KR102311273B1 - Conductive copper powder based oil paste for improved long term stability and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to oil paste based on conductive copper powder having improved long term stability, and a method for manufacturing the same. The present invention provides copper-based oil paste and a method for manufacturing the same, which manufacture copper powder-based oil paste by treating a surface of copper powder with a vinyl imidazole polymer in order to prevent oxidation of the copper powder and provide thermal stability and long term stability, mixing the treated copper powder complex with an oil binder containing a solvent and an additive, so that the copper powder-based oil paste can replace conventional conductive metal paste and can be applied to fields of electronic circuit elements, semiconductor elements, flexible electrical and electronic elements, and wearable electrical and electronic elements.

Description

장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 및 그 제조방법 {Conductive copper powder based oil paste for improved long term stability and manufacturing method thereof}Conductive copper powder based oil paste for improved long term stability and manufacturing method thereof

본 발명은 장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 기반의 유성 페이스트와 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 구리 분말 기반 유성 페이스트의 전기 전도도를 유지하면서 장기안정성을 제공하기 위하여 구연산으로 에칭된 구리 분말의 표면을 이미다졸 중합체로 처리하고, 부식 방지층이 형성된 구리 분말을 용매와 첨가제가 도입된 유성 바인더에 혼합하여 전도성 구리분말 유성 페이스트를 제조함으로써, 기존의 전도성 금속 페이스트를 대체하고 가격이 저렴한 용도에 응용이 가능한 구리 분말 기반 유성 페이스트 및 이를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention relates to a conductive copper powder-based oil-based paste with improved long-term stability and a method for manufacturing the same. More specifically, in order to provide long-term stability while maintaining the electrical conductivity of the copper powder-based oil-based paste, the surface of the copper powder etched with citric acid is treated with an imidazole polymer, and the copper powder with the corrosion-preventing layer is treated with a solvent and additives. Provided are a copper powder-based oil-based paste and a method for manufacturing the same, which can be used to replace the conventional conductive metal paste and to be applied to low-cost uses by mixing with an oil-based binder to prepare a conductive copper powder oil-based paste.

전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트는 용매에 녹인 유성 바인더 수지에 다양한 형태의 구리 분말을 분산시켜 제조되며, 부식 방지층이 코팅된 구리 분말, 용매, 유성 바인더, 첨가제로 구성된다. Conductive copper powder-based oil-based paste is prepared by dispersing various types of copper powder in an oil-based binder resin dissolved in a solvent, and consists of copper powder coated with a corrosion protection layer, solvent, oil-based binder, and additives.

은 분말 기반 전도성 페이스트는 대표적인 전도성 금속 페이스트이며 다양한 전기전자 재료 분야에 활용되고 있으나, 다른 금속 분말 기반 페이스트에 비해 가격 면에서 제약을 받고 있으며, 이에 반해 구리 분말 기반 전도성 페이스트는 저렴한 가격과 유사한 전도도 값으로 인해 적용 분야가 증가하고 있는 추세이다.Silver powder-based conductive paste is a representative conductive metal paste and is used in various electrical and electronic material fields, but is limited in price compared to other metal powder-based pastes. On the other hand, copper powder-based conductive paste has a low price and similar conductivity As a result, the field of application is increasing.

우수한 전도도를 가지는 구리 분말 기반 전도성 페이스트를 제조하기 위해서는 구리 분말의 표면에 부식 방지층을 형성하여야 하며, 용매와 첨가제가 포함된 바인더 수지 내에 산화 방지된 구리 분말이 균일하게 분포되어야 한다. 기존의 구리 분말 기반 전도성 페이스트의 경우, 배합시 바인더 수지 내에서 분산도가 낮은 부위를 통해 산화되는 문제가 야기되었다. In order to manufacture a copper powder-based conductive paste having excellent conductivity, a corrosion protection layer should be formed on the surface of the copper powder, and the oxidation-prevented copper powder should be uniformly distributed in the binder resin containing the solvent and additives. In the case of the conventional copper powder-based conductive paste, there was a problem of oxidation through a portion having a low degree of dispersibility in the binder resin during mixing.

따라서 구리의 산화 방지 방법으로 구리 분말에 표면처리를 하여 부식 방지 코팅층을 형성하는 방법 등이 제시되었으며, 그 중 대표적인 부식 방지제로는 다양한 이미다졸 화합물이 있다. 구리 분말의 표면 처리제로 사용되는 이미다졸 화합물은 2-알킬이미다졸, 2-알킬벤즈이미다졸, 2-아릴이미다졸, 2-아르알킬이미다졸로서 고분자 중합물이 아닌 단일 화합물이기에 표면 처리제로 사용시 구리 분말 표면의 산화를 효과적으로 방지할 수 있지만, 고온의 열 처리시 구리 분말 표면이 산화되어 전도성 페이스트의 전도도가 저하되게 된다. 이에 반해 본 명세서에서는 구리 분말 표면에 고분자 부식 방지제인 이미다졸 중합물을 이용하여 코팅할 경우, 고온 열처리 공정에서도 우수한 내열 특성을 나타내었다.Therefore, as a method of preventing oxidation of copper, a method of forming a corrosion-preventing coating layer by surface treatment of copper powder has been proposed, and among them, various imidazole compounds are a representative corrosion inhibitor. The imidazole compound used as a surface treatment agent for copper powder is 2-alkylimidazole, 2-alkylbenzimidazole, 2-arylimidazole, and 2-aralkylimidazole. When zero is used, oxidation of the surface of the copper powder can be effectively prevented, but during high temperature heat treatment, the surface of the copper powder is oxidized and the conductivity of the conductive paste is lowered. On the other hand, in the present specification, when the surface of the copper powder is coated using an imidazole polymer, which is a high-molecular corrosion inhibitor, excellent heat resistance properties are exhibited even in a high-temperature heat treatment process.

구리 페이스트의 경우, 구리의 밀도가 상온에서 8.96 g/cm3 로 유성 바인더에 비해 상대적으로 무겁기 때문에 페이스트 제조시 구리 분말이 페이스트 내에서 재응집 할 수 있다. 또한, 구리 페이스트를 장기간 보존한 후 사용하고자 할 경우, 제품의 불균질성으로 인해 재분산 공정에 따른 시간과 불편함이 야기되는 문제점이 있다. 따라서 장기간 보존에 의한 구리 기반 전도성 페이스트의 장기안정성이 구리 페이스트의 실제적인 적용 단계에서 강력히 요구되는 바이다.In the case of copper paste, the copper density is 8.96 g/cm 3 at room temperature, which is relatively heavy compared to the oil-based binder, so copper powder may re-agglomerate in the paste during paste preparation. In addition, when the copper paste is to be used after being stored for a long time, there is a problem in that time and inconvenience are caused due to the redispersion process due to the non-homogeneity of the product. Therefore, the long-term stability of the copper-based conductive paste by long-term storage is strongly required in the practical application stage of the copper paste.

한국등록특허 제1555753호는 단일 공정의 부식 방지된 구리 페이스트를 제조하는 방법을 명시하였으며, 비활성 분위기 하에서 구리 분말의 표면 처리가 시행되어야 하고, 수성 바인더인 폴리스타이렌설포네이트를 도입하여 구리 분말 기반 수성 페이스트를 제조하는 방법을 제시하였으나 구리 분말 수성 페이스트의 내수성과 장기안정성을 확보하지 못하는 단점을 가지고 있다.Korea Patent No. 1555753 specifies a method for manufacturing a corrosion-resistant copper paste in a single process, the surface treatment of copper powder must be performed under an inert atmosphere, and polystyrene sulfonate, an aqueous binder, is introduced to make a copper powder-based aqueous paste Although a method for manufacturing a copper powder has been proposed, it has a disadvantage in that it cannot secure the water resistance and long-term stability of the copper powder aqueous paste.

그리고, 한국등록특허 제1906767호는 염산 수용액 및 인산 수용액을 동시에 표면 처리한 구리 분말에 가교된 표면 처리제를 코팅하고, 수성 바인더와 유성 바인더를 적용하여 구리 분말 기반 전도성 페이스트를 제조하는 방법을 명시하고 있다. 이러한 구리 분말 기반 유성 페이스트의 경우, 유성 바인더로 셀룰로오스계(에틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스 등)를 사용하였으나, 구리 분말 표면에 코팅된 가교된 이미다졸-실란 공중합체와 유성 바인더가 시간이 경과함에 따라 점진적으로 축합반응을 일으켜 유성 페이스트의 겔화 현상을 야기함으로써 구리 분말 유성 페이스트의 장기안정성을 확보하지 못하는 문제가 있었다.In addition, Korea Patent No. 1906767 specifies a method for manufacturing a copper powder-based conductive paste by coating a cross-linked surface treatment agent on copper powder that has been simultaneously surface-treated with an aqueous hydrochloric acid solution and an aqueous phosphoric acid solution, and applying an aqueous binder and an oil-based binder, have. In the case of this copper powder-based oil-based paste, a cellulose-based binder (ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, etc.) was used as an oil-based binder, but the cross-linked imidazole-silane copolymer coated on the copper powder surface and an oil-based binder were used. There was a problem in that the long-term stability of the copper powder oil-based paste could not be secured because the binder gradually caused a condensation reaction over time to cause the oil-based paste to gel.

이에 따라 상기 방법 등의 장기안정성에 대한 한계점을 해결할 수 있으면서도, 우수한 기계적 물성 및 전기 전도성과 내열성을 갖춘 구리 분말 기반 유성 페이스트를 용이하게 제조할 수 있는 방법의 개발이 절실한 실정이다.Accordingly, there is an urgent need to develop a method capable of easily manufacturing a copper powder-based oil-based paste having excellent mechanical properties, electrical conductivity, and heat resistance while being able to solve the limitations of the long-term stability of the method.

특히 구리의 부식 방지층 형성을 위해 이미다졸 중합물을 이용하여 구리 분말 표면에 코팅 후, 유성 바인더와의 축합반응에 따른 겔화 현상을 억제하며 장기안정성을 향상시키고, 균일한 전도도를 유지하는 다양한 구리 분말 기반 전도성 유성 페이스트로의 응용이 가능한 제조 방법이 강력히 요구된다. In particular, after coating the surface of copper powder using imidazole polymer to form an anti-corrosion layer of copper, various copper powder bases that suppress gelation caused by condensation with oil-based binders, improve long-term stability, and maintain uniform conductivity There is a strong need for a manufacturing method that can be applied to a conductive oil-based paste.

선행기술문헌Prior art literature

(특허문헌 0001) 한국등록특허 제1555753호(Patent Document 0001) Korean Patent No. 1555753

(특허문헌 0002) 한국등록특허 제1906767호(Patent Document 0002) Korean Patent No. 1906767

본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점들을 일거에 해결하고자 구리 분말의 표면에 이미다졸 중합체를 도입하여 부식 방지용 코팅층을 형성하고, 용매, 첨가제가 혼합된 유성 바인더 수지에 부식 방지층을 형성한 구리 분말을 분산시켜 장기안정성을 가지는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조하는 데 있다.It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art at once by introducing an imidazole polymer on the surface of copper powder to form a coating layer for corrosion prevention, and a copper powder in which a corrosion prevention layer is formed on an oil-based binder resin in which a solvent and an additive are mixed. It is intended to prepare a conductive copper powder-based oil-based paste having long-term stability by dispersing it.

본 발명자는 수많은 실험과 심도있는 연구를 거듭한 끝에, 기존의 한계를 극복한 장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트, 즉 이미다졸 중합체를 구리 분말의 부식 방지층으로 도입하고, 용매에 녹인 첨가제가 도입된 유성 바인더 수지에 부식 방지층이 형성된 구리 분말을 분산시켜 장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조하였다. After numerous experiments and in-depth research, the present inventor introduced an oil-based paste based on conductive copper powder with improved long-term stability, that is, an imidazole polymer, as an anti-corrosion layer of copper powder, and an additive dissolved in a solvent. A conductive copper powder-based oil-based paste with improved long-term stability was prepared by dispersing copper powder with a corrosion-resistant layer in the introduced oil-based binder resin.

본 발명은 구리 분말에 이미다졸 중합체를 도입하여 부식 방지용 코팅층을 형성하며 장기안정성이 향상된 구리 분말 기반의 유성 페이스트를 제조하는 것을 내용으로 한다. An object of the present invention is to introduce an imidazole polymer to copper powder to form a coating layer for corrosion protection and to prepare a copper powder-based oil-based paste with improved long-term stability.

본 발명에 따른 전도성 구리 분말 기반의 유성 페이스트 제조 방법은,The method for manufacturing an oil-based paste based on conductive copper powder according to the present invention,

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 이미다졸 단량체와 개시제를 이용하여 라디칼 중합된 이미다졸 중합체를 제조하는 단계;(a) preparing an imidazole polymer that is radically polymerized using an imidazole monomer represented by the following Chemical Formula 1 and an initiator;

(b) (a)의 상기 이미다졸 중합체가 구연산 수용액으로 표면 처리된 구리 분말에 도입된 이미다졸 중합체-구리 복합체를 제조하는 단계; 및,(b) preparing an imidazole polymer-copper composite in which the imidazole polymer of (a) is introduced into a copper powder surface-treated with an aqueous citric acid solution; and,

(c) (b)의 상기 이미다졸 중합체-구리 복합체에 용매와 유성 바인더 및 첨가제를 포함하여 페이스트 믹서기를 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조하는 단계로 구성되어 있다.(c) preparing an oil-based paste based on conductive copper powder, characterized in that the imidazole polymer-copper composite of (b) includes a solvent, an oil-based binder, and an additive using a paste mixer.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112021015634477-pat00001
Figure 112021015634477-pat00001

여기서 X는 비닐기(vinyl), 알릴기(allyl), 비닐벤질기(vinylbenzyl), 및 알케닐기(alkenyl)를 나타내고, Y는 수소원자(H), 메틸기(-CH3), 에틸기(-CH2CH3), 프로필기(-CH2CH2CH3), 부틸기(-CH2CH2CH2CH3), 펜틸기(-CH2CH2CH2CH2CH3), 및 헥실기 (-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)를 나타낸다.Here, X represents a vinyl group (vinyl), an allyl group (allyl), a vinylbenzyl group (vinylbenzyl), and an alkenyl group (alkenyl), Y is a hydrogen atom (H), a methyl group (-CH 3 ), an ethyl group (-CH 2 CH 3 ), a propyl group (-CH 2 CH 2 CH 3 ), a butyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), a pentyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), and a hexyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) is represented.

본 명세서에서 특별히 명시되지 않는 한, 시간, 온도, 함량, 크기 등의 수치 범위는 본 발명의 제조방법을 최적화할 수 있는 범위를 의미한다.Unless otherwise specified in the present specification, numerical ranges such as time, temperature, content, size, etc. mean a range capable of optimizing the manufacturing method of the present invention.

본 발명에 따른 장기안정성이 향상된 구리 기반 유성 페이스트 제조 방법은 종전에 보고된 유성 바인더 기반의 구리 페이스트와 비교해 볼 때 전혀 신규의 방법으로서, 구연산으로 에칭된 구리 분말 표면에 부식 방지용 이미다졸 중합체를 코팅하여 이미다졸 중합체-구리 복합체를 제조하고, 상기 이미다졸 중합체-구리 복합체를 용매, 첨가제를 포함하는 유성 바인더와 혼합하여 내부식성 및 장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 기반의 유성 페이스트를 제조할 수 있다.The method for producing a copper-based oil-based paste with improved long-term stability according to the present invention is a completely new method compared to the previously reported oil-based binder-based copper paste, and an imidazole polymer for corrosion prevention is coated on the surface of copper powder etched with citric acid. to prepare an imidazole polymer-copper composite, and mixing the imidazole polymer-copper composite with an oil-based binder including a solvent and an additive to prepare an oil-based paste based on conductive copper powder with improved corrosion resistance and long-term stability.

또한, 본 발명에서 제조된 구리 분말 기반의 유성 페이스트는 가열 처리와 경화 공정이 전혀 요구되지 않는 전도성 구리 페이스트이며, 상대적으로 가격 경쟁력이 우수한 구리 분말을 활용하며 내부식성 및 장기안정성을 지닌 구리 페이스트의 대량 생산이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 기존의 부식 방지제인 이미다졸-비닐실란 공중합체에 비해 본 발명에서 제조된 이미다졸 중합체는 중합 공정면에서 공정 단계가 간단하며, 이로 인하여 경제적 면에서 제조 단가가 저렴한 장점이 있다. 장기안정성이 향상된 유성 구리 페이스트가 상용화되면, 주로 수입에 의존하는 국내 전도성 금속 페이스트 산업 분야에 있어 국산화로 인한 국제 경쟁력 강화와 가격 경쟁력, 수출 증대, 생산성 증가 및 원가 절감의 이점들이 예상된다. 또한, 장기안정성이 향상된 구리 분말 기반 유성 페이스트를 인쇄용 전도성 잉크 용액으로 활용하여 다양한 인쇄기판 위에 전극 물질로 용이하게 도포 후, 제품에 요구되는 형태와 크기를 갖는 전도성 구리 페이스트 전극을 제조하여 전자회로 소자, 반도체 소자, 플렉서블 전기전자 소자와 웨어러블 전기전자 소자 분야에 적용이 가능하다.In addition, the copper powder-based oil-based paste prepared in the present invention is a conductive copper paste that does not require heat treatment and curing process at all, and uses copper powder with relatively good price competitiveness and is a copper paste with corrosion resistance and long-term stability. It has the characteristics of being able to mass-produce. Compared to the conventional imidazole-vinylsilane copolymer, which is a corrosion inhibitor, the imidazole polymer prepared in the present invention has a simple process step in terms of polymerization process, and thus has the advantage of low manufacturing cost in terms of economy. When oil-based copper paste with improved long-term stability is commercialized, it is expected to strengthen international competitiveness due to localization in the domestic conductive metal paste industry, which is mainly dependent on imports, and to increase price competitiveness, increase exports, increase productivity, and reduce costs. In addition, by using a copper powder-based oil-based paste with improved long-term stability as a conductive ink solution for printing, it is easily applied as an electrode material on a variety of printed boards, and then a conductive copper paste electrode having the shape and size required for the product is manufactured to produce an electronic circuit device. , semiconductor devices, flexible electrical and electronic devices, and wearable electrical and electronic devices can be applied.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구연산 수용액으로 표면 처리된 구리 분말에 이미다졸 중합체를 넣어 제조한 이미다졸 중합체-구리 복합체의 단면 구조를 개략적으로 예시한 도면이다.
1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a copper powder-based oil paste according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure of an imidazole polymer-copper composite prepared by putting an imidazole polymer in copper powder surface-treated with an aqueous citric acid solution according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 다양한 이미다졸 중합체를 사용하여 우수한 내부식성과 장기안정성이 향상된 구리 분말 기반의 유성 페이스트를 제조하고자 하였다. 단계 (a)에서 이미다졸 중합체를 제조할 때 사용되는 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 이미다졸 화합물이다.In the present invention, it was attempted to prepare a copper powder-based oil-based paste with improved corrosion resistance and long-term stability using various imidazole polymers. The monomer used when preparing the imidazole polymer in step (a) is an imidazole compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021015634477-pat00002
Figure 112021015634477-pat00002

여기서 화학식 1은 중합이 가능한 이미다졸 화합물을 나타내며, X는 비닐기(vinyl), 알릴기(allyl), 비닐벤질기(vinylbenzyl), 및 알케닐기(alkenyl)를 나타내고 중합이 가능한 관능기들이며, Y는 수소원자(H), 메틸기(-CH), 에틸기(-CH2CH3), 프로필기(-CH2CH2CH3), 부틸기(-CH2CH2CH2CH3), 펜틸기(-CH2CH2CH2CH2CH3), 및 헥실기(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)를 나타낸다.Here, Chemical Formula 1 represents a polymerizable imidazole compound, X represents a vinyl group, an allyl group, a vinylbenzyl group, and an alkenyl group, and is a polymerizable functional group, and Y is Hydrogen atom (H), methyl group (-CH), ethyl group (-CH 2 CH 3 ), propyl group (-CH 2 CH 2 CH 3 ), butyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), pentyl group ( —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), and a hexyl group (—CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ).

부식 방지용 코팅제인 이미다졸 중합체를 제조할 때 사용되는 단량체의 경우, 비닐이미다졸을 사용하는 것이 바람직하나 이에 국한되지는 않는다. 이후 단계들에서 명시되는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 및 이의 제조 방법은 위에서 언급한 다양한 이미다졸 중합체에 모두 적용 가능하다.In the case of the monomer used for preparing the imidazole polymer, which is a coating agent for corrosion protection, vinylimidazole is preferably used, but is not limited thereto. The conductive copper powder-based oil-based paste and its manufacturing method specified in the subsequent steps are applicable to all of the above-mentioned various imidazole polymers.

고분자 물질은 일반적으로 유기 화합물에 비해 높은 분자량을 가지며 기계적 물성이 우수하여 고강도 및 내열 특성이 요구되는 용도에 사용이 가능하다. 이에 본 발명자는 구리 분말 기반 유성 페이스트의 겔화 현상을 해소하고 구리 분말의 부식 방지용 코팅제로 사용하기 위하여 이미다졸 단량체를 라디칼 중합하였다. 또한, 구리 분말 기반 유성 페이스트에 장기안정성 향상을 위하여 내열 특성과 높은 전도도를 유지하는 최적의 유성 바인더와 이미다졸 중합체를 제조하기 위해 수많은 연구를 거듭하였고, 최적의 반응 조건을 찾아 개시하였다. Polymer materials generally have a higher molecular weight than organic compounds and have excellent mechanical properties, so they can be used in applications requiring high strength and heat resistance. Accordingly, the present inventors radically polymerized the imidazole monomer in order to solve the gelation phenomenon of the copper powder-based oil-based paste and use it as a coating agent for corrosion prevention of copper powder. In addition, numerous studies were conducted to prepare an optimal oil-based binder and imidazole polymer that maintains heat resistance and high conductivity in order to improve long-term stability in copper powder-based oil-based paste, and the optimal reaction conditions were found and started.

본 발명의 저온속건성 페이스트 용도에 적합한 유성 바인더는 스티렌, 알파-메틸스티렌으로 이루어진 제 1 단량체 단위, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트로 이루어진 제 2 단량체 단위 및 아크릴산, 메타아크릴산, 하이드록시에틸메타아크릴레이트로 이루어진 제 3 단량체 단위로 구성된 단량체들로부터 선택된 각 단량체 단위에서 하나 이상의 물질을 포함하는 공중합체를 사용하고 있다.The oil-based binder suitable for use in the low-temperature quick-drying paste of the present invention is a first monomer unit consisting of styrene and alpha-methylstyrene, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and butyl methacrylate. A copolymer comprising at least one substance in each monomer unit selected from monomers consisting of two monomer units and a third monomer unit consisting of acrylic acid, methacrylic acid and hydroxyethyl methacrylate is used.

기존에 사용하던 구리 분말의 부식 방지용 코팅제인 이미다졸-실란 공중합체는 구리 분말 표면에 처리시 구리 페이스트의 산화 방지 및 열적안정성을 제공하였다. 본 발명의 새로운 유성 바인더계에 상기 이미다졸-실란 공중합체를 부식 방지제로 적용하여 제조한 구리 페이스트는 산화 억제 및 내열성은 우수한 반면, 장시간 보관할 경우 시간이 경과되면서 구리 분말 기반 유성 페이스트 내의 겔화 현상에 의해 구리 유성 페이스트 자체가 응고되어 구리 분말 기반 전도성 유성 페이스트 본래의 기능을 상실하게 된다.The imidazole-silane copolymer, which is a conventionally used coating agent for preventing corrosion of copper powder, provided oxidation prevention and thermal stability of copper paste when treated on the surface of copper powder. The copper paste prepared by applying the imidazole-silane copolymer as a corrosion inhibitor to the novel oil-based binder system of the present invention is excellent in oxidation inhibition and heat resistance, but when stored for a long time, it prevents gelation in the copper powder-based oil paste over time. As a result, the copper oil paste itself is solidified and the original function of the copper powder-based conductive oil paste is lost.

이와 같은 현상은 구리 분말의 표면을 보호하기 위해 처리하는 부식 방지용 코팅제인 이미다졸-실란 공중합체가 유성 바인더와 겔화 반응에 의해 시간이 경과함에 따라 제조된 구리 페이스트를 굳어지게 한다. 상기 현상을 구체적으로 기술하면, 이미다졸-실란 공중합체에 존재하는 실란 화합물의 메톡시기, 2-메톡시에톡시기, 에톡시기가 가수분해 반응에 의해 하이드록시기(-OH)를 형성하게 되고, 새롭게 형성된 하이드록시기는 시간이 경과함에 따라 유기 바인더와 축합반응으로 화학적 결합을 하여 구리 분말 기반 유성 페이스트의 유동성을 저하시켜 궁극적으로 고형 상태로 변하게 된다.Such a phenomenon causes the copper paste prepared by the imidazole-silane copolymer, which is an anticorrosion coating agent to be treated to protect the surface of the copper powder, and the oil-based binder and gelation reaction over time to harden. To describe the above phenomenon in detail, the methoxy group, 2-methoxyethoxy group, and ethoxy group of the silane compound present in the imidazole-silane copolymer form a hydroxyl group (-OH) by a hydrolysis reaction. , the newly formed hydroxyl group chemically bonds with the organic binder through a condensation reaction over time to decrease the fluidity of the copper powder-based oil paste, and ultimately change to a solid state.

따라서 본 청구 특허에서는 구리 분말의 부식 방지용 코팅제로 기존에 사용한 이미다졸-실란 공중합체에서 하이드록시기를 형성하는 실란 화합물을 제거한 새로운 이미다졸 중합체를 적용시, 상기 제시한 구리 분말 유성 페이스트의 장기안정성 문제점을 일거에 해소할 수 있었다.Therefore, in this patent, when a new imidazole polymer in which a silane compound forming a hydroxyl group is removed from an imidazole-silane copolymer previously used as a coating for corrosion prevention of copper powder is applied, the long-term stability problem of the copper powder oil-based paste presented above is applied. could be resolved at once.

또한, 본 발명의 유성 바인더는 구리 분말 기반 유성 페이스트의 저온속건성, 내수성, 내열성 및 장기안정성이 탁월한 구리 페이스트 용도로 개발되었기에 이미다졸 중합체 단독으로 사용하는 것이 이미다졸-실란 공중합체를 사용하는 것보다 실제 적용 분야에서 구리 분말 기반 유성 페이스트의 우수한 물성을 나타내었다, 아울러, 기존에 사용되던 부식 방지제인 이미다졸-실란 공중합체에 비해 이미다졸 중합체는 중합 공정면에서 제조 단계가 간단하며, 경제적 면에서 제조 단가가 저렴한 장점이 있다.In addition, since the oil-based binder of the present invention was developed for copper paste, which has excellent low-temperature and quick-drying properties, water resistance, heat resistance, and long-term stability of copper powder-based oil-based paste, it is better to use the imidazole polymer alone than to use the imidazole-silane copolymer. In the field of practical application, excellent physical properties of copper powder-based oil-based paste were exhibited. In addition, the imidazole polymer has a simpler manufacturing step in terms of polymerization process and is economical compared to imidazole-silane copolymer, which is a corrosion inhibitor used in the past. It has the advantage of low manufacturing cost.

단계 (a)에서 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 개시제 농도는 이미다졸 단량체 100 중량부 대비 0.6 에서 5 중량부인 것이 바람직하다. 비닐이미다졸 중합체에서 이미다졸 링에 존재하는 질소 원자는 비공유 전자쌍을 가지고 있어 분말 표면에 존재하는 구리 원자와 콤플렉스를 형성하여 구리 분말의 산화를 억제하며 내열성을 제공한다. 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 개시제 농도가 이미다졸 단량체 100 중량부 대비 0.6 중량부보다 낮을 경우에는 이미다졸 중합체의 중합도가 높아 유성 바인더로 적용시 점도가 높아 유성 바인더의 흐름성이 불량하다. 개시제 농도가 이미다졸 단량체 100 중량부 대비 5 중량부를 초과할 경우에는 이미다졸 중합체의 중합도가 낮아져 유성 바인더로 적용시 점도가 낮아 구리 기반 유성페이스트의 층분리 현상이 야기되어 형태 유지가 어렵다.In the case of radical polymerization of the imidazole monomer in step (a), the initiator concentration is preferably 0.6 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the imidazole monomer. In the vinylimidazole polymer, the nitrogen atom present in the imidazole ring has a lone pair of electrons and forms a complex with the copper atom present on the surface of the powder to inhibit oxidation of the copper powder and provide heat resistance. When the initiator concentration is lower than 0.6 parts by weight relative to 100 parts by weight of the imidazole monomer during radical polymerization of the imidazole monomer, the degree of polymerization of the imidazole polymer is high and the viscosity is high when applied as an oil-based binder, so that the flowability of the oil-based binder is poor. When the concentration of the initiator exceeds 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the imidazole monomer, the polymerization degree of the imidazole polymer is lowered, and when applied as an oil-based binder, the viscosity is low, which causes layer separation of the copper-based oil-based paste, making it difficult to maintain the shape.

단계 (a)에서 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 중합 시간은 6 에서 36시간인 것이 바람직하다. 중합체를 제조시 라디칼 중합 방법을 도입하여 이미다졸 중합체를 형성할 경우, 기존에 구리 분말의 부식 방지 코팅제로 사용된 이미다졸-실란 공중합물에서 야기되는 유성 페이스트의 겔화 현상의 한계를 극복할 수 있다. 라디칼 중합 시간이 6시간 미만일 경우에는 이미다졸 중합체의 중합도가 낮고 이미다졸 단량체가 반응기 내에 일부가 존재하여 구리 분말에 코팅시 효과적으로 코팅층이 형성되지 않아 산화 및 내열 특성에 취약한 단점이 있다. 라디칼 중합 시간이 36시간을 초과할 때에는 이미다졸 중합체의 중합도가 높아져 구리 분말의 표면 코팅이 용이하지 않다는 단점을 가진다. In the case of radical polymerization of the imidazole monomer in step (a), the polymerization time is preferably 6 to 36 hours. When an imidazole polymer is formed by introducing a radical polymerization method when preparing the polymer, it is possible to overcome the limitation of the gelation phenomenon of the oily paste caused by the imidazole-silane copolymer, which has been used as an anticorrosion coating agent for copper powder. . When the radical polymerization time is less than 6 hours, the degree of polymerization of the imidazole polymer is low, and a portion of the imidazole monomer is present in the reactor. When the radical polymerization time exceeds 36 hours, the polymerization degree of the imidazole polymer is increased, and thus the surface coating of the copper powder is not easy.

단계 (a)에서 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 중합 온도는 섭씨 60 에서 90도인 것이 바람직하다. In the case of radical polymerization of the imidazole monomer in step (a), the polymerization temperature is preferably 60 to 90 degrees Celsius.

라디칼 중합 온도가 섭씨 60도 미만일 경우에는 이미다졸 화합물의 중합 속도가 너무 느려 이미다졸 중합체의 제조면에서 경제성이 없으며, 라디칼 중합 온도가 섭씨 90도 이상일 경우에는 이미다졸 단량체의 중합 속도가 빨라 중합 반응의 조절이 어려우며, 단시간에 중합도가 높아지면서 가속화 반응을 야기하여 구리 기반 유성 페이스트 용도의 유성 바인더 제조가 어려운 단점이 있다.When the radical polymerization temperature is less than 60 degrees Celsius, the polymerization rate of the imidazole compound is too slow, which is not economical in terms of manufacturing the imidazole polymer. is difficult to control, and the polymerization degree increases in a short time and causes an accelerated reaction, making it difficult to prepare an oil-based binder for copper-based oil-based paste.

단계 (b)에서 사용되는 구리 분말은 평균 입자경이 0.1 에서 20 마이크로미터인 플레이크 형태인 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.The copper powder used in step (b) is preferably in the form of flakes having an average particle diameter of 0.1 to 20 micrometers, but is not limited thereto.

단계 (b)에서는 구연산 수용액으로 구리 분말을 산 처리 후 부식 방지용 코팅제인 이미다졸 중합체를 구리 분말에 코팅하는 방법을 제시하고 있다. 이는 다양한 이미다졸 중합체를 구연산으로 처리된 구리 표면에 효과적으로 결합시키기 위해, 구리-구연산 킬레이트가 형성된 구리 입자 표면에 이미다졸 중합체를 코팅하고자 한 것이다.In step (b), a method of coating the copper powder with an imidazole polymer, which is a coating agent for preventing corrosion, after acid treatment of the copper powder with an aqueous citric acid solution is presented. This is intended to coat the imidazole polymer on the surface of copper particles on which the copper-citric acid chelate is formed in order to effectively bind various imidazole polymers to the citric acid-treated copper surface.

현재 화학관련 산업분야에는 10만여 종의 화학물질이 유통되고 있으며, 이중 유해 화학물질은 분해시 장기간 소요되어 잔류성이 매우 높아 사람의 건강과 환경에 유해한 화학물질로서 유독물질, 허가물질, 제한물질, 금지물질, 사고대비물질로 분류된다. 유해 물질 용액은 염산, 황산, 질산, 인산, 과염소산, 불산과 같은 강산성 용액과 가성소다, 수산화칼륨과 같은 강알칼리성 용액과 맹독성 유기 용매 및 석유화학 연료 등이다. 상기 유해 화학물질은 제조업 산업분야에서 이를 사용 후 폐기 처리시 환경문제를 야기하여, 최근 들어 다양한 환경규제 관점에서 실제 현장 사용에 심각한 제약이 따르게 되어 제조회사들은 실질적인 사용을 기피하고 있다.Currently, about 100,000 kinds of chemicals are distributed in the chemical industry, and among them, hazardous chemicals take a long time to decompose and have very high persistence, so they are harmful to human health and the environment. It is classified as a prohibited substance and an accident preparation substance. Hazardous substance solutions include strong acid solutions such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, and hydrofluoric acid, strong alkaline solutions such as caustic soda and potassium hydroxide, highly toxic organic solvents, and petrochemical fuels. The hazardous chemicals cause environmental problems during disposal after use in the manufacturing industry, and in recent years, serious restrictions on actual field use from the viewpoint of various environmental regulations are followed, and manufacturers are avoiding practical use.

기존의 구리 표면 처리 방법에는 산화층을 제거할 목적으로 염산, 인산과 과염소산을 주로 사용하였다. 상기 목적에 사용되는 염산, 인산과 과염소산의 경우, 유해 화학물질로 분류된 강산으로서 관련 분야 산업체에서 실제 현장의 폐액 처리시 환경문제로 인한 심각한 규제에 당면하게 된다. 또한, 강산 수용액의 폐액 처리에 따른 경제적 부담이 높아 최근에는 상기 물질들의 사용을 기피하는 경향이다. 특히 염산은 3등급 유해 물질이며 피부 화상, 두통, 기침을 유발하고 고농도의 염화수소 기체를 다량 흡입시 호흡기 점막 손상 같은 부작용을 나타낸다.In the conventional copper surface treatment method, hydrochloric acid, phosphoric acid and perchloric acid were mainly used for the purpose of removing the oxide layer. In the case of hydrochloric acid, phosphoric acid and perchloric acid used for the above purpose, as strong acids classified as hazardous chemicals, industries in the relevant field face serious regulations due to environmental problems when disposing of actual on-site waste liquid. In addition, the economic burden due to the waste liquid treatment of the strong acid aqueous solution is high, and in recent years, the use of the above substances tends to be avoided. In particular, hydrochloric acid is a class 3 hazardous substance and causes skin burns, headaches, and coughs, and has side effects such as damage to the respiratory mucosa when inhaling a large amount of high-concentration hydrogen chloride gas.

이에 반해 구연산은 화학물질 정보시스템에 의거하면 기존 화학물질로 분류되어 산업체에서 제품 생산을 위해 처리하는 화학물질로 사용하기가 용이한 장점이 있다. 상기 구연산은 백색 고체 결정으로 약한 유기산이며 카르복실산의 하나로 이온화되어 3가의 음이온으로 작용하며, 우수한 킬레이트제로 금속과 결합하여 금속 표면을 용해시켜 녹과 산화층을 용이하게 제거하는데 사용된다.On the other hand, citric acid is classified as an existing chemical according to the chemical information system, so it has the advantage of being easy to use as a chemical that is processed for product production by industries. The citric acid is a white solid crystal, a weak organic acid, is ionized as one of the carboxylic acids and acts as a trivalent anion. It is an excellent chelating agent and is used to dissolve the metal surface by binding to the metal to easily remove the rust and oxide layer.

기존의 구리 표면 처리 방법에서 사용되는 염산 수용액 및 인산 수용액을 동시에 구리 분말 표면에 처리시 공정이 진행되는 동안 구리 표면의 식각 및 구리-인산염이 형성되었다. 본 발명의 경우, 구연산 수용액을 단독으로 이용하여 구리 분말 표면을 처리시 식각 공정을 통한 구리 표면 산화막 제거 및 구리-구연산 킬레이트를 동시에 형성을 할 수 있어 표면 처리 공정의 효율성과 간편성을 얻을 수 있었다.When the aqueous hydrochloric acid solution and the phosphoric acid aqueous solution used in the conventional copper surface treatment method were simultaneously treated on the copper powder surface, the copper surface was etched and copper-phosphate was formed during the process. In the case of the present invention, when the surface of the copper powder is treated using the citric acid aqueous solution alone, the copper surface oxide film can be removed through the etching process and the copper-citric acid chelate can be formed at the same time, so that the efficiency and simplicity of the surface treatment process can be obtained.

따라서 본 청구 특허에서는 구연산 수용액을 단독으로 이용하여 구리 표면의 산화막 제거 및 구리-구연산 킬레이트 형성 후, 단계적으로 산화막이 제거된 구리 표면에 부식 방지용 코팅제인 이미다졸 중합체를 처리하여 본 발명의 목표 성능을 달성할 수 있었다.Therefore, in this patent, after removing the oxide film on the copper surface and forming a copper-citric acid chelate using an aqueous citric acid solution alone, the imidazole polymer, which is a coating agent for corrosion prevention, is treated on the copper surface from which the oxide film has been removed step by step to achieve the target performance of the present invention. could achieve

단계 (b)에서 구리 분말의 표면 처리를 위해 첨가된 구연산 수용액의 농도는 용매인 증류수 100 중량부 대비 0.3 에서 40 중량부인 것이 바람직하다. The concentration of the aqueous solution of citric acid added for surface treatment of copper powder in step (b) is preferably 0.3 to 40 parts by weight relative to 100 parts by weight of distilled water as a solvent.

구연산 수용액의 농도가 증류수 100 중량부 대비 0.3 중량부 미만일 경우, 구리 분말의 표면 처리 농도가 낮아 구리 분말의 표면에 존재하는 산화층의 에칭 속도가 느려 구리 표면 처리시간이 장시간을 요하게 됨으로 제조 공정면에서 효율성이 낮으며, 구연산 수용액의 농도가 증류수 100 중량부 대비 40 중량부 이상일 경우에는 구리 표면과의 급격한 에칭 반응으로 인해 구리 분말의 산화층 제거를 넘어 짧은 시간에 구리 분말의 손실과 수용액 내에 구연산의 결정이 석출되는 단점이 있다.When the concentration of the aqueous citric acid solution is less than 0.3 parts by weight relative to 100 parts by weight of distilled water, the surface treatment concentration of the copper powder is low and the etching rate of the oxide layer present on the surface of the copper powder is slow, so that the copper surface treatment time is required for a long time. The efficiency is low, and when the concentration of the citric acid aqueous solution is 40 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of distilled water, the rapid etching reaction with the copper surface causes the loss of copper powder in a short time beyond the removal of the oxide layer of the copper powder and the crystallization of citric acid in the aqueous solution There is a disadvantage of this precipitation.

단계 (b)에서 구리 분말의 표면 처리를 위해 첨가된 구연산 수용액의 부피는 구리 분말 100 그램에 대하여 50 에서 1000 밀리리터인 것이 바람직하다.The volume of the aqueous citric acid solution added for surface treatment of the copper powder in step (b) is preferably 50 to 1000 milliliters based on 100 grams of the copper powder.

구리 분말 100 그램에 대하여 50 밀리리터보다 적을 경우에는 구연산 수용액의 도입량이 적어 구리 분말의 표면 식각이 효율적으로 진행되지 않아 구리 표면에 산화층이 잔존하여 구리 분말 유성 페이스트의 전도도를 저하시키며, 1000 밀리리터를 초과할 경우에는 단시간에 구리 분말의 표면을 과도하게 식각하여 구리 분말의 중량 손실을 야기하는 문제가 있다.If the amount is less than 50 milliliters per 100 grams of copper powder, the amount of citric acid aqueous solution introduced is small, so the surface etching of the copper powder does not proceed efficiently, and the oxide layer remains on the copper surface, reducing the conductivity of the copper powder oil paste, and exceeding 1000 milliliters In this case, there is a problem in that the surface of the copper powder is etched excessively in a short time, causing weight loss of the copper powder.

단계 (b)에서 이미다졸 중합체가 구리 분말 100 중량부 대비 0.1 에서 10 중량부인 것이 바람직하다. It is preferable that the imidazole polymer in step (b) is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder.

이미다졸 중합체가 구리 분말 100 중량부 대비 0.1 미만일 경우에는 구리 분말에 내부식성 및 내열성을 부여하기에 코팅 함량이 부족하며, 구리 분말 100 중량부 대비 10을 초과할 경우에는 구리 분말 표면에 이미다졸 중합체의 코팅층이 과다하게 증가되어 부도체층의 비율이 늘어나 구리 기반 전도성 페이스트의 전기전도도가 저하되는 결과를 야기한다. When the imidazole polymer is less than 0.1 based on 100 parts by weight of the copper powder, the coating content is insufficient to impart corrosion resistance and heat resistance to the copper powder, and when it exceeds 10 based on 100 parts by weight of the copper powder, the imidazole polymer on the surface of the copper powder of the coating layer is excessively increased, resulting in an increase in the ratio of the non-conductive layer, resulting in a decrease in the electrical conductivity of the copper-based conductive paste.

단계 (c)에서 구리 분말 유성 페이스트를 제조할시 사용되는 용매의 종류는 유기 용매인 것이 바람직하나 크게 국한되지 않는다. 저온속건성 페이스트 용도에 적합한 구리 분말 유성 페이스트를 제조할시 유기 용매는 케톤 화합물인 아세톤, 메틸에틸케톤, 2-펜타논, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 메틸사이클로헥사논, 이오논, 메틸이오논, 산화메시틸, 아이소포론, 디아세틸, 아세틸아세톤, 아세토닐아세톤, 디아세틸알콜, 아세톨카르비놀, 카르본, 멘톤, 아세토페논, 메틸아세토페논이 있다. 그것 이외에도, 알코올기를 포함하는 화합물인 에탄올, 프로판올, 부틸알코올, 펜틸알코올, 헥실알코올, 헵틸알코올, 옥틸알코올, 노닐알코올, 데실알코올, 운데실알코올, 도데실알코올, 트리데실알코올, 테트라데실알코올, 사이클로펜타놀, 사이클로헥사놀, 메틸사이클로헥사놀이 있으며, 1급 알킬알코올에 한하지 않고, 2급 알코올형, 3급 알코올형 및 알칸디올, 환상형의 구조를 가지는 알코올 화합물을 사용하는 것이 가능하다.The kind of solvent used when preparing the copper powder oil-based paste in step (c) is preferably an organic solvent, but is not particularly limited. When preparing a copper powder oil-based paste suitable for low-temperature quick-drying paste use, the organic solvents are ketone compounds such as acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, ionone, and methylionone. , methyl oxide, isophorone, diacetyl, acetylacetone, acetonylacetone, diacetyl alcohol, acetolcarbinol, carbon, menthone, acetophenone, and methylacetophenone. In addition, ethanol, propanol, butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, undecyl alcohol, dodecyl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, There are cyclopentanol, cyclohexanol, and methylcyclohexanol. It is not limited to primary alkyl alcohol, and it is possible to use secondary alcohol type, tertiary alcohol type and alkanediol, alcohol compounds having a cyclic structure. .

단계 (c)에서 유기 용매가 유성 바인더 100 중량부 대비 10 에서 200 중량부인 것이 바람직하다. 유기 용매가 유성 바인더 100 중량부 대비 10 미만일 경우에는 전도성 페이스트의 점도가 너무 높아 구리 기반 유성 페이스트의 적용시 코팅성이 불량하며, 유기 용매가 유성 바인더 100 중량부 대비 200을 초과할 경우에는 구리 기반 유성 페이스트의 점도가 너무 낮아 코팅시 번짐 현상이 야기되어 페이스트의 필름 형성이 용이하지 않다는 단점이 있다. In step (c), the amount of the organic solvent is preferably 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the oil-based binder. When the organic solvent is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the oil-based binder, the viscosity of the conductive paste is too high, so that the coating property is poor when the copper-based oil-based paste is applied. Since the viscosity of the oil-based paste is too low, a smearing phenomenon is caused during coating, so that it is not easy to form a film of the paste.

단계 (c)에서 전도성 페이스트를 제조하기 위하여 사용되는 바인더는 유성 바인더가 바람직하나 사용되는 바인더의 종류는 크게 국한되지 않는다. The binder used to prepare the conductive paste in step (c) is preferably an oil-based binder, but the type of binder used is not particularly limited.

저온속건성 페이스트 용도에 적합한 구리 분말 유성 페이스트를 제조할 시 유성 바인더가 제 1, 2, 3 단량체 단위를 모두 포함하는 공중합체이고, 제 1, 2, 3 단량체 각각의 단위는 스티렌, 알파-메틸스티렌으로 이루어진 제 1 단량체 단위, 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트로 이루어진 제 2 단량체 단위 및 아크릴산, 메타아크릴산, 하이드록시에틸메타아크릴레이트로 이루어진 제 3 단량체 단위에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 공중합체인 것이 바람직하다. When preparing a copper powder oil-based paste suitable for low-temperature quick-drying paste use, the oil-based binder is a copolymer including all of the first, second, and third monomer units, and each unit of the first, second, and third monomers is styrene and alpha-methylstyrene. A first monomer unit consisting of, a second monomer unit consisting of methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, and butyl methacrylate, and a second monomer unit consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and hydroxyethyl methacrylate It is preferably a copolymer comprising at least one substance selected from 3 monomer units.

구리 페이스트의 유성 바인더는 곁사슬 길이가 짧은 단량체가 도입된 공중합체가 곁사슬 길이가 긴 단량체가 도입된 공중합체보다 높은 접착력을 나타낸다. 또한, 구리 페이스트의 유성 바인더는 박리강도와 전단강도 역시 곁사슬 길이가 짧은 단량체가 긴 단량체보다 우수한 특성을 나타내게 된다. 따라서 상기 유성 바인더 내에 스티렌, 알파-메틸스티렌과 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트 함량이 증가할수록 구리페이스트의 접착력과 강도가 향상되게 된다. 단량체의 사슬 길이가 긴 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트, 하이드록시에틸메타아크릴레이트는 구리 페이스트의 유연성을 부여하며, 아크릴산, 메타아크릴산과 하이드록시에틸메타아크릴레이트는 구리 페이스트의 도막접착성을 증진시키는 역할을 한다.As for the oil-based binder of the copper paste, the copolymer to which the monomer having a short side chain length is introduced exhibits higher adhesion than the copolymer to which the monomer having a long side chain length is introduced. In addition, the oil-based binder of the copper paste exhibits superior properties in terms of peel strength and shear strength than that of a monomer having a short side chain length compared to a monomer having a long side chain length. Therefore, as the content of styrene, alpha-methylstyrene, methyl methacrylate, ethyl acrylate, and ethyl methacrylate in the oil-based binder increases, the adhesion and strength of the copper paste are improved. Butyl acrylate, butyl methacrylate, and hydroxyethyl methacrylate with a long monomer chain give flexibility to the copper paste, and acrylic acid, methacrylic acid and hydroxyethyl methacrylate improve the adhesion of the copper paste. serves to make

단계 (c)에서 유성 바인더의 라디칼 중합시 개시제 농도는 바인더용 단량체 100 중량부 대비 0.1 에서 10 중량부인 것이 바람직하다.In the case of radical polymerization of the oil-based binder in step (c), the concentration of the initiator is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer for the binder.

유성 바인더의 라디칼 중합시 개시제 농도가 바인더용 단량체 100 중량부 대비 0.1 중량부보다 낮을 경우에는 유성 바인더 중합체의 중합도가 높아 구리 분말 기반 유성 페이스트로 적용시 페이스트의 점도가 높아 페이스트의 흐름성이 불량하게 된다. 개시제 농도가 바인더용 단량체 100 중량부 대비 10 중량부를 초과할 경우에는 유성 바인더 중합체의 중합도가 낮아져 구리 분말 기반 유성 페이스트로 적용시 페이스트의 점도가 낮아 페이스트의 층분리 현상이 야기되어 균질의 유성 페이스트 형태를 유지하기가 어렵다. When the initiator concentration during radical polymerization of the oil-based binder is lower than 0.1 parts by weight relative to 100 parts by weight of the monomer for the binder, the polymerization degree of the oil-based binder polymer is high, and when applied as a copper powder-based oil-based paste, the viscosity of the paste is high, resulting in poor flowability of the paste. do. When the initiator concentration exceeds 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer for binder, the polymerization degree of the oil-based binder polymer is lowered, and when applied as a copper powder-based oil-based paste, the viscosity of the paste is low, causing layer separation of the paste, resulting in a homogeneous oil-based paste form difficult to maintain

단계 (c)에서 유성 바인더의 라디칼 중합시 중합시간은 12 에서 48시간인 것이 바람직하다.In the case of radical polymerization of the oil-based binder in step (c), the polymerization time is preferably 12 to 48 hours.

기존에 구리 분말의 표면 처리제로 사용된 이미다졸-실란 공중합물의 경우, 가수분해 반응을 통해 실란 공중합물에 하이드록시기가 형성되며, 시간이 경과함에 따라 생성된 하이드록시기는 유기 바인더와 축합반응에 의해 단계적인 부반응을 야기하며, 궁극적으로는 겔화 현상으로 유성 페이스트가 굳게 된다. In the case of an imidazole-silane copolymer previously used as a surface treatment agent for copper powder, a hydroxyl group is formed in the silane copolymer through a hydrolysis reaction. It causes a step-by-step side reaction, and ultimately the oil-based paste hardens due to gelation.

본 청구 특허의 경우, 유성 바인더를 라디칼 중합 방법으로 중합체를 제조할 경우, 부식방지 코팅제는 실란 화합물에 존재하는 하이드록시기를 제거하기 위하여 실란 화합물이 존재하지 않는 이미다졸 단량체를 단독으로 사용하여 이미다졸 중합체를 제조하였다. 따라서 실란 화합물이 배제된 부식방지제가 처리된 구리 분말을 유성 바인더와 혼합하여 유성 페이스트를 제조하였으며, 이를 통해 유성 페이스트의 겔화 현상의 한계를 극복할 수 있었으며, 구리 분말 기반 유성 페이스트의 장기안정성을 향상시킬 수 있었다. 바인더용 공중합체의 라디칼 중합시 중합 시간은 12 에서 48시간인 것이 바람직하다. 라디칼 중합 시간이 12시간 미만일 경우에는 유성 바인더용 중합체의 중합도가 낮으며 중합 반응기 내에 유성 바인더용 단량체 중 일부가 존재하게 된다. 따라서, 저점도의 유성 바인더를 이미다졸 중합체로 표면이 코팅된 구리 분말에 적용시 유성 페이스트가 효과적으로 형성되지 않으며 유성 페이스트의 층분리 현상, 전도도 감소 및 내열 특성 감소와 같은 현상이 야기된다. 라디칼 중합 시간이 48시간을 초과할 때에는 바인더용 중합체의 중합도가 높아져 고점도의 유성 바인더를 구리 분말에 도입시 이미다졸 중합체로 표면 처리된 구리 분말의 유성 페이스트 내 분산성이 좋지 않다는 단점을 가진다.In the case of the present patent, when a polymer is prepared by radical polymerization of an oil-based binder, the anticorrosion coating agent is imidazole using imidazole monomer without a silane compound alone in order to remove the hydroxyl group present in the silane compound. The polymer was prepared. Therefore, an oil-based paste was prepared by mixing copper powder treated with a silane compound-free corrosion inhibitor with an oil-based binder. could do it The polymerization time during radical polymerization of the copolymer for binder is preferably 12 to 48 hours. When the radical polymerization time is less than 12 hours, the polymerization degree of the polymer for the oil-based binder is low, and some of the monomers for the oil-based binder are present in the polymerization reactor. Therefore, when a low-viscosity oil-based binder is applied to a copper powder surface-coated with an imidazole polymer, an oil-based paste is not effectively formed, and phenomena such as layer separation of the oil-based paste, reduced conductivity, and reduced heat resistance are caused. When the radical polymerization time exceeds 48 hours, the polymerization degree of the polymer for the binder increases, so that when a high-viscosity oil-based binder is introduced into the copper powder, the dispersibility of the copper powder surface-treated with the imidazole polymer in the oil-based paste is not good.

단계 (c)에서 유성 바인더의 라디칼 중합시 중합온도는 섭씨 50 에서 80도인 것이 바람직하다.In the case of radical polymerization of the oil-based binder in step (c), the polymerization temperature is preferably 50 to 80 degrees Celsius.

라디칼 중합온도가 섭씨 50도 미만일 경우에는 바인더용 중합체의 중합도가 낮으므로 저점도의 유성 바인더를 적용시 구리 분말 기반 유성 페이스트의 층분리 현상이 야기되며, 라디칼 중합온도가 섭씨 80도 이상일 경우에는 바인더용 공중합체에 존재하는 단량체의 중합 속도가 빨라 중합도가 높아지고 이로 인한 중합체의 가속화 반응으로 중합반응을 제어하기가 어려워 구리 기반 유성 페이스트에 적합한 유성 바인더를 제조하기가 어렵다.When the radical polymerization temperature is less than 50 degrees Celsius, the polymerization degree of the polymer for the binder is low, so when a low-viscosity oil-based binder is applied, layer separation of the copper powder-based oil-based paste occurs. It is difficult to prepare an oil-based binder suitable for a copper-based oil-based paste because the polymerization rate of the monomers present in the copolymer is high, the polymerization degree is increased, and it is difficult to control the polymerization reaction due to the accelerated reaction of the polymer.

구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조할 시 유성 바인더가 구리 분말 100 중량부 대비 2 에서 50 중량부인 것이 바람직하다. 유성 바인더가 구리 분말 100 중량부 대비 2 미만일 경우에는 구리 페이스트 내에 존재하는 유성 바인더의 양이 부족하여 구리 분말 입자들을 충분히 감싸지 못하며 구리 분말 간의 응집현상으로 인하여 유성 페이스트의 분산이 용이하지 않아 구리 분말 기반 유성 페이스트를 코팅시 도막물성과 도막접착성이 저하하게 된다. 유성 바인더가 구리 분말 100 중량부 대비 50 중량부를 초과할 경우에는 구리 페이스트 내 유성 바인더의 함량이 과잉으로 존재하여 구리 분말 입자 간의 상호 접촉을 방해하며 구리 분말 기반 유성 페이스트의 기계적 물성 및 전도도 저하를 야기하게 된다. When preparing the copper powder-based oil-based paste, the amount of the oil-based binder is preferably 2 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder. When the oil-based binder is less than 2 based on 100 parts by weight of the copper powder, the amount of the oil-based binder in the copper paste is insufficient to sufficiently cover the copper powder particles, and the dispersion of the oil-based paste is not easy due to aggregation between the copper powders. When the oil-based paste is coated, the coating film properties and film adhesion are deteriorated. When the oil-based binder exceeds 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the copper powder, the content of the oil-based binder in the copper paste is excessive, preventing mutual contact between the copper powder particles and causing deterioration of mechanical properties and conductivity of the copper powder-based oil-based paste will do

단계 (c)에서 첨가제가 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제, 레벨링제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the additive in step (c) further comprises at least one additive selected from a dispersing agent, a pattern forming agent, an antifoaming agent, a thickener, and a leveling agent.

단계 (c)에서 분산제는 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성 계면활성제 중에서 어느 하나인 것이 바람직하다. 분산제는 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조시 구리 분말을 바인더 안에서 서로 뭉치지 않고 균일하게 존재하게 하는 기능을 부여한다. 이와 같은 분산제 중 양이온성 계면활성제는 알킬아민염, 제4급 암모늄염이 있으며, 음이온성 계면활성제는 폴리카르복실산염, 폴리옥시알킬아릴의 인산에스테르 및 그 염, 알케닐숙신산염, 알킬벤젠설폰산염, 알킬나프탈렌설폰산염, 알칸설폰산염 나프탈렌설폰산포르말린 축합물의 염, 지방산염이 있다. 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 유도체, 폴리옥시알킬렌에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시알킬렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 알킬알칸아미드, 소르비탄지방산에스테르가 있다. 양성 계면활성제는 알킬아민옥사이드, 알킬베타인이 있다. 분산제로 시판되고 있는 제품으로는 DISPERBYK-102, DISPERBYK-103, DISPERBYK-107 DISPERBYK-108, DISPERBYK-109, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-112, DISPERBYK-115, DISPERBYK-118, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-166, DISPERBYK-167, DISPERBYK-168, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-174, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2008, DISPERBYK-2009, DISPERBYK-2013, DISPERBYK-2022, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2026, DISPERBYK-2050, DISPERBYK-2055, DISPERBYK-2117, DISPERBYK-2118, DISPERBYK-2163, DISPERBYK-2164, DISPERBYK-2200, DISPERBYK-2205 (BYK Chemie사) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.In step (c), the dispersant is preferably any one of a cationic surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant. The dispersant imparts the function of uniformly presenting the copper powder without agglomeration in the binder when manufacturing the copper powder-based oil-based paste. Among these dispersants, cationic surfactants include alkylamine salts and quaternary ammonium salts, and anionic surfactants include polycarboxylates, polyoxyalkylaryl phosphate esters and salts, alkenylsuccinates, and alkylbenzenesulfonates. , alkylnaphthalenesulfonate, alkanesulfonate, salt of naphthalenesulfonic acid formalin condensate, and fatty acid salt. Nonionic surfactants include polyoxyethylene derivatives, polyoxyalkylene ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, polyoxyalkylene alkylamines, poly There are oxyethylene hydrogenated castor oil, alkyl alkanamide, and sorbitan fatty acid ester. Amphoteric surfactants include alkylamine oxide and alkylbetaine. Products marketed as dispersants include DISPERBYK-102, DISPERBYK-103, DISPERBYK-107 DISPERBYK-108, DISPERBYK-109, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-112, DISPERBYK-115, DISPERBYK-118, DISPERBYK-130 , DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-166, DISPERBYK-167, DISPERBYK-168, DISPERBYK-170 -171, DISPERBYK-174, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2008, DISPERBYK-2009, DISPERBYK-2013, DISPERBYK-2022, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2026, DISPERBYK-2050, DISPERBYK-2055, DISPERBYK-2117 , DISPERBYK-2118, DISPERBYK-2163, DISPERBYK-2164, DISPERBYK-2200, DISPERBYK-2205 (BYK Chemie), etc., and these may be used alone or in combination of two or more.

단계(c)에서 패턴형성제는 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조시 바인더 안에서 구리 분말의 분산을 증대시켜 점도를 최적화하며 슬립성을 부여하여, In step (c), the pattern forming agent increases the dispersion of the copper powder in the binder when preparing the copper powder-based oil-based paste, thereby optimizing the viscosity and imparting slip property,

페이스트가 소성된 후에도 구리 페이스트의 표면이 매끄럽게 형성되도록 하는 기능을 부여한다. 패턴형성제로는 카르복실기(-COOH) 또는 설폰산기(-SO3H)와 같은 산성기를 갖는 계면활성제와 산성기를 갖지 않는 계면활성제가 있으며, 대표적인 패턴형성제로는 폴리카르복실산형 고분자 계면활성제, 폴리옥시에틸렌황산에스테르염이 사용되고 있다. 패턴형성제로 시판되고 있는 제품으로는 DISPERBYK-180, DISPERBYK-2150, BYK-W990, BYK-W995, BYK-W996, BYK-W9010 (BYK Chemie사) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.Even after the paste is fired, it gives the function of forming a smooth surface of the copper paste. The pattern forming agent includes a surfactant having an acidic group such as a carboxyl group (-COOH) or a sulfonic acid group (-SO 3 H) and a surfactant not having an acidic group. Representative pattern forming agents include polycarboxylic acid-type polymer surfactants, polyoxy Ethylene sulfate ester salt is used. Products marketed as a pattern forming agent include DISPERBYK-180, DISPERBYK-2150, BYK-W990, BYK-W995, BYK-W996, BYK-W9010 (BYK Chemie), etc. can be used by

단계 (c)에서 소포제는 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조하기 위하여 구리 분말을 바인더 안에서 분산시 형성되는 표면 기포를 제거하고 포집된 공기를 방출하는 기능을 부여한다. 소포제는 실리콘계 고분자물질, 실리콘계열 유기물질이 주로 많이 사용되고 있으며 비실리콘 계열도 있다. 실리콘계 소포제는 유화상태가 우수하며 소량으로도 뛰어난 억포 및 소포력을 나타낸다. 실리콘계열 유기물질은 장기간 보관하여도 제품의 변화를 초래하지 않으며, 물에 분산력이 우수하여 수세시 제거 효과가 좋으며, 섬유의 고온, 고압 염색 및 기타 공정에서도 소포 및 억포 효과가 우수하다. 비실리콘계 소포제는 폴리알키렌글리콜계 유도체를 주성분으로 하는 소포제로 뛰어난 억포 및 파포성을 나타낸다. 소포제로 시판되고 있는 제품으로는 BYK-051N, BYK-052N, BYK-054, BYK-067A, BYK-072, BYK-077, BYK-081, BYK-085, BYK-088, BYK-141, BYK-354, BYK-392, BYK-A 530, BYK-A535, BYK-A555, BYK-A560 (BYK Chemie사) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In step (c), the antifoaming agent removes surface air bubbles formed when copper powder is dispersed in a binder to prepare a copper powder-based oil-based paste and provides a function of releasing trapped air. As an antifoaming agent, silicone-based polymer materials and silicone-based organic materials are mainly used, and there are also non-silicone-based materials. Silicone-based anti-foaming agent has excellent emulsification state and shows excellent anti-foaming and anti-foaming power even in a small amount. Silicone-based organic materials do not cause product changes even when stored for a long period of time, have excellent dispersibility in water, have good removal effect when washing with water, and have excellent defoaming and anti-foaming effects even in high-temperature, high-pressure dyeing and other processes of textiles. Non-silicone-based anti-foaming agent is an anti-foaming agent containing polyalkylene glycol derivatives as a main component, and exhibits excellent foam suppression and foaming properties. Products marketed as defoaming agents include BYK-051N, BYK-052N, BYK-054, BYK-067A, BYK-072, BYK-077, BYK-081, BYK-085, BYK-088, BYK-141, BYK- 354, BYK-392, BYK-A 530, BYK-A535, BYK-A555, BYK-A560 (by BYK Chemie), etc. may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.

단계 (c)에서 증점제는 합성 고분자화합물, 반합성 고분자화합물, 천연 고분자화합물 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 증점제는 구리 분말 기반 유성 바인더의 점성을 증진할 목적으로 사용되는 고분자 화합물로서, 합성고분자 화합물의 경우, 아크릴산을 중합하여 얻어지는 카르복실비닐고분자가 대표적이며, 이 경우 합성고분자 화합물을 적은 량 사용하여도 고점성을 구현할 수 있는 특징이 있다. 반합성고분자의 경우, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체가 대표적 화합물이다. 또한, 천연고분자화합물의 경우, 젤라틴, 로진, 콜라겐, 구아검, 젠탄검, 아라비아검이 사용되고 있다. 증점제로 시판되고 있는 제품으로는 BERMOCOLL EBS 351 FQ, BERMOCOLL EBS 411 FQ, BERMOCOLL EBS 431 FQ, BERMOCOLL EBS 451 FQ, BERMOCOLL EBS 481 FQ, BERMOCOLL EHM 100, BERMOCOLL EHM 100ED, BERMOCOLL EHM 200, BERMOCOLL EHM 200 ED, BERMOCOLL EHM 300, BERMOCOLL EHM 500, BERMOCOLL EM 7000 (Nouryon사) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In step (c), the thickener is preferably any one of a synthetic high molecular compound, a semi-synthetic high molecular compound, and a natural high molecular compound. A thickener is a high molecular compound used for the purpose of enhancing the viscosity of a copper powder-based oil-based binder. In the case of a synthetic polymer compound, carboxyl vinyl polymer obtained by polymerizing acrylic acid is typical. In this case, even a small amount of the synthetic polymer compound is used. It has the characteristic of realizing high viscosity. In the case of semi-synthetic polymers, cellulose derivatives such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose and ethyl cellulose are representative compounds. In addition, in the case of natural polymer compounds, gelatin, rosin, collagen, guar gum, gentan gum, and gum arabic are used. BERMOCOLL EBS 351 FQ, BERMOCOLL EBS 411 FQ, BERMOCOLL EBS 431 FQ, BERMOCOLL EBS 451 FQ, BERMOCOLL EBS 481 FQ, BERMOCOLL EHM 100, BERMOCOLL EHM 100ED, BERMOCOLL EHM 100ED, BERMOCOLL EHM 200 and BERMOCOLL EHM 300, BERMOCOLL EHM 500, and BERMOCOLL EM 7000 (Nouryon), and these may be used alone or in combination of two or more.

단계 (c)에서 레벨링제는 폴리아크릴산알킬, 폴리알킬비닐에테르, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산, 유기변성폴리실록산, 불소계 계면활성제, 음이온계의 공중합체 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 레벨링제는 구리 페이스트 조성물의 표면 장력으로 인해 야기되는 구리 분말 입자와 페이스트 조성물의 혼화성이 감소하는 현상을 억제하고, 구리 페이스트 도막의 불균일성으로 인한 제품 불량을 감소하기 위해 첨가하는 화합물이다. 구리 페이스트의 건조과정에서 레벨링제는 도막 표면으로 배향하기에 페이스트의 표면 장력을 균일화하여 색얼룩이나 분화구 형성을 방지하는 첨가제이다. 레벨링제로 시판되고 있는 제품으로는 BYK-300, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-313, BYK-315N, BYK-320, BYK-322, BYK-325, BYK-326, BYK-333, BYK-337, BYK-370, BYK-371, BYK-377, BYK-378, BYK-381, BYK-3550, BYK-3700, BYK-3701 (BYK Chemie사) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In step (c), the leveling agent is preferably any one of alkyl polyacrylate, polyalkyl vinyl ether, cellulose acetate butyrate, dimethyl polysiloxane, methylphenyl polysiloxane, organic modified polysiloxane, fluorine-based surfactant, and anionic copolymer. The leveling agent is a compound added to suppress a phenomenon in which the miscibility of the copper powder particles and the paste composition decreases due to the surface tension of the copper paste composition, and to reduce product defects due to the non-uniformity of the copper paste coating film. In the drying process of the copper paste, the leveling agent is an additive that aligns the surface tension of the paste to prevent the formation of color stains or craters because it is oriented to the surface of the coating film. BYK-300, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-313, BYK-315N, BYK-320, BYK-322, BYK-325, BYK-326, BYK- 333, BYK-337, BYK-370, BYK-371, BYK-377, BYK-378, BYK-381, BYK-3550, BYK-3700, BYK-3701 (BYK Chemie), and the like, and these are single Or 2 or more types may be mixed and used.

단계 (c)에서 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제, 레벨링제 중 각각의 함량이 구리 분말 100 중량부 대비 0.001에서 10 중량부인 것이 바람직하다. 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제, 레벨링제 중 각각의 함량이 구리 분말 100 중량부 대비 0.001 미만일 경우에는 구리 분말 기반 유성 페이스트 내에 존재하는 첨가제의 함량이 너무 낮아 첨가제로서의 기능을 발휘할 수 없다. 또한, 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제, 레벨링제 중 각각의 함량이 구리 분말 100 중량부 대비 10 중량부 이상일 경우에는 구리 분말 기반 유성 페이스트 내에 존재하는 첨가제의 함량이 과량으로 존재하여 유성 바인더의 고유 물성을 저하시킴으로 구리 분말 기반 유성 페이스트의 도막접착성과 도막물성을 저하시키는 문제가 있다.In step (c), the content of each of the dispersant, the pattern forming agent, the defoaming agent, the thickener, and the leveling agent is preferably 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder. When the content of each of the dispersant, the pattern former, the defoaming agent, the thickener, and the leveling agent is less than 0.001 based on 100 parts by weight of the copper powder, the content of the additive in the copper powder-based oil-based paste is too low, so that it cannot function as an additive. In addition, when the content of each of the dispersant, the pattern former, the defoaming agent, the thickener, and the leveling agent is 10 parts by weight or more relative to 100 parts by weight of the copper powder, the content of the additive present in the copper powder-based oil paste is excessive. There is a problem in that the coating film adhesion and coating film properties of the copper powder-based oil paste are lowered by lowering the intrinsic properties.

구리 분말 기반 유성 페이스트의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 구성 성분들을 배합하고 이를 페이스트 믹서기, 교반기, 혼련기, 밀 등과 같은 혼합 수단으로 균일하게 혼합함으로써 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조할 수 있다.The method for preparing the copper powder-based oil-based paste is not particularly limited, and the copper powder-based oil-based paste can be prepared by mixing the above components and uniformly mixing them with a mixing means such as a paste mixer, a stirrer, a kneader, or a mill.

페이스트 믹서기는 고점도의 재료가 투입된 용기를 공전, 자전을 동시에 운전함으로써 발생하는 원심력과 구심력, 마찰력을 이용하여 신속하고 빠르게 재료의 교반, 분산, 탈포, 탈기가 가능하며, 사용이 간편하고 재료의 낭비가 없는 특성이 있다. 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조시 표면처리된 구리 분말과 첨가제가 혼합된 유성 바인더를 혼합하는 방법으로 페이스트 믹서기가 사용되고 있다.The paste mixer uses centrifugal force, centripetal force, and friction force generated by simultaneously rotating and revolving the container in which the high-viscosity material is put, enabling rapid and rapid stirring, dispersion, defoaming, and degassing of the material. There are characteristics that do not have A paste mixer is used as a method of mixing a surface-treated copper powder and an oil-based binder mixed with additives when manufacturing a copper powder-based oil-based paste.

단계 (c)에서 페이스트 믹싱시 교반 시간은 10초에서 10분인 것이 바람직하다. 또한, 단계 (c)에서 페이스트 믹싱시 교반 속도는 200 에서 2000 rpm인 것이 바람직하다. 페이스트 믹싱 교반 속도가 예시한 범위를 벗어나는 경우나 혼합 시간이 10분을 초과하는 경우에는 최종 성형된 구리 분말 기반 유성 페이스트의 전기 전도도가 그렇지 아니한 경우에 비하여 낮아지게 된다.When mixing the paste in step (c), the stirring time is preferably 10 seconds to 10 minutes. In addition, the stirring speed when mixing the paste in step (c) is preferably 200 to 2000 rpm. When the paste mixing agitation speed is out of the exemplified range or the mixing time exceeds 10 minutes, the electrical conductivity of the finally formed copper powder-based oil-based paste is lower than that of the other cases.

본원 발명은 표면처리된 구리 분말과 용매와 유성 바인더, 그리고 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 다양한 용매와 유성 바인더, 그리고 첨가제의 조합을 통해 장기안정성이 향상된 구리 분말 기반의 유성 페이스트를 구현하는 구성을 개시하고 있다. The present invention is characterized by comprising a surface-treated copper powder, a solvent, an oil-based binder, and an additive. Disclosed is a configuration for implementing an oil-based paste based on copper powder with improved long-term stability through a combination of various solvents, oil-based binders, and additives.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. Advantages and features of the present invention, as well as techniques for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration and effect of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 구리 페이스트 제조방법을 예시한 순서도이다. 이미다졸 단량체와 개시제를 투입하여 이미다졸 중합체를 중합(S100)한다. 구리 분말은 구연산 수용액에 넣어 교반(S110)하여 표면에 구연산이 킬레이트를 형성한 구리 분말(S120)을 제조한다. 상기 제조된 이미다졸 중합체를 표면 처리된 구리 분말에 투입(S130)하여 이미다졸 중합체-구리 복합체(S140)를 제조한다. 이미다졸 중합체-구리 복합체를 용매에 녹인 유성 바인더 및 첨가제와 혼합(S150)하여 구리 기반 전도성 유성 페이스트(S160)를 제조한다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a copper paste according to an embodiment of the present invention. An imidazole monomer and an initiator are added to polymerize the imidazole polymer (S100). The copper powder is put in an aqueous solution of citric acid and stirred (S110) to prepare a copper powder (S120) in which citric acid is chelated on the surface. The prepared imidazole polymer is added to the surface-treated copper powder (S130) to prepare an imidazole polymer-copper composite (S140). The imidazole polymer-copper composite is mixed with an oil-based binder and additives dissolved in a solvent (S150) to prepare a copper-based conductive oil-based paste (S160).

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 구리 분말(110)에 구연산 수용액으로 표면처리(120)후 이미다졸 중합체를 넣어 이미다졸 중합체-구리 복합체(130)를 형성하고, 이미다졸 중합체-구리 복합체를 유성 바인더와 첨가제가 함유된 용매(140)에 혼합하여 제조한 구리 기반 전도성 유성 페이스트의 단면구조를 개략적으로 예시한 도면이다.2 is an imidazole polymer-copper composite 130 by putting an imidazole polymer after surface treatment 120 with an aqueous citric acid solution to the copper powder 110 according to an embodiment of the present invention, and the imidazole polymer-copper composite is a diagram schematically illustrating the cross-sectional structure of a copper-based conductive oil-based paste prepared by mixing an oil-based binder and a solvent 140 containing an additive.

본 발명의 구리 분말 기반 유성 페이스트는 이미다졸 중합체가 구리 분말에 도입된 이미다졸 중합체-구리 복합체에 유성 바인더, 용매와 첨가제들을 동시에 혼합한 후, 페이스트 믹싱기를 통해 구리 페이스트를 제조할 수 있다. 상기 제조된 구리 페이스트는 스크린 프린팅, 롤투롤 공정, 옵세트 인쇄 등의 프린팅 방법을 통해 다양한 전도성 패턴으로 제조될 수 있다. 상기 구리 분말 기반 전도성 패턴은 내수성, 열안정성, 내충격성, 프린팅 작업성, 가사시간 등이 모두 우수하고, 높은 온도의 경화공정이 추가적으로 요구되지 않아 전자회로 소자, 반도체 소자, 플렉서블 전기전자 소자와 웨어러블 전기전자 소자의 다양한 분야에 적용이 가능하다. 예를 들어 전극소재, 센서 트랜스듀서, 전자기차폐 소재, 터치패널 전극소재, 스마트폰 전극소재, 태양전지 전면전극, PDP판넬 전극, RFID 태그 안테나, 정전용량식 터치패널 회로, PCB 페이스트 스루홀 등에 적용이 가능하다. 본 발명의 구리 페이스트는 웨어러블 전기전자 소자의 경우, 플렉서블 전지전자 소재, 투명스크린 소재, 스마트 안경소재, 스마트 시계소재, 무선센서 전극소재, 손목 착용 밴드기기 소재 등에 적용이 가능하다.The copper powder-based oil-based paste of the present invention may be prepared by mixing an oil-based binder, a solvent and additives into an imidazole polymer-copper composite in which an imidazole polymer is introduced into copper powder, and then using a paste mixer to prepare a copper paste. The prepared copper paste may be manufactured in various conductive patterns through a printing method such as screen printing, roll-to-roll process, offset printing, or the like. The copper powder-based conductive pattern is excellent in water resistance, thermal stability, impact resistance, printing workability, pot life, etc. It can be applied to various fields of electric and electronic devices. For example, electrode material, sensor transducer, electromagnetic shielding material, touch panel electrode material, smartphone electrode material, solar cell front electrode, PDP panel electrode, RFID tag antenna, capacitive touch panel circuit, PCB paste through hole, etc. This is possible. The copper paste of the present invention can be applied to a wearable electric and electronic device, a flexible battery and electronic material, a transparent screen material, a smart glasses material, a smart watch material, a wireless sensor electrode material, a wrist wear band device material, and the like.

이러한 신개념의 구리 페이스트가 제품으로 개발되면, 국내 전도성 페이스트 산업체에 대한 국제 경쟁력 강화와 비용 절감, 생산성 증가 및 에너지 절약으로 인한 원가 절감 등 여러 가지 기대 효과들이 예상된다.If this new concept of copper paste is developed as a product, various expected effects such as strengthening international competitiveness for the domestic conductive paste industry, cost reduction, productivity increase, and cost reduction due to energy saving are expected.

또한, 기존의 구리 기반 전도성 페이스트의 경우, 취약한 도막물성, 도막접착성 때문에 금속 기판과 같은 비유연 재질에만 패턴화가 이루어지고 있다. 본 발명의 구리 분말 기반 유성 페이스트는 부식 방지제로 이미다졸 중합체를 사용하고 용매, 유성 바인더와 첨가제를 포함하는 특징적인 구성으로 이루어져, 도막물성과 도막접착성이 우수하여 기존의 전도성 유성 페이스트를 대체할 수 있는 향상된 물성을 나타내고 있다. 본 발명에서는 전도성 유성 페이스트의 요구 조건을 충족시키고 장기안정성을 확보하였기에 다양한 전자회로 소자, 반도체 소자, 플렉서블 전기전자 소자와 웨어러블 전기전자 소자 분야에 적용할 수 있는 구리 기반 전도성 페이스트를 구현하고자 하였다. In addition, in the case of the conventional copper-based conductive paste, patterning is performed only on non-flexible materials such as metal substrates due to weak coating film properties and film adhesion. The copper powder-based oil-based paste of the present invention uses an imidazole polymer as a corrosion inhibitor and has a characteristic composition including a solvent, an oil-based binder and an additive. It shows the improved physical properties that can be achieved. In the present invention, it was intended to realize a copper-based conductive paste that can be applied to various electronic circuit devices, semiconductor devices, flexible electrical and electronic devices, and wearable electrical and electronic devices because it meets the requirements for conductive oil-based paste and secures long-term stability.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.The present invention may be better understood by the following examples, which are for illustrative purposes of the present invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

이하에서는, 본 발명에 대한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하며, 이를 통해 본 발명의 내용 및 유리한 효과 등이 더욱 구체적으로 이해될 수 있을 것이다. 다만, 이는 본 발명의 기술 사상을 더욱 명확히 하고자 단지 설명의 목적으로 제공되는 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples of the present invention, through which the content and advantageous effects of the present invention can be understood in more detail. However, this is provided only for the purpose of explanation in order to further clarify the technical spirit of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1-3 및 비교예 1 (장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 유성 페이스트의 제조)Examples 1-3 and Comparative Example 1 (Preparation of conductive copper powder oil-based paste with improved long-term stability)

본 실시예 및 비교 실시예에서 전도성 구리 입자는 평균 입자경 9 마이크로미터의 플레이크 형태를 사용하였고, 바인더 수지로는 유기고분자 공중합체를 사용하였으며, 용매로는 사이클로헥사논를 사용하였다. In this Example and Comparative Example, the conductive copper particles were in the form of flakes having an average particle diameter of 9 micrometers, an organic polymer copolymer was used as the binder resin, and cyclohexanone was used as the solvent.

구리 분말의 부식 방지제인 이미다졸 중합체는 다음과 같이 제조하였다. 비닐이미다졸 단량체에 개시제로 아조비스이소부티로니트릴을 단량체 100 중량부 대비 1.5 중량부를 가해주어 비닐이미다졸 중합체를 제조할 수 있었다. 이때, 단량체와 개시제로 이루어진 혼합용액 내에서 단량체와 개시제의 농도는 각각 5.3 몰/리터 와 0.045 몰/리터로 하였다. 그리고 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN)을 가하는 조건은 불활성 기체 조건의 섭씨 68도로 하였다. 전도성 구리 분말 유성 페이스트의 제조를 위한 유성 바인더는 다음과 같이 제조하였다. 유기고분자 공중합체는 스티렌, 메틸메타아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타아크릴레이트 단량체에 개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 단량체 100 중량부 대비 1.5 중량부를 가해 주어 제조할 수 있었다. 유성 바인더의 라디칼 중합시 중합개시제는 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN)을 사용하였고, 중합용매로는 사이클로헥사논을 사용하였으며, 중합시간은 24시간, 중합온도는 섭씨 64도로 하였다. 구리 분말 100그램은 구연산 수용액 120 밀리리터로 처리하여 준비하였다. 그리고 비닐이미다졸 중합체를 구리 분말 100 중량부 대비 4 중량부를 가하고 30분 동안 교반을 거쳐 이미다졸 중합체-구리 복합체를 제조하였다. 제조된 이미다졸 중합체-구리 복합체 100그램에 용매인 사이클로헥사논 8그램, 그리고 바인더 수지인 유기고분자 공중합체 8그램을 도입하고 혼합하여 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조할 수 있었다. 상기와 같이 제조된 구리 기반 유성 페이스트를 이용하여 구리 분말 기반 페이스트의 장기안정성을 평가하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. (각 성분은 그램 단위임)The imidazole polymer, which is a corrosion inhibitor of copper powder, was prepared as follows. A vinylimidazole polymer was prepared by adding 1.5 parts by weight of azobisisobutyronitrile as an initiator to the vinylimidazole monomer based on 100 parts by weight of the monomer. At this time, the concentration of the monomer and the initiator in the mixed solution consisting of the monomer and the initiator was 5.3 mol/liter and 0.045 mol/liter, respectively. And the conditions for adding azobisisobutyronitrile (AIBN) were 68 degrees Celsius of inert gas conditions. The oil-based binder for the preparation of the conductive copper powder oil-based paste was prepared as follows. The organic polymer copolymer was prepared by adding 1.5 parts by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator to styrene, methyl methacrylate, butyl acrylate, and hydroxyethyl methacrylate monomers based on 100 parts by weight of the monomer. . During radical polymerization of the oil-based binder, azobisisobutyronitrile (AIBN) was used as a polymerization initiator, and cyclohexanone was used as a polymerization solvent. The polymerization time was 24 hours, and the polymerization temperature was 64 degrees Celsius. 100 grams of copper powder was prepared by treatment with 120 milliliters of aqueous citric acid solution. Then, 4 parts by weight of vinylimidazole polymer based on 100 parts by weight of copper powder was added and stirred for 30 minutes to prepare an imidazole polymer-copper composite. A copper powder-based oil-based paste was prepared by introducing and mixing 8 grams of cyclohexanone as a solvent and 8 grams of an organic polymer copolymer as a binder resin to 100 grams of the prepared imidazole polymer-copper composite. The long-term stability of the copper powder-based paste was evaluated using the copper-based oil-based paste prepared as described above, and the results are shown in Table 1 below. (Each ingredient is in grams)


구성성분

Ingredients

실시예1

Example 1

실시예2

Example 2

실시예3

Example 3

비교예1

Comparative Example 1
비닐이미다졸vinylimidazole 21.021.0 21.021.0 21.021.0 21.021.0 비닐트리메톡시실란Vinyltrimethoxysilane 0.70.7 1.41.4 2.12.1 -------- 디비닐벤젠divinylbenzene 1.121.12 1.121.12 1.121.12 -------- 이소프로필
알코올
isopropyl
Alcohol
62.862.8 62.862.8 62.862.8 62.862.8
개시제initiator 0.2240.224 0.2240.224 0.2240.224 0.2240.224 표면처리된
구리분말
surface treated
copper powder
100100 100100 100100 100100
유성바인더
(용매포함)
planetary binder
(including solvent)
1616 1616 1616 1616
페이스트
장기안정성
paste
long-term stability
불량error 불량error 불량error 양호Good

실시예 1의 경우는 이미다졸-실란 공중합체에 가교가 도입된 상태이지만 공중합체 내에 비닐실란 화합물의 함량이 상대적으로 적어 구리 분말 표면을 처리하기 위한 용매인 에탄올에 공중합체가 녹을 수 있는 정도이며, 공중합체-구리 복합체의 형성이 우수한 상태이다. 상기 이미다졸-실란 공중합체로 표면 처리된 구리 분말을 유성 바인더와 혼합하여 구리 페이스트 제조시 초기에는 분산성과 페이스트의 흐름성이 우수하지만, 유성 페이스트가 제조된지 1개월이 경과한 경우, 구리 페이스트는 겔상태를 지나 고체상태로 굳게 변하여 구리 분말 기반 유성페이스트의 장기안정성은 불량하였다. 이와 같은 현상은 구리 분말의 표면을 보호하기 위해 처리하는 부식방지제인 이미다졸-실란 공중합체가 유성 바인더와 겔화 반응에 의해 구리 페이스트를 굳어지게 하였다. 이러한 구리 분말 기반 유성 페이스트의 고화 현상은 가수분해로 이미다졸-실란 공중합체에 존재하는 실란의 하이드록시기가 시간이 경과함에 따라 유성 바인더와 결합하여 구리 페이스트의 유동성을 저하시켜 궁극적으로 구리 분말 기반 유성 페이스트를 고형상태로 변하게 한다.In the case of Example 1, crosslinking is introduced into the imidazole-silane copolymer, but the content of the vinylsilane compound in the copolymer is relatively low, so that the copolymer can be dissolved in ethanol, a solvent for treating the surface of copper powder. , the formation of the copolymer-copper composite is excellent. When the copper powder surface-treated with the imidazole-silane copolymer is mixed with an oil-based binder to produce a copper paste, dispersibility and flowability of the paste are excellent at the beginning, but when one month has elapsed since the oil-based paste was prepared, the copper paste The long-term stability of the copper powder-based oil-based paste was poor because it changed from a gel state to a solid state. This phenomenon caused the imidazole-silane copolymer, which is a corrosion inhibitor treated to protect the surface of the copper powder, to harden the copper paste by the gelation reaction with the oil-based binder. The solidification phenomenon of this copper powder-based oil-based paste is due to hydrolysis, the hydroxyl group of the silane present in the imidazole-silane copolymer binds with the oil-based binder over time to reduce the fluidity of the copper paste, ultimately reducing the copper powder-based oil-based paste. Let the paste turn into a solid state.

이에 반해 비교예 1의 경우 이미다졸 중합체에 이미다졸-실란 공중합체에 존재하는 실란 화합물이 배제되었으며 가교 또한 전혀 도입되지 않은 상태에서 구리 분말에 코팅시 이미다졸 중합체-구리 복합체가 양호한 상태로 형성되었으며, 구리 분말 표면을 처리하기 위한 용매인 에탄올에도 이미다졸 중합체가 잘 녹을 수 있는 상태이었다. 상기 이미다졸 중합체로 표면처리된 구리 분말을 유성 바인더와 혼합하여 구리 페이스트 제조시 초기에 분산성과 페이스트의 흐름성이 우수하였으며, 1개월이 경과한 경우에도 구리 페이스트는 겔화 현상이 전혀 나타나지 않았으며, 고체 상태로 굳게 변하지 않아 구리 분말 기반 유성 페이스트의 장기안정성은 매우 양호하였다. On the other hand, in Comparative Example 1, the imidazole polymer-copper composite was formed in a good state when the imidazole polymer was coated with the copper powder in a state where the silane compound present in the imidazole-silane copolymer was excluded, and crosslinking was not introduced at all. , the imidazole polymer was well soluble in ethanol, a solvent for treating the copper powder surface. When the copper powder surface-treated with the imidazole polymer was mixed with an oil-based binder, dispersibility and flowability of the paste were excellent in the initial stage of manufacturing the copper paste. Even after one month, the copper paste did not show any gelation phenomenon, The long-term stability of the copper powder-based oil-based paste was very good because it did not change into a solid state.

실시예 2의 경우에는 이미다졸-실란 공중합체에 가교가 도입되었으며, 비닐 실란화합물 함량이 실시예 1에 비해 2배로 증가하였으나, 이미다졸-실란 공중합체는 구리 표면을 처리하기 위한 용매인 에탄올에 용이하게 녹았으며 공중합체-구리 복합체의 형성이 우수한 상태이었다. 상기 이미다졸-실란 공중합체로 표면처리된 구리 분말을 유성 바인더와 혼합하여 구리 페이스트 제조시 초기에는 분산성과 페이스트의 흐름성이 양호하였지만, 1개월이 경과한 경우 구리 페이스트는 겔상태를 지나 고체상태로 굳게 변하여 구리 분말 기반 유성 페이스트의 장기안정성은 불량함을 알 수 있었다. 이는 이미다졸-실란공중합체 내에 존재하는 비닐실란의 함량이 실시예 1 보다 2배 증가하여 이미다졸-실란 공중합체에 존재하는 비닐실란의 하이드록시기도 2배 증가하게 되고, 시간이 경과함에 따라 유성 바인더와 축합 반응을 통해 겔화 현상이 가속화되며 궁극적으로 구리 분말 기반 유성 페이스트의 유동성을 저하시켜 고체 상태로 변하게 한다. In the case of Example 2, crosslinking was introduced into the imidazole-silane copolymer, and the content of the vinyl silane compound was doubled compared to Example 1, but the imidazole-silane copolymer was dissolved in ethanol, a solvent for treating the copper surface. It was easily melted and the copolymer-copper composite was formed in an excellent state. When the copper powder surface-treated with the imidazole-silane copolymer was mixed with an oil-based binder to prepare copper paste, dispersibility and flowability of the paste were good at the beginning, but after one month, the copper paste passed the gel state and was in a solid state. It was found that the long-term stability of the copper powder-based oil-based paste was poor. This is because the content of vinylsilane present in the imidazole-silane copolymer is doubled compared to Example 1, and the hydroxyl group of the vinylsilane present in the imidazole-silane copolymer is also doubled, and as time goes by, the oily Through the condensation reaction with the binder, the gelation phenomenon is accelerated, ultimately reducing the fluidity of the copper powder-based oil paste and changing it to a solid state.

실시예 3의 경우에는 이미다졸-실란 공중합체에 존재하는 비닐실란의 함량이 실시예 1에 비해 3배로 증가하였지만, 이미다졸-실란 공중합체로 구리 표면을 처리하기 위한 용매인 에탄올에 용이하게 녹았으며 공중합체-구리 복합체의 형성이 우수한 상태이었다. 상기 이미다졸-실란 공중합체로 표면처리된 구리 분말을 유성 바인더와 혼합하여 구리 페이스트 제조시 초기에는 분산성과 페이스트의 흐름성이 우수하지만, 1개월이 경과한 경우 이미다졸-실란 공중합체에 존재하는 증가된 비닐실란의 하이드록시기가 시간이 경과함에 따라 유기 바인더와의 축합 반응으로 인해 겔화 현상이 가속화되며 궁극적으로 구리 분말 기반 유성 페이스트는 겔상태를 지나 고체상태로 변하여 구리 분말 기반 유성 페이스트의 장기안정성은 매우 불량함을 알 수 있었다. 이로써 이미다졸-비닐실란 공중합체 내에 존재하는 실란 화합물의 유무와 함량이 유기 페이스트의 장기안정성에 직접적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. In the case of Example 3, the content of vinylsilane present in the imidazole-silane copolymer increased three times compared to Example 1, but it was easily dissolved in ethanol, a solvent for treating the copper surface with the imidazole-silane copolymer. and the formation of the copolymer-copper composite was excellent. When the copper powder surface-treated with the imidazole-silane copolymer is mixed with an oil-based binder to produce copper paste, dispersibility and flowability of the paste are excellent at the beginning, but when one month has elapsed, the presence of the imidazole-silane copolymer The increased hydroxyl group of the vinylsilane accelerates the gelation phenomenon due to the condensation reaction with the organic binder over time. Ultimately, the copper powder-based oil paste changes from the gel state to the solid state, resulting in long-term stability of the copper powder-based oil paste. was found to be very poor. As a result, it was found that the presence and content of the silane compound present in the imidazole-vinylsilane copolymer directly affects the long-term stability of the organic paste.

실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 (첨가제 종류에 따른 구리 페이스트의 성능 평가)Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 (Evaluation of the performance of copper paste according to the type of additive)

본 실시예 및 비교예에서 전도성 구리 입자는 평균 입자경 9 마이크로미터의 구리 플레이크 형태를 사용하였고, 바인더 수지로는 유성고분자 공중합체를 사용하였으며, 용매로는 사이클로헥사논을 사용하였다. In this Example and Comparative Example, the conductive copper particles were in the form of copper flakes having an average particle diameter of 9 micrometers, an oil-based polymer copolymer was used as the binder resin, and cyclohexanone was used as the solvent.

이미다졸 중합체의 제조방법과 구리 분말의 구연산 처리방법, 구리 분말 표면에 비닐이미다졸 중합체를 도입하여 중합체-구리 복합체 제조방법은 상기 장기안정성이 향상된 전도성 구리 분말 유성 페이스트의 제조방법과 동일하게 시행하였다. 또한 첨가제로 사용된 분산제로는 BYK Chemie사의 DISPERBYK-111을 사용하였고, 패턴형성제로는 BYK Chemie사의 DISPERBYK-2150을 사용하였으며, 소포제로는 BYK Chemie사의 BYK-066N을 사용하였고, 증점제는 (주)케미콘사의 BERMOCOLL EBS 451 FQ를 사용하였으며, 레벨링제는 BYK Chemie사의 BYK-381을 사용하였다.The manufacturing method of the imidazole polymer, the citric acid treatment method of copper powder, and the polymer-copper composite manufacturing method by introducing the vinylimidazole polymer to the copper powder surface are the same as the manufacturing method of the conductive copper powder oil paste with improved long-term stability. did. In addition, BYK Chemie's DISPERBYK-111 was used as a dispersing agent used as an additive, BYK Chemie's DISPERBYK-2150 was used as a pattern forming agent, BYK Chemie's BYK-066N was used as an antifoaming agent, and the thickener was Co., Ltd. Chemicon's BERMOCOLL EBS 451 FQ was used, and BYK Chemie's BYK-381 was used as a leveling agent.

우선, 유성고분자 공중합체와 용매 사이클로헥사논의 혼합용액에 일정량의 첨가제인 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제 및 레벨링제를 첨가하여 핸드 믹싱으로 혼합하였으며, 용매와 첨가제가 함유된 유성 바인더에 표면처리된 구리 복합체를 도입하여 페이스트 믹서기를 이용하여 구리 분말 기반 유성 페이스트를 제조하였다. 제조된 전도성 유성 페이스트를 도포한 후, 상온에서 건조하여 구리 기반 전도성 페이스트 샘플로 사용하였다. First, a certain amount of additives such as a dispersing agent, pattern forming agent, defoaming agent, thickener and leveling agent were added to a mixed solution of the oil-based polymer copolymer and the solvent cyclohexanone and mixed by hand mixing. Surface treatment on an oil-based binder containing solvent and additives A copper powder-based oil-based paste was prepared using a paste mixer by introducing the copper composite. After applying the prepared conductive oil-based paste, it was dried at room temperature and used as a copper-based conductive paste sample.

상기와 같이 제조된 구리 분말 기반 유성 페이스트를 커버글라스 위에 도포한 후, 분산성, 도막접착성, 도막물성을 평가하였고, 장기안정성은 제조된 구리 분말 기반 유성 페이스트를 폴리에틸렌 용기에 넣고 1 개월이 경과한 후 평가하였으며 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다. (각 성분은 그램 단위임)After applying the copper powder-based oil-based paste prepared as described above on the cover glass, dispersibility, coating film adhesion, and coating film properties were evaluated. After evaluation, the results are shown in Table 2 below. (Each ingredient is in grams)


구성성분

Ingredients

실시예1

Example 1

실시예2

Example 2

실시예3

Example 3

실시예4

Example 4

실시예5

Example 5

실시예6

Example 6

비교예1

Comparative Example 1
표면처리된 구리분말Surface-treated copper powder 300300 300300 300300 300300 300300 300300 300300 유성바인더planetary binder 2424 2424 2424 2424 2424 2424 2424 용매menstruum 2424 2424 2424 2424 2424 2424 2424 분산제 dispersant 66 -------- 66 66 66 66 -------- 패턴형성제 pattern forming agent 0.60.6 0.60.6 -------- 0.60.6 0.60.6 0.60.6 -------- 소포제antifoam 0.60.6 0.60.6 0.60.6 -------- 0.60.6 0.60.6 -------- 증점제thickener 0.60.6 0.60.6 0.60.6 0.60.6 -------- 0.60.6 -------- 레벨링제leveling agent 0.60.6 0.60.6 0.60.6 0.60.6 0.60.6 -------- -------- 분산성dispersibility 양호Good 불량error 불량 error 양호Good 양호Good 양호Good 불량error 도막접착성 film adhesion 100/100100/100 100/100100/100 100/100 100/100 불량error 불량error 100/100100/100 불량error 도막물성film properties 양호Good 양호Good 양호Good 불량error 불량error 불량error 불량error 장기안정성long-term stability 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good

위 결과에서 보는 바와 같이 실시예 1의 경우, 첨가제인 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제 및 레벨링제를 모두 구리 페이스트에 도입하여 샘플을 제조하였으며, 분산성, 도막물성, 도막접착성 및 장기안정성 면을 종합적으로 고려할 때 가장 우수한 구리 페이스트 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다. As can be seen from the above results, in the case of Example 1, a sample was prepared by introducing all of the additives, such as a dispersant, a pattern forming agent, an antifoaming agent, a thickener, and a leveling agent, into the copper paste, and dispersibility, coating film properties, coating film adhesion, and long-term stability It can be seen that the copper paste exhibits the best characteristics when considering the overall aspect.

실시예 2의 경우에는 첨가제인 패턴형성제, 소포제, 증점제 및 레벨링제를 도입한 반면 분산제인 DISPERBYK-111이 첨가되지 않아, 이로 인해 구리 페이스트의 분산성이 불량한 특성을 나타내었다. 그 외의 도막접착성, 도막물성, 장기안정성은 우수한 구리 페이스트 특성을 나타내었다.In the case of Example 2, the pattern forming agent, the antifoaming agent, the thickener, and the leveling agent, which are additives, were introduced, but the dispersing agent DISPERBYK-111 was not added, so the copper paste exhibited poor dispersibility. In addition, coating film adhesion, coating film properties, and long-term stability showed excellent copper paste characteristics.

실시예 3의 경우에는 첨가제인 분산제, 소포제, 증점제 및 레벨링제를 구리 페이스트에 도입한 반면 패턴형성제인 DISPERBYK-2150을 첨가하지 않은 경우이다. 구리 페이스트에 패턴형성제를 첨가하지 않은 경우 구리 페이스트의 분산성이 불량함을 알 수 있었다. 구리 페이스트의 도막접착성, 도막물성, 장기안정성은 우수한 특성을 나타내었다. 이러한 결과에 따라, 본 발명에 있어서 패턴형성제는 구리 페이스트로서의 분산 특성에 중요한 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.In the case of Example 3, a dispersing agent, an antifoaming agent, a thickener, and a leveling agent, which are additives, were introduced into the copper paste, but DISPERBYK-2150, a pattern forming agent, was not added. It was found that when the pattern forming agent was not added to the copper paste, the dispersibility of the copper paste was poor. The coating film adhesion, coating film properties, and long-term stability of the copper paste showed excellent properties. According to these results, it was found that in the present invention, the pattern forming agent has an important effect on the dispersion characteristics of the copper paste.

실시예 4의 경우에는 첨가제인 분산제, 패턴형성제, 증점제 및 레벨링제를 구리 페이스트에 도입한 반면, 소포제인 BYK-066N을 첨가하지 않은 경우이다. 소포제를 유기바인더에 첨가하지 않은 경우에는 구리 페이스트의 전반적 특성은 우수하고 양호한 반면 구리 페이스트의 도막접착성과 도막물성은 불량한 특성을 나타내었다.In the case of Example 4, the dispersing agent, the pattern forming agent, the thickener, and the leveling agent, which are additives, were introduced into the copper paste, but the antifoaming agent BYK-066N was not added. When the antifoaming agent was not added to the organic binder, the overall properties of the copper paste were excellent and good, but the coating film adhesion and the coating film properties of the copper paste were poor.

실시예 5의 경우에는 첨가제인 분산제, 패턴형성제, 소포제 및 레벨링제를 구리 페이스트에 첨가한 반면 증점제를 첨가하지 않은 경우이다. 증점제인 BERMOCOLL EBS 451 FQ를 구리 페이스트에 첨가하지 않은 경우에는 구리 페이스트 필름의 전반적 특성은 양호하나, 페이스트의 점도 조절이 원활하지 않아 구리 페이스트 내에 구리 분말의 분산 상태가 균일하지 않았으며 도막접착성과 도막물성이 불량한 특성을 나타내었다.In the case of Example 5, a dispersing agent, a pattern forming agent, an antifoaming agent, and a leveling agent, which are additives, were added to the copper paste, but a thickener was not added. If BERMOCOLL EBS 451 FQ, a thickener, was not added to the copper paste, the overall properties of the copper paste film were good, but the viscosity of the paste was not smoothly controlled, so the dispersion of copper powder in the copper paste was not uniform. It exhibited poor physical properties.

실시예 6의 경우에는 첨가제인 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제를 구리 페이스트에 첨가한 반면 레벨링제인 BYK-381을 첨가하지 않은 경우이며, 이 경우 구리 페이스트 필름의 전반적 특성은 양호하나 도막물성은 불량한 특성을 나타내었다.In the case of Example 6, the dispersing agent, pattern forming agent, defoaming agent, and thickener, which are additives, were added to the copper paste, but BYK-381, a leveling agent, was not added. In this case, the overall properties of the copper paste film were good, but the coating film properties showed poor properties.

한편, 비교예 1의 경우는 상기 실시예들에서 사용한 첨가제인 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제 및 레벨링제 도입을 모두 생략하였으며, 제조방법은 상기 방법과 동일한 방법으로 제조하였다. 구리 페이스트에 상기 첨가제를 첨가하지 않은 경우 구리 페이스트의 분산성, 도막접착성, 도막물성이 불량함을 알 수 있었다. 반면 장기안정성은 우수한 구리 페이스트 특성을 나타내었다.On the other hand, in the case of Comparative Example 1, the introduction of the dispersant, the pattern forming agent, the defoaming agent, the thickener, and the leveling agent used in the above Examples were all omitted, and the manufacturing method was prepared in the same manner as the above method. When the additive was not added to the copper paste, it was found that the copper paste had poor dispersibility, coating film adhesion, and coating film physical properties. On the other hand, long-term stability showed excellent copper paste properties.

결과적으로, 비교예 1의 불량한 성능은 구리 분말 기반 유성 페이스트의 제품화가 불가능한 수준으로, 실제로 사용하기 위해서는 많은 개선이 필요하다. 하지만 구리 분말 유성 페이스트의 장기안정성은 구리 페이스트에 부가되는 첨가제 유무에 의존하지 않으며, 구리 분말 표면에 도입되는 부식 방지제인 이미다졸 중합체의 조성과 유기 바인더의 특성에 의존하는 것임을 알 수 있다. 본원 발명에서는 상기 표 2에 개시되어 있는 예에 국한하지 않고 다양한 용매와 유성 바인더 및 첨가제에 대한 구성을 포함하고 있다. As a result, the poor performance of Comparative Example 1 is at a level that makes it impossible to commercialize a copper powder-based oil-based paste, and many improvements are needed for practical use. However, it can be seen that the long-term stability of the copper powder oil paste does not depend on the presence or absence of additives added to the copper paste, but depends on the composition of the imidazole polymer, which is a corrosion inhibitor introduced to the surface of the copper powder, and the properties of the organic binder. In the present invention, the composition of various solvents, oil-based binders and additives is included without being limited to the examples disclosed in Table 2 above.

분산성은 7.5 cm X 2.5 cm 의 유리표면에 구리 페이스트를 도장한 후 현미경 렌즈를 통한 페이스트의 미세 구조를 고찰하여 분산성 상태를 파악하였다. Dispersibility was determined by examining the microstructure of the paste through a microscope lens after coating copper paste on a glass surface of 7.5 cm X 2.5 cm.

도막접착성은 크로스컷 테스트(Cross cut Test)로 3M 스캇치 테이프(Scotch tape) 600을 사용하여 ASTM D3359에 의해 평가하였다.Coating film adhesion was evaluated by ASTM D3359 using 3M Scotch tape 600 as a cross cut test.

도막물성은 7.5 cm X 2.5 cm 의 유리표면에 구리 페이스트를 도장한 후 도막 형성 유무를 현미경 렌즈를 통해 관찰하였다. 구리 페이스트 표면에 요철 유무와 도막형성 유무를 판단하여 평가하였다. The physical properties of the coating film were observed through a microscope lens after copper paste was coated on the glass surface of 7.5 cm X 2.5 cm. It was evaluated by judging the presence or absence of unevenness and the presence or absence of a coating film on the surface of the copper paste.

장기안정성은 제조된 구리페이스트를 직경 4 cm, 높이 6 cm의 폴리에틸렌 용기에 넣고 섭씨 23도, 습도 50퍼센트의 환경 하에서 보관하였다. 1개월 후에 구리 페이스트의 상태를 육안으로 확인하고, 하기 기준에 의해 평가하였다.For long-term stability, the prepared copper paste was placed in a polyethylene container with a diameter of 4 cm and a height of 6 cm and stored at 23 degrees Celsius and 50% humidity. After one month, the state of the copper paste was visually confirmed and evaluated according to the following criteria.

양호: 구리 페이스트의 분리, 구리 분말의 침강이 확인되지 않고 매끄러운 Good: No separation of copper paste, no sedimentation of copper powder, smooth

상태 그대로 유지되었다. kept as is.

미흡: 구리 분말의 침강은 확인되지 않았지만, 구리 페이스트의 분리가 Insufficient: sedimentation of copper powder was not confirmed, but separation of copper paste was

확인되었다. Confirmed.

불량: 구리 분말이 침강되어 있거나, 또는 구리 페이스트가 겔화되어 Poor: The copper powder is settling, or the copper paste is gelled.

있었다. there was.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한 것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정해지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to the described embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various substitutions, additions and modifications within the scope not departing from the technical spirit described above. As a matter of course, it should be understood that such modified embodiments also fall within the protection scope of the present invention as defined by the appended claims below.

100: 구리 분말 기반 유성 페이스트
110: 구리 분말
120: 구리-구연산 킬레이트막
130: 이미다졸 중합체층
140: 용매와 첨가제를 함유한 유성 바인더
100: copper powder based oily paste
110: copper powder
120: copper-citric acid chelate film
130: imidazole polymer layer
140: oil-based binder containing solvent and additives

Claims (29)

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 이미다졸 단량체와 개시제를 이용하여 라디칼 중합된 이미다졸 중합체를 제조하는 단계;
(b) (a)의 상기 이미다졸 중합체가 구연산 수용액으로 표면 처리된 구리 분말에 도입된 중합체-구리 복합체를 제조하는 단계; 및,
(c) (b)의 상기 중합체-구리 복합체에 용매와 유성 바인더 및 첨가제를 포함하여 페이스트 믹서기를 이용하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
[화학식 1]
Figure 112021015634477-pat00003

여기서 X는 비닐기(vinyl), 알릴기(allyl), 비닐벤질기(vinylbenzyl), 및 알케닐기(alkenyl)를 나타내고, Y는 수소원자(H), 메틸기(-CH3), 에틸기(-CH2CH3), 프로필기(-CH2CH2CH3), 부틸기(-CH2CH2CH2CH3), 펜틸기(-CH2CH2CH2CH2CH3), 및 헥실기(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)를 나타낸다.
(a) preparing an imidazole polymer that is radically polymerized using an imidazole monomer represented by the following Chemical Formula 1 and an initiator;
(b) preparing a polymer-copper composite in which the imidazole polymer of (a) is introduced into a copper powder surface-treated with an aqueous citric acid solution; and,
(c) Method for producing an oil-based paste based on conductive copper powder, characterized in that the polymer-copper composite of (b) contains a solvent, an oil-based binder, and an additive, and a paste mixer is used
[Formula 1]
Figure 112021015634477-pat00003

Here, X represents a vinyl group (vinyl), an allyl group (allyl), a vinylbenzyl group (vinylbenzyl), and an alkenyl group (alkenyl), Y is a hydrogen atom (H), a methyl group (-CH 3 ), an ethyl group (-CH 2 CH 3 ), a propyl group (-CH 2 CH 2 CH 3 ), a butyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), a pentyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), and a hexyl group (-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) is represented.
제1항에 있어서, (a)의 상기 화학식 1로 표시되는 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 개시제 농도는 이미다졸 단량체 100 중량부 대비 0.6 에서 5 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the initiator concentration during radical polymerization of the imidazole monomer represented by Formula 1 in (a) is 0.6 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the imidazole monomer.
제1항에 있어서, (a)의 상기 화학식 1로 표시되는 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 중합시간은 6 에서 36시간인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method according to claim 1, wherein the polymerization time during radical polymerization of the imidazole monomer represented by Formula 1 in (a) is 6 to 36 hours.
제1항에 있어서, (a)의 상기 화학식 1로 표시되는 이미다졸 단량체의 라디칼 중합시 중합온도는 60 에서 90도인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method according to claim 1, wherein a polymerization temperature of the imidazole monomer represented by Formula 1 in (a) is 60 to 90 degrees during radical polymerization.
제1항에 있어서, (b)의 구리 분말은 평균 입자경이 0.1 내지 20 마이크로미터인 플레이크 형태인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the copper powder of (b) is in the form of flakes having an average particle diameter of 0.1 to 20 micrometers.
제1항에 있어서, (b)의 첨가된 이미다졸 중합체는 구연산 수용액으로 구리 분말 표면처리 후 도입되는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the imidazole polymer added of (b) is introduced after surface treatment of copper powder with an aqueous citric acid solution.
제1항에 있어서, (b)의 첨가된 구연산 수용액의 농도는 용매인 증류수 100 중량부 대비 0.3 에서 40 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the concentration of the added aqueous solution of citric acid in (b) is 0.3 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water as a solvent.
제1항에 있어서, (b)의 첨가된 구연산 수용액의 부피는 구리 분말 100 그램에 대하여 50에서 1000 밀리리터인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method according to claim 1, wherein the volume of the added aqueous solution of citric acid in (b) is 50 to 1000 milliliters based on 100 grams of copper powder.
제1항에 있어서, (b)의 이미다졸 중합체가 구리 분말 100 중량부 대비 0.1에서 10 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the imidazole polymer of (b) is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder.
제1항에 있어서, (c)의 용매는 유기 용매인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method according to claim 1, wherein the solvent of (c) is an organic solvent.
제10항에 있어서, 유기 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 2-펜타논, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 메틸사이클로헥사논, 이오논, 메틸이오논, 산화메시틸, 아이소포론, 디아세틸, 아세틸아세톤, 아세토닐아세톤, 디아세틸알콜, 아세톨카르비놀, 카르본, 멘톤, 아세토페논, 메틸아세토페논, 에탄올, 프로판올, 부틸알코올, 펜틸알코올, 헥실알코올, 헵틸알코올, 옥틸알코올, 노닐알코올, 데실알코올, 운데실알코올, 도데실알코올, 트리데실알코올, 테트라데실알코올, 사이클로펜타놀, 사이클로헥사놀, 메틸사이클로헥사놀, 2급 알코올형, 3급 알코올형 및 알칸디올, 환상형의 구조를 가지는 알코올 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
11. The method of claim 10, wherein the organic solvent is acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, ionone, methylionone, mesityl oxide, isophorone, diacetyl, Acetylacetone, acetonylacetone, diacetyl alcohol, acetolcarbinol, carbonyl, menthone, acetophenone, methylacetophenone, ethanol, propanol, butyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, Decyl alcohol, undecyl alcohol, dodecyl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, secondary alcohol type, tertiary alcohol type and alkanediol, cyclic structure Conductive copper powder-based oil paste manufacturing method comprising at least one material selected from the group consisting of alcohol compounds
제10항에 있어서, 유기 용매가 유성 바인더 100 중량부 대비 10 에서 200 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
11. The method of claim 10, wherein the organic solvent is used in an amount of 10 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the oil-based binder.
제1항에 있어서, (c)의 유성 바인더가 제 1, 2, 3 단량체 단위를 모두 포함하는 공중합체이고, 제 1, 2, 3단량체 각각의 단위는 스티렌, 알파-메틸스티렌으로 이루어진 제 1 단량체 단위, 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트로 이루어진 제 2 단량체 단위 및 아크릴산, 메타아크릴산, 하이드록시에틸메타아크릴레이트로 이루어진 제 3 단량체 단위에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
According to claim 1, wherein the oil-based binder of (c) is a copolymer including all of the first, second, and third monomer units, and each unit of the first, second, and third monomers is a first In the monomer unit, the second monomer unit consisting of methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, and butyl methacrylate, and the third monomer unit consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and hydroxyethyl methacrylate Method for producing an oily paste based on conductive copper powder, characterized in that it is a copolymer comprising one or more selected substances
제13항에 있어서, 유성 바인더의 라디칼 중합시 개시제 농도는 바인더용 단량체 100 중량부 대비 0.1 에서 10 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
14. The method of claim 13, wherein the concentration of the initiator during radical polymerization of the oil-based binder is 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer for the binder.
제13항에 있어서, 유성 바인더의 라디칼 중합시 중합시간은 12 에서 48시간인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
14. The method of claim 13, wherein the polymerization time during radical polymerization of the oil-based binder is 12 to 48 hours.
제13항에 있어서, 유성바인더의 라디칼 중합시 중합온도는 섭씨 50 에서 80도인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
14. The method of claim 13, wherein the polymerization temperature during radical polymerization of the oil-based binder is 50 to 80 degrees Celsius.
제13항에 있어서, 유성 바인더가 구리 분말 100 중량부 대비 2 에서 50 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
14. The method of claim 13, wherein the oil-based binder is used in an amount of 2 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder.
제1항에 있어서, (c)의 첨가제가 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제, 레벨링제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the additive of (c) further comprises at least one additive selected from a dispersant, a pattern former, an antifoaming agent, a thickener, and a leveling agent.
제18항에 있어서, 분산제는 알킬아민염, 제4급 암모늄염, 폴리카르복실산염, 폴리옥시알킬아릴의 인산에스테르 및 그 염, 알케닐숙신산염, 알킬벤젠설폰산염, 알킬나프탈렌설폰산염, 알칸설폰산염 나프탈렌설폰산포르말린 축합물의 염, 지방산염, 폴리옥시에틸렌 유도체, 폴리옥시알킬렌에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 폴리옥시알킬렌알킬아민, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 알킬알칸아미드, 소르비탄지방산에스테르, 알킬아민옥사이드, 알킬베타인으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The dispersant according to claim 18, wherein the dispersing agent is an alkylamine salt, a quaternary ammonium salt, a polycarboxylate, a phosphate ester of polyoxyalkylaryl and a salt thereof, an alkenyl succinate, an alkylbenzenesulfonate, an alkylnaphthalenesulfonate, an alkanesulfone Acid salt of naphthalenesulfonic acid formalin condensate, fatty acid salt, polyoxyethylene derivative, polyoxyalkylene ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, poly Conductive copper powder-based oily paste preparation comprising at least one material selected from the group consisting of oxyalkylenealkylamine, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, alkylalkanamide, sorbitan fatty acid ester, alkylamine oxide, and alkylbetaine Way
제18항에 있어서, 패턴형성제는 폴리카르복실산형 고분자 계면활성제, 폴리옥시에틸렌황산에스테르염으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 18, wherein the pattern forming agent comprises at least one material selected from the group consisting of polycarboxylic acid-type polymer surfactants and polyoxyethylene sulfate ester salts.
제18항에 있어서, 소포제는 실리콘계 고분자물질, 실리콘계 유기물질, 폴리알키렌글리콜계 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 18, wherein the antifoaming agent comprises at least one material selected from the group consisting of a silicone-based polymer material, a silicone-based organic material, and a polyalkylene glycol-based derivative.
제18항에 있어서, 증점제는 카르복실비닐고분자, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 젤라틴, 로진, 콜라겐, 구아검, 젠탄검, 아라비아검으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 18, wherein the thickener comprises at least one material selected from the group consisting of carboxyl vinyl polymer, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, gelatin, rosin, collagen, guar gum, gentan gum, and gum arabic. Conductive copper powder-based oil-based paste manufacturing method characterized by
제18항에 있어서, 레벨링제는 폴리아크릴산알킬, 폴리알킬비닐에테르, 셀룰로오스, 아세테이트부틸레이트, 디메틸폴리실록산, 메틸페닐폴리실록산, 유기변성폴리실록산, 불소계 계면활성제, 음이온계의 공중합체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 18, wherein the leveling agent is at least one selected from the group consisting of alkyl polyacrylate, polyalkylvinyl ether, cellulose, acetate butyrate, dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, organomodified polysiloxane, fluorine-based surfactant, and anionic copolymer. Conductive copper powder-based oil-based paste manufacturing method comprising a material
제18항에 있어서, 분산제, 패턴형성제, 소포제, 증점제, 레벨링제 중 각각의 함량이 구리 분말 100 중량부 대비 0.001에서 10 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method according to claim 18, wherein the content of each of the dispersing agent, the pattern forming agent, the defoaming agent, the thickener, and the leveling agent is 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the copper powder.
제1항에 있어서, (c)의 페이스트 믹싱시 교반시간은 10초에서 10분인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the stirring time for mixing the paste in (c) is 10 seconds to 10 minutes.
제1항에 있어서, (c)의 페이스트 믹싱시 교반속도는 200 에서 2000 rpm인 것을 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트 제조방법
The method of claim 1, wherein the stirring speed is 200 to 2000 rpm when mixing the paste in (c).
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트
27. A conductive copper powder-based oil-based paste prepared by the method according to any one of claims 1 to 26.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트를 포함하는 소자
A device comprising a conductive copper powder-based oil paste manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 26
제28항에 있어서, 소자가 전자회로 소자, 반도체 소자, 플렉서블 전기전자 소자와 웨어러블 전기전자 소자를 특징으로 하는 전도성 구리 분말 기반 유성 페이스트를 포함하는 소자
The device according to claim 28, wherein the device comprises an oil-based paste based on conductive copper powder, characterized in that the device is an electronic circuit device, a semiconductor device, a flexible electrical/electronic device, and a wearable electrical/electronic device.
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