KR20010030827A - 얇은 금속 물체의 제조방법 - Google Patents

얇은 금속 물체의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20010030827A
KR20010030827A KR1020007003476A KR20007003476A KR20010030827A KR 20010030827 A KR20010030827 A KR 20010030827A KR 1020007003476 A KR1020007003476 A KR 1020007003476A KR 20007003476 A KR20007003476 A KR 20007003476A KR 20010030827 A KR20010030827 A KR 20010030827A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
metal
patterned metal
objects
metal objects
Prior art date
Application number
KR1020007003476A
Other languages
English (en)
Inventor
폴에이치. 키드
Original Assignee
파트너쉽 리미티드, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파트너쉽 리미티드, 인코포레이티드 filed Critical 파트너쉽 리미티드, 인코포레이티드
Publication of KR20010030827A publication Critical patent/KR20010030827A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/16—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like
    • B44C1/165—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects for applying transfer pictures or the like for decalcomanias; sheet material therefor
    • B44C1/17—Dry transfer
    • B44C1/1712—Decalcomanias applied under heat and pressure, e.g. provided with a heat activable adhesive
    • B44C1/1716—Decalcomanias provided with a particular decorative layer, e.g. specially adapted to allow the formation of a metallic or dyestuff layer on a substrate unsuitable for direct deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/20—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern
    • H05K3/207—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by affixing prefabricated conductor pattern using a prefabricated paste pattern, ink pattern or powder pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01077—Iridium [Ir]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01087—Francium [Fr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393—Flexible materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0113—Female die used for patterning or transferring, e.g. temporary substrate having recessed pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0143—Using a roller; Specific shape thereof; Providing locally adhesive portions thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0147—Carriers and holders
    • H05K2203/0156—Temporary polymeric carrier or foil, e.g. for processing or transferring
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0147—Carriers and holders
    • H05K2203/016—Temporary inorganic, non-metallic carrier, e.g. for processing or transferring
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05—Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502—Patterning and lithography
    • H05K2203/0534—Offset printing, i.e. transfer of a pattern from a carrier onto the substrate by using an intermediate member
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1545—Continuous processing, i.e. involving rolls moving a band-like or solid carrier along a continuous production path
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1275—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by other printing techniques, e.g. letterpress printing, intaglio printing, lithographic printing, offset printing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/281—Applying non-metallic protective coatings by means of a preformed insulating foil

Abstract

본 발명은 페이스트 및 잉크 파르모드TM조성물을 열안정성 재료에 프린팅하여 오븐에서 경화시켜서 전자회로, 기계 및 장식물 등의 금속 포일 물체를 제조하는 방법을 개시한다. 금속 포일 물체는 접착 기판상에 리프트되어 전자회로판 및 유사한 제품을 제조할 수 있다.

Description

얇은 금속 물체의 제조방법 {Manufacture of thin metal objects}
마이크로 일렉트로닉스 업계에서, 기판상에 회로 트레이스를 형성하는 기본 방법은 다수의 위험한 값비싼 화합물 및 용매를 혼입하는 전기도금 단계 및 포토레지스트 단계의 결합을 포함하고 회로판/회로기판의 광범위한 가공처리를 포함한다. 기판의 반복된 가공처리를 피하기 위한 한 시도는 포토레지스트/전기도금 공정을 이용하거나 금속 포일로부터 회로 패턴을 다이 컷팅함으로써 금속판에 회로 트레이스를 형성하는 것을 포함한다.
또 하나의 대안으로는 "리프트 오프" 방법이다. 이 공정에서, 회로 트레이스의 접착 이미지는 기판상에 형성된다. 그 다음에, 금속 포일은 접착 이미지에 결합되고, 접착 이미지에 결합되지 않은 원하지 않는 포일은 접착 필름에 의해 리프트 오프된다.
상기 방법은 예를 들면 기판이 회로형성공정을 허용할 수 없는 경우에 사용될 수 있다. 그러나, 광범위한 가공처리 및 실제 비용은 상품화 및 대량 생산을 방해한다.
본 발명은 기판상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 금속 회로 트레이스, 부품 및 물체를 구비하는 기판을 형성하도록 본 발명의 방법을 이용하는 연속공정을 예시하고,
도 2는 다층상 회로를 형성하도록 본 발명의 방법을 이용하는 연속공정을 예시하며,
도 3은 본 발명을 사용하여 형성된 테이프 자동 결합 전사상태를 예시한다.
파르모드(PARMOD)TM조성물(Parelec, LLC)로서 시판되는 신규한 화합물 그룹은 출원 전부가 참고로 본 명세서에 통합되어 있는 1997년 9월 12일자로 출원된 본 출원인의 계류 중인 PCT 출원 제PC/US97/16226호에 개시되어 있다. 이들 조성물은 프린팅 잉크 또는 페이스트로 제형화될 수 있다. 이들 잉크는 기판상에 프린트되어 수초이내에 잘 고화된 순금속 필름에 경화된다. 파르모드TM조성물의 편리한 용도 및 신속한 경화능력에 의해, 이를 사용하여 매우 간단하고 저가의 공정에 의해 얇은 복합 금속 물체를 제조할 수 있다. 이러한 물체의 일례로는 고주파 인식표의 안테나로서 사용된 전도체의 패턴이다. 이러한 다른 적용예로는 반도체용 TAB 결합 전사이다. 다양한 형태의 전자회로 패턴은 이 공정에 의해 제조될 수 있고 각종 형태의 기판 및 장치에 결합될 수 있다. 상기 방법은 스트레인게이지, 열전대 및 다른 종류의 계기장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 이러한 다수의 물체 및 용도는 당해 기술분야의 숙련가에게 명백할 것이다.
파르모드TM조성물은 최종 제품에 사용되도록 기판상에 직접 프린트될 수 있으므로, 기판에 대한 양호한 결합을 얻는 것이 중요할 것이다. 또한, 기판은 파르모드TM조성물이 고체 금속으로 경화되는 온도에 견뎌야 할 것이다. 이러한 요건은 파르모드TM가 결합하는 표면 또는 코팅을 가져야 하고 고온 능력을 가져야만 하는 기판 재료에 대한 엄격한 제한조건을 부과한다. 이들 조건은 선택을 제한시키고 기판 가격을 증가시키는 경향이 있다. 이것은 저가의 구리 파르모드TM혼합물이 최고 경화온도를 필요로 하고 값비싼 폴리이미드 기판으로 제한되하기 때문에 특히 곤란하다.
본 발명은 임시 기판상에 프린팅하고 경화시킨 다음, 저온에서 영구 기판에형성된 금속 포일 물체를 이동함으로써 기판의 경화 및 접착 공정을 분리한다. 임시 기판의 바람직한 특성은 파르모드TM이 영구적으로 기판에 결합하지 않고, 파르모드TM과 대략 동일한 열팽창계수를 가지며, 파르모드TM이 경화하는 온도를 견뎌야 하고, 용이하게 재생가능하거나 매우 저렴하다는 것이다.
바람직한 파르모드TM화합물은 활성유기매질(ROM) 및 금속원, 바람직하게는 금속 플레이크, 금속 분말 및 이들의 혼합물을 함유한다. ROM은 금속 유기 분해(MOD) 화합물 또는 금속원의 존재하에 가열시에 이러한 화합물을 생성할 수 있는 유기시약으로 구성된다. 성분은 필요에 따라 당해 기술분야에 공지된 레올로지 변경 유기 비히클과 함께 혼합되어, 프린팅 잉크 또는 페이스트를 제조한다. 이러한 잉크는 수초내에 기판상에 프린팅되어 잘 고화된 필름, 트레이스 및 순금속 물체로 경화될 수 있다.
상기 공정은 예를 들면 벨트 및 테이프 또는 웨브를 사용하여 연속적으로 수행될 수 있다. 마찬가지로, 일련의 벨트, 테이프 및 웨브를 사용하여, 다층 유닛을 제조할 수 있다.
트레이스, 부품 및 물체를 형성하기에 유용한 바람직한 조성물은 금속 혼합물 및 활성유기매질(ROM)로 구성된다. 상기 조성물은 열적으로 안정한 기판에 가해져서 열처리에 의해 잘 고화된 회로 트레이스 및 물체로 경화될 수 있다. 상기 조성물은 해당 금속의 벌크 저항률의 2∼4 배의 저항률을 다만 갖는 잘 고화된 전도체로 변환되는 상기 임계온도를 나타낸다. 전도율은 세라믹 기판상에서 통상적인 후막 조성물 중에서 소결하는 통상적인 고온 금속 분말에 의해 얻어진 것과 동일하다. 현저하게는, 이러한 고화공정은 후막 기술에서 통상 사용되는 화합물을 사용하는 것보다 더 낮은 400∼500℃에서 행해지고, 소결에 요구되는 것보다 더 짧은 시간에서 행해진다.
적절한 금속으로는 구리, 은, 금, 아연, 카드뮴, 팔라듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴, 로듐, 백금, 철, 코발트, 니켈, 인듐, 주석, 안티몬, 납, 비스무트 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. ROM으로서의 유기산, 및 금속 플레이크 및 콜로이드 금속 분말을 함유하는 파르모드TM혼합물의 전형적인 비율의 예로는 하기 표 1에 예시된다.
바람직한 실시형태에 있어서, 금속 혼합물은 금속 플레이크 및 콜로이드 또는 반콜로이드 금속분말을 함유하고, 플레이크와 분말을 합한 양은 전체 혼합물의 60∼85%인 것이 바람직하고, 분말은 전체 금속의 30∼50%인 것이 바람직하다. 특정 용도를 위해 점도를 줄이도록 다량의 유기 비히클이 첨가될 수 있다.
금속 플레이크는 대부분의 치수가 2∼10 ㎛, 바람직하게는 약 5㎛이고, 두께가 1㎛ 미만이다. 이는 종종 지방산 또는 지방산 비누인 윤활제로 상응하는 금속 분말을 밀링함으로써 당해 기술분야에 공지된 기술에 의해 제조될 수 있다. 출발분말은 통상 원하는 입자크기 및 순도를 얻기 위해 화학적 침전에 의해 제조된다. 플레이크는 후막 잉크 및 은이 로딩된 전도성 에폭시의 성분으로서 전자용도로 판매된다.
플레이크는 여러가지 기능을 행한다. 이는 혼합물을 가열하여 경화시킬 때에 다른 성분을 함께 유지하고 해상도 손실을 방지하는 프린트된 이미지에 골격구조를 형성한다. 플레이크는 자연히 기판 표면에 평행하는 방향으로 전도성을 부여하고 본 발명의 목적인 잘 고화된 순금속 전도체에 필요한 금속 운반량을 줄이는 구조를 부여하는 돌담과 유사한 라멜라 구조로 추정된다. 본 발명은 또한 조성물의 다른 성분이 결합할 수 있는 저 표면 에너지를 갖는 편평한 표면을 제공한다.
본 발명의 다른 금속 분말 혼합물 성분은 바람직하게는 각 입자직경이 약 100㎚ 이하, 바람직하게는 약 50㎚ 미만인 콜로이드 또는 반콜로이드 분말이다. 콜로이드 또는 반콜로이드 분말은 금속 분말 혼합물의 전체 중량의 약 40 중량%로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 분말의 주요기능은 조성물이 거의 고체상태의 순금속 전도체로 고화하는 온도를 저하시키는 것이다. 미세 금속 분말의 존재는 은과 함께 이러한 저온 공정을 진행시키는데 유용하고 구리 혼합물의 고화에 필수적인 것으로 밝혀졌다. 이것이 개별 입자로서 존재하는 것이 중요하다. 작은 금속입자는 열린 골격구조를 갖는 응집체로 응집하려는 경향이 강하다.
공칭 직경이 20㎚인 콜로이드 은 입자는 우수한 분산상태를 갖고, 은 조성물에 사용되며, 임계고화온도가 300℃에서 260℃로 저하된 것이다.
원하는 콜로이드 금속 분산도를 달성하여 유지하기 위해서는, 이들이 응집할 수 없도록 입자를 안정화시키는 것이 필수적이다. 은 입자의 경우에는 이들은 입자표면을 코팅하고 금속 대 금속 접촉을 방지하는 계면활성제의 존재에 의해 안정화된다. 적절한 계면활성제로는 카복실산 및 카복실산의 금속 비누를 들 수 있다. 이들이 생성에서 최종 고화에 이르기까지의 안정화를 향상시키는 환경에 노출될 수 있기 때문에, 금속을 형성하는 수단으로서 화학적 침전을 촉진시킨다.
활성유기매질(ROM)은 잘 고화된 전도체를 형성하도록 금속 혼합물이 함께 결합되는 환경을 부여한다. 많은 부류의 유기 화합물은 ROM으로서 작용할 수 있다. 이들이 공유하고 이들을 유효하게 하는 공통 특성은 이들이 헤테로 원자를 통해 금속에 대한 결합을 가지거나 형성할 수 있다는 것이다. 헤테로 원자는 산소, 질소, 황, 인, 비소, 셀레늄 및 기타 비금속 원소, 바람직하게는 산소, 질소 또는 황일 수 있다. 이 결합은 유기 잔기를 함께 유지하는 결합보다 약하고, 금속을 석출시키도록 열적으로 분해될 수 있다. 대부분의 경우에는, 반응은 가역적이므로, 산 또는 다른 유기 잔기는 금속과 반응하여 하기에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 금속-유기 화합물을 개질할 수 있다.
Ⅰ) R - M ⇔ R + M
(여기서, R은 활성 유기 화합물이고, M은 금속이다.)
유기산과 같은 MOD 형성성분을 함유하는 파르모드TM혼합물의 실례로서, 경화시에 일어나는 반응은 다음과 같다:
Ⅱa) 산 + 금속 분말 ⇒ MOD + H2또는
Ⅱb) 산 + 금속 산화물 ⇒ MOD + H2O 및
Ⅲ) MOD + 열 + H2O ⇔ 벌크 금속 + 산
효과는 작은 입자를 소모하고 큰 입자를 함께 결합하여 거시적인 순금속의 회로 전도체를 형성하는 것이다. 산 대신에, 산화물이나 금속으로부터 용이하게 분해된 금속-유기 화합물을 얻는 몇몇 다른 활성유기시약이 사용될 수 있다. 일례로는 머캅티드 또는 질소 리간드를 형성하여 분해성 착물을 생성하도록 황 화합물을 사용하는 것이다.
유용한 화합물의 예로는 헤테로 원자가 산소인 카복실산 비누, 헤테로 원자가 질소인 아미노 화합물, 및 헤테로 원자가 황인 머캅토 화합물인 카복실산 비누이다.
바람직한 ROM 성분의 구체적인 예는 카복실산, 및 하기식
(상기식에서, R1, R2및 R3은 C9H19이다.)
으로 나타낸 실버네오데카노에이트 및 하기식
으로 나타낸 실버2-에틸헥사노에이트 등의 네오데카노산 및 2-에틸헥사노산과 은 및 구리와의 상응하는 금속 비누이다.
골드아민 2-에틸헥산노에이트는 질소 화합물의 일례이다.
골드 아민2-에틸헥사노에이트(골드 아민옥토에이트)
골드 t-도데실머캅티드는 황 화합물의 일례이다.
(상기식에서, R1, R2및 R3은 C11H23이다.)
이들 ROM 조성물은 당해 기술분야에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 상기 화합물 전체는 비교적 저온에서 각각의 금속으로 분해될 수 있다. 실버네오데카노에이트 및 실버2-에틸헥사노에이트(실버옥토에이트)는 분해온도가 200∼250℃이다. 상응하는 구리 화합물은 300∼315℃이다. 골드술파이드는 150℃의 부근의 매우 저온에서 분해한다. 골드아민옥토에이트는 300∼500℃에서 분해한다. 구리 및 은 화합물은 동일한 온도에서 상응하는 산으로부터 개질될 수 있으므로, 반응은 상술한 바와 같이 가역적이다.
몇몇 경우에는, 본 발명의 조성물의 프린팅 특성을 향상시키기 위해 당해 기술분야에 공지된 레올로지 향상 화합물을 첨가하는 것이 편리하다. 알파-테르핀올은 스크린 프린팅을 촉진시키도록 구리 및 은 조성물의 점도를 감소시키는데 사용되어 왔다. 알파-테르핀올은 또한 불포화 환에 결합된 OH기의 산 특성에 의해 고화반응에 관여한다. 성분 및 첨가제를 선택함으로써, 점도가 15 센티포아즈인 유동 잉크에서 고체 분말에 이르기까지의 프린팅가능한 조성물 범위를 형성할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
조성물은 모든 편리한 프린팅 기술을 이용하여 기판상에 프린트된다. 스크린 프린팅 및 스텐실 프린팅은 고 해상도를 지닌 비교적 적은 수의 강성 기판에 적합하다. 그라비야 프린팅, 임프레션 프린팅 및 오프셋 프린팅은 가요성 기판상의 고 생산률에 적합하다. 잉크 제트 프린팅 및 정전 프린팅은 프린팅된 이미지의 직접적인 컴퓨터 컨트롤의 추가 이점을 제공한다. 이때문에, 회로가 CAD 파일로부터 직접 프린팅될 수 있으므로, 특수 공구를 필요로 하지 않는다. 각 회로는 경우에 따라 코딩 또는 포로토타이핑을 위해 상이할 수 있다. 동일한 목적은 컴퓨터로 제어되는 디스펜스 장치로 저 생산률로 달성될 수 있다. 이 장치는 니들을 표면에 대하여 이동시키고 펌프 또는 가압 주사기에 의해 공급되는 프린팅 조성물을 디스펜스함으로써 도트 또는 라인을 형성한다.
본 발명의 조성물은 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅, 디스펜싱, 그라비야 프린팅, 잉크 제트 프린팅, 임프레션 프린팅, 오프셋 프린팅 및 정전 프린팅에 의해 가해진다. 또 하나의 적용방법으로는 건조 분말 조성물 또는 토너로 접착 패턴을 코팅하는 것을 포함한다. 통상적인 후막 페이스트를 가하는데 사용된 바와 같은 스크리닝은 평가용 샘플을 제조하는데 가장 광범위하게 사용되어 왔다. 점도가 약 500 포아즈인 조성물은 고무 로라에 의해 그 안에 원하는 전도체 패턴의 포토 디파인드(photo-defined) 오픈 이미지를 갖는 파인 스크린에 의해 밀어 넣어진다. 이 방법에 의해 달성되는 해상도는 생산 스크린 프린터가 50 미크론 만큼 미세하게 패턴을 형성할 수 있지만, 약 125 미크론(5 밀) 라인 및 스페이스이다. 대부분의 테스트 패턴이 12 미크론 부근의 두께를 갖지만, 두께가 50 미크론 이하인 전도성 트레이스가 프린트되며, 이는 제곱 피트 당 구리 0.37 온스에 상당한다.
금속-유기 분해 화합물 또는 생성되는 산이 적절한 기판상에 비교적 얇은 층으로서 프린트되어 금속-유기 화합물의 분해온도 이상의 임계온도로 가열되는 상술한 금속 플레이크 및 콜로이드 금속 분말 성분과 혼합되는 경우에는, 반응이 일어나서, 크게 감소된 저항률을 갖는 거의 고체 상태인 금속 트레이스로 느슨하게 응집된 금속 성분이 갑작스레 고화된다. 금속-유기 화합물을 분해하나 구리 및 은 혼합물의 임계온도 이하에서 가열되는 트레이스의 주사형 전자 현미경 사진 단면은 가열되지 않은 혼합물의 픽쳐와 더욱 유사한 각각의 금속 플레이크 및 분말 입자를 나타낸다.
트레이스가 임계온도 이상에서 가열되는 경우에는, 저항률이 매우 빠르게 감소하고, 석출물의 기계적 응집강도가 극도로 증가하며, 석출물의 외관이 변화한다.임계온도 이상에서 가열된 구리, 은 및 금 혼합물의 SEM 단면은 금속 플레이크 및 분말이 고체 금속의 결합 네트워크로 고화된 상태를 나타낸다.
조성물은 단시간 동안 열에 노출됨으로써 경화된다. 이 시간은 기판이 안전하게 노출될 수 있는 온도에 따라 변화하나, 조성물이 가능한 대부분의 전도율을 얻는 데에는 1분 미만이고, 몇몇 경우에는 그 온도에서 10초 미만이다.
구리(및 금)에 관해서는, 임계온도는 300℃를 초과한다. 305∼325℃에서는 구리 트레이스의 저항률이 10 ×10-6Ω- ㎝ 이하의 값으로 100 배로 저하된다. 구리의 벌크 저항률은 1.7 ×10-6Ω- ㎝이다. 저항률이 저하하는 동일한 온도에서는 트레이스의 기계적 특성도 동시에 극도로 향상된다. 샘플을 주름잡아 트레이스 오프를 스카치 테이프로 당겨서 측정된 것으로서 부서지기 쉽고 접착력이 불충분하기 때문에, 샘플은 테이프 테스트가 후속으로 행해지는 75 미크론(3 밀) 기판에서 샤프한 180도 주름을 잔존시키기에 충분히 연성을 지니게 된다. 주름 테스트는 17%의 금속 트레이스의 신장률에 상당한다. 테이프 테스트는 약 10 N/㎝(리니얼 인치 당 6 lb)의 접착력에 상당한다. 더욱 높은 온도로 가열하면 저항률이 약간만 감소한다.
은에 관해서는, 처리온도에 따른 저항률의 감소는 구리만큼 극도로 변화하지는 않으나, 용이하게 연성 금속으로 분해되는 불충분하게 고화된 재료로부터의 전환율은 동시에 급속히 이루어진다. 임계온도는 약 230℃이다.
임계온도는 금속-유기 성분을 혼합함으로써 조절될 수 있다. 상술한 바와 같이, 골드아민옥토에이트는 500℃ 이하의 온도에서 분해한다. 이는 폴리머계 프린트 회로 기판 또는 대부분의 다른 전자 부품으로 사용하기에 지나치게 높다. 골드 t-도데실머캅티드는 약 150℃에서 분해한다. 이는 해당 기판 또는 첨가된 금 플레이크와 함께 효과적으로 결합하기에 너무 낮다. 골드네오데카노에이트는 약 120∼154℃에서 분해한다. 골드아민옥토에이트와 골드네오데카노에이트의 혼합물은 바람직한 범위에서 분해온도를 이루도록 사용된다.
금 및 은 혼합물은 원소 금속이 금속-유기 성분이 분해하는 온도에서 안정한 형태이기 때문에, 공기 중에서 가열될 수 있다. 그러나, 구리는 공기 중에서 안정한 분해 생성물인 산화구리 생성을 방지하는 보호 분위기를 사용하는 것을 필요로 한다. 체적이 약 20 ppm 미만, 가장 바람직하게는 3 ppm 미만인 산소를 함유하는 질소 분위기가 적합한 것으로 밝혀졌다. 약 5%의 수증기를 첨가한 결과, 생성된 석출물의 전도율을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 판명되었다.
파르모드TM가 열적으로 안정한 기판에 결합하지 않아도 되지만, 자동 연속 공정을 이용하는 경우에는 특정량의 점착력 또는 접착력이 요구될 것이다. 당해 기술분야에 공지된 기판은 임시 기판에 요구되는 특성을 지닐 것이다. 적절한 임시 기판의 예로는 이에 한정되지는 않지만, 폴리이미드 필름, 폴리솔폰 필름, 폴리에스테르 필름, 테플론 코팅 필름, 실리콘 코팅 필름, 금속 포일, 유리 및 세라믹 표면을 들 수 있다.
영구 기판은 유전강도 등의 최종 용도의 다른 요건 이외에도 이동된 금속 포일에 신뢰할 만하게 결합하는 능력만을 지니는 것을 필요로 한다. 적절한 기판의 예로는 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 셀룰로스 및 페이퍼를 들 수 있다. 이를 달성하도록 당해 기술분야에 공지된 감압성 접착제 또는 다른 종류의 접착제의 코팅을 사용할 수 있는데, 예를 들면 폴리에틸렌 또는 에폭시 등의 열가소성 수지, 페놀성, 아크릴산 및 폴리이미드 열결화성 수지를 들 수 있다. 또한 기판 자체의 열가소성 또는 접착성에 의해 달성될 수 있는데, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리스티렌을 들 수 있다.
더욱 경제적이면서 고 생산률을 얻기 위해서는, 전도체 패턴은 도 1에 도시된 바와 같이, 신문 프린팅과 매우 유사하나 더욱 정교한 해상도와 함께, 로터리 프레스에 의해 기판의 연속 웨브에 가해질 수 있다. 그라비야 프린팅은 이 용도에 사용될 수 있다. 오프셋 프린팅은 또한 매우 높은 해상도를 산출할 수 있다. 고속도에서의 잉크 제트 프린팅 및 정전 프린팅은 후보 프린팅이다. 프린팅 단계에 이어서, 회로는 여전히 연속 웨브로서 오븐에서 경화될 것이다. 수초내에 고체 금속으로 경화시키는 이들 혼합물의 능력은 이 개념을 실현하는데 중요하다. 처리시간이 길면 오븐이 프레스에 관하여 불균형하게 커지고, 많은 고속 프린팅의 속도 이점을 낭비하게 될 것이다. 연속 공정에 있어서, 파르모드TM화합물은 열적으로 안정한 기판의 벨트상에 원하는 패턴으로 프린트된다. 벨트는 파르모드TM이 경화되는 오븐을 통과하여, 고체 금속 물체를 형성한다. 영구 기판의 연속 "테이프"의 접착면은 벨트와 접촉되고, 금속 물체는 영구 기판 테이프상에 "리프트"된다. 그 다음에 테이프는 라미네이트되고 컷팅되어 개별 회로판을 형성할 수 있다.
다층은 도 2에 예시된 바와 같이 또 하나의 이미지 세트를 리프트 오프하는 양면 커버레이(coverlay)를 사용하여 이 기술에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 양면 유전체는 한 층을 커버하고 금속 물체를 다음 층으로 리프트하는데 사용된다. 이 양면 유전체는 예를 들면 B 단계 에폭시 수지로 함침된 유리천 보강재로 이루어진 통상적인 프리프레그(prepreg)일 수 있다. 공정은 저가의 연속공정에 의해 다층 회로판을 형성하도록 원하는 수의 층을 위해 연속될 수 있다.
장기간의 고 생산작업량을 위해, 신문 유사물은 싱글 오븐에서 경화되고 아마도 결합되어 특정 치수로 만들도록 다이 컷팅하기 전에 플라이(fly) 상에 라미네이트되는 멀티플 금속 물체를 동시에 턴 아웃하는 멀티플 로터리 프레스로 푸시될 수 있다. 스택은 회로를 개별적으로 형성하도록 별개로 컷될 것이다. 매우 저렴한 해결책으로는 프리프레그를 사용하지 않고 스택을 라미네이트하도록 단면 내층의 이면에 접착제를 사용하는 것이다.
리프트 온 공정은 또한 테이프 자동 결합 전사 등의 부분적으로 지지된 패턴된 금속 포일 물체를 형성하는데 사용될 수 있다. 패턴은 비접착성 재료에 프린트되어, 노출된 패턴의 다이 컷 접착 테이프 잔존부분에 리프트된다. 결과는 반도체칩 상의 패드에 결합되는 갱일 수 있는 미세한 금속 핑거를 갖는 테이프이다. 테이프에 의해 지지되는 핑거의 외측단부는 반도체 패키지에 땜납되거나 칩-온-보드 마운팅용 프린트된 회로에 직접 땜납될 수 있다. 이러한 TAB 전사는 도 3에 개략적으로 도시된다.
기타 지지되고, 부분적으로 지지되며, 지지되지 않은 물체는 당해 기술분야의 숙련가에 의해 인지될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 기술에 의해 형성될 수 있다. 그 예로는:
열전대 및 스트레인게이지 등의 장치
저항기, 축전기 및 폴리머 필름 상에 프린트된 유도자
전기히터
패키지 및 수화물 식별을 위해 원격으로 식별할 수 있는 고주파 태그와 같은 상술한 어떤 것 또는 전체를 포함하는 회로
보석류 및 크리스마스 장식품 등의 장식용 금속 품목
본 발명의 바람직한 실시형태는 하기 도면과 관련하여 상세히 기술될 것이다.
하기 실시예는 원하는 결과를 제공하도록 바람직한 조성물의 각 성분 및 이를 사용하기 위한 조건이 어떻게 작용하는 가를 나타낸다. 실시예는 본 발명의 특성을 나타내도록 예시되지만, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에서만 한정된다.
실시예 1:
실버 파르모드TM스크린 잉크를 하기와 같이 제조한다. 은 플레이크(Degussa 사제) 12.0g, 실버네오데카노에이트 3.0g, 및 네오데카노산 1.35g을 약주걱으로 함께 혼합한다. 얻어진 혼합물을 롤 밀 상에서 밀링하여 균질한 페이스트를 얻는다.
에이트(eight) 턴 안테나 코일 및 용량판의 이미지를 실버 파르모드TM스크린을 이용하여 분리형 기판에 스크린 프린트한다. 스크린 파라미터는 0.7 밀 에멀젼으로 보강된 195 메쉬 스크린이다. 사용된 기판은 칼라덱스(Kaladex)2030 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)로 된 1 밀 두께의 시트이다. 샘플을 2∼5분간 공기 분위하에 상자형 노에서 210℃로 가열함으로써 열경화시킨다. 얻어진 샘플을 저항률이 3.5 ×10-6Ω- ㎝이고 기판에 대한 접착력이 불충분한 연속 순은 필름이다.
그 다음에, 은 필름을 1.3 밀 두께의 폴리에틸렌(PE) 기판의 반대측부에 트랜스퍼 라미네이트한다. PE 기판을 실버 에이트 턴 안테나 코일에 배치한다. 은 용량판을 PE에 엎어 놓고 하기 은 이미지와 일렬로 정렬시킨다. 그 후, 샘플을 220℃ 철로 핫 프레스한다. 2개의 PEN 필름 기판을 PE 기판의 한 측부상에 본래그대로 이동된 은 필름을 남겨두고서 주의깊게 박리한다. 이동후에, 저항 특성은 동일하게 남는다.
실시예 2:
실시예 1에서 제조한 실버 스크린 잉크를 사용하여, 용량판만을 스크린 프린트하여 열경화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1의 방법을 반복한다. 에이트 턴 안테나 코일은 1 밀 두께의 PE 기판 상의 에칭된 알루미늄이다. 유사한 결과와 함께 실시예 3에서 행한 바와 같이 알루미늄 코일에 은 용량판을 트랜스퍼 라미네이트한다.
실시예 3:
듀퐁 캅톤(DuPont Kapton)H 폴리이미드 필름상에 용량판을 프린트하여 열경화시킨 것을 제외하고는, 실시예 2의 방법을 반복한다. 트랜스퍼 라미네이션과 함께 유사한 결과를 얻는다.
실시예 4:
듀퐁 캅톤FN FEP 테플론 코팅된 폴리이미드 필름상에 용량판을 프린트하여 열경화시킨 것을 제외하고는, 실시예 2의 방법을 반복한다. 트랜스퍼 라미네이션과 함께 유사한 결과를 얻는다.
실시예 5:
글로브 박스내에 구리 플레이크 47g, 네오데카노산(∼77 중량% 금속)과 혼합된 나노미터 크기의 구형상 구리 분말 29g 및 네오데카노산 15g을 혼합하여 구리 파르모드TM잉크를 제조한다. 얻어진 예비혼합물을 공기 중에서 30분간 2 롤 밀에서 혼합한다. 밀에 설정된 갭은 0.006"∼0.008"이다. 밀링후에, 밀로부터 잉크를 제거하여 디스펜스되는 플라스틱 주사기내에 저장한다.
구리 파르모드TM잉크를 알루미늄 포일상에 스크린하여 N2-H2O-H2가스 혼합물 중에서 3분간 360℃에서 소성시킨다. 얻어진 구리 회로는 알루미늄 포일 기판에 잘 접착하지 않는다. 얻어진 회로를 2인치 폭의 감압성 접착제로 코팅된 셀로판 테이프를 사용하여 박리시키며, 그 후에 페이퍼 백킹에 점착된다.
실시예 6:
글로브 박스내에 구리 플레이크 49g, 네오데카노산(∼77 중량% 금속)과 혼합된 나노미터 크기의 구형상 구리 분말 31g 및 네오데카노산 11g을 혼합하여 구리 파르모드TM잉크를 제조한다. 얻어진 예비혼합물을 공기 중에서 30분간 2 롤 밀에서 혼합한다. 밀에 설정된 갭은 0.006"∼0.008"이다. 밀링후에, 밀로부터 잉크를 제거하여 디스펜스되는 플라스틱 주사기내에 저장한다.
질소화붕소 분말의 현탁액을 알루미나 기판(0.030" 두께) 상에스프레이하여, 공기 중에서 건조시킨다. 과잉량의 질소화붕소를 린트가 섞이지 않은 천으로 닦아 제거한다.
구리 파르모드TM잉크를 고주파 태그용 안테나 코일 형태로 질소화붕소로 코팅된 알루미나 기판상에 스크린하여 N2-H2O-H2가스 혼합물 중에서 3분간 360℃에서 소성시킨다. 얻어진 안테나 코일은 알루미나 기판에 잘 접착하지 않고, 감압성 접착제로 코팅된 0.004" 폴리에스테르 시트로 이동된다. 동일한 공정이 태그의 축전기 부분에 반복되고, 그 다음에 캅톤의 양면에 퇴적된 고무 접착제를 사용하여 축전기를 함께 "라미네이트"하며, 이는 "유전체"로서 사용된다.
실시예 7:
글로브 박스내에 9 미크론 직경의 구형상 구리 분말 48g, 3 미크론 직경의 구형상 구리 분말 30g, 네오데카노산(∼77 중량% 금속)과 혼합된 나노미터 크기의 구형상 구리 분말 15g 및 네오데카노산 7g을 혼합하여 구리 파르모드TM잉크를 제조한다. 얻어진 예비혼합물을 공기 중에서 30분간 2 롤 밀에서 혼합한다. 밀에 설정된 갭은 0.006"∼0.008"이다. 밀링후에, 밀로부터 잉크를 제거하여 디스펜스되는 플라스틱 주사기내에 저장한다.
구리 파르모드TM잉크를 클래딩되지 않은 테플론-유리 라미네이트(0.062" 두께) 상에 스크린하여 N2-H2O-H2가스 혼합물 중에서 6분간 300℃에서 소성시킨다. 얻어진 구리 회로는 에폭시-유리의 테플론-유리 라미네이트 케이스에 잘 접착하지 않는다.
테플론-유리 강성판 상의 구리 회로를 아크릴산 시트 접착제(DuPont LF0120)를 사용하는 라미네이션에 의해 강성 FR-4 유리-에폭시 기판에 이동한다. 에폭시 프리페어(prepare)를 사용하여 캅톤을 FR-4 보드에 접착시킨다. 라미네이션 조건은 190℃에서 60분간 ∼350 Psi 라미네이션 압력 및 Hg 중에서의 28 진공압력이다. 얻어진 양호한 구리 회로는 캅톤에 잘 부착된다. 20초간 255℃의 땜납욕에 침지시킨 후에, 적층박리가 나타나지 않으며, 땜납은 구리에 잘 부착되고, 땜납욕에 도입되기 전에 플럭스에 침지된다.
실시예 8:
글로브 박스내에 9 미크론 직경의 구형상 구리 분말 48g, 3 미크론 직경의 구형상 구리 분말 30g, 네오데카노산(∼77 중량% 금속)과 혼합된 나노미터 크기의 구형상 구리 분말 15g 및 네오데카노산 7g을 혼합하여 구리 파르모드TM잉크를 제조한다. 얻어진 예비혼합물을 공기 중에서 30분간 2 롤 밀에서 혼합한다. 밀에 설정된 갭은 0.006"∼0.008"이다. 밀링후에, 밀로부터 잉크를 제거하여 디스펜스되는 플라스틱 주사기내에 저장한다.
구리 파르모드TM잉크를 클래딩되지 않은 테플론-유리 라미네이트(0.062" 두께) 상에 스크린하여 N2-H2O-H2가스 혼합물 중에서 6분간 300℃에서 소성시킨다. 얻어진 구리 회로는 테플론-유리 라미네이트에 잘 접착하지 않는다.
테플론-유리 강성판 상의 구리 회로를 아크릴산 시트 접착제(DuPont LF0120)를 사용하는 라미네이션에 의해 강성 유리-폴리에스테르 기판에 이동한다. 라미네이션 조건은 190℃에서 60분간 ∼350 Psi 라미네이션 압력 및 Hg 중에서의 28 진공압력이다. 얻어진 양호한 구리 회로는 아크릴산에 잘 부착된다. 20초간 255℃의 땜납욕에 침지시킨 후에, 적층박리가 나타나지 않으며, 땜납은 구리에 잘 부착되고, 땜납욕에 도입되기 전에 플럭스에 침지된다.
본 발명은 바람직한 실시형태에 관하여 기술되었지만, 본 발명의 의도 및 범위를 벗어나지 않고서 본 발명의 구조 및 형태에 변경이 이루어질 수 있음은 당해 기술분야의 숙련가에 명백할 것이다.

Claims (15)

  1. a) 하나 이상의 패턴된 금속 물체의 패턴으로 내열성 임시 기판 상에 순금속 전도체를 형성하도록 저온에서 단시간내에 열경화될 수 있는 금속 조성물을 가하는 단계,
    b) 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 형성하도록 상기 금속 조성물을 열로 경화시키는 단계, 및
    c) 임시 기판으로부터 기판의 한 측부로 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, d) 추가되는 하나 이상의 패턴된 금속 물체의 패턴으로 제 2 내열성 임시 기판 상에 순금속 전도체를 형성하도록 저온에서 열경화될 수 있는 금속 조성물을 가하는 단계,
    e) 추가되는 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 형성하도록 상기 금속 조성물을 열로 경화시키는 단계, 및
    f) 제 2 임시 기판으로부터, 하나 이상의 패턴된 금속 물체가 단계 c)에서 이동되는 측부의 반대 위치의 기판 측부로 추가되는 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 조성물은 스크린 프린팅, 스텐실 프린팅, 디스펜싱, 그라비야 프린팅, 잉크 제트 프린팅, 임프레션 프린팅, 오프셋 프린팅 및 정전 프린팅으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 방법을 이용하여 상기 임시 기판에 가해지는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 임시 기판은 연속 벨트 형태인 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 패턴된 금속 물체는 테이프 자동 결합 전사를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 패턴된 금속 물체는 스트레인게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 패턴된 금속 물체는 열전대를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 임시 기판은 폴리이미드 필름, 폴리솔폰 필름, 폴리에스테르 필름, 테플론 코팅된 필름, 실리콘 코팅된 필름, 금속 포일, 유리 및 세라믹 표면으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 셀룰로스 및 페이퍼로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 테이프 또는 연속 웨브 형태인 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 조성물은 금속 입자 및 활성유기매질로 구성되고, 상기 활성유기매질은 분해성 화합물 또는 상기 금속 입자와 함께 분해성 화합물을 형성하는 하나 이상의 시약으로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 활성유기매질 중의 분해성 화합물은 상기 임시 기판이 저항할 수 있는 온도에서 분해하도록 금속에 대한 약한 헤테로 원자 결합을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 헤테로 원자는 O, N, S, P 및 As로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 금속 입자는 그룹 ⅠB, ⅡB, ⅣA, ⅤA, ⅥA, ⅦA 및 ⅧA 금속, 인듐, 주석, 안티몬, 납 및 비스무트로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
  15. 제 2 항에 있어서, 상기 단계 f)는 상기 하나 이상의 패턴된 물체에 양면 유전체를 배치한 다음, 상기 추가되는 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 상기 제 2 임시 기판에서 상기 양면 유전체로 이동시키는 것을 특징으로 하는 기판 상에 하나 이상의 패턴된 금속 물체를 제조하는 방법.
KR1020007003476A 1997-09-30 1998-09-30 얇은 금속 물체의 제조방법 KR20010030827A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6052297P 1997-09-30 1997-09-30
US60/060,522 1997-09-30
PCT/US1998/020420 WO1999016601A1 (en) 1997-09-30 1998-09-30 Manufacture of thin metal objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010030827A true KR20010030827A (ko) 2001-04-16

Family

ID=22030029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020007003476A KR20010030827A (ko) 1997-09-30 1998-09-30 얇은 금속 물체의 제조방법

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1023174A1 (ko)
JP (1) JP2001518693A (ko)
KR (1) KR20010030827A (ko)
AU (1) AU9512198A (ko)
CA (1) CA2305696A1 (ko)
WO (1) WO1999016601A1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0106417D0 (en) * 2001-03-15 2001-05-02 Oxford Biosensors Ltd Transfer screen-printing
KR100442413B1 (ko) * 2001-08-04 2004-07-30 학교법인 포항공과대학교 표면에 금속 미세 패턴을 가진 플라스틱 기판의 제조방법
JP4763237B2 (ja) * 2001-10-19 2011-08-31 キャボット コーポレイション 基板上に導電性電子部品を製造する方法
US7005179B2 (en) 2002-07-26 2006-02-28 The Regents Of The University Of California Conductive inks for metalization in integrated polymer microsystems
US7211205B2 (en) 2003-01-29 2007-05-01 Parelec, Inc. High conductivity inks with improved adhesion
US7141185B2 (en) 2003-01-29 2006-11-28 Parelec, Inc. High conductivity inks with low minimum curing temperatures
US8334464B2 (en) 2005-01-14 2012-12-18 Cabot Corporation Optimized multi-layer printing of electronics and displays
US8167393B2 (en) 2005-01-14 2012-05-01 Cabot Corporation Printable electronic features on non-uniform substrate and processes for making same
TW200640596A (en) 2005-01-14 2006-12-01 Cabot Corp Production of metal nanoparticles
US7824466B2 (en) 2005-01-14 2010-11-02 Cabot Corporation Production of metal nanoparticles
JP2011143689A (ja) * 2010-01-18 2011-07-28 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 導電性被膜の製造方法
KR101022015B1 (ko) * 2010-04-09 2011-03-16 한국기계연구원 열형 롤 임프린팅과 블레이드 코팅을 이용하는 필름제품 제조방법, 이를 이용한 보안 필름 및 필름 일체형 전기 소자
CN112888191B (zh) * 2021-01-11 2022-02-11 深圳市卡迪森机器人有限公司 一种多段式强静电线路板油墨涂布方法、装置及制品
CN113225930B (zh) * 2021-05-06 2022-01-18 深圳市三德冠精密电路科技有限公司 一种柔性电路板保护膜覆膜装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4775439A (en) * 1983-07-25 1988-10-04 Amoco Corporation Method of making high metal content circuit patterns on plastic boards
US5059242A (en) * 1990-04-27 1991-10-22 Firmstone Michael G Seed layer compositions containing organogold and organosilver compounds

Also Published As

Publication number Publication date
AU9512198A (en) 1999-04-23
JP2001518693A (ja) 2001-10-16
EP1023174A1 (en) 2000-08-02
WO1999016601A1 (en) 1999-04-08
CA2305696A1 (en) 1999-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6743319B2 (en) Adhesiveless transfer lamination method and materials for producing electronic circuits
US6143356A (en) Diffusion barrier and adhesive for PARMOD™ application to rigid printed wiring boards
KR100532734B1 (ko) 도전체 제조용 조성물 및 이를 이용하여 기판 상에 도체를 제조하는 방법
US5882722A (en) Electrical conductors formed from mixtures of metal powders and metallo-organic decompositions compounds
US7115218B2 (en) Low temperature method and composition for producing electrical conductors
US6379745B1 (en) Low temperature method and compositions for producing electrical conductors
US7211205B2 (en) High conductivity inks with improved adhesion
KR20010030827A (ko) 얇은 금속 물체의 제조방법
JPH0225274B2 (ko)
US20030228748A1 (en) Circuit elements having an ink receptive coating and a conductive trace and methods of manufacture
EP1410403B1 (en) Low temperature method and compositions for producing electrical conductors
WO2001087503A1 (en) Additive electronic circuits on thermally unstable substrates
JP7241734B2 (ja) 銅インク
MXPA00003068A (en) Manufacture of thin metal objects
WO2005125290A1 (en) A method for processing an electrically conductive pattern
KR101404681B1 (ko) 내열기판의 고온열처리를 통한 연성인쇄회로기판 제조방법 및 그 연성회로기판
WO2019123384A1 (en) Copper ink for high conductivity fine printing
MXPA99007655A (en) Low temperature method and compositions for producing electrical conductors

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid