上に所望の導電性パターンを容易に形成することができる。
【００２２】
このように、一実施形態によれば、例えば、スピネル構造のＣｕＣｒ２Ｏ４などのような高価の特殊な無機添加剤が使用されて高分子樹脂基材自体に含まれなくても、レーザなど電磁波照射によって導電性パターンが形成される領域の表面粗さおよび接着力などを制御して、単純化された工程で高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成することができる。
【００２３】
したがって、導電性パターン形成工程の単価が低くなり、前記特殊な無機添加剤によって高分子樹脂基材や製品の機械的特性など物性低下の恐れを最少化することができる。さらに、前記特殊な無機添加剤を使用しなくても高分子樹脂基材上に所望の微細導電性パターンを形成することができるので、樹脂自体の色を生かし高分子樹脂基材や製品を所望の色彩として発現することがより容易になる。
【００２４】
一方、以下では、図面を参照して一実施形態による電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法を各工程段階別に、より具体的に説明する。図１は発明の一実施形態による電磁波の直接照射による導電性パターン形成方法の一例を工程順に概略的に示す模式図である。
【００２５】
図１の（１）および（２）に示されているように、一実施形態の導電性パターン形成方法では、まず、高分子樹脂基材に選択的に電磁波を照射して所定の表面粗さを有する第１領域を形成する。
【００２６】
前記高分子樹脂基材は、任意の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を使用して形成することができる。このような高分子樹脂基材を形成できる熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂など高分子樹脂の具体的な例としては、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂などのポリアルキレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂またはポリフタルアミド樹脂などが挙げられ、その他にも多様な高分子樹脂を使用して高分子樹脂基材を形成することができる。
【００２７】
そして、前記高分子樹脂基材は、前述の高分子樹脂のみで形成することもできるが、必要によって高分子樹脂製品を形成することに通常使用される添加剤、例えば、ＵＶ安定剤、熱安定剤または衝撃補強剤をさらに含むこともできる。このような添加剤は、全体高分子樹脂基材の重量を基準に、約２重量％以下、或いは約０．０１乃至２重量％の適切な含量で含まれ得る。但し、前記高分子樹脂基材は以前に知られた電磁波照射による導電性パターン形成のために使用された特殊な無機添加剤、例えば、スピネル構造のＣｕＣｒ２Ｏ４などを含む必要がない。
【００２８】
一方、前述の高分子樹脂基材に対して、第１領域にはレーザなど電磁波を照射して所定の表面粗さを有するようにし、このような表面粗さを有する第１領域にはホールまたはメッシュパターンなどの比較的に定形化されたパターン形態または凹凸形態が形成されるか、或いは不規則的な多数のホール、パターンまたは凹凸が複合的に形成された無定形形態の表面構造が形成され得、このような多様な表面形態や構造によって第１領域の高分子樹脂基材が所定の表面粗さを有し得る。
【００２９】
一例で、このような第１領域に形成される金属層（導電性パターン）と、高分子樹脂基材表面との優れた接着力確保のために、前記高分子樹脂基材の第１領域は約５００ｎｍ以上、或いは約１μｍ以上、或いは約１乃至３μｍの中心線表面粗さ（Ｒａ）で定義される表面粗さを有し得、電磁波が照射されない第２領域は前記第１領域より小さい中心線表面粗さ（Ｒａ）、例えば、約４００ｎｍ以下、或いは約１００ｎｍ以下、或いは約０乃至９０ｎｍの中心線表面粗さ（Ｒａ）で定義される表面粗さを有し得る。
【００３０】
また、前述の表面粗さは、他の方法でも定義され得る。例えば、前記第１および第２領域の表面粗さはＩＳＯ２４０９の標準方法によるクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）で測定される金属層に対する接着力の程度によっても定義され得る。例えば、高分子樹脂基材の第１領域は約４．０乃至６．０Ｎ／１０ｍｍ幅の接着力を有するテープを使用してＩＳＯ２４０９の標準方法で２ｍｍ以下間隔のクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）を行った時、金属層の剥離面積がテスト対象金属層面積の約５％以下である接着力（例えば、ＩＳＯ  ｃｌａｓｓ  ０または１）で定義される表面粗さを有し得、高分子樹脂基材の第２領域は同様な方法でクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）を行った時、金属層の剥離面積が試験対象金属層面積の約６５％以上である接着力（例えば、ＩＳＯ  ｃｌａｓｓ  ５以上）で定義される表面粗さを有し得る。
【００３１】
前記レーザなどの電磁波照射によって、第１領域の高分子樹脂基材が前述の表面粗さを有することによって、以後のメッキ工程で第１領域上に金属層が形成されると、このような金属層が高分子樹脂基材上に優れた接着力で形成および維持され良好な導電性パターンを形成することができる。このような第１領域と比較して、レーザなど電磁波が照射されない第２領域の高分子樹脂基材がそれ自体の表面特性によって前述の表面粗さを有することにより、以後のメッキ工程で金属層が形成されると、第２領域では非常に低い接着力を示し容易に除去可能な状態になり得る。その結果、第２領域の金属層を容易に選択的に除去し、第１領域の高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成することができる。
【００３２】
一方、第１領域の高分子樹脂基材が前述の表面粗さを示すことができるように、後述する所定の条件下にレーザなど電磁波を照射することができる。
【００３３】
まず、前記電磁波照射段階では、レーザ電磁波を照射することができ、例えば、約２４８ｎｍ、約３０８ｎｍ、約３５５ｎｍ、約５３２ｎｍ、約５８５ｎｍ、約７５５ｎｍ、約１０６４ｎｍ、約１０７０ｎｍ、約１５５０ｎｍ、約２９４０ｎｍまたは約１０６００ｎｍの波長を有するレーザ電磁波を照射することができる。他の例で、赤外線（ＩＲ）領域の波長を有するレーザ電磁波を照射することもできる。
【００３４】
また、前記レーザ電磁波照射時の具体的な条件は、高分子樹脂基材の樹脂種類、物性、厚さ、形成しようとする金属層の種類や厚さ、或いはこれを考慮した適切な接着力の水準によって調節または変更することができる。但し、第１領域の高分子樹脂基材が前述の所定の表面粗さを有し得るように、例えば、約０．１乃至５０Ｗ、或いは約１乃至３０Ｗ、或いは約５乃至２５Ｗの平均出力の照射条件下に、レーザ電磁波を照射して行うことができる。
【００３５】
また、前記レーザ電磁波照射は、比較的に強いパワーで１回照射されてもよいが、相対的に低いパワーで２回以上分けて照射されてもよい。このようなレーザ電磁波照射の回数が増加するほど表面粗さが増加し表面に形成された凹凸などの構造がホール形態のパターンからメッシュパターンまたは無定形形態の表面構造などに変化できるところ、このようなレーザ電磁波照射条件および照射回数などの調節を通じて、第１領域の高分子樹脂基材上に適切な表面構造を形成し適切な程度の表面粗さと、これによる金属層との優れた接着力を有するようにすることができる。
【００３６】
そして、前記レーザ電磁波照射時、照射間隔によって高分子樹脂基材上には、例えば、電磁波照射の痕跡がホール形態などに形成され得る。しかし、特に制限されないが、第１領域の高分子樹脂基材が前述の適切な表面粗さを有するようにするためには、このような電磁波照射痕跡の中心部間間隔、或いは電磁波の照射間隔が約２０μｍ以上、或いは約２０乃至７０μｍになるようにレーザ電磁波を照射することが適切であり得る。これによって、第１領域の高分子樹脂基材が適切な表面粗さを有し、これと共に高分子樹脂基材と金属層との適切な接着力を有するようになり得る。
【００３７】
一方、前述のように、第１領域にレーザなど電磁波を照射した後には、図１の（３）に示されているように、高分子樹脂基材上に導電性シード（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｅｅｄ）を形成することができる。このような導電性シードは高分子樹脂基材上でメッキ時に成長してメッキによる金属層の形成を促進する役割を果たすことができる。これによって、第１領域の高分子樹脂基材上には、より良好な金属層および導電性パターンが適切に形成され得る。
【００３８】
このような導電性シードは、金属ナノ粒子、金属イオンまたは金属錯イオンを含むことができる。また、金属イオンまたは金属錯イオンはそれ自体としてだけでなく、これらを含む金属イオンが結合された金属含有化合物または金属錯イオンが含まれている金属錯化合物の形態、さらに前記金属含有化合物または金属錯化合物の粒子形態などでも使用することができるのはもちろんである。
【００３９】
このような導電性シードに含まれ得る金属元素の種類は導電性を示すことができれば特に制限されず、例えば、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群より選択された１種以上の金属、そのイオンまたは錯イオンを含むことができる。
【００４０】
そして、前記導電性シードを高分子樹脂基材上に形成するために、前述の導電性シード、例えば、金属ナノ粒子、金属イオンまたは金属錯イオンを含む分散液または溶液を高分子樹脂基材上に塗布し、析出、乾燥および／または還元などの方法で所望の形態、例えば、粒子形態の導電性シードを形成する方法を行うことができる。より具体的に、前記分散液などが金属ナノ粒子を含む場合、これを溶解度差を用いて析出させた後に乾燥させて粒子形態の導電性シードを形成することができ、前記分散液などが金属イオンまたは金属錯イオン（或いはこれらを含む金属化合物または錯化合物；例えば、ＡｇＮＯ３、Ａｇ２ＳＯ４、ＫＡｇ（ＣＮ）２などのような金属化合物または錯化合物 ）などを含む場合、これらを還元させた後に乾燥して粒子形態の導電性シードを適切に形成することができる。
【００４１】
この時、前記金属イオンまたは金属錯イオンなどの還元は、通常の還元剤、例えば、アルコール系還元剤、アルデヒド系還元剤、次亜リン酸ナトリウムまたはその水和物などの次亜リン酸塩系還元剤、ヒドラジンまたはその水和物などのヒドラジン系還元剤、水素化ホウ素ナトリウムおよび水素化リチウムアルミニウムからなる群より選択された１種以上の還元剤を使用することができる。
【００４２】
そして、前記分散液または溶液は、液状媒質として高分子樹脂基材と導電性シード間の密着力を向上させることができる水系高分子溶液（例えば、ポリビニルピロリドン系高分子などの溶液）、或いは金属イオンまたは金属錯イオンを安定化することができる水系錯化剤（例えば、ＮＨ３、ＥＤＴＡまたはロッシェル塩）などを適切に含むことができる。
【００４３】
また、前記導電性シードの分散液または溶液の塗布は、液状組成物を高分子樹脂基材に塗布するための一般的な工程で行うことができ、例えば、浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）、スピンコーティングまたはスプレーなどの方法で行うことができる。
【００４４】
このような方法で形成された導電性シードは、第１領域に形成された表面凹凸、パターンまたは表面構造の間を含んで、高分子樹脂基材前面に形成することができ、メッキ工程で金属層の良好な形成を促進し、メッキ速度や金属層の物性などを調節する役割を果たすことができる。
【００４５】
一方、前述の電磁波照射段階直後に、前記導電性シードの形成段階を直ちに行うこともできるが、選択的に前記分散液または溶液より低い表面張力を有する界面活性剤で高分子樹脂基材を表面処理した後、前記導電性シードの形成段階を行うこともできる。付加して、このような界面活性剤は、導電性シードの形成のための前記分散液または溶液自体に添加されて高分子樹脂基材に表面処理され得る。この時、前記界面活性剤はこのような成分が添加される前の分散液または溶液より低い表面張力を有し得る。
【００４６】
このような界面活性剤は、高分子樹脂基材の表面、特に、表面凹凸やパターンまたは表面構造の間に前記導電性シードがより均一に形成および維持されるようにする。これは前記界面活性剤が前記表面構造の間の空気を除去し導電性シードがより容易にその間に浸透するように補助するためである。したがって、このような界面活性剤処理工程を追加すれば、第１領域に全体的に導電性シードが良好に吸着されメッキ工程による金属層がより均一で良好に形成され得る。さらに、界面活性剤処理および導電性シードの形成によって、第１領域上で金属層と高分子樹脂基材の接着力がより向上し優れた導電性を有する導電性パターンが良好に形成され得る。
【００４７】
前記界面活性剤の種類は、前述の導電性シードの分散液または溶液の種類によって変わり、このような分散液または溶液より低い表面張力を有する液状媒質であればいずれのものでも用いることができる。例えば、このような界面活性剤として相対的に低い表面張力を有するエタノールなどの有機溶媒を使用することができる。
【００４８】
そして、このような界面活性剤は、前記高分子樹脂基材を数秒乃至数分間浸漬させるなどの方法で処理することができる。
【００４９】
一方、図１の（４）に示すように、前記導電性シードを高分子樹脂基材上に形成した後には、導電性シードが形成された高分子樹脂基材をメッキして金属層を形成することができる。このような金属層形成段階は高分子樹脂基材に導電性金属を無電解メッキして行うことができ、このような無電解メッキ段階の進行方法および条件は通常の方法および条件に従ってもよい。
【００５０】
例えば、金属層を成す導電性金属、例えば、銅などの金属源、錯化剤、ｐＨ調節剤および還元剤などを含むメッキ溶液を使用して、前記メッキ工程を行って第１領域および第２領域が定義された高分子樹脂基材上に金属層を形成することができる。この時、前記金属層は前述の導電性シードが成長しながらこのような導電性シード上に形成され得る。
【００５１】
このような金属層は、第１領域上には優れた接着力で良好に形成され、これに比べて第２領域上には高分子樹脂基材に対する劣悪な接着力によって非常に除去されやすい状態（例えば、図２ａの二番目の図に示されているように、高分子樹脂基材から浮き上がっている状態）で形成され得る。
【００５２】
このような金属層を形成した後には、高分子樹脂基材の第２領域において前記導電性シードおよび金属層を選択的に除去し、図１の（５）および（６）のように、残りの第１領域に導電性パターンを形成することができる。
【００５３】
前述のように、第２領域上には金属層が非常に除去されやすい状態で形成されているので、高分子樹脂基材に弱い物理的力を加えるなどの簡単な方法で前記第２領域から選択的に金属層および導電性シードを除去することができる。この時、第１領域上では金属層と高分子樹脂基材の優れた接着力によって、金属層が残留して導電性パターンを成すことができる。
【００５４】
このように、第２領域において前記導電性シードおよび金属層を除去する段階は、例えば、超音波照射（ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ）、液状洗浄、液状リンス、エアーブローイング（ａｉｒ  ｂｌｏｗｉｎｇ）、テーピング、ブラッシング（ｂｒｕｓｈｉｎｇ）または人の手で直接払いかふき取るなど人力を用いた方法などのように高分子樹脂基材に弱い物理的力を加える任意の方法で行うことができ、これらのうちの選択された二つ以上の方法を組み合わせて共に行うこともできる。
【００５５】
例えば、水で一定時間超音波照射下に洗浄またはリンスし、エアーブローイングなどを行って、前記第２領域の導電性シードおよび金属層を選択的に除去することができる。
【００５６】
前述の方法によって形成された導電性パターンを有する樹脂構造体は、所定の表面粗さを有するように形成された第１領域と、第１領域より小さい表面粗さを有する第２領域が定義されている高分子樹脂基材；および高分子樹脂基材の第１領域に選択的に形成された導電性シードおよび金属層を含むことができる。
【００５７】
この時、第１および第２領域の表面粗さについては一実施形態の方法に関して十分に詳述したことがあるので、これに関する追加的な説明は省略する。また、前述のように、第１領域はレーザなど電磁波照射領域に対応する。
【００５８】
前述の樹脂構造体は、アンテナ用導電性パターンを有するスマートホンケースなど各種樹脂製品または樹脂層になるか、その他のＲＦＩＤタグ、各種センサーまたはＭＥＭＳ構造体などの導電性パターンを有する多様な樹脂製品または樹脂層になり得る。
【００５９】
前述のように、発明の実施形態によれば、例えば、スピネル構造のＣｕＣｒ２Ｏ４などのような高価の特殊な無機添加剤が使用されて高分子樹脂基材自体に含まれなくても、レーザなど電磁波照射によって導電性パターンが形成される領域の表面粗さおよび金属層に対する接着力を制御して、より単純化された工程で高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成することができる。
【００６０】
したがって、導電性パターン形成工程の単価および原材料単価を低めることができ、前記特殊な無機添加剤によって高分子樹脂基材や製品の機械的特性など物性低下の恐れを最少化することができる。付加して、前記特殊な無機添加剤を使用しなくても高分子樹脂基材上に所望の微細導電性パターンを形成することができるので、樹脂自体の色を生かして高分子樹脂基材や製品の色彩を所望の色彩として発現することが容易になる。したがって、発明の実施形態は、より低い単価および単純化された工程でも各種樹脂製品または樹脂層上に微細な導電性パターンを形成することができるので、以前に提案されたことがない新規な樹脂製品などを含んでより多様な色および形態の樹脂製品を実現するのに大きく寄与することができる。
【００６１】
以下、発明の具体的な実施例を通じて発明の作用、効果をより具体的に説明する。但し、これは発明の例示として提示されたものであって、これによって発明の権利範囲がいかなる意味でも限定されるのではない。
【００６２】
［実施例］
実施例１：レーザ直接照射による導電性パターンの形成
ＵＶ安定剤、熱安定剤および衝撃補強剤を総２重量％未満で含有し、その他の無機添加剤などを含まないポリカーボネート樹脂基板を準備した。このようなポリカーボネート樹脂基板の一定領域に１０６４ｎｍ波長のレーザを２１．４Ｗの平均出力の照射条件下に、１回照射した。この時、レーザの照射間隔を調節して、ポリカーボネート樹脂基板のレーザ照射痕跡の中心部間の間隔を約３５μｍに調節した。
【００６３】
これによって、前記レーザが照射されたポリカーボネート樹脂基板の一定領域上に一定の表面粗さを有するように形成した。このように形成した後のポリカーボネート樹脂基板の写真を図２ａの一番目の写真に示し、前記表面粗さを有するように形成されたレーザ照射領域の光学顕微鏡写真を図２ｂに示した。
【００６４】
その後、Ｐｄイオンが含まれている水溶液に前記ポリカーボネート樹脂基板を約５分間浸漬して、基板上にＰｄを含む導電性シードを形成した。その次に、基板を脱イオン水で洗浄し、導電性金属として銅を使用して無電解メッキを実施した。このような無電解メッキ時のメッキ溶液は、銅供給源として硫酸銅、錯化剤であるロッシェル塩、ｐＨ調節剤として水酸化ナトリウム水溶液および還元剤であるホルムアルデヒドを含むものを使用し、常温で約１時間無電解メッキを実施して金属層を形成した。
【００６５】
このように金属層を形成した後の状態を示す写真を図２ａの二番目の写真に示した。これに示すように、このような金属層はレーザ照射領域では良好に形成されたが、残り領域では劣悪な接着力によって浮き上がった状態であって非常に除去されやすい状態で形成されたことが確認される。
【００６６】
その後、前記基板を脱イオン水に浸漬して２０分間超音波照射した後、エアーブローイングすることによって、前記レーザ未照射領域の金属層を選択的に除去した。図２ａの三番目の写真はレーザが照射されない領域で金属層などを選択的に除去して前記基板上に導電性パターンを形成した後の状態を示す写真であり、図２ｃは前記導電性パターンが形成された部分のＳＥＭ写真である。 図２ｃに示すように、該当部分で導電性シードが成長していてこのような導電性シード（導電性金属粒子）上にメッキによる金属層が形成されていることが確認される。
【００６７】
実施例２乃至８：レーザ直接照射による導電性パターンの形成
実施例１でレーザの平均出力の照射条件と、レーザ照射痕跡の中心部間の間隔をそれぞれ、約１５．７Ｗおよび約２５μｍ（実施例２）、約１５．７Ｗおよび約３５μｍ（実施例３）、約１８．６Ｗおよび約４５μｍ（実施例４）、約２１．４Ｗおよび約４５μｍ（実施例５）、約２１．４Ｗおよび約５５μｍ（実施例６）、約２４．２Ｗおよび約５５μｍ（実施例７）、約２８．５Ｗおよび約５５μｍ（実施例８）に変更して１回照射したことを除いては、実施例１と同様な方法で導電性パターンを有する樹脂構造体を製造した。
【００６８】
実施例９：レーザ直接照射による導電性パターンの形成
実施例１でＰｄの代わりにＡｇ錯イオンが含まれている水系錯イオン溶液（ＡｇＮＯ３および錯化剤であるＮＨ３が含まれている溶液）とエタノールの混合物を導電性シード形成のための溶液として使用したことを除いては、実施例１と同様な方法で導電性パターンを有する樹脂構造体を製造した。 図３はレーザが照射されない領域で金属層などを選択的に除去し前記基板上に導電性パターンを形成した後の状態を示す写真である。
【００６９】
試験例１：導電性パターンの表面粗さ評価
前記実施例１乃至９で、レーザ照射されたポリカーボネート樹脂基板の一定領域上の表面粗さを測定した。表面粗さはオプティカルプロファイラ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｒｏｆｉｌｅｒ）装備（Ｎａｎｏ  ｖｉｅｗ  Ｅ１０００、Ｎａｎｏｓｙｓｔｅｍ、Ｋｏｒｅａ）を活用して、０．２ｍｍ×０．３ｍｍ面積の中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定した。図４ａでは実施例６のレーザ照射領域でオプティカルプロファイラを用いて高さによる色変化を示し（左側）、これに対する立体化（右側）を実現した写真を示した。また、この時に測定された表面粗さを共に示した。図４ｂは実施例８の該当写真であってレーザ条件変化によって変わる表面状態とその時の表面粗さの値をそれぞれ示す。実施例１乃至９に対しては、このような方法でレーザ照射領域の互いに異なる６地点の表面粗さを測定した後、このような測定値を平均して以下の表１にＲａ値で整理して記載した。参考として、図４ａおよび４ｂには前記６地点のうちのいずれか一点で測定された表面粗さを表示し、表１には６地点でそれぞれ測定された値の平均値を示した。
【００７０】
試験例２：導電性パターンの接着力評価
前記実施例１乃至９で導電性パターンを形成した後、金属層および導電性パターンが形成された領域で、ＩＳＯ２４０９の標準方法で４．０乃至６．０Ｎ／１０ｍｍ幅の接着力を有するテープ（３Ｍスコッチテープ＃３７１）を使用してクロスカット試験（ｃｒｏｓｓ−ｃｕｔ  ｔｅｓｔ）を施行した。この時、金属層を１０×１０方眼（約２ｍｍ以下間隔）にカットし、前記テープを圧着させてから引き剥がして、テープに剥離される金属層の面積を測定することによって、前記基板と金属層間の接着力或いは密着力を評価した。
【００７１】
このような評価結果、前記導電性パターンの剥離された面積によって次のＩＳＯ  ｃｌａｓｓ基準下に評価した。
１．ｃｌａｓｓ０等級：導電性パターンの剥離面積が評価対象導電性パターン面積の０％；
２．ｃｌａｓｓ１等級：導電性パターンの剥離面積が評価対象導電性パターン面積の０％超過５％以下；
３．ｃｌａｓｓ２等級：導電性パターンの剥離面積が評価対象導電性パターン面積の５％超過１５％以下；
４．ｃｌａｓｓ３等級：導電性パターンの剥離面積が評価対象導電性パターン面積の１５％超過３５％以下；
５．ｃｌａｓｓ４等級：導電性パターンの剥離面積が評価対象導電性パターン面積の３５％超過６５％以下；
６．ｃｌａｓｓ５等級：導電性パターンの剥離面積が評価対象導電性パターン面積の６５％超過；
【００７２】
付加して、実施例１乃至９で導電性パターンを形成した後、このような金属層（導電性パターン）の均一性を次のような基準下に評価した。
１．Ｏ：肉眼で観察した時、レーザ照射によって表面粗さが形成された全ての領域に均一な色の金属層（メッキ薄膜）が形成され、光学顕微鏡で金属層表面を観察した時、空隙が確認されない。
２．△：肉眼で観察した時、レーザ照射によって表面粗さが形成された全ての領域に均一な色の金属層（メッキ薄膜）が形成されたが、光学顕微鏡で金属層表面を観察した時、一部の空隙が確認される。
３．Ｘ：肉眼で観察した時、レーザ照射によって表面粗さが形成された領域のうちの少なくとも一部領域に均一な色の金属層（メッキ薄膜）が形成されず、光学顕微鏡で金属層表面を観察した時、少なくとも一部の空隙が確認される。
【００７３】
このような評価結果を下記表１に示した。
【００７４】
【表１】
0006316961.tif 000002
【００７５】
前記表１に示すように、実施例１乃至９ではレーザ照射領域に約５００ｎｍ以上の表面粗さ（Ｒａ）を形成して高分子樹脂基材と金属層の接着力を向上させ、導電性シードを形成するなどの方法で、レーザ照射領域に選択的に非常に良好な金属層（導電性パターン）を形成することができるのが確認された。特に、このような導電性パターンは均一性に優れ、高分子樹脂基材に対する接着力が優れていて、非常に良好に形成されたことが確認された。
【００７６】
したがって、前記実施例によれば、ＣｕＣｒ２Ｏ４などのような高価の特殊な無機添加剤が使用されて高分子樹脂基材自体に含まれなくても、レーザなど電磁波照射によって導電性パターンが形成される領域の表面粗さおよび金属層に対する接着力を制御して、単純化された工程で高分子樹脂基材上に導電性パターンを形成することができるのが確認された。
【図１】
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【図２ａ】
0006316961.tif 000004
【図２ｂ】
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【図２ｃ】
0006316961.tif 000006
【図３】
0006316961.tif 000007
【図４ａ】
0006316961.tif 000008
【図４ｂ】
0006316961.tif 000009