KR100918439B1

KR100918439B1 - 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법

Info

Publication number: KR100918439B1
Application number: KR1020070076735A
Authority: KR
Inventors: 문주호; 장대환; 김동조; 강경태
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: KR20090012696A

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴과 폴리이미드(Polyimide) 기판의 접착력 향상 방법에 관한 것으로, 금속 나노입자와, 공용매(co-solvent), 분산제 등을 포함하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 폴리머 계열의 첨가제를 넣어 잉크젯 프린팅 한 후 저온 열처리하여 금속패턴과 기판과의 접착력 향상을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의해 플렉서블 디스플레이에 활용도가 높은 폴리이미드 기판과 잉크젯 프린팅용 전도성 잉크로 형성된 금속패턴의 접착력 향상으로 플렉서블 기판을 구현할 수 있고, 기판 표면처리를 위해 생기는 공정의 간소화와 이에 따른 비용을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.

폴리이미드 기판, 금속 나노입자, 첨가제, 전도성 잉크, 접착력

Description

잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법{conductive ink composition for ink-jet printing and the method to increase adhesive strength between metal pattern and polyimide substrate}

본 발명은 잉크젯 프린팅용 금속 나노 입자를 포함하는 전도성 잉크와 폴리이미드(Polyimide) 기판과의 접착력 향상에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 프린팅용 금속 나노 입자를 갖는 전도성 잉크에 저온 열처리 시 낮은 비저항을 얻는 것을 특징으로 하는 폴리머 계열의 첨가제를 첨가하여 해당 전도성 잉크와 폴리이미드 기판과의 접착력을 향상시키기 위한 것이다.

현재 마이크로일렉트로닉 패키징 산업에서는 폴리이미드(Polyimide)가 널리 이용되고 있다. 이는 폴리이미드가 높은 기계적 성질과 높은 온도에서의 안정성, 낮은 수분 흡수력, 낮은 유전상수, 높은 화학적 안정성을 지니고 있기 때문에 마이크로일렉트로닉과 관련 산업 복합체에 널리 이용되고 있는 것이다.

하지만 이렇게 많은 장점에도 불구하고 폴리이미드를 실제 이용하기 힘든 것은 폴리이미드가 유기물, 무기물을 포함한 거의 대부분의 물질들과 낮은 접착력을 가지고 있을 뿐만 아니라, 또한 같은 폴리이미드층과도 접착력이 낮다는 문제 때문이다.

따라서 지금까지는 특히 금속패턴과의 낮은 접착력을 향상시키기 위해서 플라즈마 처리, 코로나 방전, 엑스레이, 레이저, 이온빔, flame treatment 같은 물리적인 처리 방식이나 수산화칼륨 용액으로 에칭하는 방법 같은 화학적 처리를 사용함으로써 표면의 거칠기와 표면의 변형을 만들어 내어 접착력 향상을 도모하였다.

하지만 이러한 접착력 향상을 위한 기존의 물리적, 화학적 폴리이미드 기판 표면 처리방법은 공정이 복잡하고 에너지 집약적이며 고비용를 초래하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공보(등록번호 10-0729719 와 10-0602811)에도 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물과 잉크젯 프린팅에 의한 금속패턴 형성 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판이 소개되어, 기존의 에너지 집약적이고 고비용의 광학적 패터닝 방법에 의한 생산기술을 대체할 수 있는 친환경적이고 공정이 간단한 잉크젯 프린팅 기술에 의하여 직접묘화방식으로 전도성 금속패턴을 형성할 수 있게 되었는데, 이 방법 또한 상기 형성된 금속패턴과 폴리이미드 기판과의 접착강도가 아직 미흡한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 폴리머 계열의 첨가제를 혼합하여 폴리이미드 기판과의 접착력을 향상하는 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.

또한 이를 통해 기존의 기판 표면처리에서 유발되는 공정의 복잡성과 고비용 및 환경문제를 해결하는 것을 포함한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법은, 금속 나노입자와, 수계 및 알코올계 용매와, 분산제를 포함하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 저온 열처리 시 낮은 비저항을 얻는 폴리머 계열의 첨가제를 넣어 기판과의 접착력 향상을 제공하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 금속 나노입자는 은 나노입자인 것을 특징으로 하며, 또한 상기 용매는 에탄올과 디에틸렌글리콜을 주성분으로 하며, 에틸하이드록시프로판다이올(dthylhydroxy-propanediol)과 2-피롤리돈(2-pyrrolidone)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용되는 잉크젯 프린팅 방법은 저소음, 저비용의 비접촉식 프린팅 방식으로 분사 방식에 따라 크게 연속 분사(continuous jet) 방식과 드롭-온- 디맨드(drop-on-demand; DOD) 방식으로 구분 가능하다.

여기서 연속 분사 방식은 펌프를 이용하여 잉크를 연속적으로 분사하는 동안 전자기장을 변화시켜 잉크의 방향을 조절함으로써 프린팅하는 방식이며, 드롭-온-디맨드 방식은 전기적 신호를 통하여 필요한 순간에만 잉크를 분사시키는 방식으로, 이는 다시 전기에 의하여 역학적으로 변형을 일으키는 압전판을 사용하여 압력을 발생시키는 압전(piezoelectric ink jet) 방식과 열에 의하여 발생하는 버블의 팽창에서 발생하는 압력을 이용하는 열전사(thermal ink jet) 방식으로 나뉠 수 있다. 또한 목표로 하는 위치에 잉크를 비접촉 방식으로 분사하기 때문에 다양한 재질의 기판에 패턴을 인쇄할 수 있다.

특히 일반적인 기판 재료로 사용되는 경성 폴리머 기판과, 전자태그(Radio Frequency Identification; RFID), TCP(Tape Carrier Package), COF(Chip On Film) 등의 기판 재료로 사용되는 연성 폴리머 기판에 금속패턴을 형성하기 위하여는 인쇄 후 저온 열처리에 의하여 전도도를 얻을 수 있다.

또한 기판에 패턴 형성 후 건조 및 열처리 과정에서 수축에 의한 결함이 없이 우수한 전도도를 나타내기 위하여 고농도의 금속 나노 입자를 포함하는 잉크 조성물이 요구된다.

문서 인쇄용 상용 잉크 조성물은 기본적으로 색을 나타내는 색소체(chromo-phore)와 이를 포함하는 유동체(vehicle)로 구성되며, 이를 응용하여 전기·전자부품 산업분야에 적용하기 위하여 색소체를 대체하는 기능성 재료로써 금속 나노입자를 사용하여 전도성 금속패턴을 형성할 수 있으며, 기능성 재료에 맞는 유동체의 조성과 제조된 잉크 조성물이 적절한 성능을 나타내기 위하여 여러 가지 물성을 만족시켜야 한다.

상기 전도성 잉크 조성의 금속 나노입자는 Au, Ag, Cu, Ni, Pd 및 Pt를 포함하는 모든 금속 나노입자 뿐만 아니라, 상기 금속들의 합금 나노입자와 같은 형태로 나노입자로 합성이 가능한 모든 범위의 금속 나노입자를 포함하며, 상기 금속 나노입자를 합성하기 위한 염으로는 Au염, Ag염, Cu염, Ni염, Pd염 및 Pt염으로 구성되는 군으로부터 선택되며, 이러한 금속 나노입자는 통상의 습식화학적 방법을 통하여 제조될 수 있다. 이는 저소음, 저비용의 비접촉식 프린팅 방식으로, 기존의 에너지 집약적이고 고비용의 광학적 패터닝 방법에 의한 생산 기술을 대체할 수 있는 친환경적이고 공정이 간단한 잉크젯 프린팅 가능한 전도성 금속 잉크이다.

상기 금속 나노입자의 함량은 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 70 중량부인 것이 바람직하다. 이때 상기 금속 나노입자의 함량은, 상기 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 50 중량부인 것이 더욱 바람직하다.

상기 첨가제는 기본적으로 용매의 혼합에 의하여 제조되어지는 것을 특징으로 하며, 보다 상세하게는 전도성 잉크로 제조 시에 첨가제를 첨가하여 금속 나노 입자와 공용매와 분산제 등과 균일하게 혼합하도록 유도한다.

또한 상기 첨가제는 목적하는 접착 강도뿐만 아니라, 전도성 잉크의 분산에 영향이 없도록 잉크젯 프린팅 가능한 점도를 유지하도록 조절될 뿐 아니라, 잉크젯 프린팅 및 저온 열처리 후 인쇄회로기판에 사용 가능한 전도도를 유지하도록 조절 되는 것을 특징으로 한다. 즉, 첨가제를 첨가한 잉크로 분사하여 기판 위에 패턴을 형성 시 치밀하게 정확한 패턴을 구현하기 위한 기능을 발휘해야 한다.

상기 첨가제는 비닐이미다졸(1-vinylimidazole), 비닐트리에톡시실란(vivyl-ethoxysilane), 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine), 2-비닐피리딘(2-vinylpiridine)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 화합물이다.

또한 상기 첨가제는 비닐이미다졸(1-vinylimidazole), 비닐트리에톡시실란(vivylethoxysilane), 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine), 2-비닐피리딘(2-vinylpi ridine)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 둘 이상의 화합물을 혼합한 것을 특징으로 한다.

상기 첨가제가 사용되기 적합한 잉크는 은(Ag) 나노 전도성 잉크(특허공보 등록번호 10-0602811; 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물, 잉크젯 프린팅에 의한 금속패턴 형성 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판)와 같은 물(water), 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 아세톤(acetone), 이소프로필 알코올(isopropanol), 톨루엔(toluene), 헥산(hexane), 헵탄(heptane), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 헥실렌 글리콜(hexylene glycol), 글리세린(glycerine)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수계 및/또는 알코올계 전도성 잉크인 것을 특징으로 한다.

상기 첨가제의 함량은 상기 잉크 금속 나노 입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 25 중량부인 것이 바람직하다. 여기서 상기 첨가제의 함량은 본 발명과 밀접한 관련이 있는 접착강도, 전도도 및 점도를 고려할 때, 상기 잉크 금속 나노 입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 20 중량부인 것이 최적인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 기존 방식인 폴리이미드 기판에 거침처리나 화학적 처리 방법으로 인해 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상을 하는 것이 아니라, 전도성 잉크에 직접 첨가제를 첨가하여 접착력 향상을 도모하는 것이다.

폴리이미드 기판은 공기 중에 노출됐을 때 기판표면에 과산화물(peroxide)과 과산화수소화물(hydroperoxide)기의 화학결합을 갖게 된다. 폴리이미드 기판과 상기 상술한 첨가제의 화학작용으로 폴리이미드의 과산화물(peroxide)과 과산화수소화물(hydroperoxide)기는 비닐이미다졸(1-vinylimidazole), 비닐트리에톡시실란 (vivyltriethoxysilane), 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine), 2-비닐피리딘(2-vinyl pyridine)등의 단량체(monomer)와 축합공중합을 통해 긴 사슬모양을 이루게 되어 금속패턴이 열처리 후에 폴리이미드 기판에 강한 물리적 접착을 통해 향상된 접착력을 갖게 만든다. 피리딘(pyridine)과 이미다졸(imidazole) 의 축합된 폴리머 작용기가 접착력 향상을 도모한다. 즉, 축합반응을 통한 화학결합이 금속패턴과 폴리이미드 사이에 강한 물리적 결합을 형성하게 된다.

상기 상술한 첨가제를 적어도 한 개의 화합물이나 두 개 이상의 혼합물로 사용할 경우, 축합반응의 시너지 효과를 이루어 접착력 증대에 영향을 끼쳐 훨씬 개선된 접착력을 가지게 된다.

본 발명에 의한 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법은 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 폴리머 계열의 첨가제를 첨가하는 단계; 상기 첨가제를 포함한 잉크 조성물를 폴리이미드 기판에 잉크젯 프린팅하는 단계; 상기 프린팅된 잉크와 폴리이미드 기판과의 축 합 공중합으로 금속패턴이 형성되는 단계; 및 상기 형성된 금속패턴을 저온 열처리하는 단계를 거쳐 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 폴리이미드 기판에 형성된 금속패턴을 저온 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 100 내지 200°C 인 것이 적합하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법으로써, 잉크젯 프린팅용 금속 나노입자를 포함하는 전도성 잉크에 폴리머 계열의 첨가제를 첨가하여 프린팅 후 형성되는 금속패턴과 폴리이미드(Polyimide) 기판과의 접착력 향상을 제공하는 것을 특징으로 한다.

즉, 플렉서블 기판에서 가장 문제되는 것 중의 하나인 기판과 금속패턴의 접착력 문제를 해결하며, 친환경적이고 공정이 적은 잉크젯 프린팅 방식으로 우수한 전도도를 갖는 금속패턴을 신속하고 자유롭게 형성할 수 있으므로 차세대 디스플레이, 전자태그(Radio Frequency Identification; RFID), 수동 부품, 전자회로기판, 센서 등 다양한 전기·전자 부품 산업분야에 응용 가능하다.

다음에 본 발명을 실시예를 통하여 더 상세히 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 본 발명의 설명을 위한 것이지 그 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

(실시예 1)

폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP) 40g을 에틸렌글리콜 150ml에 상온에서 기계적 교반에 의하여 완전히 용해 후, 질산은(AgNO3) 6.4g을 첨가하여 교반하며 120℃까지 가열하여 1시간 동안 유지시키며 반응을 시켜 은(Ag) 나노입자가 형성되도록 하였다.

(실시예 2)

공용매로 에탄올과 디에틸렌글리콜을 70 : 30 내지 90 : 10 으로 기계적 교반에 의하여 혼합한다. 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 공용매는 40 ~ 60 중량부, 에틸하이드록시프로판다이올(dthylhydroxy-propanediol) 0.1 ~ 20 중량부,

2-피롤리돈(2-pyrrolidone) 0.1 ~ 20 중량부를 기계적 교반에 의하여 혼합 후, 분산제 0.1 ~ 10 중량부로 공용매에 완전히 용해시키고, 상기 상술한 첨가제는 상기 잉크 금속 나노 입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 20 중량부로 완전 용해시킨다.

준비된 (실시예 1)에서 제조한 은 나노입자는 30 ~ 50 중량비로 볼밀링(ball-milling)에 의하여 완전히 혼합하여 은 나노입자를 포함하는 고농도의 안정한 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물을 습득하였다.

(실시예 3)

전술한 바와 같이 하나 이상의 첨가제가 첨가된 은(Ag) 나노 전도성 잉크를 폴리이미드 기판에 잉크젯 프린팅 한 후 100 내지 200도에서 저온 열처리하였다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리이미드 기판과 잉크젯 프린팅 된 전도성 잉크의 금속패턴이 저온 열처리 후 접착력 향상을 이루는 표면에 대한 개략도이다.

도 1에서 보는 바와 같이 은(Ag) 나노입자, 공용매(co-solvent), 분산제를 포함하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 폴리머 계열의 첨가제를 첨가하여, 기판에 잉크젯 프린팅한 후, 폴리이미드와 폴리머 사이에 축합 중합으로 형성된 금속패턴을 열처리 시 폴리이미드 기판과 금속 패턴과의 접착력 향상을 도모하는 것이다. 즉 폴리머 계열의 첨가제가 표면과 반응하며, 전도성 잉크 금속 조성물과도 반응하여 접착력 향상을 도모한다.

(실시예 4)

첨가제 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine)을 상기 잉크 금속 나노입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 각각 10, 15, 20, 25 중량부로 첨가하여 폴리이미드 기판에 각각 프린팅 후 저온 열처리 공정을 거쳤다.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 잉크에 첨가제 혼합 시 전도도 변화의 그래프이다.

도 2에서 보는 바와 같이 잉크에 첨가되는 첨가제의 양이 증가 될수록 저항이 커지는(전도도는 작아지는) 사실을 알 수 있다. 유의해야 할 점은 기판의 접착 강도를 높이기 위한 첨가제 첨가시에도, 금속패턴 역할을 할 수 있는 전도도를 가져야 한다는 것이다. 즉, 상기 첨가제는 목적하는 접착 강도뿐만 아니라, 잉크젯 프린팅 및 저온 열처리 후 인쇄회로기판에 사용 가능한 전도도를 유지하도록 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 첨가제는 첨가제를 전도성 잉크에 넣었을 때, 저온 열처리 후 인쇄회로기판 등에 사용될 수 있는 전도도를 가져야 할 뿐 아니라, 젯팅 가능한 점도를 유지할 수 있어야 한다. 즉 첨가제를 첨가한 잉크로 분사하여 기판 위에 패턴을 형성 시 치밀하게 정확한 패턴을 구현하기 위한 기능을 발휘해야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 잉크에 첨가제 첨가 시 점도 변화의 그래프이다.

도 3에서 보는 바와 같이 전도성 잉크에 첨가되는 첨가제의 양이 증가 될수록 점도가 점차 커지는 사실을 알 수 있는데, 점도가 높게 되면 분사 시 잉크의 분산에 나쁜 영향을 주게 된다.

즉 상기 첨가제는 목적하는 접착 강도뿐만 아니라, 전도성 잉크의 분산에 영향이 없도록 잉크젯 프린팅 가능한 점도를 유지하도록 조절되는 것을 특징으로 한다.

따라서 위에서 설명한 도 2와 도 3을 고려해 볼 때, 상기 첨가제의 함량은 잉크 금속 나노 입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 25 중량부인 것이 적정하며, 또한 상기 첨가제의 함량은 본 발명과 밀접한 관련이 있는 접착강도, 전 도도 및 점도를 고려할 때, 상기 잉크 금속 나노 입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 20 중량부인 것이 최적이다.

즉, 도 2와 도 3에 있어 공통적으로 첨가제 함량이 25 중량부 이상에서 급격하게 점도와 저항이 커지는 현상이 발생하며(반면 접착력은 더 이상 증가하지 않는다), 10 내지 20 중량부 구간에서는 그래프가 거의 수평으로 첨가제 함량과 무관하게 안정적인 점도와 저항이 유지되는 것을 발견하게 된다.

(실시예 5)

첨가제를 첨가한 잉크젯 프린팅용 전도성 잉크로 폴리이미드 기판에 프린팅 후 200도에서 저온 열처리를 한다. 열처리해서 만들어진 필름을 ASTM D 3359 (Standard test methods for measuring adhesion by tape test) 방법을 통해 필름 분석을 실시하여 통계적으로 [표 1]을 작성하였다.

즉 ASTM D 3359 에 의한 크로스 컷 테이프 테스트(cross-cut tape test) 방식으로, 3M 테이프를 이용하여 폴리이미드 기판의 단위면적당 제거된 면적의 비율에 의해 0B~5B 까지 등급이 매겨지므로 접착력 강도를 확인할 수 있다.

[표 1] D 3359 접착력 테스트 결과 분류

분류	제거된 면적 비율
5B	0%
4B	5% 이하
3B	5-15%
2B	15-35%
1B	35-65%
0B	65% 이상

(비교예 1)

비교예에서는 대한민국 특허공보(등록번호 10-0602811; 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물, 잉크젯 프린팅에 의한 금속패턴 형성 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판, 등록번호 10-0729719; 잉크젯 프린팅용 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 형성방법)와 관련하여, (실시예 1)에서 제조한 은(Ag) 나노입자에 공용매로 에탄올과 디에틸렌글리콜을 70 : 30 내지 90 : 10 으로 기계적 교반에 의하여 혼합한다. 잉크 조성물 100 중량부를 기준으로 공용매는 40 ~ 60 중량부, 에틸하이드록시프로판다이올(dthylhydroxy-propanediol) 0.1 ~ 20 중량부, 2-피롤리돈(2-pyrrolidone) 0.1 ~ 20 중량부를 기계적 교반에 의하여 혼합 후, 분산제 0.1 ~ 10 중량부로 공용매에 완전히 용해시킨다. 만들어진 잉크젯 프린터용 전도성 잉크로 폴리이미드 기판에 프린팅 한 후 100 내지 200도에서 저온 열처리하였다.

(실시예 6)

잉크젯 프린팅용 전도성 잉크로 폴리이미드 기판에 프린팅 후 200도에서 저온 열처리를 한다. 열처리해서 만들어진 필름을 위에서 언급한 ASTM D 3359(Stan-dard test methods for measuring adhesion by tape test) 방법을 통해 필름 분석을 실시하여 통계적으로 [표 2]를 작성하였다.

[표 2] 첨가제에 따른 접착 강도 분석

구분	첨가제 함량	접착 강도
실시예	10	3B
	15	3B
	20	5B
	25	5B
비교예	0	1B

즉, 위 표에서 볼 수 있는 것과 같이 수차례의 실험을 통해 상기 첨가제를 사용할 때 접착력 향상을 기대할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 잉크에 첨가제 혼합 후 200도에서 저온 열처리한 시편을 테이프 테스트(ASTM 3359)한 결과이다.

도 4에서 보는 바와 같이 첨가제 양이 증가할수록 폴리이미드 기판에 만들어진 필름의 단위면적당 제거된 면적 비율이 낮아지는, 즉 접착력이 커지는 것을 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리이미드 기판과 잉크젯 프린팅된 전도성 잉크의 금속패턴이 저온 열처리 후 접착력 향상을 이루는 표면의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 잉크에 첨가제 혼합 시 전도도 변화의 그래프이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전도성 잉크에 첨가제 혼합 후 200도에서 저온 열처리한 시편을 테이프 테스트(ASTM 3359) 한 결과이다.

Claims

금속 나노입자와, 물(water), 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 아세톤(acetone), 이소프로필 알코올(isopropanol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 헥실렌 글리콜(hexylene glycol), 글리세린(glycerine), 에틸하이드록시프로판다이올(dthylhydroxy-propanediol), 2-피롤리돈(2-pyrrolidone)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 용매와, 분산제를 포함하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 저온 열처리 시 낮은 비저항을 얻는 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine), 2-비닐피리딘(2-vinylpiridine)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물을 혼합한 폴리머 계열의 첨가제를 넣어 기판과의 접착력 향상을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 첨가제의 함량은 상기 잉크 금속 나노 입자 조성물 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 금속 나노입자는 은 나노입자인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 용매는 에탄올과 디에틸렌글리콜을 포함하여 조성되며, 본 에탄올과 디에틸렌글리콜을 포함한 조성물에 에틸하이드록시프로판다이올(dthylhydroxy-propanediol)과 2-피롤리돈(2-pyrrolidone)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 첨가제는 목적하는 접착 강도뿐만 아니라, 전도성 잉크의 분산에 영향이 없도록 잉크젯 프린팅 가능한 점도를 유지하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 첨가제는 목적하는 접착 강도뿐만 아니라, 잉크젯 프린팅 및 저온 열처리 후 인쇄회로기판에 사용 가능한 전도도를 유지하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물.
금속 나노입자와, 물(water), 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 아세톤(acetone), 이소프로필 알코올(isopropanol), 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디프로필렌 글리콜(dipropylene glycol), 헥실렌 글리콜(hexylene glycol), 글리세린(glycerine), 에틸하이드록시프로판다이올(dthylhydroxy-propanediol), 2-피롤리돈(2-pyrrolidone)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 용매와, 분산제를 포함하는 잉크젯 프린터용 전도성 잉크에 4-비닐피리딘(4-vinylpyridine), 2-비닐피리딘(2-vinylpiridine)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물을 혼합한 폴리머 계열의 첨가제를 첨가하는 단계;

상기 첨가제를 포함한 잉크 조성물을 폴리이미드 기판에 잉크젯 프린팅하는 단계;

상기 프린팅된 잉크와 폴리이미드 기판과의 축합 공중합으로 금속패턴이 형성되는 단계; 및

상기 형성된 금속패턴을 저온 열처리하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법.
제 10항에 있어서,

상기 폴리이미드 기판에 형성된 금속패턴을 저온 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 100 내지 200°C 인 것을 특징으로 하는 금속패턴과 폴리이미드 기판의 접착력 향상 방법.