KR20020007234A

KR20020007234A - 나노입자를 포함하면서 전기전도성과 내열성을 갖는복합재료 판넬 제조

Info

Publication number: KR20020007234A
Application number: KR1020010057414A
Authority: KR
Inventors: 이택수
Original assignee: 이택수
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2002-01-26

Abstract

본 발명은 전기전도성과 탄성을 가지는 복합재료를 제조하는데 목적이 있으며 여기에는 마이크로 미터(㎛)의 카본블랙, 탄소나노튜브(carbonnanotube), 세라믹(Ceramic), 단섬유(chop)/우븐(Woven) 글라스섬유 등을 고강도/ 고탄성 수지인 에폭시(Epoxy), 페놀(Phenol) 등에 첨가하여 전기전도성과 고탄성을 향상시킨 복합재료 판넬을 제조하였다.

본 발명에 의해 제조될 수 있는 구성물은 PCB(printed circuit board) 납땜 및 화학처리 공정, 반도체 CMP(chemical mechanical polishing) 공정의 트레이(Tray), 파렛트(Pallet), 툴(Tool)등의 마스터(Master) 재료로서 사용될 수 있다.

Description

나노입자를 포함하면서 전기전도성과 내열성을 갖는 복합재료 판넬 제조{ Manufacture for anti-static and high temperature composite panel to include nano particle}

본 발명은 PCB납땜 공정에 사용되는 재료로서 고온 및 부식 안정성이 장시간 연속 사용 하에서도 휨과 파손이 없어야 된다. 종래에 사용되는 재질은 금속 및 세라믹 계열이었으나 금속 계열은 장시간 사용시 열에 의해 팽창과 공기에 의한 부식 등이 발생 PCB 납땜 운반용 파렛트로써는 사용하기가 불편하고 세라믹 계열은 연속 사용 시 자체 취성이 약한 관계로 깨지는 특성이 나타났다. 또한 금속과 세라믹 혼용제품들은 이러한 단점들을 잘 극복하였으나 높은 가격 및 가공 등의 문제점이 발생하여 사용한계가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 화학공정 및 250℃에서 4시간 정도의 극한 환경에서 열변형 및 파손이 발생하지 않고 내열성과 전기전도성을 갖는 복합재료 판넬을 제조하고자 한다.

본 발명은 고강도 에폭시(Epoxy)수지에 페놀노블락(Phenol-novolac), 폴리이써이미드(Polyetherimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide) 등의 고내열 수지를 적정량 혼합하여 내열성 ( 250℃, 무게변화 1~2%이내 )과 강도를 극대화시키고 내부 및 외부로부터 발생하는 정전기를 대전하기 위해서 카본블랙 (gride : 10~50㎛)과 탄소나노튜브( Carbonnanotube, 길이 50~300 nm, 폭 10~50nm)를 적정량 혼합하여 충진제로 사용하였다. 또한 고강도를 유지하기 위해 단섬유(Chop)글라스섬유, 우븐(Woven)글라스섬유, 단섬유(Chop) 탄소섬유, 우븐(Woven)탄소섬유 등을 사용하였다.

종래의 금속 및 세라믹, 금속과 세라믹 혼용으로 이루어진 복합 패널등이 PCB납땜 운반용 파렛트로서 안고 있는 문제점을 해결하기 위해 내열 수지를 적정량 혼합하여 각각의 수지의 특성을 극대화하고 충진제 및 섬유등을 첨가 혼합하여 강도 및 전기적 특성을 증대하고 고내열, 고강도 파렛트로써 안정적으로 사용하는데 목적이 있는 것으로서, 이를 다음의 실시 예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시 예 1]

에폭시(Epoxy), 페놀노블락(Phenol-novolac), 폴리아미드이미드(Polyamideimide),폴리이써이미드(Polyetherimide) 등의 고분자 재료 (40 중량%)와 단섬유(Chop)글라스섬유, 우븐(Woven)글라스섬유, 단섬유(Chop) 탄소섬유, 우븐(Woven)탄소섬유 등의 파이버(fiber) 재료(55 중량%)와 카본블랙, 탄소나노튜브 등의 충진제(5중량%)를 혼합하여 온도 100~160℃, 압력 50∼500psi에서30~120분 정도를 가압하여 1차 성형물을 제조한 후, 분쇄기로 1차 성형물을 10~50㎛으로 고루 분쇄한 다음 다시 충진제, 파이버 고분자 재료를 첨가하여 2차 성형을 50~1000psi 압력 하에서 300~350℃ 온도로 30~80분 정도 가압하였다. 2차 성형물에서 변형 및 파손 등이 발견되지 않았으며, 열중량 감소는 250℃에서 1.5중량% 정도로 안정적이며 표면 저항은 10⁵~10⁸Ω이다

[실시 예 2]

[실시 예 1]의 제조조건으로 고분자 재료 (35중량%)와 파이버 재료 (60중량%), 충진제 (5중량%)를 혼합한 재료를 250℃에서 열중량 분석한 결과 1.5%이내의 중량 감소를 보이고 표면 저항도 10⁵~10⁸Ω이다.

[실시 예 3]

[실시 예1]의 제조 조건으로 고분자 재료를 (30중량%)과 파이버 재료(65중량%) 충진제 (5중량%)를 혼합한 재료를 250℃에서 열중량 분석한 결과 1.5% 이내의 중량감소를 보이고 표면저항도 10⁵~10⁸Ω이다.

[실시 예 4]

[실시 예 1]의 제조 조건을 고분자 재료(25중량%)와 파이버 재료(70중량%), 충진제 (5중량%)를 혼합한 재료를 표면이 불량하였다. 이것은 고분자 재료의 부족으로 판다되며 250℃에서 열중량 분석한 결과 1.5% 이내의 중량 감소를 보였지만 표면저항은 10⁵~10⁸Ω정도로 높았다.

위의 실험결과 고분자 재료, 파이버, 충진제를 혼합하여 50~500psi 압력 하에 100~160℃온도로 30~120분 정도로 가압하여 1차 성형물을 제조한 후, 분쇄기로 1차 성형물을 10~50㎛으로 고루 분쇄한 다음 다시 충진제, 파이버, 고분자 재료를 첨가하여 2차 성형을 50~1000psi 압력하에서 300~350℃ 온도로 30~80분 정도 가압하는 것이 전기 전도성, 내열성, 성형상태 등의 특성에 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명의 전기 전도성 및 내열성을 갖는 복합재료 판넬은 내열성이 좋은 수지와 강도를 지지할수 있는 파이버 등을 적당량 혼합하므로써 내열성과 기계적 강도를 증진시키고 충진제로 복합 판넬의 대전 방지 효과를 얻을 수 있었다.

Claims

전기전도성이 좋은 카본블랙, 탄소나노튜브, 충진제 분말재료를 고내열 및 고강도 수지 재료인 에폭시(Epoxy), 페놀노블락(Phenol-novolac), 폴리이써이미드 (Polyetherimide),폴리아미드이미드(Polyamideimide)와 단섬유(Chop)글라스섬유, 우븐(Woven)글라스섬유, 단섬유(Chop) 탄소섬유, 우븐(Woven)탄소섬유 등의 파이버 재료와 일정량 혼합하여 만든 전기전도성 및 내열성을 갖는 복합재료 판넬 재료.
제 1항으로 제조된 PCB 납땜운반용 파렛트 판넬 재료로 50~1000psi 압력 하에 100~350℃온도로 30~120분 정도 가압하는 조건
제 1항의 충진제 재료 5중량%, 고분자재료 25~40중량%와 파이버 55~70중량%으로 이루어진 복합재료 판넬