Printed Electronics를 위한 인쇄기술의 특징

 

종래의 전도성 접착제의 경우, 기기의 부가가치를 높이기 위한 디바이스나 기판실장의 고밀도 박형화에 대한 개발요구가 많았으며, 금속 나노입자 잉크를 사용하는 배선․접속은 전도성 접착제의 코팅과 Printed Electronics의 새로운 기술영역을 넓혀가고 있습니다.
Printed Electronics의 세계에서는 잉크제트 외에 그라비아, 플렉소, 오프셋, 스크린인쇄 등 여러 가지 인쇄기술의 적용이 고려되고 있습니다. 각각 장점과 단점이 있으며, 이들의 중요한 특징을 상기표에 나타냈습니다.
잉크제트 인쇄기술의 역사는 길지만, 현재의 인쇄개념의 기본기술은 1975년경 구미에서 개발되었습니다. 현재 잉크제트 프린터에는 버블제트방식과 피에조방식 2종류가 있지만, 공업적으로는 연속 토출형이 보급되어 있습니다. 잉크제트 인쇄는 일반적으로 인쇄 속도가 늦지만 연속식의 경우는 싱글 노즐로서 매우 고속으로 인쇄가 됩니다. 잉크제트인쇄에 적합한 잉크 특성으로는 점성, 표면장력, 접착성, 헤드재료와의 상용성과 안정성이 특히 중요합니다.
잉크제트에 적합한 잉크 점성은 일반적으로 수cP(mPa․s)로부터 수십 cP의 좁은 범위이지만, 잉크제트에서도 정전적인 토출을 이용하는 타입에서는 수천 cP의 고점성 잉크도 사용이 가능합니다.
휘발성이 높은 용매는 건조에 의해 잉크제트 헤드의 노즐을 막을 가능성이 있습니다. 경화 후에 형성되는 금속배선은 유기기판과 접합강도가 약하므로, 용매에는 접착성을 개선한 첨가제의 부여가 바람직합니다. 단 유기성분이 경화 후에도 잔존할 수 있어, 은의 벌크화를 막아 저항값의 상승을 초래할 우려가 있으므로, 최적 값을 설계할 필요가 있습니다.
잉크와 잉크제트 헤드의 상용성 면에서 헤드를 구성하는 재료와의 반응성이 낮은 것이 바람직하며, 특히 유기용매를 사용하는 잉크에서는 헤드의 구성재료와 접착제 간에 반응이 일어날 가능성이 있어 주의가 필요합니다. 또한 잉크 자체의 안정성은 당연하지만, 장기보전 안정성과 생산 후 단기간 인쇄성에 변화가 없어야 합니다.
오사카대학 산업과학 나노테크놀로지센터에서 은 나노입자를 사용한 상온배선기술을 개발하였습니다.
– 상온에서 은나노/배선의 저항값 변화를 보면, 알코올에 침지 후 매우 빠른 속도로 전기가 통하게 됨으로써 지금까지 불가능하게 생각되었던 대기 중 상온 또는 약간 가온상태에서 금속배선을 제작할 수 있으며, 유기반도체나 PET 필름 등 내열성이 떨어지는 소재를 사용할수 있는 길이 열렸습니다.

 

 

 

 

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