KR101020844B1 - 구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 이를이용한 저온 소결 방법 - Google Patents

구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 이를이용한 저온 소결 방법 Download PDF

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Abstract

구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 이를 이용한 저온 소결 방법이 개시된다. 상기 환원제는 포름산 또는 아세트산; 및 탄소수 1 내지 3개의 알코올 또는 에테르를 함유하여 이루어진다. 이러한 환원제를 이용함으로써, 250℃ 미만의 낮은 소결 온도에서 구리 나노입자의 환원 및 소결이 가능하며, 이렇게 소결된 구리 나노입자의 소결체는 우수한 전기적 특성을 가지게 되어, 실제 산업적으로 이용할 수 있는 구리 나노입자 잉크를 이용한 미세 배선 패턴 형성이 가능할 수 있다.
Figure R1020080087247
구리 나노입자, 저온 소결

Description

구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 이를 이용한 저온 소결 방법{REDUCING AGENT FOR LOW TEMPERATURE REDUCING AND SINTERING OF COPPER NANOPARTICELS, AND METHOD FOR LOW TEMPERATURE SINTERING USING THE SAME}
본 발명은 구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 이를 이용한 저온 소결 방법에 관한 것이다.
산업용 잉크젯 인쇄 기술은 소프트웨어 상의 그림을 필요한 부분만 잉크를 이용하여 인쇄함으로써 여분의 재료 소비 없이, 미세 패턴 구현이 가능하며, 에너지 절약, 저비용, 다층화, 박형화 등 많은 장점을 가지고 있다. 잉크젯 인쇄를 이용한 부품의 제조는 잉크 제조용 입자 합성 및 잉크 배합 기술,　원하는 양의 잉크를 토출하는 헤드 기술, 원하는 위치에 미세 액적을 탄착시키는 시스템 기술, 미세 배선 구현을 위한 인쇄 기술, 표면 처리 기술, 소결 기술 등을 모두 필요로 하는 기술 종합적 성격을 띤다. 잉크젯 인쇄 기술이 적용 가능한 재료 분야 또한 다양하게 전개되어 최근에는 금속, 세라믹, 폴리머, 바이오 및 하이브리드 잉크 등이 속 속 개발되고 있다.
금속 나노입자 잉크를 이용하여 미세한 배선 패턴을 형성하는 방법과 관련하여, 금 나노입자와 은 나노입자를 이용하는 방법이 확립되어 있다.
금 나노입자를 이용하는 경우, 재료인 금 자체가 고가이기 때문에, 금 나노입자의 분산액의 제조 단가도 비싸져, 범용품으로서 폭넓게 보급하는데 있어서는 경제적인 장애가 있다.
잉크젯 인쇄 금속 배선과 관련된 주요 연구는 은을 이용한 접근이 가장 활발하게 적용되고 있는데, 은 나노입자 잉크는 인쇄 및 대기 중 열처리의 2단계를 통해 용이하게 금속 배선을 형성함으로써 배선의 전기적 특성을 부여할 수 있기 때문이다. 그러나, 은 나노입자는 재료비적인 측면에서 경쟁력이 약하고, 배선폭 및 배선 사이의 공간이 좁게 됨에 따라 일렉트로-마이그레이션(electro-migration)에 기인하는 단선이 새로운 문제로서 부상하고 있다.
이와 같은 문제점, 즉 코스트 억제 및 일렉트로-마이그레이션에 따른 단선의 문제를 해결하는 방법으로 구리를 이용하는 방법에 대한 연구가 최근 활발히 시도되고 있다. 그러나, 귀금속인 금이나 은은 비교적 산화되기 어려운 특성을 가지고 있어, 나노입자 분산액을 제조하였을 때, 함유되는 나노입자의 표면이 산화 피막을 형성하지 않은 상태로 유지하는 것이 용이하지만, 구리의 경우 나노입자로 제조할 경우 쉽게 산화된다는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 구리 나노입자 잉크의 소결은 대기 중 구리가 쉽게 산화되기 때문에 환원 분위기가 필수적으로 요구되며, 또한 폴리머 기판에 활용하기 위해서는 소결 온도가 폴리머 기판의 Tg(유리전이온도, glass transition temperature) 이하로 제한되어야 한다.
일반적으로 제시되는 방법으로는, 수소 가스를 이용한 환원 분위기 하에서 소결을 수행하는 것이다. 그러나, 250℃ 이상에서 매우 오랜 시간 가열하여야만 소결이 일어날 수 있으며, 또한 비저항이 매우 높은 값을 나타내는 문제가 있다. 또한 폴리머 기판의 Tg는 대부분 250℃ 미만이므로 이러한 소결온도를 실제적으로는 이용할 수 없다는 문제가 있다.
따라서, 구리 나노입자를 250℃ 미만의 온도에서 소결할 수 있고, 낮은 비저항을 가지게 할 수 있는 구리 나노입자의 저온 환원 소결법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 이를 이용한 구리 나노입자의 저온 소결 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하게 위하여, 본 발명의 일 측면에서는, 포름산 또는 아세트산; 및 탄소수 1 내지 3개의 알코올 또는 에테르를 함유하는 구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 포름산 또는 아세트산과, 상기 알코올 또는 에테르는 바람직하게는 3:7 내지 8:2의 중량비로 함유될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 6:4 내지 7:3의 중량비로 함유될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 환원제는 구리 나노입자의 소결 과정 중에서 환원 분위기 가스로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올 중에서 선택되는 화합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 환원제는 포름산과 메탄올을 바람직하게는 6:4 내지 7:3의 중량비, 더욱 바람직하게는 6:4 내지 7:3의 중량비로 함유하고 구리 나노입자의 소결과정 중에서 환원 분위기 가스로 제공되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 전술한 환원제를 구리 나노입자의 환원제로 제공하고, 구리 나노입자를 250℃ 미만의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 구리 나노입자의 저온 소결 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 환원제는 구리 나노입자의 소결 과정 중에 환원 분위기 가스로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 환원 분위기 가스의 제공은 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 액상의 상기 환원제 내에 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방식으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서는, 기판상에 구리 나노입자의 분산액을 이용하여 배선 패턴을 인쇄하는 단계; 및 전술한 환원제를 구리 나노입자의 환원제로 제공하고, 구리 나노입자를 250℃ 미만의 온도로 가열하여 소결시키는 단계를 포함하 는 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시키는 방법을 제공한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제 및 저온 소결 방법에 따를 때, 250℃ 미만의 낮은 소결 온도에서 구리 나노입자의 소결이 가능하며, 또한 이렇게 소결된 구리 나노입자의 소결체는 우수한 전기적 특성을 가지게 되어, 실제 산업적으로 이용할 수 있는 구리 나노입자 잉크를 이용한 미세 배선 패턴 형성이 가능할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 구리 나노입자의 저온 환원 소결을 위한 환원제, 이를 이용한 구리 나노입자의 저온 환원 소결법 및 구리 배선 패턴을 형성 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제
본 발명자들은 전술한 과제를 해결하기 위하여, 구리 나노입자를 기판에 인쇄한 후, 다양한 유기화합물을 단독으로 또는 조합하여 산화된 구리 나노입자를 효과적으로 환원 소결시키는데 필요한 환원제를 찾는 연구를 진행하였다. 그 결과, 포름산 또는 아세트산; 및 탄소수 1 내지 3개의 알코올 또는 에테르를 함유하는 혼합물이 구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제로서 적합함을 발견하였다.
일반적으로 소결시 환원 분위기 가스로 이용되는 수소 가스의 경우, 고온 및 장시간의 소결이 필요하며, 소결이 된 후에도 비저항이 상당히 높게 나와 인쇄된 구리 나노입자의 소결에는 적합하지 않다. 따라서, 보다 적합한 환원제는 수소와 산화 구리(copper oxide)의 환원 반응의 깁스프리 에너지(△G(400℃)=-91 kJ) 보다 더 낮은 깁스프리 에너지를 가지는 환원 반응이 필요할 것이다. 이러한 환원제로는 알코올(△G(310℃)=-102 kJ), 포름산(△G(310℃)=-161 kJ) 또는 아세트산(△G(310℃)=-99 kJ) 등이 포함될 수 있다.
알코올 및 아세트산의 경우 환원 반응 속도가 비교적 낮으나, 포름산의 경우 낮은 온도에서도 빠른 환원 반응 속도를 나타낸다.
포름산을 이용할 경우, 150℃에서부터 산화구리의 환원이 일어나며, 소결 후의 구리 배선의 비저항도 약 4 μΩ·cm를 나타내어, 구리 나노입자의 소결시 온도를 낮추고 우수한 전기적 특성을 얻는데 유용함을 알 수 있다.
그러나, 포름산 또는 아세트산을 환원제로 이용하여 소결할 경우, 애시드(acid) 성분이 환원된 구리와 반응하여 구리를 에칭(etching)시키며, 분리된 구리 입자는 다시 기판에 흡착되어 배선이 없는 부분의 기판을 오염시키는 결과를 초래할 수 있다는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위하여, 소정의 비율로 탄소수 1 내기 3개의 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필알코올, 또는 에테르를 첨가하는 경우, 포름산 또는 아세트산의 환원 특성을 유지하면서, 구리의 에칭 및 기판의 오염을 줄일 수 있 다.
포름산 또는 아세트산과, 알코올 또는 에테르를 3:7 내지 8:2의 중량비로 혼합하는 경우, 저온에서 소결이 가능하며 약 20 μΩ·cm 이하의 비저항 특성 나타냄과 동시에 구리의 에칭 및 기판의 오염을 줄일 수 있다. 구리 잉크의 농도에 따라 환원제의 중량비의 변화가 어느 정도 가능할 수 있다. 20 μΩ·cm 이상의 비저항을 가지는 구리 배선을 제조하는 경우라면, 포름산 또는 아세트산의 비율을 더욱 줄이는 것도 가능할 것이다.
포름산 또는 아세트산과, 알코올 또는 에테르를 6:4 내지 7:3의 중량비로 혼합하는 경우, 저온 소결이 가능하며 약 10 μΩ·cm 이하의 비저항 특성 나타냄과 동시에 구리의 에칭 및 기판의 오염을 줄일 수 있다.
가장 바람직한 환원제는 포름산이며, 포름산이 40 중량% 이상 사용되는 경우 비저항이 최소값을 나타내며, 또한 소결된 구리 배선의 미세구조가 에탄올 또는 메탄올이 많은 경우 바이모달(bimodal)의 형태로 불균일하다가 포름산의 양이 증가하면서부터 균일한 결정립 크기를 유지하게 된다.
따라서, 단순히 이론적으로 환원성이 좋은 애시드(acid) 계열의 환원제를 사용하기 보다는, 에칭 및 기판 오염 특성을 고려하여 용매를 적절히 혼합하여 희석한 환원제를 사용함으로써 최적의 구리 환원 소결이 가능하게 된다.
구리 나노입자의 저온 환원 소결 방법
전술한 포름산 또는 아세트산을 알코올 또는 에테르와 혼합한 환원제를 구리 나노입자의 환원제로 제공하고, 구리 나노입자를 가열함으로써 구리 나노입자의 환원 소결이 가능하다.
소결시 온도는 폴리머 기판의 Tg(유리전이온도) 이하로 제한되어야 하므로, 약 250℃ 미만이 바람직하다. 일반적으로 기판에 사용되는 유기 화합물의 Tg는 130℃ 내지 250℃ 정도이며 이들의 혼합물을 이용하는 경우 어느 정도 차이가 있을 수 있다. 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 포장재의 표면에 전극을 형성하는 경우, 이들의 Tg가 더 낮기 때문에 소결 온도는 더 낮아져야 한다. 따라서, 이러한 경우는 소결 온도가 약 100℃ 정도가 되어야 하는 경우도 있을 수 있다.
본 발명의 환원제는 소결로 내부의 환원 분위기 가스로 제공될 수 있다. 환원 분위기 가스로 제공하는 방법은 다양하게 있을 수 있으며, 한 가지 예로서, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 액상의 상기 환원제 내에 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방식으로 이루어 질 수 있다.
기판상이 구리 배선 패턴을 형성시키는 방법
전술한 구리 나노입자의 저온 환원 소결 방법을 이용하여 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킬 수 있다.
한가지 구체적인 예로서, 기판상에 구리 나노 잉크 등의 구리 나노입자 분산액을 이용하여 배선 패턴을 인쇄하는 단계; 및 전술한 환원제를 구리 나노입자의 환원제로 제공하고, 구리 나노입자를 250℃ 미만의 온도로 가열하여 소결시키는 단계를 포함하여 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킬 수 있다. 여기서, 상기 인쇄단 계는 잉크젯 공정을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 환원제로 인해 250℃ 미만의 온도에서 산화된 구리 나노입자를 환원시킴과 동시에 구리 나노입자를 소결시킬 수 있으며, 구리 나노입자를 이용한 배선 패턴 형성 방법의 산업적인 실시가 가능할 수 있다.
본 발명의 환원제를 이용하고 저온 환원 소결 단계를 포함하는 한, 다양한 구리 배선 패턴의 형성 방법의 변형이 가능함을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 아래의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
비교예 : 다양한 환원제를 단독으로 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
(1) 환원제를 첨가하지 않은 구리 나노입자의 소결
잉크젯용 구리 나노 잉크를 이용하여, 잉크젯 공정을 통하여 기판상에 배선 패턴을 형성시킨 후, 별도의 환원제의 제고 없이 공기 중에서 가열하여 소결 공정을 수행한 하였다. X선 회절 분석(X-Ray diffraction) 결과, 인쇄된 구리 잉크는 모두 산화 구리(Cu2O)로 산화된 것으로 나타났다.
(2) 수소 가스를 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에 기재된 방법으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킨 후, 수소 가스를 환원 분위기로 제공하고 기판을 다양한 온도로 가열하여 소결 공정을 수행하였다. 250℃ 미만의 온도에서는 구리 나노입자의 환원 및 소결이 일어나지 아니하였다. 250℃의 온도로 6시간 이상 가열을 통해 구리 나노입자의 소결이 가능하였으나, 비저항을 측정한 결과 약 10-5 Ω·cm로 측정되어 매우 높은 값을 보였다.
(3) 메탄올을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에 기재된 방법으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킨 후, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 액상의 에탄올 내에서 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방법으로, 아세트산을 환원 분위기 가스로 제공하여 다양한 온도에서 소결 공정을 수행하였다. 200℃의 온도에서 환원이 일어났지만, 상대적으로 긴 소결 시간이 필요하였고, 비저항도 높게 나타났다.
(4) 아세트산을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에 기재된 방법으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킨 후, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 액상의 아세트산 내에서 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방법으로, 아세트산을 환원 분위기 가스로 제공하여 다양한 온도에서 소결 공정을 수행하였다. 200℃의 온도에서 환원이 일어났지만, 상대적으로 긴 소결 시간이 필요하였고, 비저항도 높게 나타났다. 또한, 애시드 성분에 의한 구리의 에칭 및 배선이 없는 부분에 기판 오염이 일어남을 관찰할 수 있었다.
(5) 포름산을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에서와 동일한 방식으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킨 후, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 액상의 포름산 내에서 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방법으로, 포름산을 환원 분위기 가스로 제공하여 다양한 온도에서 소결 공정을 수행하였다. 약 150℃의 온도에서부터 산화구리의 환원이 일어남을 알 수 있었다.
인쇄된 구리 배선의 X선 회절 패턴 분석을 통하여, 산화구리가 구리로 환원되었는지 여부를 분석하여 이를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 (a)는 환원제 없이 공기중에서 소결시킨 경우이고, (b)는 포름산 가스 하에서 150℃로 소결시킨 경우이며, (c)는 포름산 가스 하에서 230℃로 소결시킨 경우이고, (d)는 메탄올 가스 하에서 230℃로 소결시킨 경우이다. (a)를 제외하고 모든 경우 산화구리의 환원이 일어났음을 알 수 있다.
포름산 가스를 환원제로 사용한 경우 소결 온도에 따른 구리 배선의 비저항을 도 2에 표로 나타내었다. 200℃에서부터 약 4 μΩ·cm의 비저항을 나타냄을 알 수 있다.
그러나, 아세트산의 경우와 마찬가지로, 도 3에서와 같이 애시드 성분에 의한 구리의 에칭 및 배선이 없는 부분에 기판 오염이 일어남을 관찰할 수 있었다
실시예 : 포름산과, 알코올 또는 에테르의 혼합물을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
(1) 포름산과 메탄올의 혼합물을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에서와 동일한 방식으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킨 후, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 다양한 중량비로 혼합한 포름산 및 메탄올 내에서 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방법으로, 포름산 및 메탄올의 혼합물을 환원 분위기 가스로 제공하여 다양한 온도에서 소결 공정을 수행하였다.
포름산과 메탄올의 중량비를 0:10(실시예 1의 (3)), 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1 및 10:0(실시예 1의 (5))으로 혼합하여 각각을 환원 분위기 가스로 제공하였다.
포름산의 함량에 따른 비저항의 값을 도 4에 나타내었으며, 포름산과 메탄올의 비율에 따른 소결된 기판을 촬영한 이미지를 도 5에 나타내었다.
포름산과 메탄올의 중량비가 8:2 이하로 혼합되는 경우 에칭 및 기판 오염을 줄일 수 있는 것으로 나타났고, 3:7 이상으로 혼합되는 경우 충분히 낮은 비저항을 가짐을 확인할 수 있었다. 가장 바람직한 혼합 비율은 6:4 내지 7:3의 범위였다. 포름산만을 사용한 경우와, 포름산과 메탄올을 7:3의 비율로 혼합한 경우의 표면 에칭 및 기판 오염 개선을 비교 촬영한 이미지를 도 6에 나타내었다.
소결된 구리 배선의 미세 구조를 촬영한 결과, 메탄올이 많은 경우, 결정립 분포가 바이모달(bimodal)의 형태로 불균일하다가, 포름산의 양이 증가하면서부터 균일한 결정립 크기를 유지하였다 (도 7 참조).
(2) 포름산과 에탄올의 혼합물을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에서와 동일한 방식으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시킨 후, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 다양한 중량비로 혼합한 포름산 및 에탄올 내에서 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방법으로, 포름산 및 에탄올의 혼합물을 환원 분위기 가스로 제공하여 다양한 온도에서 소결 공정을 수행하였다.
소결된 구리 배선의 비저항을 측정한 결과, 상기 실시예 1의 (1)에서의 메탄올을 혼합한 경우와 거의 동일한 결과를 나타내었고, 포름산과 에탄올을 7:3의 중량비로 혼합한 환원 분위기 가스를 사용하였을 때, 200℃에서 1시간 소결시 비저항 값은 약 4 μΩ·cm로 측정되었다.
표면 에칭 및 기판 오염의 정도도 메탄올의 경우와 거의 유사하였으며, 최적의 혼합 비율도 6:4 내지 7:3의 범위였다(데이터 생략).
(3) 포름산과 에테르의 혼합물을 이용한 구리 나노입자의 환원 소결
상기 비교예 (1)에서와 동일한 방식으로 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시 킨 후, 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 다양한 중량비로 혼합한 포름산 및 에테르 내에서 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방법으로, 포름산 및 히드록시 작용기를 가진 에테르의 혼합물을 환원 분위기 가스로 제공하여 다양한 온도에서 소결 공정을 수행하였다.
비저항 특성과, 표면 에칭 및 기판 오염 정도가 개선됨을 확인하였다(데이터 생략).
본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 아래의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 다양한 조건하에서 소결된 구리 배선의 X선 회절 패턴 분석 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 2는 포름산을 환원제로 사용한 경우 소결 온도에 따른 구리 배선의 비저항을 나타낸 그래프이다.
도 3은 포름산을 환원제로 사용한 경우 소결된 기판에 나타난 에칭 및 오염 상태를 촬영한 이미지이다.
도 4는 포름산과 메탄올을 혼합한 경우 포름산의 함량에 따른 비저항 값을 나타낸 그래프이다.
도 5는 포름산과 메탄올의 비율에 따라 소결된 기판의 상태를 촬영한 이미지이다.
도 6은 포름산만을 사용한 경우와, 포름산과 메탄올을 7:3으로 혼합한 경우 표면 에칭 및 기판 오염 정도를 비교 촬영한 이미지이다.
도 7은 포름산과 메탄올을 혼합한 경우 소결된 구리 배선의 미세 구조를 촬영한 이미지이다.

Claims (11)

  1. 포름산 또는 아세트산; 및
    탄소수 1 내지 3개의 알코올 또는 에테르
    를 함유하는 구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포름산 또는 아세트산과, 상기 알코올 또는 에테르는 3:7 내지 8:2의 중량비로 함유하는 구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포름산 또는 아세트산과, 상기 알코올 또는 에테르는 6:4 내지 7:3의 중량비로 함유하는 구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 구리 나노입자의 소결 과정 중에서 환원 분위기 가스로 제공되는 것인 환원제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알코올은 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올 중에서 선택되는 화합물인 것인 구리 나노입자의 저온 소결을 위한 환원제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 포름산과 메탄올을 3:7 내지 8:2의 중량비로 함유하고, 구리 나노입자의 소결과정 중에서 환원 분위기 가스로 제공되는 것인 환원제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 환원제는 포름산과 메탄올을 6:4 내지 7:3의 중량비로 함유하고, 구리 나노입자의 소결과정 중에서 환원 분위기 가스로 제공되는 것인 환원제.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 환원제를 구리 나노입자의 환원제로 제공하고, 구리 나노입자를 250℃ 미만의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 구리 나노입자의 저온 소결 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 환원제는 구리 나노입자의 소결 과정 중에 환원 분위기 가스로 제공되는 것인 구리 나노입자의 저온 소결 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 환원 분위기 가스의 제공은 질소를 캐리어(carrier) 가스로 이용하여 액상의 상기 환원제 내에 버블(bubble)을 발생시켜 환원 소결로 내부로 주입하는 방식으로 이루어지는 것인 구리 나노입자의 저온 소결 방법.
  11. 기판상에 구리 나노입자의 분산액을 이용하여 배선 패턴을 인쇄하는 단계; 및
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 환원제를 구리 나노입자의 환원제로 제공하고, 구리 나노입자를 250℃ 미만의 온도로 가열하여 소결시키는 단계
    를 포함하는 기판상에 구리 배선 패턴을 형성시키는 방법.
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