KR20080032455A - 내마이그레이션 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된전도성 배선 - Google Patents

내마이그레이션 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된전도성 배선 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내마이그레이션 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전도성 배선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은 나노입자 및 구리 나노입자의 혼합물로 이루어진 금속 나노입자 10 내지 60 중량%; 및 알코올, 폴리올 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기 용매 40 내지 90 중량%;를 포함하는 내마이그레이션(anti-migration) 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전도성 배선에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 은을 소재로 한 전도성 배선에서 전도도의 저하 없이 이온 마이그레이션 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.
이온 마이그레이션, 은 나노입자, 구리 나노입자, 전도성 배선

Description

내마이그레이션 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전도성 배선{Anti-migration ink composition and conductive wiring manufactured using the same}
도 1은 금속 이온에 의한 이온 마이그레이션 발생 메커니즘을 도식적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 이온 마이그레이션에 의한 단락현상을 나타내는 두 종류의 패턴을 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물의 제조 공정을 모식적으로 나타낸 도면이고,
도 4는 제조예 1에서 수득한 은 나노입자의 FE-SEM 사진이고,
도 5는 제조예 2에서 수득한 구리 나노입자의 FE-SEM 사진이고,
도 6은 Water drop test에 사용된 PCB 가속시험 기판의 패턴 형상을 보여주는 도면이고,
도 7은 실시예 및 비교예 1 내지 3에 따른 PCB 가속시험 기판의 시간에 따른 누설전류 측정결과이다.
본 발명은 내마이그레이션 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전도성 배선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 은을 소재로 한 전도성 배선에서 이온 마이그레이션 현상을 억제할 수 있는 잉크젯용 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 전도성 배선에 관한 것이다.
나노 과학의 응용성이 현실화되면서 여러 각도에서 나노 구조체를 만들고 변형시키려는 노력이 급격하게 늘어나고 있다. 나노 과학의 대표적인 분야인 나노입자는 우수한 촉매 성질 때문에 깊이 연구되었으나, 최근에는 인쇄기술을 이용한 전자회로 형성기술(Printed Electronics)에 응용하기 위한 시도가 많이 있다. Printed Electronics에서 이와 같은 나노입자를 이용하는 이유는 전자부품에서 사용하는 배선의 선폭을 더욱 미세하게 하기 위함이다. 기존의 벌크 금속입자를 페이스트 방식으로 도포하거나 도금을 이용할 경우 미세 선폭을 실현하기 어렵게 때문이다. 따라서, 전도성을 가지는 금속 나노입자를 이용하여 초미세선폭을 구현하려 하는 것이다.
기존의 잉크젯을 이용한 전도성 배선의 구현의 경우, 주로 은을 나노입자화하고 이를 전도성 잉크로 제조하여 전도성 배선을 형성하였다. 기존의 전자제품에 사용되던 배선재료인 구리가 은으로 대체되는 이유는 여러 가지가 있지만, 주로 은은 나노입자 생산이 용이하고 전도성이 우수하기 때문이다.
그러나, 최근 은 나노입자를 이용한 전도성 배선에 대한 연구가 활발히 진행 됨에 따라, 몇 가지 문제들이 나타나고 있다. 그 가운데 전자부품의 고밀도, 고집적화에 따른 인쇄회로기판의 절연신뢰성, 특히 이온 마이그레이션(ion-migration)이 가장 큰 문제로 대두되고 있다.
이온 마이그레이션은 프린터 회로판 등의 전극간에 흡습이나 결로(結露) 등 수분이 흡착한 상태에서 전계가 인가된 경우, 한쪽의 금속전극으로부터 다른 쪽의 금속전극으로 금속이온이 이행하고 금속 또는 화합물이 석출되는 현상을 말한다. 마이그레이션은 그 발생형태나 발생상황에 의해, 덴드라이트(dendrite)와 CAF(Conductive Anodic Filament)로 분류된다. 덴드라이트는 프린트 배선판의 절연부 표면에 석출하는 금속 또는 그 산화물이 나뭇가지의 형태로 성장하여 이웃하는 금속패턴과 단락(short)되어 패턴과 패턴 사이의 절연성을 파괴하는 것을 말하고, CAF는 프린트 배선판 내부의 유리섬유(glass fiber) 계면을 따라 용해된 금속 또는 그 산화물이 섬유상으로 성장하여 금속패턴간의 절연성을 파괴하는 현상을 말한다.
도 1은 금속 이온에 의한 이온 마이그레이션 발생 메커니즘을 도식적으로 나타낸 도면이다. 전극에 인가된 전압에 의해 물의 전기분해가 발생하게 되면, 보통 양극에서 산화가 일어나 은, 구리 등의 금속이온이 용출되어 음극을 향해 금속 이온의 형태로 이동하게 되고, 금속이온이 음극에서 전자를 받아서 다시 금속 환원됨으로써 수지상(dendrite)으로 성장한다. 성장한 수지상은 양 전극간에 전기적 단락(short)을 일으킴으로써, 기기 또는 마이컴의 오작동 등 전자 제품에 치명적인 고장을 유발한다.
도 2는 이온 마이그레이션에 의한 단락현상을 나타내는 두 종류의 패턴을 보여주는 도면이다. 하나의 패턴은, 양극(애노드)에서 용출된 금속이온이 양극 근방으로 환원 석출하여 음극(캐소드) 측으로 신장해 가는 경우 또는 음극 근방에서 pH의 변화에 의해 수산화물 또는 산화물이 석출되는 형태이다. 다른 하나의 패턴은, 양극에서 용출된 금속이온이 음극까지 이르러 음극에서 잔자를 받아 환원 석출하여 수지상이 양극을 향하여 성장하는 형태이다.
이와 같은 마이그레이션 현상은 배선의 선폭과 선간 간격이 더욱더 좁아지게 됨에 따라, 전류의 흐름이 억제되고 여기에 습기, 온도 등의 환경적 요소들이 더해져 발생하게 된다. 이러한 현상은 제품의 신뢰성에 영향을 주게 되어 제품 생산성을 크게 낮춘다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 이종의 금속 나노입자를 혼합 사용하여 전도성이 우수하면서도 전도성 배선의 이온 마이그레이션 현상을 억제할 수 있는 내마이그레이션 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 내마이그레이션 잉크 조성물을 이용하여 제조한 전도성 배선을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서는
은 나노입자 및 구리 나노입자의 혼합물로 이루어진 금속 나노입자 10 내지 60 중량%; 및
유기 용매 40 내지 90 중량%;
를 포함하는 내마이그레이션(anti-migration) 잉크 조성물을 제공한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 구리 나노입자와 은 나노입자의 혼합중량비는 0.001:99.999 내지 50:50인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 은 나노입자와 상기 구리 나노입자는 서로 균일한 입자분포를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 은 나노입자 및 상기 구리 나노입자의 입자크기는 각각 독립적으로 3 내지 100nm인 것이 바람직하다.
상기 유기용매는 알코올, 폴리올 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적인 예로는, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부탄올, 헥산올, 옥탄올, 1,2-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 트리에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필 에테르, 디프로필렌글리콜 메틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 은 나노입자 및 구리 나노입자는 각각 독립적으로 수계에서 제조된 것 을 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 은 나노입자는 폴리올 계열의 유기용매, 캐핑분자 및 환원제를 포함하는 혼합액을 준비하는 단계; 상기 혼합액에 은 전구체를 투입하고 70 내지 100℃ 온도로 승온시켜 반응시키는 단계; 및 상기 혼합액의 온도를 낮추고 은 나노입자를 수득하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
여기서, 상기 폴리올 계열의 유기용매는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 헥실렌 글리콜, 부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,2-펜탄디올 및 1,2-헥산디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이다.
상기 캐핑분자는 PVP(Polyvinylpyrrolidone), CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide), SDS(Sodium dodecyl sulfate) 및 Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 캐핑분자는 유기용매 100중량부에 대하여 50 내지 120중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 환원제는 수산화나트늄(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 하이드라진(N2H4), 소듐 하이드로포스페이트(NaH2PO2), 글루코스, 아스코빅산, 탄닌산, 디메틸포름아미드, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드, 소듐보로하이드라이드(NaBH4) 및 리튬보로하이드라이드(LiBH4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 환원제는 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직 하다.
상기 은 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgPF6, Ag2O, CH3COOAg, AgCF3SO3, AgClO4, AgCl, Ag2SO4, CH3COCH=COCH3Ag, Cu(NO3)2, CuCl2, CuSO4, C5H7CuO2, NiCl2, Ni(NO3)2, NiSO4, 및 HAuCl4로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 구리 전구체는 유기용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (a)단계는 유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반하는 단계; 상기 교반한 용액을 상온으로 식히는 단계; 및 상기 용액에 환원제를 넣고 교반하는 단계;에 의하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 (b)단계에서 반응시간은 10 내지 120분인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 구리 나노입자는 (a) 폴리올 계열의 유기용매, 캐핑분자, 환원제 및 금속촉매를 포함하는 혼합액을 준비하는 단계; (b) 상기 혼합액에 구리전구체를 투입하고 150 내지 180℃ 온도로 승온시켜 교반하는 단계; 및 (c) 상기 혼합액의 온도를 낮추고 구리 나노입자를 수득하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
여기서, 상기 폴리올 계열의 유기용매는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 헥실렌 글리콜, 부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,2-펜탄디올 및 1,2-헥산디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이다.
상기 캐핑분자는 PVP(Polyvinylpyrrolidone), CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide), SDS(Sodium dodecyl sulfate) 및 Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 캐핑분자는 유기용매 100중량부에 대하여 10 내지 80중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 환원제는 수산화나트늄(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 하이드라진(N2H4), 소듐 하이드로포스페이트(NaH2PO2), 글루코스, 아스코빅산, 탄닌산, 디메틸포름아미드, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드, 소듐보로하이드라이드(NaBH4) 및 리튬보로하이드라이드(LiBH4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이고, 상기 환원제는 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 금속촉매는 아연, 철, 주석, 납 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속이고, 상기 금속 촉매는 유기용매 100중량부에 대하여 0.01 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 구리 전구체는 Cu(NO3)2, CuCl2, CuSO4, (CH3COO)2Cu 및 C5H7CuO2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 구리 전구체는 유기용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 (a)단계는 유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반한 후, 금속촉매와 환원제를 넣고 교반함으로써 수행될 수 있다.
또한, 상기 (b)단계에서 반응시간은 10 내지 120분인 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 은 나노입자와 구리 나노입자의 제조 단계에 있어서, 혼합액의 온도를 낮추는 방법은 0℃ 이하의 증류수, 에틸렌글리콜, 알코올류 용매 또는 이들의 혼합용매에 상기 혼합액을 투입함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서는 상기 내마이그레이션 잉크 조성물을 이용하여 제조되는 전도성 배선을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
실험적으로 제시된 금속의 이온 마이그레이션 경향도는 Ag+>Pb2+>Cu2+>Sn2+>Au+ 순으로, 은의 이온 마이그레이션 경향이 가장 크다. 재료적인 측면에서 이온 마이그레이션 현상을 억제하는 방법은 크게 두 가지로 볼 수 있다. 첫째로는 이온 마이그레이션이 많이 발생하는 재료를 덜 발생하는 재료로 감싸는 방법이 있고, 둘째로는 이온 마이그레이션이 덜 발생하는 재료와의 합금 내지 혼합물을 형성시켜 이용하는 방법이 있다. 두번째 방법에서 전도성 재료와 비전도성 재료를 합금화하거나 이들의 혼합물을 사용하여 전도성 배선을 형성할 경우, 전도성 배선은 궁극적으로 전도성을 우선시한다는 점에서 비전도성 재료와의 합금 내지 혼합물의 사용은 바람직하지 않다. 또한, 이종의 금속 재료를 합금으로 제조하는 것은 제조가 용이 하지 않고 제조비가 상승하는 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 상기 금속의 이온 마이그레이션 경향도 및 전도성을 모두 고려하여, 은과 구리를 혼합 사용함으로써 높은 전도성을 유지하면서도 이온 마이그레이션 현상을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 내마이그레이션(anti-migration) 잉크 조성물은, 은 나노입자 및 구리 나노입자의 혼합물로 이루어진 금속 나노입자 10 내지 60 중량%; 및 알코올, 폴리올 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기 용매 40 내지 90 중량%;를 포함한다.
금속 가운데 구리는 은 다음으로 전기전도도가 좋은 반면, 은과 구리는 이론적으로 공융(eutectic)이 되기 어렵다. 그러나, 본 발명에서와 같이 알코올 또는 폴리올 등의 유기용매를 이용하여 나노 사이즈의 은 나노입자와 구리 나노입자를 분산시킬 경우 은 나노입자와 구리 나노입자는 개별적으로 분산성을 가질 수 있을 뿐만 아니라 서로 골고루 분산될 수 있어 높은 전도성을 유지하면서도 조성물 전체에 균일한 내마이그레이션 특성을 나타낼 수 있다. 도 3은 은 나노입자와 구리 나노입자를 이용한 본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물의 제조 공정을 모식적으로 나타낸 것이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 구리 나노입자와 은 나노입자의 혼합중량비는 0.001:99.999 내지 50:50인 것이 바람직하다. 구리 나노입자와 은 나노입자의 혼합중량비가 0.001:99.999 미만이면 효과적으로 내마이그레이션 특성이 나타나지 않고, 혼합중량비가 50:50을 초과하면 전도도가 은에 비하여 구리가 낮기 때문에 전체적으로 전도도가 감소하여 바람직하지 못하다.
상기 은 나노입자와 상기 구리 나노입자는 서로 균일한 입자분포를 갖는 것이 바람직하다. 비슷한 입자 분포를 가질 때 서로 골고루 분산되기 쉽기 때문이다. 또한, 상기 은 나노입자 및 상기 구리 나노입자는 각각 독립적으로 3 내지 100nm의 입자크기를 갖는 것이 바람직하다. 입자크기가 3nm 미만이면 수계에서 입자 합성이 어렵고 입자 공급 가격이 급격히 증가하여 바람직하지 못하고, 입자크기가 100nm를 초과하면 금속 나노입자의 분산성이 저하되어 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물에 사용되는 유기용매는 알코올, 폴리올 또는 이들의 혼합물로 이루어진다. 구체적인 예로는, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부탄올, 헥산올, 옥탄올, 1,2-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 트리에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필 에테르, 디프로필렌글리콜 메틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물에 사용되는 은 나노입자와 구리 나노입자는 상기 유기용매와의 분산성을 위하여 모두 수계에서 합성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 따르면, 상기 은 나노입자와 구리 나노입자는 각각 폴리올 용매를 이용한 수계의 합성방법으로 제조될 수 있다. 이하, 바 람직한 실시예에 따른, 폴리올 용매를 이용한 상기 은 나노입자와 구리 나노입자의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 은 나노입자는 폴리올 계열의 유기용매, 캐핑분자 및 환원제를 포함하는 혼합액을 준비하는 단계; 상기 혼합액에 은 전구체를 투입하고 70 내지 100℃ 온도로 승온시켜 반응시키는 단계; 및 상기 혼합액의 온도를 낮추고 은 나노입자를 수득하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
상기 폴리올 계열의 유기용매는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 헥실렌 글리콜, 부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,2-펜탄디올, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 종류이면 모두 다 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 캐핑분자는 PVP(Polyvinylpyrrolidone), CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide), SDS(Sodium dodecyl sulfate) 및 Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 캐핑분자는 유기용매 100중량부에 대하여 50 내지 120중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 캐핑분자의 함량이 50 중량부 미만이면 은 나노입자의 분산안정성이 떨어지며, 함량이 120 중량부를 초과하면 수율이 더 이상 증가하지 않아 제조단가가 높아져 바람직하지 못하다.
상기 환원제는 수산화나트늄(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 하이드라진(N2H4), 소듐 하이드로포스페이트(NaH2PO2), 글루코스, 아스코빅산, 탄닌산, 디메틸포름아미드, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드, 소듐보로하이드라이드(NaBH4) 및 리튬보로하이드라이드(LiBH4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 환원제는 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 환원제의 함량이 0.001 중량부 미만이면 금속이온을 모두 환원시키지 못하여 합성 수율이 감소하기 때문에 바람직하지 못하고, 함량이 50 중량부를 초과하면 반응이 폭발적으로 일어나 반응용기가 커야 하기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 은 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgPF6, Ag2O, CH3COOAg, AgCF3SO3, AgClO4, AgCl, Ag2SO4, CH3COCH=COCH3Ag, Cu(NO3)2, CuCl2, CuSO4, C5H7CuO2, NiCl2, Ni(NO3)2, NiSO4, 및 HAuCl4로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 은 전구체는 유기용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 은 전구체의 함량이 0.001 중량부 미만이면 소정의 원하는 분량으로 나노입자를 형성하기 어렵고, 함량이 50 중량부를 초과하면 형성되는 나노입자의 입자 크기가 불균일하고, 입자의 성장속도가 과도하게 빨라져 바람직하지 못하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 혼합액의 준비단계(a단계)는, 유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반하는 단계; 상기 교반한 용액을 상온으로 식히는 단계; 및 상기 용액에 환원제를 넣고 교반하는 단계;에 의하여 수행될 수 있다.
유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반하는 것이 바람직한데, 교반시 온도가 70℃ 미만이면 캐핑분자가 용해되기 어렵고, 교반시 온도가 100℃를 초과하면 유기용매가 변질될 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 은 나노입자의 합성은 구리 나노입자의 합성과는 다르게, 캐핑분자를 넣은 유기용매를 승온시켜 교반한 다음 상온으로 식혀서 환원제를 투입하면 은 나노입자의 합성을 최적화시켜 합성수율을 증가시킬 수 있다.
이와 같이 혼합액이 준비되고 나면, 상기 혼합액에 은 전구체를 투입하고 70 내지 100℃ 온도로 승온시켜 교반한다.(b단계) 은 전구체 투입 후 승온시 온도가 70℃ 미만이면 수율이 낮기 때문에 바람직하지 못하고, 승온시 온도가 100 ℃를 초과하면 입자 성장이 빠르기 때문에 바람직하지 못하다. 상기 온도로 승온시킨 상태에서 10 내지 120분 동안 교반한다. 반응시간이 10분 미만이면 은 이온이 충분히 환원되기 어렵고, 120분을 초과하면 은 나노입자가 과도하게 성장하여 바람직하지 못하다.
상기 혼합액의 반응이 진행되어 입자의 핵이 형성되고 원하는 크기의 나노입자로 성장하면, 상기 혼합액의 온도를 낮추고 나노입자를 수득한다. (c단계)
혼합액의 온도를 낮추는 방법은 증류수, 에틸렌글리콜, 알코올류 용매 또는 이들의 혼합용매 등을 0℃ 이하로 냉각시켜 여기에 혼합액을 투입함으로써 온도를 낮출 수 있다. 이와 같이 반응온도를 급격히 줄임으로써 나노입자의 크기를 조절할 수 있다.
상기 나노입자의 수득단계는 상기 혼합액에 과량의 비극성 용매를 투입하여 나노입자를 침전시킴으로써 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들면 상기 비극성 용매는 아세톤을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 투입하는 비극성 용매의 양은 전 단계의 용액의 총 중량 100 중량부에 대하여 200 내지 300 중량부가 바람직하다. 이와 같이 혼합액에 과량의 비극성 용매를 투입하면, 에틸렌글리콜 등의 유기용매에 분산된 상태의 나노입자는 용해도차에 의하여 비극성 용매에 섞이면서 가라앉는다.
이와 같이 침전된 나노입자는 상기 혼합액을 원심분리하여 혼합액으로부터 분리해 낼 수 있다. 원심분리는 2,000 내지 4,000rpm에서 1분 내지 10분간 실시할 수 있다.
이와 같이 수득된 나노입자는 유기용매로 세척하고 건조시킴으로써 수십 나노미터 크기의 파우더 형태로 얻을 수 있다.
상기 세척과정은 유기용매로 증류수 및 비극성용매를 이용하여 나노입자를 반복 세척하여 수행될 수 있으며, 상기 건조과정은 진공오븐, 전기로 또는 건조기 중 어느 하나에서 수행될 수 있다. 여기서, 상기 건조과정은 질소 또는 대기분위기 하에서 30 내지 60℃ 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 구리 나노입자는 다음과 같은 과정으로 제조될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 구리 나노입자는 (a) 폴리올 계열의 유기용 매, 캐핑분자, 환원제 및 금속촉매를 포함하는 혼합액을 준비하는 단계; (b) 상기 혼합액에 구리 전구체를 투입하고 150 내지 180℃ 온도로 승온시켜 교반하는 단계; 및 (c) 상기 혼합액의 온도를 낮추고 구리 나노입자를 수득하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
구리 나노입자 제조시 사용되는 폴리올 계열의 유기용매, 캐핑분자 및 환원제는 상기 은 나노입자 제조시 사용된 것을 동일하게 사용할 수 있다.
다만, 상기 캐핑분자의 함량은 상기 유기용매 100중량부에 대하여 10 내지 80중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 캐핑분자의 함량이 10 중량부 미만이면 금속 입자가 나노사이즈 이상으로 불균일하게 커질 수 있고, 나노입자의 분산안정성이 떨어지며, 함량이 80 중량부를 초과하면 수율이 더 이상 증가하지 않아 제조단가가 높아져 바람직하지 못하다.
상기 환원제는 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 환원제의 함량이 0.001 중량부 미만이면 금속이온을 모두 환원시키지 못하여 합성 수율이 감소하기 때문에 바람직하지 못하고, 함량이 50 중량부를 초과하면 반응이 폭발적으로 일어나 반응용기가 커야 하기 때문에 바람직하지 못하다.
구리 나노입자 제조시 은 나노입자와는 다르게 아연, 철, 주석, 납 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속파우더를 금속 촉매로 사용한다. 구리의 경우 표준환원전위가 0.24V이므로, 아연(-0.76V), 철(-0.02V), 주석(-0.14V), 납(-0.16V), 알루미늄(-1.66V) 등과 같이 표준환원전위가 낮은 금속을 촉매로 사용 하면, 반응과정에서 이러한 촉매들은 자신이 산화되면서 +2가의 구리 이온을 0가의 구리로 유효하게 환원시킬 수 있다. 이로 인하여 고농도의 수계 나노입자 합성이 가능하게 된다. 산화된 금속촉매는 유기용매 등을 산화시키는 과정과 반응에 참여하지 않는 여분의 환원제에서 발생되는 전자에 의하여 다시 환원됨으로써 최종적인 메커니즘에서 촉매 역할을 수행한다. 이와 같이 금속촉매를 이용할 경우 고수율로 구리 나노입자를 제조할 수 있으며, 3000rpm 이상의 원심분리 하에서도 침전이 일어나지 않고, 정지상에서는 보름이상 동안 용액상에서 분산 상태를 유지하는 구리 나노입자를 제조할 수 있다.
상기 금속 촉매는 유기용매 100중량부에 대하여 0.01 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 금속촉매의 함량이 0.01 중량부 미만이면 얻을 수 있는 나노입자의 양이 적어 바람직하지 못하고, 함량이 50 중량부를 초과하면 나노입자의 크기가 균일하지 못하여 바람직하지 못하다.
상기 구리 전구체는 Cu(NO3)2, CuCl2, CuSO4, (CH3COO)2Cu, C5H7CuO2 등의 화합물과 같이 구리를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 구리 전구체의 함량은 유기용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 구리 전구체의 함량이 0.001 중량부 미만이면 소정의 원하는 분량으로 나노입자를 형성하기 어렵고, 함량이 50 중량부를 초과하면 형성되는 나노입자의 입자 크기가 불균일하고, 입자의 성장속도가 과도하게 빨라져 바람직하지 못하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 혼합액의 준비단계(a단계)는 유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반한 후, 금속촉매와 환원제를 넣고 교반함으로써 수행될 수 있다. 교반시 온도가 70℃ 미만이면 캐핑분자가 용해되기 어렵고, 교반시 온도가 100℃를 초과하면 용매가 변질될 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
상기 혼합액이 준비되고 나면, 혼합액에 구리 전구체를 투입하고 소정의 온도로 승온시켜 교반한다.(b단계) 이 단계에서 승온시 온도를 조절함으로써 구리 나노입자의 산화상태가 결정되는데, 본 발명에서와 같이 산화상태가 0인 구리 나노입자를 합성하고자 할 경우에는 혼합액의 온도는 150 내지 180℃로 승온시키는 것이 바람직하다. 이는 폴리올 계열의 수계 용매를 사용할 경우 승온시 온도가 150℃ 미만이면 반응속도가 낮아 산화구리 형태의 나노입자가 수득될 수 있고, 승온시 온도가 180℃를 초과하면 유기용매가 기화하여 바람직하지 못하다. 상기 온도로 승온시킨 상태에서 10 내지 120분 동안 교반한다. 반응시간이 10분 미만이면 구리 이온이 충분히 환원되기 어렵고, 120분을 초과하면 구리 나노입자가 과도하게 성장하여 입자크기를 제어하기 어렵다.
이와 같이 형성된 구리 나노입자는 은 나노입자의 수득단계와 마찬가지로 동일하게 세척 및 분리 과정을 통하여 수득될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 예시하기로 하되, 본 발명의 보호범위가 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> : 은 나노입자의 합성
3-구 1L 라운드 플라스크에 200g의 에틸렌글리콜과 분자량 10,000인 PVP 200g을 넣고 90℃에서 교반하여 균일하게 녹였다. 이 용액을 다시 상온으로 식혔다. 여기에 10g의 글루코스를 넣고 교반하여 주었다. 그 후 질산은(silver nitrate) 40g을 넣고 분당 4℃로 승온하여 90℃에서 30분간 반응시켰다. 반응 완결 후 200g의 증류수에 반응용액을 부어 온도를 낮추고 여기에 400㎖의 아세톤을 넣어 은 나노입자를 침전시켰다. 이 용액을 4000rpm에서 5분간 원심분리하여 은 나노입자를 용액으로부터 분리시키고 증류수와 아세톤으로 같은 방법으로 3회 세척한 뒤 45℃ 진공오븐에서 건조하여 파우더 상태의 은 나노입자를 수득하였다.
<제조예 2> : 구리 나노입자의 합성
3-구 1L 라운드 플라스크에 500g의 에틸렌글리콜과 분자량 10,000인 PVP 200g을 넣고 90℃에서 교반하여 균일하게 녹였다. 여기에 2g의 아연(Zn) 파우더와 5g의 NaOH 및 10g의 글루코스를 넣고 교반하여 주었다. 그 후 구리 설페이트 펜타하이드레이트(cupper sulfate pentahydrate) 40g을 넣고 170℃에서 30분간 교반하였다. 반응 완결 후 500g의 증류수에 반응용액을 부어 온도를 낮추고 여기에 1L의 아세톤을 넣어 산화구리 나노입자를 침전시켰다. 이 용액을 4000rpm에서 5분간 원심분리하여 산화구리 나노입자를 용액으로부터 분리시키고 증류수와 아세톤으로 같은 방법으로 3회 세척한 뒤 45℃ 진공오븐에서 건조하여 파우더 상태의 구리 나노입자(9g, 수율 90%)를 제조하였다.
상기 제조예 1 및 2에서 얻은 은 나노입자와 구리 나노입자의 FE-SEM 사진을 각각 도 4와 도 5에 나타내었다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 각각의 나노입자는 30~50nm의 크기를 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 이들은 수계에서 합성되어 수계 용매에 쉽게 잘 녹을 수 있고, 녹은 후에는 분산 안정성이 뛰어나다.
<실시예>
상기 제조예 2에서 수득한 구리 나노입자와 상기 제조예 1에서 수득한 은 나노입자의 혼합중량비를 5:95로 칭량하여 혼합하고, 혼합된 나노입자 20중량%를 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 80중량%에 녹여 내마이그레이션 잉크 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
은 나노입자만을 100%로 하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
은 나노입자 및 팔라듐 나노입자를 90:10으로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.
<비교예 3>
은 나노입자 및 팔라듐 나노입자를 80:20으로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.
상기 실시예와 비교예 1 내지 3에서 제조한 잉크 조성물의 이온 마이그레이션을 평가하기 위하여 Water drop test를 시행하였다. 상기 테스트에 사용된 PCB 가속시험 기판 모형을 도 6에 나타내었다. 도 6에 나타낸 패턴의 형상과 같이, 상기 실시예와 비교예 1 내지 3에서 제조한 잉크 조성물을 이용하여 패턴 폭이 1.5mm이고, 패턴과 패턴 사이의 간격이 1.5mm인 PCB 가속시험 기판을 제조하였다.
1) 시험조건: 대기중, 15V, 증류수 방울, 최대 1.5mA
2) 평가방법: 고가속시험으로 전기화학적 마이그레이션 민감도를 측정하는 것으로, 증류수 방울과 15V 바이어스 하에서 수지상정이 성장함에 따른 누설전류량을 측정
상기 water drop test에 사용된 PCB 가속시험 기판의 시간에 따른 누설전류를 측정하여 도 7에 나타내었다. 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크 조성물을 사용한 경우 시간에 따른 누설전류가 일정하게 낮은 값을 나타낸 것을 알 수 있다. 비교예 3의 경우 실시예 1에 견줄 수는 있지만, 팔라듐이 고가이기 때문에 바람직하지 않다. 10분 경과 후 누설전류량은 하기 표 1과 같은데, 이를 보면 본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물이 덴드라이트 성장이 억제되어 누설전류가 상대적으로 낮은 값을 나타냄을 확인할 수 있다.
[표 1]
실시예 비교예 1 비교예 2 비교예 3
10분일 때 누전전류량 (단위 10-4A) 0.777 5.40 6.47 2.17
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물에 의하면, 은을 소재로 한 전도성 배선에서 전도도의 저하 없이 이온 마이그레이션 현상을 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (23)

  1. 은 나노입자 및 구리 나노입자의 혼합물로 이루어진 금속 나노입자 10 내지 60 중량%; 및
    알코올, 폴리올 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기 용매 40 내지 90 중량%;
    를 포함하는 내마이그레이션(anti-migration) 잉크 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구리 나노입자와 은 나노입자의 혼합중량비는 0.001:99.999 내지 50:50인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 은 나노입자와 상기 구리 나노입자는 서로 균일한 입자분포를 갖는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 은 나노입자 및 상기 구리 나노입자의 입자크기는 각각 독립적으로 3 내지 100nm인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부탄올, 헥산올, 옥탄올, 1,2-헥산디올, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 헥실렌 글리콜, 트리에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필 에테르, 디프로필렌글리콜 메틸 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 은 나노입자와 구리 나노입자는 각각 독립적으로 수계에서 제조된 것인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 은 나노입자는
    폴리올 계열의 유기용매, 캐핑분자 및 환원제를 포함하는 혼합액을 준비하는 단계;
    상기 혼합액에 은 전구체를 투입하고 70 내지 100℃ 온도로 승온시켜 반응시키는 단계; 및
    상기 혼합액의 온도를 낮추고 은 나노입자를 수득하는 단계;
    를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 폴리올 계열의 유기용매는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 헥실렌 글리콜, 부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,2-펜탄디올 및 1,2-헥산디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 캐핑분자는 PVP(Polyvinylpyrrolidone), CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide), SDS(Sodium dodecyl sulfate) 및 Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 캐핑분자는 유기용매 100중량부에 대하여 50 내지 120중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 환원제는 수산화나트늄(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 하이드라진(N2H4), 소듐 하이드로포스페이트(NaH2PO2), 글루코스, 아스코빅산, 탄닌산, 디메틸포름아미드, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드, 소듐보로하이드라이드(NaBH4) 및 리튬보로하이드라이드(LiBH4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 환원제는 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 은 전구체는 AgNO3, AgBF4, AgPF6, Ag2O, CH3COOAg, AgCF3SO3, AgClO4, AgCl, Ag2SO4, CH3COCH=COCH3Ag, Cu(NO3)2, CuCl2, CuSO4, C5H7CuO2, NiCl2, Ni(NO3)2, NiSO4, 및 HAuCl4로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 구리 전구체는 유기용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 (a)단계는 유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반하는 단계; 상기 교반한 용액을 상온으로 식히는 단계; 및 상기 용액에 환원제를 넣고 교반하는 단계;에 의하여 수행되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 반응시간은 10 내지 120분인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 구리 나노입자는
    (a) 폴리올 계열의 유기용매, 캐핑분자, 환원제 및 금속촉매를 포함하는 혼합액을 준비하는 단계;
    (b) 상기 혼합액에 구리전구체를 투입하고 150 내지 180℃ 온도로 승온시켜 교반하는 단계; 및
    (c) 상기 혼합액의 온도를 낮추고 구리 나노입자를 수득하는 단계;
    를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 폴리올 계열의 유기용매는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세린, 헥실렌 글리콜, 부탄디올, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 1,2-펜탄디올 및 1,2-헥산디올로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 캐핑분자는 PVP(Polyvinylpyrrolidone), CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide), SDS(Sodium dodecyl sulfate) 및 Na-CMC(Sodium carboxymethyl cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나이고, 상기 캐핑분자는 유기용매 100중량부에 대하여 10 내지 80중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 환원제는 수산화나트늄(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 하이드라진(N2H4), 소듐 하이드로포스페이트(NaH2PO2), 글루코스, 아스코빅산, 탄닌산, 디메틸포름아미드, 테트라부틸암모늄 보로하이드라이드, 소듐보로하이드라이드(NaBH4) 및 리튬보로하이드라이드(LiBH4)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이고, 상기 환원제는 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 금속촉매는 아연, 철, 주석, 납 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속이고, 상기 금속촉매는 유기용매 100중량부에 대하여 0.01 내지 50중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 구리 전구체는 Cu(NO3)2, CuCl2, CuSO4, (CH3COO)2Cu 및 C5H7CuO2로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 구리 전구체는 유기용매 100중량부에 대하여 0.001 내지 50중량부로 포함되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 (a)단계는 유기용매에 캐핑분자를 넣고 70 내지 100℃ 온도에서 교반한 후, 금속촉매와 환원제를 넣고 교반함으로써 수행되는 금속 나노입자의 제조방법.
  21. 제 14항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 교반시간은 10 내지 120분인 내마이그레이션 잉크 조성물.
  22. 제 7항 또는 14항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 혼합액의 온도를 낮추는 방법은 0℃ 이하의 증류수, 에틸렌글리콜, 알코올류 용매 또는 이들의 혼합용매에 상기 혼합액을 투입함으로써 수행되는 내마이그레이션 잉크 조성물.
  23. 제 1항에 따른 내마이그레이션 잉크 조성물을 이용하여 제조된 전도성 배선.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220679B1 (ko) * 2010-11-24 2013-01-09 주식회사 포스코 아연도금강판 코팅용 복합수지 코팅 조성물 및 상기 조성물로 코팅처리된 아연도금강판
WO2018026239A1 (ko) * 2016-08-04 2018-02-08 성균관대학교산학협력단 구리의 전기화학적 마이그레이션 방지 첨가제 및 이를 이용한 전기화학적 마이그레이션을 방지하는 방법
CN111408730A (zh) * 2019-01-08 2020-07-14 上海先着点光电科技有限公司 一种银负载锌的离子溶液分步组装生长纳米线的合成方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101276237B1 (ko) 2010-12-02 2013-06-20 한국기계연구원 저온소결 전도성 금속막 및 이의 제조방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0143605B1 (ko) * 1995-04-06 1998-07-15 최진호 초미세 금속 분말의 제조 방법
US6344271B1 (en) 1998-11-06 2002-02-05 Nanoenergy Corporation Materials and products using nanostructured non-stoichiometric substances
AU2003241128A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-31 Nanopowders Industries Ltd. A method for the production of conductive and transparent nano-coatings and nano-inks and nano-powder coatings and inks produced thereby
US6929675B1 (en) 2003-04-24 2005-08-16 Sandia Corporation Synthesis metal nanoparticle
WO2005101427A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Sukgyung A.T Co., Ltd Conducting metal nano particle and nano-metal ink containing it
KR100598082B1 (ko) 2004-07-08 2006-07-07 한국화학연구원 부분 소수화된 잉크젯용 수계 고농도 금속 나노 졸의제조방법
KR100602811B1 (ko) 2004-08-21 2006-07-19 학교법인연세대학교 잉크젯 프린터용 전도성 잉크 조성물, 잉크젯 프린팅에의한 금속패턴 형성 방법 및 이에 의해 제조된 인쇄회로기판

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101220679B1 (ko) * 2010-11-24 2013-01-09 주식회사 포스코 아연도금강판 코팅용 복합수지 코팅 조성물 및 상기 조성물로 코팅처리된 아연도금강판
WO2018026239A1 (ko) * 2016-08-04 2018-02-08 성균관대학교산학협력단 구리의 전기화학적 마이그레이션 방지 첨가제 및 이를 이용한 전기화학적 마이그레이션을 방지하는 방법
CN111408730A (zh) * 2019-01-08 2020-07-14 上海先着点光电科技有限公司 一种银负载锌的离子溶液分步组装生长纳米线的合成方法

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