KR101333342B1 - Method of forming a metal powder and method of manufacturing a conductive paste using the same - Google Patents
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Abstract
코어셀 구조를 갖는 금속 분말의 형성 방법에 있어서, 비귀금속 전구체를 용매에 해리시킨 후, 용매에 제1 탄소 전구체를 공급하여 비귀금속 및 탄소들이 용해된 분무 용액을 형성한다. 이어서, 상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성하여, 탄소 및 비귀금속으로 이루어진 탄소/금속 복합체를 형성한다. In the method for forming a metal powder having a core cell structure, after dissociating the non-noble metal precursor into the solvent, the first carbon precursor is supplied to the solvent to form a spray solution in which the non-noble metal and the carbon are dissolved. The spray solution is then synthesized via a spray pyrolysis process to form a carbon / metal composite consisting of carbon and non-noble metals.
Description
본 발명은 금속 분말의 형성 방법 및 상기 금속 분말로 이루어진 금속 페이스트의 제조 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 본 발명은 비귀금속 입자로 이루어진 금속 분말의 형성 방법 및 상기 금속 분말을 이용하여 도전성 페이스트를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming a metal powder and a method for producing a metal paste made of the metal powder, and more particularly, the present invention relates to a method for forming a metal powder consisting of non-noble metal particles and a conductive paste using the metal powder. It relates to a method of manufacturing.
일반적으로, 반도체 소자, 디스플레이 소자 또는 태양전지 소자 등과 같은 다양한 종류의 전자 부품은 웨이퍼 또는 유리와 같은 기판 상에 도전 패턴을 형성하는 패터닝 공정을 포함하여 제조된다.In general, various kinds of electronic components such as semiconductor devices, display devices or solar cell devices are manufactured including a patterning process of forming a conductive pattern on a substrate such as a wafer or glass.
상기 패터닝 공정은 크게 기판 상에 금속을 전체적으로 도포한 다음 불필요한 부분을 에칭하여 도전 패턴을 형성하는 방식과 도전성을 갖는 페이스트를 도전 패턴에 따라 기판 상에 직접 프린팅하는 방식이 사용되고 있다.In the patterning process, a method of forming a conductive pattern by coating a metal entirely on a substrate and then etching unnecessary portions and a method of directly printing a paste having conductivity on the substrate according to the conductive pattern are used.
이중, 상기 프린팅 방식에 사용되는 페이스트는 도전성을 제공하기 위한 금속 분말, 상기 금속 분말을 기판에 접착하기 위한 바인더 및 상기 페이스트의 유동성을 제공하기 위한 용매를 포함한다.Among these, the paste used in the printing method includes a metal powder for providing conductivity, a binder for adhering the metal powder to a substrate, and a solvent for providing fluidity of the paste.
여기서, 상기 금속 분말은 표면에 형성되는 산화막으로 인해 부도체가 되는 것을 방지하기 위하여 원천적으로 표면에 산화막이 형성되기 어려운 은(silver)과 같은 귀금속 입자를 사용하고 있다.Here, in order to prevent the metal powder from becoming an insulator due to the oxide film formed on the surface, precious metal particles such as silver, which are difficult to form an oxide film on the surface, are used.
이에, 최근에는 은(silver)과 같은 귀금속의 가격이 상승하고 있음에 따라 상기 페이스트를 제조하는데 소모되는 비용이 점차 증가하는 추세에 있다.Therefore, in recent years, as the price of precious metals such as silver is rising, the cost of manufacturing the paste is gradually increasing.
본 발명의 목적은 귀금속을 대체할 수 있는 비귀금속 입자들을 이용하여 금속 분말의 형성 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method of forming a metal powder using non-noble metal particles that can replace the precious metal.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 금속 분말을 이용하여 도전성 페이스트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing a conductive paste using the metal powder.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 상기 금속 분말의 형성 방법에 있어서, 비귀금속 전구체를 용매에 해리시키고, 상기 용매에 제1 탄소 전구체를 공급하여 비귀금속 및 탄소들이 용해된 분무 용액을 형성한다. 상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성하여, 탄소 및 비귀금속으로 이루어진 탄소/금속 복합체를 형성한다. 여기서, 상기 비귀금속 전구체는 구리 질산염 또는 니켈 질산염을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object of the present invention, in the method of forming the metal powder according to an embodiment of the present invention, by dissociating a non-noble metal precursor in a solvent, and supplying a first carbon precursor to the solvent to the non-noble metal and carbon Form a dissolved spray solution. The spray solution is synthesized through a spray pyrolysis process to form a carbon / metal composite composed of carbon and non-noble metals. Here, the non-noble metal precursor may include copper nitrate or nickel nitrate.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 용매에 제2 탄소 전구체를 추가적으로 해리시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 탄소 전구체는 구연산을 포함하고, 상기 제2 탄소 전구체는 수크로스(sucrose)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 구연산 및 상기 비귀금속은 0.1:1.0 내지 1.5: 1.0 의 몰비로 조절될 수 있다. 한편, 상기 수크로스 및 상기 비귀금속은 0.1:1.0 내지 0.4: 1.0 의 몰비로 조절될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the second carbon precursor may be further dissociated in the solvent. Here, the first carbon precursor may include citric acid, and the second carbon precursor may include sucrose. In addition, the citric acid and the non-noble metal may be adjusted to a molar ratio of 0.1: 1.0 to 1.5: 1.0. On the other hand, the sucrose and the non-noble metal may be adjusted to a molar ratio of 0.1: 1.0 to 0.4: 1.0.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비귀금속은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe) 중 어느 하나 또는 적어도 두 개의 합금으로 이루어지질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the non-noble metal may be made of any one or at least two alloys of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), zinc (Zn), iron (Fe). .
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소/금속 복합체를 형성하기 위하여, 상기 분무 용액에 초음파를 공급하여 액적을 발생한 후, 상기 액적을 반응기 내로 공급하여 분말화 시킨다. 이어서, 상기 분말화된 입자를 필터링하여 탄소/금속 복합체를 회수함으로써 상기 탄소/금속 복합체를 형성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in order to form the carbon / metal complex, after the ultrasonic wave is supplied to the spray solution to generate a droplet, the droplet is supplied into the reactor to be powdered. The powdered particles may then be filtered to recover the carbon / metal composite to form the carbon / metal composite.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 상기 도전성 페이스트의 제조 방법에 있어서, 비귀금속 전구체를 제1 용매에 해리시킨 후, 상기 제1 용매에 제1 탄소 전구체를 공급하여 비귀금속 및 탄소들이 용해된 분무 용액을 형성한다. 상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성하여, 탄소 및 비귀금속으로 이루어진 탄소/금속 복합체로 이루어진 코어셀 구조를 갖는 금속 분말을 형성한 후, 상기 금속 분말을 바인더 및 제2 용매와 혼합함으로써 도전성 페이스트를 제조g나다. 여기서, 상기 바인더는 에폭시 수지, 에스터(ester)를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object of the present invention, in the method of manufacturing the conductive paste according to the embodiment of the present invention, after dissociating the non-noble metal precursor in the first solvent, the first carbon precursor is supplied to the first solvent To form a spray solution in which the non-noble metal and carbon are dissolved. The spray solution was synthesized through a spray pyrolysis process to form a metal powder having a core cell structure composed of a carbon / metal composite composed of carbon and non-noble metals, and then mixed with the binder and the second solvent to form a conductive powder. To manufacture. Here, the binder may include an epoxy resin and an ester.
이러한 금속 분말의 형성 방법 및 상기 금속 분말을 이용하여 금속 페이스트의 제조 방법에 따르면, 도전 패턴을 형성하는데 사용되는 금속 분말에 대하여 탄금속/탄소 복합체를 형성함으로써 상기 금속 분말에 대한 산화가 방지될 수 있으며, 나아가 귀금속을 비귀금속으로 대체하여 금속 분말 및 이를 포함하는 금속 페이스트를 제조할 수 있다.According to the method of forming the metal powder and the method of manufacturing the metal paste using the metal powder, oxidation of the metal powder can be prevented by forming a carbon metal / carbon composite with respect to the metal powder used to form the conductive pattern. In addition, the metal powder and the metal paste including the same may be manufactured by replacing the precious metal with a non-noble metal.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속 분말을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 금속 분말을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a metal powder according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a metal powder according to a comparative example of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속 분말의 형성 방법 및 금속 페이스트의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, a method of forming a metal powder and a method of manufacturing a metal paste according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
금속 분말의 형성 방법How to Form Metal Powder
먼저, 비귀금속 전구체를 용매에 해리시켜 상기 용매 내에 해리된 비귀금속 입자를 형성한다. 상기 비귀금속 전구체의 예로는 니켈 질산염 도는 구리 질산염을 들 수 있다. 상기 용매의 예로는 순수(de-ionized water)를 들 수 있다. 상기 비귀금속 전구체가 니켈 질산염 도는 구리 질산염을 포함할 경우, 상기 비귀금속 전구체가 용매에 해리될 경우, 상기 용매에는 니켈 또는 구리가 해리될 수 있다. 상기 니켈 질산염 또는 구리 질산염은 상기 순수에 상대적으로 높은 용해도를 갖는다. First, the non-noble metal precursor is dissociated in a solvent to form non-noble metal particles dissociated in the solvent. Examples of the non-noble metal precursor include nickel nitrate or copper nitrate. Examples of the solvent include de-ionized water. When the non-noble metal precursor includes nickel nitrate or copper nitrate, when the non-noble metal precursor is dissociated in a solvent, nickel or copper may be dissociated in the solvent. The nickel nitrate or copper nitrate has a relatively high solubility in the pure water.
상기 비귀금속 입자는 다른 금속보다 전기 전도성이 우수하면서 귀금속보다 상대적으로 우수한 경제성을 갖는 금속으로 이루어진다. 예를 들어, 상기 비귀금속 입자(10)는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 아연(Zn), 철(Fe) 중 어느 하나 또는 적어도 두 개의 합금으로 이루어질 수 있다. The non-noble metal particles are made of a metal having better electrical conductivity than other metals and having relatively better economic efficiency than the precious metal. For example, the non-noble metal particles 10 may be made of any one or at least two alloys of copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), zinc (Zn), iron (Fe).
이중, 상기 비귀금속 입자는 귀금속 중 전기 전도성이 우수한 은(Ag)과 대비하여 약 94%의 전기 전도성을 갖는 구리(Cu)가 바람직하다. 이러한 비귀금속 입자는 그 특성 상 대기 중에 노출되면 산화가 쉽게 일어나 표면에 산화막이 형성될 수 있다.Among the non-noble metal particles, copper (Cu) having an electrical conductivity of about 94% is preferable as compared with silver (Ag) having excellent electrical conductivity among precious metals. Such non-noble metal particles are easily oxidized when exposed to the air due to their properties, and an oxide film may be formed on the surface.
이어서, 상기 용매에 제1 탄소 전구체를 공급하여 비귀금속 및 탄소들이 용해된 분무 용액을 형성한다. 상기 제1 탄소 전구체는 예를 들면, 구연산(citric acid)을 포함할 수 있다. 상기 제1 탄소 전구체가 상기 용매에 공급되면 상기 제1 탄소 전구체가 해리되어 상기 용매 내에 탄소를 공급한다. Subsequently, the first carbon precursor is supplied to the solvent to form a spray solution in which the non-noble metal and the carbon are dissolved. The first carbon precursor may include, for example, citric acid. When the first carbon precursor is supplied to the solvent, the first carbon precursor is dissociated to supply carbon into the solvent.
여기서, 상기 구연산 및 상기 비귀금속는 0.1:1.0 내지 1.5: 1.0 의 몰비로 농도 조절될 수 있다. Here, the citric acid and the non-noble metal may be adjusted in a molar ratio of 0.1: 1.0 to 1.5: 1.0.
예를 들면, 상기 비귀금속이 구리인 경우 구연산 및 구리의 몰 비가 1.5를 초과할 때 순수한 구리의 상이 나타났다. 구연산 및 구리의 몰비가 0.7:0.1 때 구형과 규칙적이지 않은 형태의 입자들이 제조되었다. For example, when the non-noble metal is copper, the pure copper phase appeared when the molar ratio of citric acid and copper exceeded 1.5. Particles of spherical and irregular shape were produced when the molar ratio of citric acid and copper was 0.7: 0.1.
또한, 구연산와 구리의 몰 비가 1.5를 초과할 경우, 제조된 금속 입자의 크기도 증가하는 경향을 보였다. 하지만 상기 금속 입자의 형상은 나노 금속 입자가 분산된 탄소 입자의 형상과 같이 변하였다. 상기 금속 입자가 코어셀 구조를 갖는 것이 아니라, 나노 금속 입자가 분산된 탄소 구조체를 가질 수 있다.In addition, when the molar ratio of citric acid and copper exceeds 1.5, the size of the produced metal particles also tended to increase. However, the shape of the metal particles changed as the shape of the carbon particles in which the nano metal particles are dispersed. The metal particles may not have a core cell structure, but may have a carbon structure in which nano metal particles are dispersed.
따라서, 상기 용매에는 비귀금속 및 탄소들을 포함하는 분무 용액이 형성된다. Thus, a spray solution containing a non-noble metal and carbons is formed in the solvent.
이어서, 상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성하여, 탄소 및 비귀금속으로 이루어진 탄소/금속 복합체를 형성한다. 상기 탄소/금속 복합체는 비귀금속으로 이루어진 코어 및 상기 코어를 둘러싸며 탄소로 이루어진 셀을 포함하는 코어셀 구조를 가질 수 있다.The spray solution is then synthesized via a spray pyrolysis process to form a carbon / metal composite consisting of carbon and non-noble metals. The carbon / metal composite may have a core cell structure including a core made of a non-noble metal and a cell made of carbon surrounding the core.
상기 탄소/금속 복합체를 형성하기 위한 분무 열분해 공정에 있어서, 먼저, 상기 분무 용액에 초음파를 공급하여 액적을 발생킨다. 상기 초음파는 예를 들면, 1.7 MHz의 진동수를 가질 수 있다. 또한 상기 진동수를 갖는 복수의 초음파 진동자들을 이용하여 액적을 발생시킬 수 있다. 이어서, 발생한 액적을 반응기 내로 공급한다. 이때 상기 액적을 운반하기 위한 캐리어 가스로는 질소(N2) 가스를 들 수 있다. 또한 상기 캐리어 가스의 유량은 5 내지 15 L/min.로 조절될 수 있다. In the spray pyrolysis process for forming the carbon / metal composite, first, ultrasonic waves are supplied to the spray solution to generate droplets. The ultrasonic waves may have a frequency of 1.7 MHz, for example. In addition, droplets may be generated using a plurality of ultrasonic vibrators having the frequency. The resulting droplets are then fed into the reactor. At this time, the carrier gas for transporting the droplets include nitrogen (N 2 ) gas. In addition, the flow rate of the carrier gas may be adjusted to 5 to 15 L / min.
상기 반응기 내에서, 상기 액적을 건조/열분해 및 결정화 과정을 통하여 분말화 시킬 수 있다. 상기 반응기 내부는 700 내지 1,100°C 의 온도 범위로 조절될 수 있다. 또한 상기 반응기의 재질은 석영으로 이루어질 수 있다. In the reactor, the droplets may be powdered through a drying / pyrolysis and crystallization process. The reactor interior can be adjusted to a temperature range of 700 to 1,100 ° C. In addition, the material of the reactor may be made of quartz.
이어서, 상기 분말화된 입자를 필터링하여 균일한 크기를 갖는 탄소/금속 복합체를 회수할 수 있다. 이때 상기 분말화된 입자를 필터링 하기 위하여, 테프론 필터가 이용될 수 있다. Subsequently, the powdered particles may be filtered to recover a carbon / metal composite having a uniform size. In this case, a Teflon filter may be used to filter the powdered particles.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 잔존하는 염을 제거하기 위한 세정 공정 및 여과 공정 및 건조 공정이 추가적으로 수행될 수 있다. 상기 세정 공정은 탈이온수를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 여과 공정은 감압 여과 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 또한 상기 금조 공정은 건조 오븐에서 약 100 내지 150°C의 온도에서 수행될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a washing process, a filtration process and a drying process may be additionally performed to remove remaining salts. The cleaning process may be performed using deionized water. The filtration process may be carried out using a vacuum filtering device. In addition, the banjo process may be performed at a temperature of about 100 to 150 ° C in a drying oven.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분무 열분해 공정을 수행하기 전에, 상기 용매에 제2 탄소 전구체를 추가적으로 해리시킬 수 있다. 상기 제2 탄소 전구체는 수크로스(sucrose)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 수크로스 및 상기 비귀금속는 0.1:1.0 내지 0.4: 1.0 의 몰비로 농도 조절될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, before performing the spray pyrolysis process, the second carbon precursor may be further dissociated in the solvent. The second carbon precursor may include sucrose. Here, the sucrose and the non-noble metal may be adjusted in a concentration ratio of 0.1: 1.0 to 0.4: 1.0.
도전성 페이스트 제조 방법Conductive Paste Manufacturing Method
도전성 페이스트를 제조하기 위해서는 먼저 탄소/금속 복합체를 형성한다. 상기 탄소/금속 복합체는 비귀금속으로 이루어진 코어 및 상기 코어를 둘러싸며 탄소로 이루어진 셀을 포함하는 코어셀 구조를 가질 수 있다.In order to prepare the conductive paste, a carbon / metal composite is first formed. The carbon / metal composite may have a core cell structure including a core made of a non-noble metal and a cell made of carbon surrounding the core.
상기 탄소/금속 복합체를 상기 바인더와 함께 제2 용매에 공급한다. 상기 바인더의 예로는 에폭시 수지 또는 에스터(ester)를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 도전성 페이스트는 상기 대상물에 프린팅할 때 자체가 응집되는 것이 방지되어 프린팅이 적합하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 후속하는 열처리 공정이 약 100℃ 정도와 같은 낮은 온도에서 수행될 경우 상기 도전성 페이스트의 도전성을 유지할 수 있다.The carbon / metal composite is fed to the second solvent together with the binder. Examples of the binder may include an epoxy resin or an ester. Accordingly, the conductive paste may be prevented from agglomerating itself when printed on the object, and thus printing may be appropriately performed, and when the subsequent heat treatment process is performed at a low temperature such as about 100 ° C., The conductivity can be maintained.
상기 제2 용매는 상기 탄소/금속 복합체로 이루어진 금속 분말 및 상기 바인더와 혼합된다. 상기 제2 용매는 상기 도전성 페이스트를 이용하여 상기 대상물에 프린팅하는 인쇄공정에서 상기 도전성 페이스트의 유동성을 제공한다. 이로써, 상기 도전성 페이스트는 상기 대상물에 원하는 폭과 두께를 갖도록 스프레드될 수 있다. 이러한 상기 제2 용매는 상기 바인더와는 달리, 후속하여 상기 도전성 페이스트를 열처리하는 열처리 공정에서 제거될 수 있다. 상기 제2 용매는 예를 들면, 부틸셀루솔브를 포함할 수 있다.
The second solvent is mixed with the binder and the metal powder made of the carbon / metal composite. The second solvent provides fluidity of the conductive paste in a printing process of printing on the object using the conductive paste. As a result, the conductive paste may be spread to have a desired width and thickness on the object. Unlike the binder, the second solvent may be removed in a heat treatment step of subsequently heat treating the conductive paste. The second solvent may include, for example, butylcellussolve.
실시예1Example 1
탄소/비금속 복합체를 합성하여 1,100℃ 열처리를 통해 얻어진 반지름(D50)이 1.5~2.2 ㎛인 구형을 금속 입자를 얻는다. 상기 금속 입자는 구리 입자로 이루어진 코어 및 상기 코어를 감싸고 탄소로 이루어진 셀을 포함하는 코어셀 구조를 이룬다. 상기 금속 입자의 분말 80 wt.%, 바인더로서 비스페놀A 수지 8 wt.%와 용매로서 부틸셀루솔브 용제 잔량으로 도전성 페이트를 제조한다. 상기 도전성 페이스트는 80,000~100,000 cPs의 점도를 갖는다. 상기 도전성 페이스트를 이용하여 평판스크린 인쇄를 사용하여 폴리이미드 기판 상에 전극 회로 패턴을 인쇄한 후, 200℃에서 20분간 열처리하여 한다. 이어서, 5% 황산 수용액에서 1분간 에칭 공정을 수행하여 전극 회로 패턴이 7 내지 8 Ω/□의 표면저항을 가진다.A carbon / nonmetallic composite was synthesized to obtain metal particles of a sphere having a radius (D 50 ) of 1.5 to 2.2 μm obtained through 1,100 ° C. heat treatment. The metal particles form a core cell structure including a core made of copper particles and a cell made of carbon surrounding the core. A conductive pate is prepared from 80 wt.% Of the powder of the metal particles, 8 wt.% Of a bisphenol A resin as a binder, and a residual amount of a butyl cellulsolve solvent as a solvent. The conductive paste has a viscosity of 80,000 to 100,000 cPs. After the electrode circuit pattern is printed on the polyimide substrate by using flat screen printing using the conductive paste, heat treatment is performed at 200 ° C. for 20 minutes. Subsequently, an etching process is performed in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 1 minute, so that the electrode circuit pattern has a surface resistance of 7 to 8 Ω / □.
인쇄회로에 전류밀도 3.3 A/dm2로 30분간 전해도금을 실시하여 도금층을 형성한다. 상기 도금층은 18~20 ㎛ 두께를 가지며, 1.1 mΩ/□의 표면저항의 표면 저항을 가진다.
The plated layer is formed by electroplating the printed circuit for 30 minutes at a current density of 3.3 A / dm 2. The plating layer has a thickness of 18 to 20 μm and has a surface resistance of 1.1 mΩ / □.
비교예Comparative Example
비귀금속 입자가 그 내부에 분산된 비귀금속/탄소 복합체를 제조하기 위하여 분무용액은 다음과 같이 제조하였다. 먼저 증류수 500 ml에 금속 아세트산염 혹은 금속 질산염과 같은 금속 전구체 0.1 M을 녹인다. 금속 전구체가 다 해리된 용액에 제1 탄소 전구체인 수크로스(sucrose) 0.5 M을 첨가하여 해리한다. 상기 제1 탄소 전구체가 다 녹으면 탄산수소나트륨(NaHCO3)를 0.5 M 첨가하여 섞고, 맑은 용액을 만들어 주기 위해 질산(HNO3) 10 ml를 천천히 추가적으로 공급하여 분무 용액을 형성한다. 이어서, 상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성함으로써, 비귀금속 입자가 그 내부에 분산된 비귀금속/탄소 복합체로 이루어진 금속 입자를 형성한다. 이어서, 상기 금속 입자의 분말 80 wt.%, 바인더로서 비스페놀A 수지 8 wt.%와 용매로서 부틸셀루솔브 용제 잔량으로 도전성 페이트를 제조한다. 상기 도전성 페이스트를 이용하여 평판스크린 인쇄를 사용하여 폴리이미드 기판 상에 전극 회로 패턴을 인쇄한 후, 200℃에서 20분간 열처리하여 한다. 이어서, 5% 황산 수용액에서 1분간 에칭 공정을 수행하여 전극 회로 패턴이 수 MΩ/□의 표면저항을 가진다.Spray solution was prepared as follows to prepare a non-noble metal / carbon composite in which non-noble metal particles are dispersed therein. First, dissolve 0.1 M of a metal precursor such as metal acetate or metal nitrate in 500 ml of distilled water. The dissociation is performed by adding 0.5 M of sucrose, which is the first carbon precursor, to the solution in which the metal precursor is completely dissociated. When the first carbon precursor is dissolved, sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) is added by 0.5 M, and the mixture is added, and slowly adding 10 ml of nitric acid (HNO 3 ) to form a clear solution to form a spray solution. Subsequently, the spray solution is synthesized through a spray pyrolysis process to form metal particles composed of non-noble metal / carbon composites in which non-noble metal particles are dispersed therein. Subsequently, an electroconductive pate is prepared from 80 wt.% Of the powder of the metal particles, 8 wt.% Of a bisphenol A resin as a binder, and a residual amount of a butyl cellulsolve solvent as a solvent. After the electrode circuit pattern is printed on the polyimide substrate by using flat screen printing using the conductive paste, heat treatment is performed at 200 ° C. for 20 minutes. Subsequently, the etching process was performed in a 5% aqueous sulfuric acid solution for 1 minute, so that the electrode circuit pattern had a surface resistance of several MΩ / □.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (10)
상기 용매에 제1 탄소 전구체 및 제2 탄소 전구체를 공급하여 비귀금속 및 탄소들이 용해된 분무 용액을 형성하는 단계; 및
상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성하여, 탄소 및 비귀금속으로 이루어진 탄소/금속 복합체를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제1 탄소 전구체는 구연산을 포함하고, 상기 제2 탄소 전구체는 수크로스(sucrose)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어셀 구조를 갖는 금속 분말의 형성 방법.Dissociating the non-noble metal precursor into the solvent;
Supplying a first carbon precursor and a second carbon precursor to the solvent to form a spray solution in which non-noble metals and carbons are dissolved; And
Synthesizing the spray solution through a spray pyrolysis process to form a carbon / metal composite composed of carbon and non-noble metals,
The first carbon precursor includes citric acid, and the second carbon precursor comprises sucrose (sucrose).
상기 분무 용액에 초음파를 공급하여 액적을 발생하는 단계;
상기 액적을 반응기 내로 공급하여 분말화 시키는 단계; 및
상기 분말화된 입자를 필터링하여 탄소/금속 복합체를 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어셀 구조를 갖는 금속 분말의 형성 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the carbon / metal composite comprises:
Supplying ultrasonic waves to the spray solution to generate droplets;
Powdering the droplets by feeding them into the reactor; And
And filtering the powdered particles to recover a carbon / metal composite.
상기 제1 용매에 제1 탄소 전구체 및 제2 탄소 전구체를 공급하여 비귀금속 및 탄소들이 용해된 분무 용액을 형성하는 단계;
상기 분무 용액을 분무 열분해 공정을 통하여 합성하여, 탄소 및 비귀금속으로 이루어진 탄소/금속 복합체로 이루어진 코어셀 구조를 갖는 금속 분말을 형성하는 단계; 및
상기 금속 분말을 바인더 및 제2 용매와 혼합하는 단계를 포함하고,
상기 제1 탄소 전구체는 구연산을 포함하고, 상기 제2 탄소 전구체는 수크로스(sucrose)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 페이스트 제조 방법.Dissociating the non-noble metal precursor into the first solvent;
Supplying a first carbon precursor and a second carbon precursor to the first solvent to form a spray solution in which non-noble metals and carbons are dissolved;
Synthesizing the spray solution through a spray pyrolysis process to form a metal powder having a core cell structure composed of a carbon / metal composite composed of carbon and non-noble metals; And
Mixing the metal powder with a binder and a second solvent,
Wherein said first carbon precursor comprises citric acid and said second carbon precursor comprises sucrose.
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JPH1129801A (en) * | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Alps Electric Co Ltd | Conductive alloy powder, its production, conductive paste using the conductive alloy powder, and electronic equipment |
JP2003342607A (en) | 2002-05-29 | 2003-12-03 | Toho Titanium Co Ltd | Nickel-powder dispersion, preparation method therefor, and method for preparing conductive paste using it |
KR100428750B1 (en) * | 2001-05-23 | 2004-04-27 | 한국화학연구원 | Process for nickel and nickel oxide fine particles having a spherical shape |
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조윤경 외 3, Preparation of Metal/Carbon Nanocomposites Using Spray Pyrolysis, 화학공학의 이론과 응용 제17권 제2호 (2011.10.26.) * |
조윤경 외 3, Preparation of Metal/Carbon Nanocomposites Using Spray Pyrolysis, 화학공학의 이론과 응용 제17권 제2호 (2011.10.26.)* |
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