KR100999972B1 - 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치 - Google Patents

자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100999972B1
KR100999972B1 KR1020080060198A KR20080060198A KR100999972B1 KR 100999972 B1 KR100999972 B1 KR 100999972B1 KR 1020080060198 A KR1020080060198 A KR 1020080060198A KR 20080060198 A KR20080060198 A KR 20080060198A KR 100999972 B1 KR100999972 B1 KR 100999972B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
self
assembled monolayer
metal nanoparticles
vacuum
coated
Prior art date
Application number
KR1020080060198A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100000632A (ko
Inventor
이선영
최용범
성미린
이계영
최정영
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020080060198A priority Critical patent/KR100999972B1/ko
Publication of KR20100000632A publication Critical patent/KR20100000632A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100999972B1 publication Critical patent/KR100999972B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0061—Methods for manipulating nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/10—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2304/00—Physical aspects of the powder
    • B22F2304/05—Submicron size particles
    • B22F2304/054—Particle size between 1 and 100 nm

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및 제조장치가 제공된다.
본 발명에 따른 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법은 자기조립 단분자층 물질을 내부가 진공 상태인 진공 드럼에서 기화시키는 단계; 및 상기 기화된 기상의 자기조립 단분자층 물질을 금속 나노입자와 접촉시켜 상기 금속 나노입자 상에 자기조립 단분자층을 코팅시키는 단계를 포함하며, 진공을 이용하여 자기조립 단분자층 물질을 기화시킨 후, 이를 금속 나노입자 상에 코팅시키므로 경제적이고, 금속 나노입자 제조 후 상기 금소나노입자를 외부로 노출시키지 않고 상온에서 자기조립 단분자층을 코팅시킬 수 있으므로, 금속 나노입자의 산화 또는 응집 등을 방지할 수 있으며, 작업자에게 안전한 공정을 제공한다. 또한 진공에서 밸브의 여닫음을 이용하여 사용되는 용매의 양의 조절할 수가 있기 때문에 유해한 용매의 사용량을 감소시킬 수 있다.

Description

자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및 제조장치{Method and apparatus for manufacturing metal nano particle on which self-assembled monolayer is coated}
본 발명은 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경제적이고 안전하며, 금속 나노입자의 산화 또는 응집 등을 방지할 수 있는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
전자기기의 소형화, 고기능화에 따라서 배선이나 전극형성에 사용되는 재료로서 금속 나노입자가 주목받게 되었다. 금속 입자는 그 입경이 100nm 정도가 되면 그 소결온도가 200℃ 이하로 낮아지고 비교적 저온에서도 금속입자끼리의 결합을 형성할 수 있어 기판 재료에 관계없이 저항이 낮은 배선 재료로 사용될 수 있다. 이러한 금속 나노입자는 특히 플렉서블 기판에 응용될 수 있기 때문에 중요성이 부각되고 있다. 특히, 전도성 고분자 및 나노 금속입자를 포함하는 금속 배선용 전도성 잉크를 사용하여 회로를 제조할 수 있는 잉크젯 기술에 대한 연구가 최근 반도체 분야 및 디스플레이 분야 등에서 활발히 이루어지고 있다.
이와 같이 잉크젯 기술을 이용한 도전배선 방법은 컴퓨터를 통해 정밀하게 설계된 도면대로 잉크젯 헤드를 통해 기재 위의 정확한 위치에 잉크방울을 안착시켜 도전배선을 형성하는 방법이다. 이러한 잉크젯을 이용한 도전배선 방법은 컴퓨터 및 잉크젯 프린터의 발전과 함께 병행할 수 있는 점, 다양한 소비자의 요구대로 소량 다품종화가 가능하다는 점, 최소량만이 원하는 패턴을 이용하는데 사용할 수 있으므로 비용절감이 가능하다는 점, 폐수 발생량이 거의 없으므로 친환경적인 점 등의 장점이 있다.
하지만 상기와 같은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 아직 잉크젯을 이용한 도전배선을 형성하는 방법이 산업적으로 범용화되지 못하고 있는데 이는 금속 배선용 전도성 잉크에 관한 기술이 충분히 개발되지 못했기 때문이다. 상기 금속 배선용 전도성 잉크는 크게 전도성 고분자와 나노 금속입자를 포함하는데, 상기 잉크가 갖추어야 하는 요건은 다음과 같다. 첫째, 라인 출력하여 소결 후 우수한 전도성을 나타내야 함과 동시에 기재에 부착성이 양호해야 하고, 둘째 잉크젯 인쇄에 필요한 물성인 점도, 표면장력, 안정성 등을 만족시켜야 한다. 따라서, 상기 잉크에 함유되는 나노 금속입자의 전도성 및 기재에의 부착성 등의 특성이 중요한 인자가 된다.
금속 나노입자를 만드는 방법에는 분무제조법, 졸젤법, 전기폭발법 등 여러 방법이 있다. 현재까지 Al, Ni, Ag 나노입자 제조기술에 대해서는 많은 연구가 있어 왔으나 구리 나노입자에 대해서는 제조공정이 어렵고, 제조시 형성되는 산화막에 의한 특성저하로 인하여 고품질의 분말을 얻기가 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서, 구리 나노입자를 함유하는 잉크를 제조하기 위해서는 구리의 산화 및 응집을 최대한 억제할 수 있는 방법이 필요하다. 이를 위하여 구리 나노입자의 표면을 유기재료로 코팅함으로써 산화 및 응집을 방지하는 기술이 알려져 있는데, 대표적인 것으로는 알칸티올 분자를 이용하여 구리 나노입자의 표면에 공유결합에 의한 자기조립 단분자층(Self Assembled Monolayer: SAM)을 형성함으로써 산화 및 응집을 방지하는 기술을 들 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제2006-85704호에는 습식법을 이용하여 구리 나노입자의 표면에 자기조립 단분자층을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 습식법은 용매에 알칸티올을 분산시킨 자기조립 단분자층 용액(이하 SAM 용액이라 함)을 제조한 후, 상기 SAM 용액에 구리 나노입자 파우더를 투입하여 표면을 처리하는 방법인데, 상기 방법은 용액 중에서 코팅이 이루어지기 때문에 구리 나노입자가 산화될 염려가 있고 사용자에 노출되는 유독한 용매를 사용하기 때문에 환경에 악영향을 미칠 염려가 있으며, 공정이 길다는 단점이 있다. 또한 금속 나노입자 분말 제조 후 습식 방법을 진행하는 경우 상기 금속 나노입자는 반드시 대기와 노출되어야 하는데, 이때 산화, 응집 등과 같은 문제가 발생할 수 있다. 더 나아가, 상대적으로 고온에서의 진행되는 코팅 공정은 고온에서 폭발성 있는 물질이 사용되는 작업장의 안전을 심각하게 위협하게 된다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 금속 나노입자의 산화를 방지하며 환경오염 문제가 없으며, 안전하고 간단한 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 금속 나노입자의 산화를 방지하며 환경오염 문제가 없으며, 안전하고 간단한 공정을 통해 자기조립 단분자층을 금속 나노입자 상에 코팅할 수 있는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치를 제공한다.
상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자기조립 단분자층 물질을 내부가 진공 상태인 진공 드럼에서 기화시키는 단계; 및 상기 기화된 기상의 자기조립 단분자층 물질을 금속 나노입자와 접촉시켜 상기 금속 나노입자 상에 자기조립 단분자층을 코팅시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법은 상기 자기조립 단분자층 물질을 기화시키기 이전에 상기 자기조립 단분자층 물질을 가열하는 단계를 더 포함하며, 상기 진공 드럼은 상기 코팅 단계 중 회전한다. 또한 상기 금속 나노입자는 10∼500nm의 평균 입경을 가지며, 상기 자기조립 단분자층 물질의 코팅은 상온에서 수행된다. 더 나아가, 상기 자기조립 단분자층 물질은 알칸티올이며, 200℃ 이하에서 기화된다.
상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 금속 나노입자가 내부가 진공 상태인 드럼 내부에 적치되며, 기상의 자기조립 단분자층 물질이 상기 금속 나노입자 상에 코팅되는 내부가 진공 상태인 진공 드럼; 및 상기 진공 드럼과 연결되어 자기조립 단분자층 물질을 상기 진공드럼에 공급하는 공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치를 제공한다. 이때, 상기 진공 드럼 표면은 비 평탄하며, 코팅 공정 시 회전한다. 또한, 상기 공급수단은 상기 진공 드럼의 외부에 구비되며, 압력차이에 의하여 상기 자기조립 단분자층 물질을 상기 진공 드럼으로 공급하는 배관이며, 상기 진공 드럼에 상기 자기조립 단분자층 물질이 도달하기 전 상기 자기조립 단분자층 물질을 가열하기 위한 가열 수단을 더 포함한다. 또한, 상기 진공 드럼은 드럼 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공 펌프를 더 포함한다.
진공을 이용하여 자기조립 단분자층 물질을 기화시킨 후, 이를 금속 나노입자 상에 코팅시킴으로써 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자를 제조할 수 있으므로, 경제적이고, 또한 금속 나노입자 제조 후 상기 금소 나노입자가 외부로 노출되지 않은 상태에서 자기조립 단분자층 물질을 상온 조건에서 코팅시킬 수 있으므로, 금속 나노입자의 산화 또는 응집 등을 방지할 수 있으며, 작업자에게 안전한 작업 환경을 제공할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법을 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 금속 나노입자(100)는 진공 상태의 진공 드럼(110) 내에 적치된다. 특히 본 발명에서 상기 금속 나노입자(100)의 코팅공정은 상온의 온도조건에서 진행되므로, 상기 진공 드럼(110) 내에서 통상적인 금속나노 입자(100)의 제조 공정이 상기 코팅 공정 전에 수행될 수 있다. 이로써 금속나노 입자(100)의 코팅 공정이 제조 공정과 인-시투(in-situ) 방식으로 진행될 수 있으며, 그 결과 종래 기술과 같이 외부 노출 및 시간 경과에 따른 금속 나노입자의 산화 및 응집 등의 문제를 해결할 수 있다.
상기 진공 드럼(110) 내는 진공 상태가 유지되는데, 상기 진공상태를 유지하기 위한 다양한 형태의 진공 펌프(예를 들면 로터리 펌프)가 상기 진공 드럼(110)에 연결될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 상기 진공 드럼(110)의 진공 조건은 별도의 가열 수단 없이 자기조립 단분자층 물질을 용이하게 기화시킬 수 있게 하며, 더 나아가 진공 드럼(110)에 유입되기 전 기화된 기체 상의 자기조립 단분자층 물질이 금속나노 입자(100) 표면으로 효과적으로 이동하여 상기 금속 나노입자(100) 표면을 코팅시킬 수 있는 운동 에너지를 제공한다.
본 발명의 상기 일 실시예에서 상기 진공 드럼(110)에 자기조립 단분자층 물질을 공급하는 공급 수단(120)이 구비되는데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 공급 수단(120)은 배관 형태이나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 특히, 상기 공급 수단(120)은 자기조립 단분자층 물질을 공급하기 위한 별도의 가압수단(예를 들면 펌프) 없이 통상의 온-오프 밸브(미도시) 만을 구비하여도 무방한데, 상기 공급 수단(120)의 후단은 진공을 유지하는 상태이므로, 상기 온-오프 밸브를 간단히 개방 함으로써 압력차에 의하여 자기조립 단분자층 물질의 충분한 이동을 유도할 수 있고, 더 나아가 진공 드럼(110)의 진공 상태를 조절함으로써 기화되는 물질의 유속 등을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 공급 수단(120)의 후단에서 자기조립 단분자층 물질은 진공 조건 하에서 기화되어 상기 진공 드럼(110) 내로 유입된다. 여기에서 자기조립 단분자층(Self Assembled Monolayer: SAM)이란 기재(금속 나노입자 또는 기판)의 표면에 단분자가 화학흡착 또는 공유결합을 함으로써 이루어지는 단분자층을 의미한다. 상기 단분자층은 기재와 단분자층 형성용 물질을 단순히 접촉시키는 것에 의해 형성될 수 있으며, 상기 자기조립 단분자층 형성용 물질로는 알칸티올, 알킬실란, 알킬카복실레이트 등을 들 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 자기조립 단분자층 형성용 물질은 알칸티올이며, 상기 알칸티올은 금속 나노입자의 소결온도, 즉 200℃ 이하의 온도에서 기화되어 금속 나노입자 표면으로부터 제거될 수 있는 수준의 기화점을 갖는 것이 바람직하다. 또한 상기 알칸티올은 구리, 은, 백금, 팔라듐, 금 등의 금속과 자기조립 단분자층을 형성하므로, 본 발명에 사용되는 금속 나노입자 분말은 구리, 은, 백금, 팔라듐, 금 등으로 이루어진 것일 수 있다. 특히, 구리 나노입자의 경우에는 구리의 특성상 산화가 용이하며, 구리 입자의 입경이 작아질수록 산화경향이 더욱 심해지기 때문에 구리 나노입자의 코팅시에는 상기 구리입자와 자기조립 단분자층을 형성하는 알칸티올을 사용하는 것이 바람직한데, 이때 상기 알칸티올 분자는 낮은 증기압을 가지므로 진공 조건에서 용이하게 기화될 수 있고, 80 내지 200℃의 낮은 기화점을 가지는 경우 상기 구리 나노입자 의 소결시에 용이하게 제거되므로 금속배선의 전도성에 전혀 영향을 주지 않는다는 장점이 있다. 하지만 본 발명에서 금속 나노입자는 구리에 한정되는 것은 아니며, 자기조립 단분자층 형성용 유기물질 역시 알칸티올에 한정되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에서 알칸 티올은 C2 내지 C20의 탄소수를 가질 수 있으며, 예를 들면, 부탄티올, 헥산티올, 데칸티올, 도데칸티올, 헥사데칸티올, 옥타데칸티올 등이 사용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 금속 나노입자와 유효한 결합을 할 수 있는 티올기를 포함하며, 200℃이하의 온도에서 기화되어 금속 나노입자의 소성을 용이하게 하는 수준의 기화점을 갖는 이상 모두 본 발명의 범위에 속한다.
진공 조건에서 기화된 기상의 자기조립 단분자층 물질은 금속 나노입자(100)의 표면에 자기조립 단분자층을 형성시키는데, 이때 상기 진공드럼(110)은 회전하면서 금속 나노입자 분말을 텀블링(tumbling)시키게 된다. 그 결과, 구형의 금속 나노입자표면 전체에 걸쳐 나노단위의 균일한 자기조립 단분자층이 형성될 수 있다. 또한, 상기 진공드럼(110)은 표면을 평탄면으로 하는 대신 울퉁불퉁한 비평탄면으로 함으로써 금속 나노입자와 표면 간의 흡착정도를 낮추어 상기 진공드럼(110)의 표면에 금속 나노입자가 흡착되는 문제를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법을 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 자기조립 단분자층 물질은 진공 드럼(210)에 유입되기 전 별도의 가열 수단(220)에 의하여 가열된다. 상기 가열 수단(220)은 열 에너지를 자 기조립 단분자층 물질에 공급함으로써 상기 자기조립 단분자층 물질이 금속 나노입자와 도달, 접촉하여 흡착될 수 있는 에너지를 공급하게 된다. 더 나아가, 상기 가열 수단(220)은 온도에 따라 자기조립 단분자층 물질을 기화시킬 수 있는데, 이때 상온의 진공상태를 유지하는 상기 진공 드럼 내에서는 상기 기화된 자기조립 단분자층 물질은 응축되지 않고 기상을 유지할 수 있으므로 금소나노입자의 용이한 코팅이 가능하다. 따라서, 고온 가열에 따른 다양한 문제 등을 방지할 수 있다.
도 3은 나노 구리입자(150)와 알칸티올분자(160)가 자기조립 단분자층을 형성한 복합구리 나노입자(170)의 개략도이다.
도 3을 참조하면, 나노크기의 구리입자들은 비 표면적이 매우 크고 나노크기의 입자 상태에서는 표면적에 전자들이 배치되기 때문에 산소 또는 기타 양이온 물질과 결합하기 쉽다. 따라서, 이미 언급한 바와 같이 매우 쉽게 산화되어 전도성 등이 열악해질 염려가 있지만, 이를 알칸티올 분자로 코팅하게 되면 상기 단층막에 의해 산화를 방지할 수 있는 것이다.
상기 진공 드럼의 내부는 진공을 유지하며 별도의 가열없이 상온을 유지하는 것이 바람직하며, 상기 알칸티올은 상술한 바와 같이 C2 내지 C20의 탄소수를 가지며, 예를 들면, 부탄티올, 헥산티올, 데칸티올, 도데칸티올, 헥사데칸티올, 옥타데칸티올 등이 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 금속 나노입자와 유효한 결합을 할 수 있는 티올기를 포함하며, 200℃이하의 온도에서 기화되어 금속 나노입자의 소성을 용이하게 하는 수준의 기화점을 갖는 이상 모두 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 금속 나노입자는 10∼500nm의 평균입경을 갖는 구리 나노입자일 수 있는데, 평균입경이 상기 범위에 있는 경우, 특히 100nm 이하인 경우에는 소결온도가 200℃ 이하로 낮아지고 비교적 저온에서도 금속입자끼리의 결합을 형성할 수 있어 기판 재료에 관계없이 저항이 낮은 배선 재료로 사용될 수 있으며, 따라서 플렉서블 기판에 응용될 수 있다는 장점이 있다. 본 발명에 따라 제조된 복합 구리 나노입자는 금속 배선용 전도성 잉크에 유용하게 사용될 수 있으며, 인쇄가능 디스플레이, RFID, 광전지, 컴퓨터 메모리 등 기타 인쇄법에 의해 제조될 수 있는 전자부품 등 응용분야가 다양하다.
이하 본 발명의 일 실시예 및 실험예에 따라 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법을 설명한다. 하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 4 및 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치에 대한 모식도 및 사진이다.
특히 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 금속 나노입자의 제조장치는 내부에 금속 나노입자가 적치되는 진공드럼과 상기 진공드럼 내로 유입되어 상기 금속 나노입자 상에 코팅되는 자기조립 단분자층 물질의 공급원 및 공급수단을 구비한다. 특히 상기 자기조립 단분자층 물질의 공급원에는 핫 플레이트 형태의 히터가 구비되어 상기 자기조립 단분자층 물질을 가열시키게 된다. 더 나아가 본 발명에 따른 금속 나노 입자의 제조장치는 상기 진공 드럼에 연결되어 상기 진공 드럼을 회전시키는 DC모터를 구비한다. 또한 본 발명에 따른 제조장치는 퍼징용 가스가 유입되는 가스 라인, 본 발명에 따른 제조 장치의 컨트롤러(PGG) 및 2 단계 밸브를 구비한다. 상기 2 단계 밸브는 보다 적은 양의 기체를 유입시켜 파우더가 날리는 현상을 완화한다.
도 6a 및 6b는 상기 본 발명에 따른 방법에 따라 자기조립 단분자층이 코팅되기 전, 후의 XPS 측정 결과이다. 이때 사용한 알칸티올은 옥탄티올이며, 핫 플레이트에서의 가열온도는 50℃, 진공 조건은 10-2torr 수준이었다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 방법에 의하여 자기조립 단분자층을 코팅하는 경우 유효한 황 결합에 따른 피크가 나타나는 것을 알 수 있다(도 6b의 S).
또한 아래의 표 1은 XPS 측정 결과와 XPS data book에 나타난 화학 결합에 따른 참고값을 비교, 분석한 결과이다.
에너지(eV) 화학결합
Cu2p3/2 932.804 측정치
932.5 CuS XPS data book 참고값
S2p3/2 162.959 측정치
162.5 CuS XPS data book 참고값
상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 금속 나노입자는 모두 금속과 황의 유효한 결합을 나타내는 특징적 결과치를 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 금속 나노입자 제조방법에 따라 금속 나노입자 상부에 자기조립 단분자층 물질이 효과적으로 결합하는 것을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 나노입자상의 자기조립 단분자층 코팅방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 금속 나노입자상의 자기조립 단분자층 코팅방법을 나타내는 개략도이다.
도 3에는 나노 구리입자와 알칸티올분자가 자기조립 단분자층을 형성한 복합구리 나노입자의 개략도이다.
도 4 및 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치의 모식도 및 사진이다.
도 6a 및 6b는 상기 본 발명에 따른 금속 나노입자의 제조 방법에 따라 자기조립 단분자층이 코팅되기 전, 후의 금속 나노입자에 대한 XPS 측정 결과이다.

Claims (12)

  1. 내부가 진공 상태인 진공 드럼에서 자기조립 단분자층 물질을 기화시키는 단계; 및
    상기 기화된 기상의 자기조립 단분자층 물질을 금속 나노입자와 접촉시켜 상기 금속 나노입자 상에 자기조립 단분자층을 코팅시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자기조립 단분자층 물질을 기화시키기 이전에 상기 자기조립 단분자층 물질을 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 진공 드럼은 상기 코팅 단계 중 회전하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 금속 나노입자는 10∼500nm의 평균입경을 갖는 구리 나노입자인 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 자기조립 단분자층 물질의 코팅은 상온에서 수행되는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 자기조립 단분자층 물질은 알칸티올인 것을 특징으로 하는 자기조립 단 분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 알칸티올은 200℃ 이하에서 기화되는 것을 특징으로 하는 자기조립 단 분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법.
  8. 금속 나노입자가 내부가 진공 상태인 드럼 내부에 적치되며, 기상의 자기조립 단분자층 물질이 상기 금속 나노입자 상에 코팅되는 내부가 진공 상태인 진공 드럼; 및 상기 진공 드럼과 연결되어 자기조립 단분자층 물질을 상기 진공드럼에 공급하는 공급수단을 포함하고, 상기 진공 드럼 표면은 비평탄하며, 코팅 공정시 회전하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 공급수단은 상기 진공 드럼의 외부에 구비되며, 압력차이에 의하여 상기 자기조립 단분자층 물질을 상기 진공 드럼으로 공급하는 배관인 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 진공 드럼에 상기 자기조립 단분자층 물질이 도달하기 전 상기 자기조립 단분자층 물질을 가열하기 위한 가열 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 진공 드럼은 드럼 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조장치.
KR1020080060198A 2008-06-25 2008-06-25 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치 KR100999972B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080060198A KR100999972B1 (ko) 2008-06-25 2008-06-25 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080060198A KR100999972B1 (ko) 2008-06-25 2008-06-25 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100000632A KR20100000632A (ko) 2010-01-06
KR100999972B1 true KR100999972B1 (ko) 2010-12-13

Family

ID=41811007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080060198A KR100999972B1 (ko) 2008-06-25 2008-06-25 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100999972B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102228796B1 (ko) 2020-09-21 2021-03-17 주식회사 윤퓨처스 금속나노입자의 제조방법 및 장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102197711B1 (ko) * 2018-10-31 2021-01-04 (주)마잘 도전성 페이스트용 은 코팅 분말의 표면 처리 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102228796B1 (ko) 2020-09-21 2021-03-17 주식회사 윤퓨처스 금속나노입자의 제조방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100000632A (ko) 2010-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raut et al. Inkjet printing metals on flexible materials for plastic and paper electronics
Karthik et al. Conductive silver inks and their applications in printed and flexible electronics
Yang et al. Metal particle-free inks for printed flexible electronics
KR101379195B1 (ko) 대체 안정화제를 갖는 은 함유 나노입자
US20080008822A1 (en) Controlling ink migration during the formation of printable electronic features
Park et al. Direct writing of copper conductive patterns by ink-jet printing
EP2414109B1 (en) Metallic ink
KR101142416B1 (ko) 금속박막의 제조방법
JP4844805B2 (ja) 金属被膜の形成方法
TW200934833A (en) Lithography of nanoparticle based inks
Khondoker et al. Synthesis and characterization of conductive silver ink for electrode printing on cellulose film
JP2005537386A (ja) 導電性電子フィーチャを堆積するための低粘度前駆体組成物および方法
CN101553084B (zh) 线路基板及线路基板的制作方法
EP2886204B1 (en) Method for fabricating sensor including nanostructure
JP2004160388A (ja) 薄膜の作成方法と作成装置
JP4139663B2 (ja) ナノ粒子の超臨界流体中分散液を用いる微細配線パターンの形成方法
JP2006165574A (ja) 表示装置用基板の製造方法および表示装置用基板
KR100999972B1 (ko) 자기조립 단분자층이 코팅된 금속 나노입자의 제조방법 및제조장치
Liu et al. Regulation of the deposition morphology of inkjet-printed crystalline materials via polydopamine functional coatings for highly uniform and electrically conductive patterns
KR101063755B1 (ko) 금속 나노입자상의 자기조립단분자층 코팅장치 및 이를이용한 코팅방법
Kao et al. Low temperature synthesis of conductive silver tracks with polymer addition
KR101072266B1 (ko) 복합금속 나노입자의 제조방법 및 제조장치
JP2010137220A (ja) スプレーによる薄膜形成方法及びこの薄膜を用いた電極形成方法
Lee et al. Large-scale synthesis of polymer-stabilized silver nanoparticles
Son et al. Optimization of dispersant-free colloidal ink droplets for inkjet patterning without the coffee-ring effect using 1-octanethiol-coated copper nano-ink with a Standard Clean-1-treated substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131014

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141014

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151002

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160927

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170901

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181119

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 10