KR20150053140A - A surface modified silica nanowires composite and the method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분산성 향상을 위하여 표면이 개질된 실리카 나노와이어 복합체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a surface-modified silica nanowire composite for improving dispersibility and a method for producing the same.
전자기기의 발전에 따라 인쇄회로기판의 저중량화, 박판화, 소형화가 날로 진행되고 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해서는 인쇄회로의 배선이 더욱 복잡하고, 고밀도화되어 가고 있으며, 기판에서 요구되는 전기적, 열적, 기계적 안정성은 더욱 중요한 요소로 부각되고 있다. Background Art [0002] With the development of electronic devices, the weight, thickness, and miniaturization of printed circuit boards have been progressively increasing. In order to meet these demands, the wiring of the printed circuit is becoming more complicated and densified, and the electrical, thermal and mechanical stability required of the substrate is becoming more important.
결국 인쇄회로기판에 쓰이는 프리프레그(Prepreg)와 동박 적층판(CCL:Copper Clad Laminate)의 두께를 보다 얇게 제작하면서도 기존에 기판에 요구되던 전기적, 열적, 기계적 특성을 유지해야 한다.As a result, prepregs and CCLs (Copper Clad Laminate) used in printed circuit boards should be made thinner, while electrical, thermal and mechanical properties required for the substrate should be maintained.
그러나, 기판이 점점 저중량화, 박판화, 소형화되면서 기판내의 열팽창율의 차이에 기인하는 휨(Warpage) 불량이 증가하고 있으며, 이를 해결하기 위해 칩 실장 과정에서 열처리(reflow)를 거치면서 발생하는 휨(warpage)를 최소화해야만 하게 되었고, 이를 위해서 기판의 낮은 열팽창율 (Low CTE), 고 유리전이온도(High Tg), 고 모듈러스(High Modulus) 특성이 매우 중요해졌다.However, as the substrate gradually becomes smaller in weight, thinner, and smaller, the defective warpage due to the difference in the thermal expansion coefficient in the substrate is increasing. To solve this problem, the deflection the low CTE, high Tg, and high modulus characteristics of the substrate have become very important.
이에, 낮은 열팽창률을 구현하기 위해서는 낮은 열팽창율 (Low CTE)를 갖는 무기 필러의 함량이 늘여야 하는데, 그 함량은 인쇄회로 기판 제작에 있어, 일정 수준이상 증가시킬 수 없는 한계를 갖는다. 또한, 고 모듈러스(High Modulus) 특성을 갖게 됨에 있어, 에폭시(Epoxy)를 기반으로 하는 기존의 수지(Resin)조성은 그 특성에 한계를 지닌다.In order to realize a low thermal expansion coefficient, the content of the inorganic filler having a low thermal expansion coefficient (CTE) must be increased. However, the content of the inorganic filler can not be increased beyond a certain level in the production of a printed circuit board. In addition, since the resin has a high modulus characteristic, existing resin compositions based on epoxy have a limitation in their properties.
따라서, 최근에는 낮은 열팽창율을 가지면서 고 모듈러스를 가지고 있는 실리카 나노와이어를 필러로 사용하기 위한 시도들이 있어 왔다. 그러나, 실리카 나노와이어 필러의 경우 나노 물질의 특성상 넓은 표면적으로 인한 집성현상(aggregation)으로 인하여 나노와이어들 끼리 서로 달라붙기 때문에, 절연층 내의 분산에 문제가 생기게 된다. 이에 따라, 실리카 나노와이어를 필러로 사용할때의 장점인 낮은 열팽창율 (Low CTE), 고 유리전이온도(High Tg), 고 모듈러스(High Modulus) 특성이 잘 발현되지 못하는 문제가 있다.
Thus, in recent years, attempts have been made to use silica nanowires having a low modulus of elasticity and high modulus as fillers. However, in the case of the silica nanowire filler, due to the aggregation due to the large surface area due to the nature of the nanomaterial, the nanowires stick to each other, which causes dispersion in the insulating layer. Accordingly, low CTE, high Tg, and high modulus characteristics, which are advantages of using silica nanowires as a filler, are not well developed.
따라서, 본 발명은 상기 종래 기술에서의 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 실리카 나노와이어의 표면에 실란기를 도입하여 에폭시와의 접합력을 증대시키는 방법을 통하여, 상기 실리카 나노와이어의 집성현상을 방지하고, 절연층 내에서 실리카 나노와이어가 잘 분산되도록 하여, 실리카 나노와이어를 필러로 사용할 때의 장점인 낮은 열팽창율 (Low CTE), 고 유리전이온도(High Tg), 고 모듈러스(High Modulus) 특성이 기판에서 잘 구현되도록 한 실리카 나노와이어 복합체를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is, therefore, an object of the present invention to provide a method for improving the adhesion of silica nanowires by introducing a silane group on the surface of silica nanowires to increase the bonding force with epoxy, (CTE), a high glass transition temperature (Tg), and a high modulus (High), which are advantages of silica nanowires used as a filler, Modulus properties are well implemented in a substrate.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monomers, SAMs) 공법을 통하여 실리카 나노와이어의 표면에 실란기를 형성하는 방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a method of forming a silane group on the surface of a silica nanowire through self-assembled monomers (SAMs).
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 플라즈마 기상증착성장(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 공법을 통하여 실리카 나노와이어의 표면에 실란기를 형성하는 방법을 제공함에 있다. It is still another object of the present invention to provide a method of forming a silane group on the surface of a silica nanowire through plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
본 발명의 목적은 무기필러로 사용 시 분산성이 개선되도록 표면이 개질 된 실리카 나노와이어를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a silica nanowire whose surface has been modified so as to improve dispersibility when used as an inorganic filler.
상기 발명의 목적은 실리카 나노와이어; 상기 실리카 나노와이어의 표면에 도입된 실란기; 로 이루어진 실리카 나노 와이어 복합체가 제공됨에 의해서 달성된다. 여기서, 상기 실란기는 트리글리시드 옥시프로필 트리메톡시실란(GPTMS), 아미노프로필 트리메톡시실란(APTMS), 비닐 트리에톡시실란, 트리에톡시실란, 트리클로로실란 로 이루어진 군 중에서 선택된 것일 수 있고, 상기 실리카 나노와이어의 지름은 10nm 내지 20nm 일수 있으며, 상기 실리카 나노와이어는 VLS(Vapor-Liquid-Solid)공정에 의해 제조된 것일 수 있고, 상기 실란기는 1 내지 3개의 실라놀기가 실리카 나노와이어의 표면에 결합을 이루고 있을 수 있다. SUMMARY OF THE INVENTION A silane group introduced into the surface of the silica nanowire; Lt; RTI ID = 0.0 > nanowire < / RTI > Here, the silane group may be selected from the group consisting of triglycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), vinyltriethoxysilane, triethoxysilane, trichlorosilane, The silica nanowire may have a diameter of 10 nm to 20 nm, and the silica nanowire may be one prepared by a Vapor-Liquid-Solid (VLS) process, and the silane group may have one to three silanol groups on the surface of the silica nanowire As shown in FIG.
본 발명의 다른 목적은 실리콘 기판위에 촉매로 사용되는 금(Au), 백금(Pt) 또는 니켈(Ni)을 표면에 도포하는 단계; 반응기 내에서 800℃ 내지 1050℃ 의 온도로 가열 후 실란(SiH4) 과 헬륨(He)의 혼합가스를 반응기 내부로 도입하여 실리카 나노와이어를 성장시키는 단계; 상기 실리카 나노와이어의 표면에 자기조립 단분자막 공법(Self-Assambed Monomers, SAMs)에 의해 실란기를 도입하는 단계; 로 이루어진 실리카 나노와이어 복합체의 제조방법이 제공됨에 의하여 달성된다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: applying a gold (Au), platinum (Pt), or nickel (Ni) Growing a silica nanowire by introducing a mixed gas of silane (SiH 4 ) and helium (He) into the reactor after heating at a temperature of 800 ° C to 1050 ° C in the reactor; Introducing a silane group onto the surface of the silica nanowire by self-assembled monomers (SAMs); ≪ RTI ID = 0.0 > a < / RTI >
본 발명의 또 다른 목적은 실리콘 기판위에 촉매로 사용되는 금(Au), 백금(Pt) 또는 니켈(Ni)을 표면에 도포하는 단계; 반응기 내에서 800℃ 내지 1050℃ 의 온도로 가열 후 실란(SiH4) 과 헬륨(He)의 혼합가스를 반응기 내부로 도입하여 실리카 나노와이어를 성장시키는 단계; 상기 실리카 나노와이어를 플라즈마 반응기(Plasma chamber)에 도입한 뒤, 기체 플라즈마 방법에 의해 상기 실리카 나노와이어의 표면에 실란기 도입하는 단계;로 이루어진 실리카 나노와이어 복합체의 제조방법이 제공됨에 의하여 달성된다. 여기서, 상기 기체 플라즈마는 상온 글로우방전 플라즈마(Atmospheric pressure glow-discharge plasma) 방식일 수 있고, 상기 기체 플라즈마에서 사용되는 기체는 산소(O2), 질소(N2), 알곤(Ar), 네온(Ne), 이산화탄소(CO2)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: applying a gold (Au), platinum (Pt), or nickel (Ni) Growing a silica nanowire by introducing a mixed gas of silane (SiH 4 ) and helium (He) into the reactor after heating at a temperature of 800 ° C to 1050 ° C in the reactor; Introducing the silica nanowires into a plasma reactor, and introducing a silane group into the surface of the silica nanowires by a gas plasma method. The present invention also provides a method of manufacturing a silica nanowire composite. Here, the gas plasma may be an atmospheric glow discharge plasma, and the gas used in the gas plasma may include oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), argon (Ar), neon Ne, and carbon dioxide (CO 2 ).
또한 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 의해 제조된 실리카 나노와이어 복합체; 상기 실리카 나노와이어 복합체와 혼합된 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone,MEK);을 포함하는 무기 필러 슬러리가 제공됨에 의하여 달성될 수 있고, 상기 무기 필러 슬러리; 상기 무기필러 슬러리와 혼합되는 나프탈렌계 에폭시, 노볼락 타입 시아네이트 에스터, 비스말레이미드;를 포함하는 바니쉬가 제공됨에 의하여 달성될 수 있으며, 상기 바니쉬; 상기 바니쉬가 도포된 동박;을 포함하는 절연필름이 제공됨에 의하여 달성될 수 있고, 상기 바니쉬; 상기 바니쉬가 함침된 유리섬유;를 포함하는 프리프레그가 제공됨에 의하여 달성될 수 있다. Still another object of the present invention is to provide a silica nanowire composite prepared by the present invention; And an inorganic filler slurry comprising methyl ethyl ketone (MEK) mixed with the silica nanowire composite, wherein the inorganic filler slurry; A naphthalene-based epoxy mixed with the inorganic filler slurry, a novolak-type cyanate ester, and bismaleimide; And a copper foil on which the varnish is applied; And a glass fiber impregnated with the varnish.
본 발명에 따르면, 절연층 내에서의 실리카 나노와이어의 분산성이 향상됨에 따라 실리카 나노와이어를 필러로 첨가하여 절연층을 제조하였을 때의 장점인 낮은 열팽창율 (Low CTE), 고 유리전이온도(High Tg), 고 모듈러스(High Modulus) 특성을 갖는 기판을 제조할 수 있게 된다. According to the present invention, as the dispersibility of the silica nanowires in the insulating layer is improved, a low CTE and a high glass transition temperature, which are advantages of the silica nanowire as a filler added to the insulating layer, High Tg) and high modulus (high modulus).
도 1은 실리카 나노와이어의 표면에 실란기가 도입되어 있는 실리카 나노와이어 복합체를 도시한 도면이다.
도 2은 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monomers, SAMs) 공법에 의한 실리카 나노와이어의 표면 개질 방법을 나타낸 순서도 이다.
도 3은 플라즈마 기상증착성장(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 공법에 의한 실리카 나노와이어의 표면 개질 방법을 나타낸 순서도 이다.1 is a view showing a silica nanowire composite in which a silane group is introduced on the surface of the silica nanowire.
2 is a flowchart showing a method of modifying a surface of a silica nanowire by a self-assembled monomers (SAMs) method.
3 is a flowchart showing a method of surface modification of silica nanowires by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의한 실리카 나노와이어 복합체 및 이를 제조하기 위한 방법에 대한 도면을 참조하여 상세히 설명된다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 예로서 제공되는 것이며, 본 발명이 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있음은 당연하다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of a silica nanowire composite according to the present invention and a method for manufacturing the same. It is to be understood that the following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention and that the present invention is not limited to the embodiments described below but may be embodied in other forms . In the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 실리카 나노와이어의 표면에 실란기가 형성된 실리카 나노와이어 복합체의 도면이다. FIG. 1 is a view of a silica nanowire composite in which a silane group is formed on the surface of the silica nanowire produced by the present invention. FIG.
실리카 나노와이어는 일반적으로 VLS(Vapor Liquid Solid) 공법에 의해 제조된다. 실리콘(Si) 기판 위에 금속 촉매로 사용되는 금(Au), 백금(Pt) 또는 니켈(Ni)을 도포한 후(도 2,S110) 쿼츠 튜브형 전기로에서 공정을 진행할 수 있는데, 우선 실리콘 기판 위에 나노 크기의 금속촉매방울을 형성하기 위하여 레이저를 이용한다. 레이저에 의하여 상기 금속촉매를 증발시킨 후 응축시켜 액체 금속방울을 얻을 수 있다. The silica nanowires are generally manufactured by a Vapor Liquid Solid (VLS) method. The process can be carried out in a quartz tube type electric furnace after applying gold (Au), platinum (Pt) or nickel (Ni) used as a metal catalyst on a silicon (Si) Size metal catalyst droplets. The metal catalyst is evaporated by a laser and then condensed to obtain a liquid metal droplet.
이후, 800℃ 내지 1050℃로 가열된 쿼츠 튜브형 전기로에서 실란(SiH4)과 헬륨(He) 혼합가스를 상기 전기로에 불어넣어 주게 되면(도 2,S120) 상기 금속촉매방울 상으로 실리카 나노와이어 성분물질인 실리카(Si)가 계속 공급되게 된다. 이때, 상기 공급된 실리카가 상기 금속촉매방울 상에 과포화 상태가 되어 실리카 나노와이어의 최초 핵이 생성되게 된다.Thereafter, when a mixed gas of silane (SiH 4 ) and helium (He) is blown into the electric furnace in the quartz tube type electric furnace heated to 800 ° C. to 1050 ° C. (FIG. 2, S 120) Silica (Si) as a material is continuously supplied. At this time, the supplied silica is supersaturated on the metal catalyst droplet, and the initial nucleus of the silica nanowire is generated.
계속하여 실리카 나노와이어의 핵에 실리카 공급이 이루어짐에 따라 핵이 성장하여 와이어 형태로 자랄 수 있게 된다.(도 2,S130) Subsequently, as the silica is supplied to the nucleus of the silica nanowire, the nucleus grows and grows into a wire form (FIG. 2, S130).
본 실시예에서 이렇게 형성된 실리카 나노와이어의 지름은 10nm ~ 20nm 수준의 분포를 보였다. 이후, 본 실시예에서 형성된 실리카 나노와이어(도 1,110)의 표면에 자기조립 단분자막 공법(Self-Assambed Monomers, SAMs) 또는 플라즈마 기상증착성장(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 공법에 의해 실란기를 형성하게 되면, 표면에 실란기가 형성되어 있는 실리카 나노와이어 복합체(도 1,100)를 형성할 수 있다. 자기조립 단분자막 공법(Self-Assambed Monomers, SAMs) 과 플라즈마 기상증착성장(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 공법은 도 2와 도 3의 순서도에 의해 상세히 설명한다. The diameters of the silica nanowires thus formed were distributed in the range of 10 nm to 20 nm. Thereafter, a silane group is formed on the surface of the silica nanowire (FIG. 1, 110) formed in this embodiment by self-assembled monomers (SAMs) or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) , A silica nanowire composite (Figure 1,100) having a silane group on its surface can be formed. The self-assembled monomers (SAMs) and the plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method will be described in detail with reference to the flow charts of FIGS. 2 and 3.
도 2는 실리카 나노와이어를 제도한 뒤 자기조립 단분자막 공법(Self-Assambed Monomers, SAMs)에 의해 표면에 실란기를 형성하는 과정을 보여주는 순서도이다. FIG. 2 is a flow chart showing a process of forming a silane group on the surface by self-assembled monomers (SAMs) after silica nanowires are formed.
우선 전술한 바와 같이 실리카 나노와이어를 형성한다. 이렇게 형성된 실리카 나노와이어와 함께 실란 커플링제를 용매에 혼합한다.(도 2, S140) First, the silica nanowires are formed as described above. The silica nanowire thus formed is mixed with a silane coupling agent in a solvent (Fig. 2, S140).
이때, 실란 커플링제로는 트리글리시드 옥시프로필 트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilnae,GPTMS), 아미노프로필 트리메톡시실란(Aminopropyltrimethoxysilane,APTMS), 비닐 트리에톡시실란(Vinyltriethoxsilane), 트리에톡시실란(Tri-ethoxysilane), 트리메톡시실란(Tri-methoxysilane), 트리클로로실란(Tri-chlorosilane) 등이 주로 쓰일 수 있으나 본 실시예에서 사용될 수 있는 실란 커플링제에 대하여 이에 한정하는 것은 아니다. Examples of the silane coupling agent include glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), vinyltriethoxysilane, triethoxysilane Tri-methoxysilane, and tri-chlorosilane. However, the present invention is not limited to the silane coupling agent that can be used in this embodiment.
일반적으로 실란 커플링제는 경우 화학식 1의 구조를 가질 수 있다. Generally, the silane coupling agent may have the structure of formula (1).
이때, R1 은 비닐기(CH2CH-), 에폭시기, 아미노기(-NH2), 메타크릴기, 메르카프토기(SH-) 등으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, R 1 May be composed of a vinyl group (CH 2 CH-), an epoxy group, an amino group (-NH 2 ), a methacryl group or a mercapto group (SH-), but is not limited thereto.
화학식 1의 R2의 경우 메틸기(CH3-) 또는 에틸기(C2H5-)가 될 수 있는데, 화학식 1에서의 R2와 함께 결합되어있는 산소(O)와 함께 알콕시기(alkoxy group)인 메톡시기(CH3O-) 또는 에톡시기(CH3CH2O-)를 형성할 수 있다.For R 2 in the formula (1) a methyl group (CH 3 -) group or an ethyl group (C 2 H 5 -) may be, an alkoxy group (alkoxy group) together with oxygen (O) which is bonded with R 2 in formula (I) (CH 3 O-) or ethoxy group (CH 3 CH 2 O-).
이때, 화학식 1의 R1에 해당하는 비닐기(CH2CH-), 에폭시기(epoxy group), 아미노기(-NH2), 메타크릴기, 메르카프토기(SH-) 등은 유기화합물과 결합을 형성하게 되고, OR2 에 해당하는 메톡시기(CH3O-), 에톡시기(CH3CH2O-) 는 무기물 또는 무기화합물과 결합을 형성할 수 있다.The vinyl group (CH 2 CH-), the epoxy group, the amino group (-NH 2 ), the methacryl group, the mercapto group (SH-) corresponding to R 1 in the formula (1) Methoxy group (CH 3 O-) or ethoxy group (CH 3 CH 2 O-) corresponding to OR 2 may form a bond with an inorganic or inorganic compound.
결국 용매 내에서 분자간 인력에 의해 실란 커플링제의 R2부분은 무기물인 실리카 나노와이어(110)의 표면과 결합을 이루면서 정렬되게 되는데(도 1), 이러한 결합 반응이 자발적으로 이루어져 이를 자기조립 단분자막 공법(Self-Assambed Monomers, SAMs)이라 부르게 된다.As a result, the R 2 portion of the silane coupling agent is aligned with the surface of the inorganic silica nanowire 110 (FIG. 1) by the intermolecular attraction in the solvent. Such a binding reaction is spontaneously formed, (Self-Assambled Monomers, SAMs).
상기의 과정을 거쳐 R2부분(도1, 121)은 실리카 나노와이어(110)의 표면에 부착되어 있고, 그 반대 부분인 R1부분(도1, 122)은 실리카 나노와이어(110)의 바깥쪽 부분을 향하는 실리카 나노와이어 복합체(도1,100)가 제조될 수 있다.(도 2, S-160) 이후, 본 발명의 실리카 나노와이어 복합체를 필러로 사용할 경우, R1부분(도1, 122)은 유기화합물인 레진과의 결합성이 좋아 매우 우수한 필러-레진 결합력을 확보할 수 있다. 이에 따라, 무기필러로 사용되는 실리카 나노와이어가 절연층 내에서 골고루 분산될 수 있게 된고, 실리카 나노와이어가 다시 뭉쳐지는 이른바 재집성현상(reaggregation)을 방지할 수 있다.The R 2 portion (FIGS. 1 and 121) is attached to the surface of the
도 3은 플라즈마 기상증착성장(Plasma Enhanced Chemacal Vapor Deposition, PECVD) 공법에 의한 실리카 나노와이어 복합체의 제조 공정을 보여주는 순서도이다.FIG. 3 is a flow chart showing a manufacturing process of a silica nanowire composite by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
역시 상기에 설명한 방법에 의하여 실리카 나노와이어(110) 을 제조한 뒤, 플라즈마 반응기에 실리카 나노와이어(도 1,110)를 도입한다.(도 3,S-240) 이후, 플라즈마 반응기에 실란 커플링제와 함께 기체를 도입하면서 100와트(Watt)의 플라즈마처리(도 3,S-250)를 통하여 플라즈마 코팅을 하게 되면 실란기(도 1,120)가 실리카 나노와이어(도1,110)의 표면에 형성 되고(도 3,S-260) 결국 실리카 나노와이어 복합체(도1,100)가 제조될 수 있다.(도 3,S-270) (FIG. 3, S-240). After that, a plasma reactor was charged with a silane coupling agent and the silica nanowire was introduced into the plasma reactor When a plasma is applied through the plasma treatment of 100 Watt (FIG. 3, S-250) while introducing a gas, a silane group (FIG. 1, 120) is formed on the surface of the silica nanowire (FIG. S-260) Finally, a silica nanowire composite (FIG. 1, 100) can be produced (FIG. 3, S-270)
상기 도입되는 기체로는 산소(O2), 질소(N2), 알곤(Ar), 네온(Ne), 이산화탄소(CO2)등이 일반적으로 사용될 수 있으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.As the gas to be introduced, oxygen (O 2 ), nitrogen (N 2 ), argon (Ar), neon (Ne), carbon dioxide (CO 2 ) and the like can be generally used.
이때, 기체에 의한 플라즈마는 상압 글로우 방전 플라즈마 방식(Atmospheric pressure glow-discharge plasma)을 이용할 수 있으나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 상압 글로우 방전 플라즈마 방식은 기존의 고온이 필요한 CVD(Chemical Vapor Deposition) 방식 대신 플라즈마의 도움을 받아 반응을 진행하게 되어 비교적 낮은 온도에서 반응을 진행할 수 있게 되기 때문에 열에 민감한 고분자 등의 표면 처리에 특히 유용한 방식이다. 본 실시예에서는 상기 플라즈마를 이용하여 이온과 라디칼을 형성한 후, 라디칼 흡착을 하고 표면에 붙는 고분자 물질을 재분포 시켜 반응을 진행하게 된다. 결국, 플라즈마 에너지가 실란기(도 1,120)가 실리카 나노와이어(도1,110)의 표면에 결합하는 것을 도와줄 수 있게 된다.(Plasma-Enhanced)At this time, the plasma by the gas may be an atmospheric pressure glow-discharge plasma, but is not limited thereto. The above-mentioned atmospheric pressure glow discharge plasma method is a method in which the reaction proceeds with the help of a plasma instead of a CVD (Chemical Vapor Deposition) method which requires an existing high temperature, and the reaction can proceed at a relatively low temperature. It is a useful way. In the present embodiment, ions and radicals are formed using the plasma, and the radicals are adsorbed and the polymer material attached to the surface is redistributed to proceed the reaction. As a result, plasma energy can help the silane group (Figure 1, 120) to bond to the surface of the silica nanowire (Figure 1, 110). (Plasma-Enhanced)
이렇게 만들어진 실리카 나노와이어 복합체(도1,100)를 가지고 전자부품 제조용 슬러리(slurry), 절연필름, 프리프레그(prepreg)를 제조하는 방법을 설명한다.
A method for producing a slurry, an insulating film, and a prepreg for manufacturing an electronic part with the thus prepared silica nanowire composite (Fig. 1, 100) will be described.
제조예Manufacturing example 1 : One : 무기필러Inorganic filler 슬러리의Slurry 제조 Produce
용융실리카 입자(SiO2, 평균입경 0.5㎛)와 본 실시예에 의한 실리카 나노와이어 복합체(도1,100) 36g을 MEK(Methyl Ethyl Ketone) 16g과 교반시켜 고형분의 함량이 69.2%인 필러 슬러리(Filler slurry) 52g을 제조한다. 이때, 용융실리카의 배합 범위는 34.20g ~ 35.64g, 본 실시예에 의한 실리카 나노와이어 복합체(도1,100)의 배합범위는 0.36g ~ 1.8g일 수 있으나 본 제조예가 상기 배합범위에 한정되는 것은 아니다.
36 g of fused silica particles (SiO 2 , average particle diameter 0.5 μm) and 36 g of the silica nanowire composite (FIG. 1 , 100) according to this example were stirred with 16 g of Methyl Ethyl Ketone to obtain a filler slurry having a solid content of 69.2% ). In this case, the mixing range of the fused silica is 34.20 g to 35.64 g, and the mixing range of the silica nanowire composite (1,100) according to the present embodiment is 0.36 g to 1.8 g, but the production examples are not limited to the above mixing ranges .
제조예Manufacturing example 2 : 2 : 바니쉬(Varnish)의Of Varnish 제조 Produce
상기 제조예 1에서 제조된 무기필러 슬러리에 나프탈렌계 에폭시(HP-4710, Epoxy Equivalent Weight,EEW 250), 노볼락타입의 시아네이트 에스터(PT-30), 비스말레이미드(BMI-2300) 를 각 각 6g, 3g, 3g 의 비율로 첨가하여 2시간 이상 교반 한다. 촉매로 2E4MZ(2-Ethyl 4-Methyl imidazole) 0.025g, DTBP(Di-tert-butyl peoxide) 0.03g, 망간 아세틸아세토네이트(manganese acetylacetonate) 0.03g를 넣고 30분간 추가로 교반 한다. 이후, 본 실시예에 의한 실리카 나노와이어 분말을 추가로 투입하여, 낮은 교반 속도로 (100RPM 이하) 교반하여 바니쉬(Varnish)를 제조할 수 있으나, 본 제조예가 상기 배합범위에 한정되는 것은 아니다.
(HP-4710, Epoxy Equivalent Weight, EEW 250), novolac type cyanate ester (PT-30) and bismaleimide (BMI-2300) were added to the inorganic filler slurry prepared in Preparation Example 1 3 g, and 3 g, respectively, and stirred for 2 hours or more. 0.025 g of 2E4MZ (2-Ethyl 4-Methyl imidazole), 0.03 g of Di-tert-butyl peoxide (DTBP) and 0.03 g of manganese acetylacetonate are added as a catalyst and further stirred for 30 minutes. Thereafter, the silica nanowire powder according to the present embodiment may be further added, and varnish may be produced by stirring at a low stirring speed (100 RPM or less). However, the production examples are not limited to the above mixing ranges.
제조예Manufacturing example 3 : 절연 필름의 제조 3: Fabrication of insulation film
제조예 2에서 제조한 바니쉬(Varnish)를 사용하여 닥터 블레이드 방식(Doctor blade method)으로 동박의 shiny면에 100㎛의 두께로 도포한다. 이후 오븐에서 80℃의 온도로 30분, 120℃의 온도로 10분간 건조하여 반경화 상태인 B-stage를 만든다. 이를 진공(vacuum pressure)에서 압력 30kgf/cm2 로 90분간 유지하여 완전경화 시켜 절연 필름을 제조할 수 있으나, 본 제조예가 상기 배합범위에 한정되는 것은 아니다.
The varnish prepared in Preparation Example 2 was applied to the shiny side of the copper foil with a doctor blade method to a thickness of 100 mu m. Then, it is dried in an oven at a temperature of 80 ° C for 30 minutes and at a temperature of 120 ° C for 10 minutes to form a semi-hardened B-stage. This is kept at a vacuum pressure of 30 kgf / cm < 2 > for 90 minutes to completely cure the insulating film. However, the production example is not limited to the above range.
제조예Manufacturing example 4 : 4 : 프리프레그Prepreg (( PrepregPrepreg ) 제조) Produce
제조예 2에서 제조한 바니쉬를 유리섬유(Nittobo사 제조 2116)에 고르게 함침 시킨다. 상기 바니쉬가 함침된 유리섬유를 120℃의 heating zone을 통과시켜 반경화 상태인 B-stage를 만들어 프리프레그를 제조할 수 있으나, 본 제조예가 상기 배합범위에 한정되는 것은 아니다.The varnish prepared in Production Example 2 was uniformly impregnated with glass fiber (2116, manufactured by Nittobo). The glass fiber impregnated with the varnish may be passed through a heating zone at 120 ° C to form a semi-hardened B-stage to prepare a prepreg. However, the production examples are not limited to the above range.
100 : 실리카 나노와이어 복합체
110 : 실라카 나노와이어
120 : 실란기
121 : 알콕시기
122 : 유기 작용기
123 : 실란기의 중심 Si원자100: silica nanowire composite
110: Silica nanowire
120: silane group
121: an alkoxy group
122: organic functional group
123: center Si atom of the silane group
Claims (13)
상기 실리카 나노와이어의 표면에 도입된 실란기; 로 이루어진 실리카 나노 와이어 복합체.Silica nanowires;
A silane group introduced into the surface of the silica nanowire; ≪ / RTI >
상기 실란기는 트리글리시드 옥시프로필 트리메톡시실란(GPTMS), 아미노프로필 트리메톡시실란(APTMS), 비닐 트리에톡시실란, 트리에톡시실란, 트리클로로실란 로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 실리카 나노와이어 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the silane group is selected from the group consisting of triglycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), vinyltriethoxysilane, triethoxysilane, trichlorosilane, .
상기 실리카 나노와이어는 지름 10nm 내지 20nm 인 것을 특징으로 하는 나노 와이어 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the silica nanowire has a diameter of 10 nm to 20 nm.
상기 실리카 나노와이어는 VLS(Vapor-Liquid-Solid)공정에 의해 제조된 것인 나노와이어 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the silica nanowire is fabricated by a Vapor-Liquid-Solid (VLS) process.
상기 실란기는 1 내지 3개의 실라놀기가 실리카 나노와이어의 표면에 결합을 이루고 있는 실리카 나노와이어 복합체. The method according to claim 1,
Wherein the silane group has from 1 to 3 silanol groups bonded to the surface of the silica nanowires.
반응기 내에서 800℃ 내지 1050℃ 의 온도로 가열 후 실란(SiH4) 과 헬륨(He)의 혼합가스를 반응기 내부로 도입하여 실리카 나노와이어를 성장시키는 단계;
상기 실리카 나노와이어의 표면에 자기조립 단분자막 공법(Self-Assambed Monomers, SAMs)에 의해 실란기를 도입하는 단계; 로 이루어진 실리카 나노와이어 복합체의 제조방법.(Au), platinum (Pt), or nickel (Ni) used as a catalyst on a silicon substrate;
Growing a silica nanowire by introducing a mixed gas of silane (SiH 4 ) and helium (He) into the reactor after heating at a temperature of 800 ° C to 1050 ° C in the reactor;
Introducing a silane group onto the surface of the silica nanowire by self-assembled monomers (SAMs); Lt; RTI ID = 0.0 > nanowire < / RTI >
반응기 내에서 800℃ 내지 1050℃ 의 온도로 가열 후 실란(SiH4) 과 헬륨(He)의 혼합가스를 반응기 내부로 도입하여 실리카 나노와이어를 성장시키는 단계;
상기 실리카 나노와이어를 플라즈마 반응기(Plasma chamber)에 도입한 뒤, 기체 플라즈마 방법에 의해 상기 실리카 나노와이어의 표면에 실란기 도입하는 단계;로 이루어진 실리카 나노와이어 복합체의 제조방법.(Au), platinum (Pt), or nickel (Ni) used as a catalyst on a silicon substrate;
Growing a silica nanowire by introducing a mixed gas of silane (SiH 4 ) and helium (He) into the reactor after heating at a temperature of 800 ° C to 1050 ° C in the reactor;
Introducing the silica nanowires into a plasma reactor and introducing a silane group into the surface of the silica nanowires by a gas plasma method.
상기 기체 플라즈마는 상압 글로우방전 플라즈마(Atmospheric pressure glow-discharge plasma) 방식인 실리카 나노와이어 복합체의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the gas plasma is an atmospheric pressure glow-discharge plasma method.
상기 기체 플라즈마에서 사용되는 기체는 산소(O2), 질소(N2), 알곤(Ar), 네온(Ne), 이산화탄소(CO2)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것인 실리카 나노와이어 복합체의 제조방법.8. The method of claim 7,
Gas used in the gas plasma is oxygen (O 2), nitrogen (N 2), of argon (Ar), neon (Ne), carbon dioxide (CO 2) silica nanowire composite it is at least one selected from the group consisting of Gt;
상기 실리카 나노와이어 복합체와 혼합된 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone,MEK);을 포함하는 무기 필러 슬러리.A silica nanowire composite prepared by any one of claims 6 to 9;
An inorganic filler slurry comprising methyl ethyl ketone (MEK) mixed with the silica nanowire composite.
상기 무기필러 슬러리와 혼합되는 나프탈렌계 에폭시, 노볼락 타입 시아네이트 에스터, 비스말레이미드;를 포함하는 바니쉬.An inorganic filler slurry comprising the components of claim 10;
A naphthalene-based epoxy mixed with the inorganic filler slurry, a novolak-type cyanate ester, and bismaleimide.
상기 바니쉬가 도포된 동박;을 포함하는 절연필름.A varnish comprising the components of claim 11;
And a copper foil coated with the varnish.
상기 바니쉬가 함침된 유리섬유;를 포함하는 프리프레그.A varnish comprising the components of claim 11;
And a glass fiber impregnated with the varnish.
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