KR101161968B1 - Liquid for improving conductivity and process of forming conductive pattern using thereof by gravure printing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성 향상액 및 도전배선을 형성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전극패턴에 도포되어 저항을 낮춰주는 전도성 향상액 및 페이스트를 그라비아 인쇄법으로 인쇄하여 전극패턴을 형성한 후, 그 위에 전도성 향상액을 도포하여 도전배선을 형성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 페이스트를 그라비아 인쇄법으로 인쇄함으로써 박막화를 실현할 수 있고, 전도성 향상액의 도포로 저항이 낮아져 전도성이 좋은 도전배선을 형성할 수 있다.The present invention relates to a method for forming a conductive improving liquid and a conductive wiring, and more particularly, after forming the electrode pattern by printing the conductive improving liquid and paste applied to the electrode pattern to lower the resistance by gravure printing method, The present invention relates to a method for forming a conductive wiring by applying a conductive enhancement liquid thereon.
According to the present invention, a thin film can be realized by printing a paste by a gravure printing method, and resistance can be lowered by application of a conductive enhancement liquid to form a conductive wiring with good conductivity.
Description
본 발명은 전자재료의 부품 등에 형성되는 전극패턴에 도포되어 저항을 낮춰주는 전도성 향상액 및 이를 이용하여 그라비아 인쇄법으로 도전배선을 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive enhancement liquid applied to an electrode pattern formed on a component of an electronic material and the like to lower resistance, and a method of forming a conductive wiring by a gravure printing method using the same.
종래, 무선 식별(Radio Frequency Identification: RFID)용 안테나, 터치패드 등과 같은 전자재료의 부품에 도전배선을 형성하는 방법으로 기판 등에 페이스트를 코팅한 후 불필요한 부분을 긁어내는 방식을 사용하였다.Conventionally, a method of forming a conductive wiring on a component of an electronic material such as an antenna for a radio frequency identification (RFID), a touch pad, etc., and a method of scraping unnecessary parts after coating a paste on a substrate or the like is used.
구체적으로, 기재와 구리를 접합한 동판에 감광성 잉크를 도포하고, 포토 마스크를 이용하여 노광을 실시한 후, 노광이 이루어진 부분은 경화시키고 나머지 부분은 제거한다. 이후, 에칭액을 사용하여 소정의 패턴으로 에칭하고, 스트리핑 공정에 의해 노광으로 형성된 광경화막을 제거하면 도전배선이 형성된다.Specifically, after the photosensitive ink is applied to the copper plate bonded to the base material and copper, and exposed using a photo mask, the exposed portion is cured and the remaining portions are removed. Subsequently, etching is performed in a predetermined pattern using an etching solution, and a conductive wiring is formed by removing the photocured film formed by exposure by a stripping process.
그러나 상기 방식은 공정이 복잡하여 시간이 오래 걸리고, 각 공정에서 유해 물질이 발생하여 환경오염이 발생하는 등 여러가지 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점이 인식됨에 따라 최근에는 통상의 인쇄법을 이용하여 기판에 페이스트를 인쇄함으로써 도전배선을 형성하는 방법이 활발히 연구되고 있다.However, the above method has a long time because the process is complicated, there are various problems such as harmful pollution occurs in each process, environmental pollution occurs. As such a problem is recognized, a method of forming conductive wiring by printing paste on a substrate using a conventional printing method has been actively studied in recent years.
즉, 최근, 무겁고, 두껍고, 단단한 무기재료에서 가볍고, 얇고, 유연한 유기재료로 전자산업 분야의 패러다임이 변화하고 있는 현실에 발맞추어 도선배선의 형성 방법에도 상기와 같은 통상의 인쇄법이 고려되고 있는 것이다.In other words, in accordance with the fact that the paradigm of the electronics industry is changing from heavy, thick, and rigid inorganic materials to light, thin, and flexible organic materials, the conventional printing method as described above has been considered in the method of forming wire wiring. will be.
여기서, 통상의 인쇄법이란 스크린 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 그라비아 인쇄법 등을 말한다.Here, the ordinary printing method means a screen printing method, an offset printing method, an inkjet printing method, a gravure printing method, or the like.
스크린 인쇄는 일정한 간격을 가지는 메쉬 위에 잉크를 부여하여 피인쇄물로 밀어내는 방식으로, 메쉬에 의해 두꺼운 막이 형성되기 때문에 박막화 및 고속인쇄가 어렵다는 단점이 있다.Screen printing has a disadvantage in that it is difficult to make thin film and high-speed printing because a thick film is formed by the mesh by imparting ink onto a mesh having a predetermined interval and pushing it to the to-be-printed object.
오프셋 인쇄법은 양각으로 조각된 원통형 판통에 잉크를 묻혀 피인쇄물에 전이시키는 방식으로, 박막화 및 고속 인쇄가 가능한 장점이 있으나 두꺼운 패턴을 얻기 어려운 단점이 있다.The offset printing method is a method of transferring ink onto a to-be-printed cylindrical plate engraved with an embossed, thin film and high-speed printing has the advantage that it is difficult to obtain a thick pattern.
잉크젯 인쇄법은 일정 크기의 노즐을 통해 피인쇄물에 잉크를 분사하는 방식으로, 도전배선의 패턴 변경이 쉽고 잉크의 소모가 적은 장점이 있으나 두꺼운 패턴을 얻기 어렵고 인쇄속도가 현저히 떨어진다는 단점이 있다.The inkjet printing method is a method of spraying ink onto a printed object through a nozzle having a predetermined size, and there is an advantage in that it is easy to change the pattern of the conductive wiring and consumes less ink, but it is difficult to obtain a thick pattern and the printing speed is significantly reduced.
그라비아 인쇄법은, 음각 형상의 포켓이 형성된 판통에 독터 나이프(doctor knife)를 이용하여 잉크를 충진하고 불필요한 부분의 잉크를 제거한 후, 압동롤을 이용하여 포켓에 충진된 잉크를 가압함으로써 피인쇄물에 잉크가 전이되는 방식이다. 이 경우, 포켓은 깊이가 다른 다수의 셀로 구성되어 인쇄시 명암을 조절할 수 있다. 이와 같은 그라비아 인쇄법은 박막화 및 고속 인쇄가 가능한 장점이 있으나 두꺼운 패턴을 얻기 어려운 단점이 있다.The gravure printing method uses a doctor knife to fill a plate with an intaglio pocket and removes unnecessary ink, and then presses the ink filled into the pocket using a pressure roll to press the ink on the printed object. The ink is transferred. In this case, the pocket is composed of a plurality of cells of different depths to adjust the contrast during printing. Such a gravure printing method has the advantage that it is possible to thin film and high-speed printing, but has a disadvantage that it is difficult to obtain a thick pattern.
여기서, 상기와 같은 통상의 인쇄법 중 스크린 인쇄법을 이용하여 전극용 은(Ag) 페이스트를 인쇄하여 보면, 인쇄두께가 5~20㎛로 두껍게 인쇄되고, 비저항은 8~10×10-5Ω?cm로 높게 측정된다. 또한, 고가인 도전성 페이스트의 소모가 많아 비용적으로 부담이 되고, 연속화 공정이 어렵다는 문제점도 있다.Here, when printing the silver (Ag) paste for electrodes using the screen printing method of the conventional printing method as described above, the printing thickness is printed thick to 5 ~ 20㎛, the specific resistance is 8 ~ 10 × 10 -5 Ω It is measured in high in cm. In addition, there is a problem that the consumption of expensive conductive paste is expensive, and the burden is costly, and the sequencing process is difficult.
반면에 그라비아 인쇄법을 적용할 경우에는 박막화가 가능하지만, 이러한 박막화로 인하여 페이스트의 요구되는 물성이 현저하게 떨어져 실제 도전배선에 적용이 불가능한 문제가 있다.On the other hand, when the gravure printing method is applied, it is possible to thin the film, but due to such thin film, there is a problem that the required physical properties of the paste are considerably reduced and thus cannot be applied to the actual conductive wiring.
구체적으로, 일본공개특허 제2008-94997호에 개시된 바와 같이, 다양한 파우더, 유기 비히클, 및 용제를 배합하여 67 중량부로 제조한 페이스트의 전도도는 가장 양호한 것이 두께 17㎛에 면저항 55mΩ/□이다. 이를 비저항으로 환산하면 9.35×10-5Ω?cm이고, 이를 다시 두께 1~2㎛, 45mm×800mm의 인쇄라인으로 환산하면 선저항이 8~10Ω으로 전도성이 현저하게 떨어져 실제 도전배선에 적용될 수 없다.Specifically, as disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-94997, the paste prepared by mixing 67 parts by weight of various powders, organic vehicles, and solvents has the best conductivity of 17 m in thickness and 55 m? / ?. When converted into specific resistance, it is 9.35 × 10 -5 Ω · cm, and when it is converted into printing line of 1 ~ 2㎛ thickness and 45mm × 800mm again, the line resistance is 8 ~ 10Ω, which can be applied to actual conductive wiring because the conductivity is remarkably decreased. none.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 상세하게는, 전자재료의 부품 등에 형성되는 전극패턴의 비저항을 낮춰주는 전도성 향상액과, 그라비아 인쇄법으로 페이스트를 인쇄하고, 그 위에 전도성 향상액을 도포함으로써 두께가 얇고 전도성이 향상된 도전배선을 형성하는 방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and more particularly, conductive paste for lowering the resistivity of the electrode pattern formed on the components of the electronic material and the like, and the paste is printed on the gravure printing method, the conductivity is improved thereon An object of the present invention is to provide a method of forming a conductive wiring with a thin thickness and improved conductivity.
본 발명에 따른 전도성 향상액 및 이를 이용하여 그라비아 인쇄법으로 도전배선을 형성하는 방법의 요지는 다음과 같다.The gist of the conductive enhancement liquid according to the present invention and a method of forming a conductive wiring by a gravure printing method using the same are as follows.
(1) 전도성 향상액 100 중량부 중에 전도성 향상 성분 0.1 내지 10 중량부, 희석 용제 95 내지 99 중량부, 및 첨가제 0.001 내지 5 중량부를 함유하되, 상기 희석 용제는, 알코올 계열 화합물, 아민 계열 화합물, 또는 불소, 산소, 질소, 황을 관능기로 포함하는 극성 용매류 화합물 중에서 1종 이상 선택되어 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.(1) 0.1 to 10 parts by weight of the conductive enhancement component, 95 to 99 parts by weight of the diluent solvent, and 0.001 to 5 parts by weight of the additive in 100 parts by weight of the conductivity improving liquid, wherein the dilution solvent is an alcohol compound, an amine compound, Or a polar solvent compound containing fluorine, oxygen, nitrogen, and sulfur as a functional group, and at least one selected from the group.
(2) 상기 전도성 향상 성분은 산(acid)성 화합물 또는 과산화물(peroxide) 중에서 1종 이상 선택되어 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 상기(1) 기재의 전도성 향상액.(2) The conductivity improving liquid according to the above (1), wherein the conductivity improving component is selected from one or more of an acidic compound or a peroxide and used alone or in combination.
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(4) 상기 산성 화합물은 황산, 염산, 질산, 인산 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기(2) 기재의 전도성 향상액.(4) The conductivity improving liquid according to the above (2), wherein the acidic compound is any one selected from sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid.
(5) 상기 알코올 계열 화합물은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 부틸알코올 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 전도성 향상액.(5) The conductivity improving liquid according to the above (1), wherein the alcohol compound is any one selected from methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and butyl alcohol.
(6) 상기 아민 계열 화합물은 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필 아민 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기(1) 기재의 전도성 향상액.(6) The conductivity improving liquid according to the above (1), wherein the amine compound is any one selected from ethylamine, propylamine, and isopropyl amine.
(7) 상기 극성 용매류 화합물은 물인 것을 특징으로 하는 상기(1) 기재의 전도성 향상액.(7) The conductivity improving liquid according to the above (1), wherein the polar solvent compound is water.
(8) 도전성 페이스트를 통상의 그라비아 인쇄법으로 기판에 인쇄하고 건조시켜 소정의 전극패턴을 형성한 후, 전극패턴이 형성된 면에 상기 (1), (2), (4), (5), (6) 또는 (7) 중 어느 하나에 기재된 전도성 향상액을 도포하고 건조하여 도전배선을 형성하는 방법.(8) The conductive paste is printed on a substrate by a conventional gravure printing method and dried to form a predetermined electrode pattern, and then the surfaces (1), (2), (4), (5), The method of apply | coating and drying the electroconductive improvement liquid in any one of (6) or (7), and forming a conductive wiring.
(9) 상기 도전성 페이스트는 도전성 금속 입자, 유기 비히클, 유기 용제, 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (8) 기재의 도전배선을 형성하는 방법.(9) A method for forming a conductive wiring as described in (8), wherein the conductive paste contains conductive metal particles, an organic vehicle, an organic solvent, and an additive.
(10) 상기 도전성 금속 입자는 건식 또는 습식으로 제조된 구형 또는 판상의 플레이크 형태인 것을 특징으로 하는 상기(9) 기재의 도전배선을 형성하는 방법.(10) The method for forming a conductive wiring according to the above (9), wherein the conductive metal particles are in the form of spherical or plate-shaped flakes produced dry or wet.
(11) 상기 유기 비히클은 레진 또는 수지인 것을 특징으로 하는 상기(9) 기재의 도전배선을 형성하는 방법.(11) The method for forming a conductive wiring according to the above (9), wherein the organic vehicle is resin or resin.
(12) 상기 유기 용제는 알코올류, 케톤류, 아세테이트류, 에테르류, 글리올류 중에서 어느 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 상기 (9) 기재의 도전배선을 형성하는 방법.(12) The method for forming a conductive wiring according to the above (9), wherein the organic solvent is any one selected from alcohols, ketones, acetates, ethers, and glyols.
(13) 상기 도전성 금속 입자는 Ag, Cu, Au, Pd, Pt, Ni 중에서 어느 하나 이상 선택되어 단독 또는 합금되어 사용되는 것을 특징으로 하는 상기(9) 기재의 도전배선을 형성하는 방법.(13) The method for forming a conductive wiring according to the above (9), wherein the conductive metal particles are selected from at least one of Ag, Cu, Au, Pd, Pt, and Ni, or are used alone or alloyed.
(14) 상기 레진 또는 수지는 셀룰로오즈계 및 셀룰로오즈 유도체, 아크릴계 및 아크릴 유도체, 히드록시 아크릴레이트계, 폴리에스터계 및 변성 폴리에스터계, 폴리 우레탄계 및 변성 폴리우레탄계, 부티랄 레진 및 변성 부티랄 레진 중에서 선택되어 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 상기(11) 기재의 도전배선을 형성하는 방법.(14) The resins or resins are selected from cellulose and cellulose derivatives, acrylic and acrylic derivatives, hydroxy acrylate, polyester and modified polyesters, polyurethanes and modified polyurethanes, butyral resins and modified butyral resins. A method for forming a conductive wiring according to the above (11), characterized in that it is selected and used alone or in combination.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 비저항이 낮아 전도성이 향상됨과 동시에 두께가 얇아 가볍고 유연한 도전배선을 얻을 수 있다.According to the present invention having the above configuration, the specific resistance is low, the conductivity is improved and at the same time thin, it is possible to obtain a light and flexible conductive wiring.
이하에서는 본 발명에 따른 전도성 향상액 및 이를 이용하여 그라비아 인쇄법으로 도전배선을 형성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a conductive enhancement solution according to the present invention and a method of forming a conductive wiring by a gravure printing method will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 전도성 향상액은 전자재료의 전극패턴 위에 도포되어 저항을 낮춰줌으로써 전도성을 향상시키는 기능을 한다.First, the conductivity improving liquid according to the present invention is applied on the electrode pattern of the electronic material to lower the resistance, thereby improving the conductivity.
상기와 같은 기능을 하는 본 발명에 따른 전도성 향상액은, 전도성 향상 성분, 희석 용제, 및 첨가제로 이루어진다.The conductivity improving liquid according to the present invention having the above function consists of a conductivity enhancing component, a diluent solvent, and an additive.
전도성 향상 성분은 전도성 향상액 100 중량부 중에 0.1 내지 10 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 전도성 향상 성분이 0.1 중량부 미만이면 저항을 낮출 수 없어 전도성 향상 기능을 제대로 수행할 수 없고, 10 중량부를 초과하면 전극패턴을 훼손시키거나 부착력을 저하시키는 결과를 초래할 수 있기 때문이다.The conductivity enhancing component is preferably included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight in 100 parts by weight of the conductivity improving liquid. This is because, if the conductivity improving component is less than 0.1 parts by weight, the resistance cannot be lowered, so that the conductivity enhancement function cannot be properly performed, and if it exceeds 10 parts by weight, the electrode pattern may be damaged or the adhesion may be reduced.
상기 전도성 향상 성분은 황산, 염산, 질산, 인산 등과 같은 산(acid)성 화합물 또는 산화제로 사용될 수 있는 과산화물(peroxide)일 수 있고, 이와 같은 산성 화합물 또는 산화제는 1종 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.The conductivity enhancing component may be an acidic compound such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, or the like, or a peroxide that may be used as an oxidizing agent. Such an acidic compound or oxidizing agent may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
상기와 같은 성분으로 구성되는 전도성 향상 성분은 전극패턴에 도포되어 페이스트의 금속 입자를 둘러싸고 있는 유기 비히클과 작용함으로써 금속 입자간의 충돌 횟수를 증가시켜 준다. 결국, 금속 입자간의 충돌 횟수가 증가함에 따라 통전성 원리에 의해 전극패턴의 전도성이 향상되는 것이다.The conductivity enhancing component composed of the above components is applied to the electrode pattern and acts with the organic vehicle surrounding the metal particles of the paste, thereby increasing the number of collisions between the metal particles. As a result, as the number of collisions between the metal particles increases, the conductivity of the electrode pattern is improved by conducting principles.
이 경우, 전도성 향상 성분은 페이스트의 금속 입자와 기재와의 부착력에 영향을 미치지 않도록 건조 공정에서 날아가거나, 잔존하더라도 접착력을 저하시키지 않는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use a substance which does not lower the adhesion even if the conductivity enhancing component is blown off in the drying step or does not affect the adhesion between the metal particles of the paste and the substrate.
여기서, 상기 유기 비히클은 도전배선의 형성시 코팅되는 물질 또는 페이스트에서 금속 입자간 또는 금속 입자와 기재와의 접착력을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.Here, the organic vehicle is added to improve adhesion between the metal particles or the metal particles and the substrate in the material or paste to be coated during the formation of the conductive wiring, which will be described later.
계속하여, 본 발명에 따른 전도성 향상액은 전도성 향상액 100 중량부 중에 95 내지 99 중량부의 희석 용제를 포함한다.Subsequently, the conductivity improving liquid according to the present invention contains 95 to 99 parts by weight of the diluting solvent in 100 parts by weight of the conductivity improving liquid.
본 발명에서 희석 용제로는 극성 용매를 사용한다. 대표적인 것은 물이 있으며, 이외에도, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 부틸알코올 등의 알코올 계열 화합물, 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필 아민 등의 아민 계열 화합물, 및 불소, 산소, 질소, 황 등을 작용기로 포함하는 극성 용매류도 사용 가능하다.In the present invention, a polar solvent is used as the diluting solvent. Typical examples include water, and in addition, alcohol-based compounds such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and butyl alcohol, amine-based compounds such as ethylamine, propylamine, and isopropyl amine, and fluorine, oxygen, nitrogen, sulfur, and the like. Polar solvents containing a functional group can also be used.
이 경우, 상기와 같은 화합물을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.In this case, the above compounds may be used alone or in combination of two or more thereof.
마지막으로, 본 발명에 따른 전도성 향상액에는 0.001 내지 5 중량부의 첨가제가 사용된다.Finally, 0.001 to 5 parts by weight of the additive is used in the conductivity improving liquid according to the present invention.
상기 첨가제는 전도성 향상액의 표면 젖음성(wettability) 및 액 도포성을 향상시키기 위한 것으로, 구체적으로는, 첨가제 제조업체인 BYK사, EFKA사, Cognis사, Air products사, Deguss사 등에서 생산되는 통상의 첨가제 중 특성이 좋은 것을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.The additive is to improve the surface wettability and liquid coating property of the conductivity improving liquid, and specifically, conventional additives produced by additive manufacturers BYK, EFKA, Cognis, Air products, Deguss, etc. It is preferable to use 1 type or in mixture of 2 or more types of those with a good medium characteristic.
이상으로 본 발명에 따른 전도성 향상액에 대하여 상세하게 설명하였다. 이하에서는 상기와 같은 전도성 향상액을 이용하여 그라비아 인쇄법으로 도전배선을 형성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.The conductivity improving liquid according to the present invention has been described in detail above. Hereinafter, a method of forming a conductive wiring by a gravure printing method using the above-described conductivity improving liquid will be described in detail.
본 발명에 따른 도전배선의 형성 방법은, 통상의 그라비아 인쇄법을 이용한 것으로, 보다 상세하게는, 음각 형상의 포켓이 형성된 판통에 독터 나이프를 이용하여 페이스트를 충진하고 불필요한 페이스트를 제거하는 단계, 압동롤로 기판을 가압하여 포켓에 충진된 페이스트를 기판에 전이시킴으로써 소정의 전극패턴을 형성하는 단계, 전극패턴을 건조시키는 단계, 전극패턴에 전술한 본 발명에 따른 전도성 향상액을 도포 및 건조하는 단계로 구성된다.The method for forming the conductive wiring according to the present invention uses a conventional gravure printing method, and more particularly, filling a paste using a doctor knife in a plate-shaped pocket having an intaglio shape and removing unnecessary paste, Pressing the substrate with a roll to transfer the paste filled in the pocket to the substrate to form a predetermined electrode pattern, drying the electrode pattern, applying and drying the conductivity improving liquid according to the present invention to the electrode pattern It is composed.
여기서, 상기 페이스트는 도전성 금속 입자 또는 플레이크, 유기 비히클, 유기 용제, 및 기타 첨가제를 포함한다.Here, the paste contains conductive metal particles or flakes, an organic vehicle, an organic solvent, and other additives.
상기 도전성 금속 입자 또는 플레이크는, 평균입경이 0.001 내지 15㎛로서 페이스트 100 중량부 중에 50 내지 70 중량부 포함된다.The conductive metal particles or flakes contain an average particle diameter of 0.001 to 15 µm and 50 to 70 parts by weight in 100 parts by weight of the paste.
이 경우, 상기 도전성 금속 입자로는 Ag, Cu, Au, Pd, Pt, Ni 중에 선택되는 어느 하나 또는 이의 합금이 사용될 수 있으며, 이외에도 전도성을 나타낼 수 있는 금속은 모두 사용 가능하다.In this case, as the conductive metal particles, any one selected from Ag, Cu, Au, Pd, Pt, and Ni or an alloy thereof may be used, and all metals capable of exhibiting conductivity may be used.
또한, 플레이크 형태로는, 건식 또는 습식으로 제조된 구형 또는 판상의 금속 입자가 사용될 수 있으며, 특히, 구형일 경우에는 평균입경이 0.8 내지 20㎛인 것도 가능하나, 그라비아 인쇄 공정을 위해서는 0.8 내지 10㎛인 것이 바람직하다.In addition, as a flake form, dry or wet spherical or plate-shaped metal particles can be used, in particular, in the case of spherical, it is possible that the average particle size of 0.8 to 20㎛, 0.8 to 10 for the gravure printing process It is preferable that it is micrometer.
플레이크 사용시 탭(tab)의 밀도는 0.5 내지 5g/㎤인 것도 가능하나, 포켓에서의 전이율을 고려하면 1 내지 2g/㎤인 것이 바람직하다. 아울러, 표면적/중량비(비표면적)은 0.5 내지 3.5㎡/g이고, 밀도는 2.5 내지 6g/㎤인 것이 바람직하다.It is also possible that the density of the tab when using the flake is 0.5 to 5 g / cm 3, but it is preferably 1 to 2 g / cm 3 in consideration of the transfer rate in the pocket. In addition, the surface area / weight ratio (specific surface area) is preferably 0.5 to 3.5 m 2 / g, and the density is 2.5 to 6 g / cm 3.
여기서, 비표면적이 0.5㎡/g 미만이면 입자가 너무 커져서 판통의 포켓에 박혀 빠지지 않아 인쇄불량을 초래할 수 있으며, 3.5㎡/g를 초과하면 페이스트가 독터 나이프에 걸리지 않아 불필요한 부분에 페이스트가 전이됨으로써 원하지 않는 패턴이 형성될 수 있다.Here, when the specific surface area is less than 0.5 m 2 / g, the particles become too large and do not fall into the pockets of the plate and cause printing defects. Unwanted patterns can be formed.
이와 같은 특성을 가지는 금속 입자 또는 플레이크는 표면에 소정의 물질이 코팅됨으로써, 입자의 분산성 및 응집성을 변화시켜 최종적으로 페이스트의 도전성을 조절할 수 있다.The metal particles or flakes having such characteristics can be coated with a predetermined material on the surface thereof, thereby changing the dispersibility and cohesiveness of the particles and finally controlling the conductivity of the paste.
계속하여, 본 발명의 페이스트에는 페이스트 조성물 100 중량부 중에 3 내지 40 중량부의 유기 비히클이 첨가된다.Subsequently, 3 to 40 parts by weight of the organic vehicle is added to 100 parts by weight of the paste composition to the paste of the present invention.
상기 유기 비히클은, 기판과의 접착을 용이하게 하기 위한 것으로, 셀룰로오즈계 및 셀룰로오즈 유도체, 아크릴계 및 아크릴 유도체, 히드록시 아크릴레이트계, 폴리에스터계 및 변성 폴리에스터계, 폴리 우레탄계 및 변성 폴리우레탄계, 부티랄 레진 및 변성 부티랄 레진 등 일반적으로 전도성 페이스트화가 가능한 레진 또는 수지는 모두 사용 가능하다. 또한, 상기 레진 또는 수지를 2종 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.The organic vehicle is for facilitating adhesion to a substrate, and includes cellulose and cellulose derivatives, acrylic and acrylic derivatives, hydroxy acrylate, polyester and modified polyester, polyurethane and modified polyurethane, and buty. In general, any conductive paste or resin that can be conductive paste such as ral resin and modified butyral resin can be used. Moreover, it is also possible to mix and use 2 or more types of said resin or resin.
그리고 본 발명의 페이스트에는 3 내지 40 중량부의 유기 용제가 첨가된다.And 3-40 weight part of organic solvents are added to the paste of this invention.
상기 유기 용제는, 페이스트의 점성을 위한 것으로, 알코올(Alcohol)류, 케톤(Ketone)류, 아세테이트(Acetate)류, 에테르(Ether)류, 글리올(Glyol)류 등 전술한 유기 비히클을 용해시킬 수 있는 것이어야 하며, 페이스트의 건조시 그라비아 인쇄 공정상 50~200℃에서 증발되어야 하므로 끓는점이 250℃ 이하인 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.The organic solvent is for the viscosity of the paste, so as to dissolve the above-described organic vehicles such as alcohols, ketones, acetates, ethers, glycols, and the like. It should be able to, and when drying the paste should be evaporated at 50 ~ 200 ℃ in the gravure printing process, it is preferable to use a boiling point of 250 ℃ or less.
마지막으로 본 발명의 페이스트에는 인쇄성 및 세부 특성을 고려한 첨가제가 0.001 내지 5 중량부 첨가된다.Finally, 0.001 to 5 parts by weight of an additive in consideration of printability and detailed properties is added to the paste of the present invention.
이 경우, 상기 첨가제는 첨가제 제조업체인 BYK사, EFKA사, Cognis사, Air products사, Deguss사 등에서 생산되는 통상의 첨가제 중 특성이 좋은 것을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use one or two or more kinds of additives having good properties among ordinary additives produced by BYK, EFKA, Cognis, Air products, Deguss, etc., which are additive manufacturers.
이상으로 본 발명의 페이스트를 구성하는 성분에 대하여 설명하였다. 상기와 같이 구성된 페이스트를 이용하여 그라비아 인쇄법으로 기판에 전극패턴을 형성한 후 전도도를 측정한 결과, 두께 1~2㎛에 비저항 8~10×10-5Ω?cm를 얻을 수 있었다. 이를 45mm×800mm 인쇄라인으로 측정하면 8~10Ω이다. 그러나 이는 실제 도전배선으로 사용하기 힘든 전도도이다.As mentioned above, the component which comprises the paste of this invention was demonstrated. As a result of measuring the conductivity after forming the electrode pattern on the substrate by the gravure printing method using the paste configured as described above, it was possible to obtain a resistivity of 8 to 10 × 10 -5 Ωcm with a thickness of 1 ~ 2㎛. It is 8 ~ 10Ω when measured by 45mm × 800mm printing line. However, this is a conductivity that is difficult to use as an actual conductive wiring.
반면에, 상기와 같은 전극패턴에 본 발명에 따른 전도성 향상액을 도포하여 열풍 건조시킨 후 전도도를 측정한 결과, 비저항은 1~3×10-5Ω?cm로 현저하게 감소하였다. 이를 동일 두께에서 45mm×800mm 인쇄라인으로 측정하면 0.8~2Ω이다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 그라비아 인쇄로 인하여 도전배선의 박막화가 가능하고, 전도성 향상액의 도포로 낮은 비저항을 얻을 수 있다.On the other hand, as a result of measuring the conductivity after applying the conductive enhancement solution according to the present invention to the electrode pattern as described above after hot air drying, the specific resistance was significantly reduced to 1 ~ 3 × 10 -5 Ω · cm. It is 0.8 ~ 2Ω when measured with 45mm × 800mm printing line at the same thickness. As described above, according to the present invention, it is possible to thin the conductive wiring due to gravure printing, and to obtain a low specific resistance by applying the conductive enhancement liquid.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
본 실시예에서, 페이스트는 공정속도와 온도를 20m/min에 80~100℃로 하여 그라비아 인쇄법으로 50mm×50mm 크기의 배다 도면을 인쇄하고, 전도성 향상액은 공정속도와 온도를 40m/min에 80~100℃로 하여 그라비아 인쇄법으로 도포하였다. 여기서, 페이스트의 성분 배합 비율은 [표1]에 나타내었다.In the present embodiment, the paste prints a 50 mm × 50 mm double size drawing by gravure printing at a process speed and temperature of 80 to 100 ° C. at 20 m / min, and the conductivity enhancing liquid is a process speed and temperature at 40 m / min. It applied by the gravure printing method as 80-100 degreeC. Here, the component mix ratio of the paste is shown in [Table 1].
상기와 같은 방법으로 얻어진 도전배선에 대한 특성은, Tescan사의Mira(FE-SEM)을 사용하여 막두께 데이터를 얻었으며, AIT사의CMT-100MP(4-probe type)를 이용하여 표면 저항을 측정하였다.The characteristics of the conductive wirings obtained by the above method were obtained by using Tescan's Mira (FE-SEM) to obtain film thickness data, and the surface resistance was measured using AIT's CMT-100MP (4-probe type). .
<실시예 1>≪ Example 1 >
그라비아 인쇄법에 의해 인쇄된 페이스트 1에, 물과 에탄올이 7:3의 비율로 혼합된 희석 용제 99.5 중량부와, 포름산과 황산이 1:0.2의 비율로 혼합된 전도성 향상 성분 0.048 중량부와, BYK-346을 성분으로 하는 첨가제 0.02 중량부가 혼합된 전도성 향상액을 그라비아 인쇄법으로 인쇄, 건조하여 막두께 및 표면 저항을 측정하고, 이를 비저항으로 환산한 결과를 [표2]에 나타내었다.99.5 parts by weight of a diluted solvent in which water and ethanol were mixed at a ratio of 7: 3 to paste 1 printed by the gravure printing method, 0.048 parts by weight of a conductive enhancement component mixed with formic acid and sulfuric acid at a ratio of 1: 0.2, A conductive enhancement solution mixed with 0.02 parts by weight of an additive containing BYK-346 was printed and dried by a gravure printing method to measure film thickness and surface resistance, and the results obtained in terms of specific resistance are shown in [Table 2].
<실시예 2><Example 2>
그라비아 인쇄법에 의해 인쇄된 페이스트 2에, 에틸아민과 알코올이 1:10의 비율로 혼합된 희석 용제 99.5 중량부와, 아세트산과 질산이 1:0.2의 비율로 혼합된 전도성 향상 성분 0.048 중량부와, EFKA-3772를 성분으로 하는 첨가제 0.02 중량부가 혼합된 전도성 향상액을 그라비아 인쇄법으로 인쇄, 건조하여 막두께 및 표면 저항을 측정하고, 이를 비저항으로 환산한 결과를 [표2]에 나타내었다.To paste 2 printed by gravure printing, 99.5 parts by weight of a dilute solvent in which ethylamine and alcohol were mixed at a ratio of 1:10, and 0.048 parts by weight of a conductive enhancement component in which acetic acid and nitric acid were mixed at a ratio of 1: 0.2. , EFKA-3772, a conductive enhancement solution containing 0.02 parts by weight of an additive mixed with a component by printing and drying by gravure printing method to measure the film thickness and surface resistance, and the results of converting it into specific resistance are shown in [Table 2].
<실시예3>≪ Example 3 >
그라비아 인쇄법에 의해 인쇄된 페이스트 3에, 이소프로필 아민과 물이 1:10의 비율로 혼합된 희석 용제 99.5 중량부와, 카프릭산과 인산이 5:2로 혼합된 전도성 향상 성분 0.048 중량부, BYK-346을 성분으로 하는 첨가제 0.02 중량부가 혼합된 전도성 향상액을 그라비아 인쇄법으로 인쇄, 건조하여 막두께 및 표면 저항을 측정하고, 이를 비저항으로 환산한 결과를 [표2]에 나타내었다.99.5 parts by weight of a dilute solvent in which isopropyl amine and water were mixed in a ratio of 1:10 to paste 3 printed by gravure printing, 0.048 parts by weight of conductive enhancement component in which capric acid and phosphoric acid were mixed at 5: 2, A conductive enhancement solution mixed with 0.02 parts by weight of an additive containing BYK-346 was printed and dried by a gravure printing method to measure film thickness and surface resistance, and the results obtained in terms of specific resistance are shown in [Table 2].
<실시예4>Example 4
그라비아 인쇄법에 의해 인쇄된 페이스트 4에, 물과 이소프로필 알코올이 7:3의 비율로 혼합된 희석 용제 99.5 중량부와, 과산화수소수와 이소프로필 아민이 3:1로 혼합된 전도성 향상 성분 0.048 중량부와, BYK-346을 성분으로 하는 첨가제 0.02 중량부가 혼합된 전도성 향상액을 그라비아 인쇄법으로 인쇄, 건조하여 막두께 및 표면 저항을 측정하고, 이를 비저항으로 환산한 결과를 [표2]에 나타내었다.To paste 4 printed by the gravure printing method, 99.5 parts by weight of a diluting solvent in which water and isopropyl alcohol were mixed at a ratio of 7: 3, and 0.048 weight of conductivity enhancing component containing 3: 1 of hydrogen peroxide solution and isopropyl amine And a conductive enhancement solution containing 0.02 parts by weight of an additive containing BYK-346 as a component were printed and dried by a gravure printing method to measure film thickness and surface resistance, and the results of converting them into specific resistance are shown in [Table 2]. It was.
60Flake type
60
65Flake type
65
63 Flake + Spare type
63
68Flake type
68
6Polyester
6
6.5Polyacryl series
6.5
6.2Polyurethane
6.2
+ Polyacryl계
6.5Polyester
+ Polyacryl
6.5
Acetate
34Ethyl cellosove
Acetate
34
Ketone
28.5Methyl ethyl
Ketone
28.5
+ Methyl ethyl
Kethone 30.8Isopropyl alcohol
+ Methyl ethyl
Kethone 30.8
Acetate
25.5Ethyl cellosove
Acetate
25.5
향상성분conductivity
Enhancement
비저항After printing paste
Resistivity
도포후 비저항Conductivity improver
Specific resistance after application
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 범위가 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 특허청구범위에 기재된 사항으로부터 파악될 수 있는 모든 변형예를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it should be understood that the scope of the present invention is not limited to the above embodiments and includes all modifications that can be grasped from the matters described in the claims of the present invention. .
Claims (14)
상기 희석 용제는, 알코올 계열 화합물, 아민 계열 화합물, 또는 불소, 산소, 질소, 황을 관능기로 포함하는 극성 용매류 화합물 중에서 1종 이상 선택되어 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.0.1 to 10 parts by weight of the conductivity enhancing component, 95 to 99 parts by weight of the diluent solvent, and 0.001 to 5 parts by weight of the additive are contained in 100 parts by weight of the conductivity improving liquid,
The diluent solvent is one or more selected from an alcohol compound, an amine compound, or a polar solvent compound containing fluorine, oxygen, nitrogen, and sulfur as a functional group, and is used singly or in mixture.
상기 전도성 향상 성분은 산(acid)성 화합물 또는 과산화물(peroxide) 중에서 1종 이상 선택되어 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.The method of claim 1,
The conductivity improving component is one or more selected from acidic compounds or peroxides (peroxide) conductivity enhancement liquid, characterized in that used alone or mixed.
상기 산성 화합물은 황산, 염산, 질산, 인산 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.The method of claim 2,
The acidic compound is a conductivity improving liquid, characterized in that any one selected from sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid.
상기 알코올 계열 화합물은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필 알코올, 부틸알코올 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.The method of claim 1,
The alcohol-based compound is a conductivity improving liquid, characterized in that any one selected from methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol.
상기 아민 계열 화합물은 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필 아민 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.The method of claim 1,
The amine-based compound is an conductivity improving liquid, characterized in that any one selected from ethylamine, propylamine, isopropyl amine.
상기 극성 용매류 화합물은 물인 것을 특징으로 하는 전도성 향상액.The method of claim 1,
The polar solvent compound is a conductivity improving liquid, characterized in that water.
상기 도전성 페이스트는 도전성 금속 입자, 유기 비히클, 유기 용제, 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전배선을 형성하는 방법.The method of claim 8,
And the conductive paste comprises conductive metal particles, an organic vehicle, an organic solvent, and an additive.
상기 도전성 금속 입자는 건식 또는 습식으로 제조된 구형 또는 판상의 플레이크 형태인 것을 특징으로 하는 도전배선을 형성하는 방법.The method of claim 9,
The conductive metal particle is a method of forming a conductive wiring, characterized in that the spherical or plate-shaped flakes manufactured by dry or wet.
상기 유기 비히클은 레진 또는 수지인 것을 특징으로 하는 도전배선을 형성하는 방법.The method of claim 9,
And the organic vehicle is a resin or a resin.
상기 유기 용제는 알코올류, 케톤류, 아세테이트류, 에테르류, 글리올류 중에서 어느 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 도전배선을 형성하는 방법.The method of claim 9,
The organic solvent is a method for forming a conductive wiring, characterized in that any one selected from alcohols, ketones, acetates, ethers, glyols.
상기 도전성 금속 입자는 Ag, Cu, Au, Pd, Pt, Ni 중에서 어느 하나 이상 선택되어 단독 또는 합금되어 사용되는 것을 특징으로 하는 도전배선을 형성하는 방법.The method of claim 9,
Wherein the conductive metal particles are selected from any one or more of Ag, Cu, Au, Pd, Pt, Ni is used to form a conductive wiring, characterized in that used alone or alloyed.
상기 레진 또는 수지는 셀룰로오즈계 및 셀룰로오즈 유도체, 아크릴계 및 아크릴 유도체, 히드록시 아크릴레이트계, 폴리에스터계 및 변성 폴리에스터계, 폴리 우레탄계 및 변성 폴리우레탄계, 부티랄 레진 및 변성 부티랄 레진 중에서 선택되어 단독 또는 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 도전배선을 형성하는 방법.The method of claim 11,
The resin or resin is selected from cellulose and cellulose derivatives, acrylic and acrylic derivatives, hydroxy acrylates, polyesters and modified polyesters, polyurethanes and modified polyurethanes, butyral resins and modified butyral resins alone. Or a conductive wiring, characterized in that used in combination.
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