KR20130120578A - 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 및 그 제조방법 - Google Patents

무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물에 관한 것으로,
상기 도전성 비아 페이스트 조성물은, 하나 이상의 도전성 재료로 이루어진 도전성 재료 혼합물; 및 열경화성 수지 및 열경화성 수지 경화제로 이루어진 열경화성 수지 혼합물을 포함하고, 상기 경화제는 열경화성 수지의 경화 온도를 상기 도전성 재료 혼합물의 소결 온도 이상으로 유지하도록 선택된 것을 특징적 구성으로 포함한다.

Description

무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 및 그 제조방법{VIA PASTE FOR NON-SINTERING CERAMIC HYBRID SUBSTRATE AND PRODUCING METHOD THE SAME}
본 발명은 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 유기-무기 하이브리드 형태의 기판에서는 고온 소성보다는 저온 경화에 의해 기판을 형성하는 연구가 진행되고 있으며 이에 대응하여 열경화 방식의 도전성 비아 페이스트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래, 유리-세라믹스 기반의 회로기판 소재와 비아 페이스트, 인쇄회로 등의 동시 소성을 위해 전도성 필러를 이용하는 경우 700℃ 이상의 온도에서 전도성 분말의 소결이 가능하도록 비아 페이스트를 제작하는 방식에 비해, 경화 방식의 도전성 비아 페이스트의 경우 열처리 온도를 최대 500℃ 이하로 낮출 수 있다는 이점이 얻어진다. 특히 고분자 수지 내에 전도성 필러를 함침시키는 경우 고분자의 열적 안정성 때문에 열처리 온도를 300℃ 이하로 낮추면서도 높은 전기 전도도를 가질 수 있어야 한다.
그러나 최근에는 전자 제품 또는 기판의 고성능화가 진행되면서 낮은 저항과 높은 도전성을 가지는 도전성 비아 페이스트에 대한 요구가 증가하고 있으며, 낮은 저항을 가진 도전성 재료를 통해 전기 전도도를 향상시키는 시도, 열경화성 수지의 개량을 통한 전기 전도도를 향상시키는 시도와 같은 노력이 있어 왔지만 이런 시도들은 제조 비용이나 공정면에서 문제점을 노출하거나 또는 충분한 전기 전도성이 얻어지지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로 열처리 온도는 낮으면서 전기 전도도가 높은 한편 제조 비용면에 있어서도 유리한 도전성 비아 페이스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해 열경화 수지의 경화를 촉진하도록 통상적으로 투여되는 경화제의 선택시, 열경화 수지의 경화 온도를 전도성 재료의 소결 온도보다 높게 유지하도록 경화제를 선택함으로써 전기 전도도를 향상시킨다.
구체적으로 본 발명에 따른 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물은, 하나 이상의 도전성 재료로 이루어진 도전성 재료 혼합물; 및 열경화성 수지 및 열경화성 수지 경화제로 이루어진 열경화성 수지 혼합물을 포함하고, 상기 경화제는 열경화성 수지의 경화 온도를 상기 도전성 재료 혼합물의 소결 온도 이상으로 유지하도록 선택된 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 도전성 재료 혼합물은 100℃ 내지 170℃의 범위에서 소결 시작 온도를 가지도록 선택되고, 상기 경화제는 상기 열경화성 수지의 경화 온도를 170℃ 내지 220℃ 범위에서 유지하도록 선택되는 것이 좋다.
또한 도전성 재료 혼합물은, 1~10㎛ 입자 크기를 가진 구형의 은(Ag) 분말과, 1-20㎛ 입자 크기를 가진 플레이크형 은 분말과, 1-100nm 입자 크기를 가진 은 나노 입자를 포함한다.
또한 열경화성 수지는 에폭시기를 두개 이상 가지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 아민형 에폭시 수지, 나프탈렌 기반 에폭시 수지, 네오펜틸글리콜형 에폭시 수지, 헥산디넬글리콜형 에폭시 수지, 레졸신형 에폭시 수지 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
경화제는 아민계 경화제 및 산무수물계 경화제 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 4,4'-디아미노디페닐 술폰(diaminodiphenyl sulfone), 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드(hexahydro-4-methylphthalic anhydride), 및 메틸 사이클로헥센-1,2-디카르복실 안하이드라이드(methyl cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
또한 전도성 페이스트 조성물은 경화조제를 더 포함하고, 경화조제는, N,N'-디메틸벤질아민(N,N'-dimethyl benzylamine), 2-에틸-4-메틸-이미다졸 (2-ethyl-4-methyl imidazole), 트리페닐포스핀(triphenylphosphine)로 부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수도 있다.
또한 본 발명에 따르면 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물의 제조 방법이 제공되고, 이 방법은, 하나 이상의 도전성 재료로 이루어진 도전성 재료 혼합물과 열경화성 수지를 제공하는 단계; 상기 열경화성 수지에 대한 경화제를 선택하는 단계로서, 상기 열경화성 수지의 경화 온도를 상기 도전성 재료 혼합물의 소결 온도보다 높게 유지하도록 경화제를 선택하는 단계; 상기 도전성 재료 혼합물과, 상기 열경화성 수지와, 상기 경화제를 혼합하는 단계를 포함한다.
도전성 재료 혼합물은 100℃ 내지 170℃의 범위에서 소결 시작 온도를 가지도록 선택되고, 상기 경화제는 상기 열경화성 수지의 경화 온도를 170℃ 내지 220℃ 범위에서 유지하도록 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 열경화성 수지의 경화 온도가 도전성 재료의 소결온도 보다 높은 온도에서 발생하도록 제어하는 경화제를 사용해서 제어함으로써 도전성 페이스트의 전도성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 도전성 비아 페이스트에서의 열경화성 수지를 포함한 경화제 혼합물의 경화 온도를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 도전성 비아 페이스트 조성물을 250℃ 온도에서 1시간 열 경화한 후의 표면 모폴로지(a)와 단면 SEM 사진(b)을 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하도록 한다.
먼저 본 발명의 이해를 돕기 위해, 무소결 세라믹 하이브리드 기판에 대해 설명하면, 무소결 세라믹 하이브리드 기판은 종래의 소성 세라믹 기판과 비교할 때 세라믹과 고분자를 혼용한 후 소결시키지 않는 점이 상이하며, 그 외에는 구조적 구성을 모두 채용할 수 있다. 소성 세라믹 기판의 구조적 구성은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다.
무소결 세라믹 하이브리드 기판은, 적층 후 소성 공정에 의해 유기물이 제거되고 세라믹만 남게 되는 세라믹 그린시트와 달리, 바인더 수지가 비교적 저온에서의 경화 또는 가교에 의해 고분자 매트릭스를 형성하고 그 내부에 세라믹 분말이 분산되어 있는 형태로 존재할 수 있다.
예를 들어, 알루미나, 실리카, 티탄산바륨, 또는 티탄산스트론튬 등의 세라믹 분말을 에폭시 수지와 같은 유기물과 함께 시트형태로 성형한 후 여러 장을 쌓아 진공가열가압적층기로 적층함으로써 형성되는 다층 세라믹 하이브리드 기판이 만들어질 수 있다.
또 다른 예로서, 세라믹 분말을 고밀도로 패킹한 후 고분자용액을 함침시키는 방법으로 공극을 채우고 건조 후 경화시키는 것을 반복하는 것으로 무소결 세라믹 하이브리드 기판을 만들 수도 있다. 이 방법을 이용하면 상기 시트 형태를 이용하는 것보다 더 높은 충진율을 얻을 수 있는 장점이 알려져 있다.
본 발명에 따른 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물에 대해 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 도전성 비아 페이스트 조성물은 가열에 의해 경화되는 가열 경화 방식의 도전성 비아 페이스트 조성물로서,
하나 또는 복수의 도전성 재료로 이루어진 도전성 재료 혼합물; 열경화성 수지 및 경화제로 이루어진 열경화성 수지 재료 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 도전성 비아 페이스트는, 낮은 저항율과 높은 전기 전도도를 구현하기 위해 경화제에 의한 새로운 경화 반응을 촉진하도록 구성된다. 경화제에 의한 새로운 경화 반응이란 경화제에 의해 열경화성 수지의 경화 온도를 도전성 재료 혼합물의 융합 온도보다 높게 유지하는 것을 의미한다. 즉, 본 발명에서는 열 경화성 수지의 경화 온도를 도전성 재료의 융합 온도보다 높게 제어함으로써 도전성 부재간의 융합 접속이 액체 상태인 열경화성 수지 내에서 충분하게 진행되도록 유도함으로써 높은 전기 전도도를 갖게 한다.
[도전성 재료 혼합물]
본 발명에 따른 도전성 재료 혼합물은 하나 또는 그 이상의 도전성 재료를 포함한다. 본 발명에 따른 도전성 재료는 전기 전도도가 높고 낮은 융점을 가지는 금속, 예를 들면, 은 분말, 구리 분말, 은 코팅된 금속 분말 등을 포함할 수 있지만 바람직하게는 전도성이 좋은 은 분말을 사용하는 것이 좋다.
또한 본 발명에 따른 전도성의 금속 분말은 평균 입자의 크기가 1~10㎛ 입자 크기를 가진 구형의 금속 분말과, 1~20㎛의 입자 크기를 가진 플레이크형 금속 분말, 및 1~100nm의 금속 나노 입자 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 이용할 수도 있다(이하 마이크로미터 단위의 입자는 미세 분말, 나노미터 단위의 입자는 초미세 분말이라고 함). 플레이크 상의 금속 분말만을 사용하는 경우 금속 입자간의 접촉 면적은 크게 할 수 있지만 입자 크기가 더 작은 구형의 금속 분말과 은나노 입자를 사용함으로써 도전 분말간의 조밀도가 증가하여 금속 분말의 융합 결합이 더 촉진될 수 있다.
전술한 도전성 재료의 금속은 도전성 비아 페이스트에 사용되는 도전성 재료의 일례를 나타낸 것으로 본 발명은 상기 예로 제한되는 것은 아니며, 대략 100℃~170℃의 온도 범위 내에서 금속의 소결이 시작되는 도전성 재료라면 제한 없이 사용될 수 있다.
[열경화성 수지 혼합물]
본 발명에 있어서 열경화성 수지 혼합물은 열경화성 수지 및 경화제를 포함한다. 바람직하게 바인더로서의 열경화성 수지로는 내열성 및 접합성이 우수한 에폭시 수지를 이용하는 것이 바람직하며, 상온에서 고상이거나 액상인 것을 이용할 수 있다. 특히 건조수축을 최소화하기 위해서는 고상인 열경화성 수지보다는 액상인 열경화성 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
에폭시 수지로서 에폭시기를 두개 이상 가지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 아민형 에폭시 수지, 나프탈렌 기반 에폭시 수지, 네오펜틸글리콜형 에폭시 수지, 헥산디넬글리콜형 에폭시 수지, 레졸신형 에폭시 수지를 예로 들 수 있는데, 이들 에폭시 수지는 도전성 페이스트의 특성을 저해하지 않는 범위 내에서 단독으로 또는 어느 하나 이상을 서로 혼합하여 사용할 수도 있다.
다음으로 본 발명에 따른 경화제에 대해 설명한다. 통상적으로 열경화성 수지의 경화제는 사용된 열경화성 수지에 대응하여 열경화 작용을 촉진하도록 선택되는데, 본 발명에 따른 경화제는 열경화성 수지의 경화 온도를 전술한 도전성 재료의 융점 이상으로 조절하기 위해 선택되어 진다.
열경화성 수지로서 에폭시 수지가 사용된 경우 본 발명에 따른 경화제는 아민계 경화제, 폴리 아미드계 경화제, 산 및 산무수물류계 경화제, 페놀류 경화제, 이미다졸류 경화제를 사용할 수 있지만 본 발명은 이들 경화제로 한정되는 것은 아니며, 상기 사용된 열경화성 수지의 열경화 온도를 상기 사용된 도전성 재료의 금속의 융점 온도보다 높게 유지할 수 있는 것이라면 제한없이 사용될 수 있지만, 열경화성 수지의 경화 시작 온도를 대략 170℃ 내지 220℃ 내에서 유지할 수 있는 경화제를 선택하는 것이 좋다.
구제적으로 도전 재료로서 은 분말 혼합물(미세 은 분말 + 초미세 은 분말)이 사용되고, 열경화성 수지로서 에폭시 수지가 사용된 경우, 160℃의 소결 온도를 지닌 전도성 재료인 은 분말의 혼합물에 대해서 경화성 수지의 경화 온도를 170℃ 이상으로 유지할 수 있는 경화제가 선택되어 사용될 수 있다.
이 중에서 아민계 경화제로 4,4'-디아미노디페닐 술폰(diaminodiphenyl sulfone)이 사용될 수 있고, 이때의 경화 조제는 N,N'-디메틸벤질아민(N,N'-dimethyl benzylamine), 2-에틸-4-메틸-이미다졸 (2-ethyl-4-methyl imidazole), 트리페닐포스핀(triphenylphosphine) 등이 사용될 수 있다.
또한 산무수물계 경화제로서 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드(hexahydro-4-methylphthalic anhydride), 경화조제로는 트리페닐포스핀(triphenylphosphine)이 사용될 수 있지만, 전술한 아민계와 동일한 경화조제가 첨가될 수도 있다.
또한 산무수물계 경화제로서 메틸 사이클로헥센-1,2-디카르복실 안하이드라이드(methyl cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride)를 사용하고 적당한 경화조제를 배합하여도 좋다.
이 경우 도전 재료인 은 입자의 소결 온도는 160℃인 반면 열경화성 수지 혼합물의 경화는 170℃로부터 시작하여 수지 혼합물의 경화가 시작되기 전 은 입자의 융합이 먼저 발생되어 은 입자간의 융합이 수지 혼합물의 경화에 의해 방해되지 않아 도전 재료인 은 입자의 접속성이 좋아지게 되고 결과적으로 도전성 페이스트의 전기전도도가 비약적으로 향상될 수 있다.
경화제의 사용량은 도전 재료의 사용량 및 열경화 수지의 사용량에 따라 변경가능한데 열경화 수지의 접착성을 해치지 않고 또한 도전성 페이스트의 점도 등을 고려하여 선택되어야만 한다. 예시적으로, 열경화 수지로서 에폭시 수지가 사용된 경우 에폭시기 1.0 당량 경화제 중의 반응 활성기의 총량이 0.3 내지 1.3 당량의 사이, 바람직하게는 0.7 내지 1.0 당량인 것인 것이 바람직하다.
[용제]
본 발명에 따른 용제는 열경화성 수지를 용해하는 동시 도전성 재료 분말을 양호하게 분산시킬 수 있으며, 도전 페이스트 조성물의 점도를 조절하기 위해 채용되는데, 도전성 페이스트 조성물의 비아에 적합한 점도, 표면 장력, 증기압, 비등점을 가지도록 그 배합량이 조절된다.
전술한 에폭시 수지의 용제로서 예를 들면 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(부틸 카르비톨 아세테이트), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(카르비톨 아세테이트), 메틸 에틸 케톤, 알파-터피놀(α-terpineol), 셀로솔브 아세테이트(cellosolve) 중 하나 또는 이들의 혼합물을 포함할 수도 있다.
[기타 첨가제]
본 발명의 도전성 페이스트에는 필요에 따라 가소제, 커플링제, 계면활성제, 강성계량제와 같은 각종 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 일례로 열경화성 수지와의 적합성을 향상시키기 위해 상기 전도성 분말은 커플링제로 처리되는 것이 좋으며, 예를 들면, 실란계 또는 티타네이트계 커플링제가 사용될 수도 있다. 또한 전도성 분말의 분산성 향상을 위하여 분산제를 더 첨가하여 사용해도 좋다.
[실시예]
이하 본 발명에 따른 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물의 일례를 기술한다. 이 실시예는 본 발명의 일례를 설명하기 위한 것으로 본 발명이 아래의 실시예로 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명에 따른 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물의 일례를 기술한다. 이 실시예는 본 발명의 일례를 설명하기 위한 것으로 본 발명이 아래의 실시예로 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
- 도전성 재료 혼합물:
1.6㎛의 구형 미세 은 분말 (HP-0712, 희성금속)
7.36㎛의 플레이크형 미세 은 분말 (HP0202F1, 희성금속),
30nm의 초미세 은나노 입자 분말를 포함한 은 나노 입자 분산 용액 (S30, Ag 34 wt% in α-terpineol, AMES GOLDSMITH CO.)
- 열 경화성 수지 : 액상 페놀노볼락 에폭시 (YDPN-631, 국도화학)
- 경화제: 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드(HMPA: hexahydro-4-methylphthalic anhydride)
- 경화조제: 트리페닐포스핀(TPP: Triphenylphosphine)
- 첨가제: 커플링제(KBM-403), 분산제(BYK-111)
- 용제 : 알파-터피놀(α-terpineol)
이때 상기 조성물의 첨가량은 다음의 표 1과 같다.
조성물 Code 첨가량 (g)
Filler HP-0712 25
HP0202F1 15
S30 32.7
Resin YDPN-631 2.3
Hardener HMPA 2.200
Additive TPP 0.0115
KBM-403 0.05
Dispersant BYK-111 0.5
Total 78.7615
상기 조성물로 이루어진 실시예에서 도전성 페이스트의 제조 방법은 다음과 같다.
먼저 용제에 은 나노 입자 분말 용액 32.7g에, 에폭시 수지로서 액상 페놀 노볼락 에폭시 2.3g과, 경화제로서 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드 2.2g과, 경화조제 0.0115g을 투입하여 용해시켰다.
그리고 각 첨가제들인 커플링제와 분산제를 미량 투입하여 고속 믹싱 후, 상기 혼합물을 핫 플레이트(hot plate) 위에 얹고 용제가 일부 증발하여 점도가 높아질 때까지 가열 건조하였다. 이때 과도한 열이 가해져 페이스트가 경화되지 않도록 적정한 온도를 유지할 수 있게 해야 한다.
용매가 증발된 후 남은 혼합물에, 마이크로 사이즈의 구형 은 분말 25g과 플레이크형 은 분말 15g을 투입하고 다시 고속 믹싱하고(점도조절을 위해 터피놀을 더 첨가할 수 있음), 이후 3롤 밀을 이용하여 페이스트화 하였다. 이어서, 200℃, 230℃, 250℃에서 각각 1시간씩 경화된 페이스트의 전도도를 평가하였다.
- 전도도 평가시 경화(Curing) 조건 : 200℃, 230℃, 또는 250℃, 1시간
- 전기전도도 측정 : 미츠비시 케미칼(Mitsubishi Chemical)사의 로레스타-GP(Loresta-GP)를 이용하여 측정함.
경화 온도 저항 (Ω) 면저항 (Ω/sq) 체적 저항(Ωcm) 전기전도도 (S/cm)
200 8.939E-03 2.882E-02 3.879E-05 2.5992E+04
230 3.313E-03 1.068E-02 1.435E-05 7.0014E+04
250 2.271E-03 7.322E-03 8.984E-06 1.1245E+05
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 각각의 경화 온도에서 본 발명에 따라 제작된 도전성 페이스트는 체적 저항 및 전기 전도도가 비약적으로 향상되었음을 알 수 있다.
도 1은 온도에 따른 DSC 변화를 나타낸 도면이고, 도 2는 250℃의 온도에서 본 발명에 따른 페이스트 조성물을 한시간 열경화한 후 표면 모폴로지(a)와 단면 SEM 사진(b)을 나타낸 도면으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는 은 입자들의 소결이 160℃에서 일어나는데 반해 열경화성 수지를 포함하는 경화제 혼합물을 은 입자의 소결 온도인 160℃ 보다 높은 170℃ 부근의 온도에서 경화가 진행됨에 따라 은 입자의 소결 결합이 열경화성 수지의 응고에 의한 방해 없이 진행되어 도전성 페이스트의 전기 전도도가 비약적으로 향상됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물에 있어서,
    상기 도전성 비아 페이스트 조성물은,
    하나 이상의 도전성 재료로 이루어진 도전성 재료 혼합물; 및
    열경화성 수지 및 열경화성 수지 경화제로 이루어진 열경화성 수지 혼합물을 포함하고,
    상기 경화제는 열경화성 수지의 경화 온도를 상기 도전성 재료 혼합물의 소결 온도 이상으로 유지하도록 선택된 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 재료 혼합물은 100℃ 내지 170℃의 범위에서 소결 시작 온도를 가지도록 선택되고, 상기 경화제는 상기 열경화성 수지의 경화 온도를 170℃ 내지 220℃ 범위에서 유지하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 재료 혼합물은,
    1~10㎛ 입자 크기를 가진 구형의 은(Ag) 분말과,
    1-20㎛ 입자 크기를 가진 플레이크형 은 분말과,
    1-100nm 입자 크기를 가진 은 나노 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 에폭시기를 두개 이상 가지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 아민형 에폭시 수지, 나프탈렌 기반 에폭시 수지, 네오펜틸글리콜형 에폭시 수지, 헥산디넬글리콜형 에폭시 수지, 레졸신형 에폭시 수지 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 경화제는 아민계 경화제 및 산무수물계 경화제 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 경화제는 4,4'-디아미노디페닐 술폰(diaminodiphenyl sulfone), 헥사하이드로-4-메틸프탈릭 안하이드라이드(hexahydro-4-methylphthalic anhydride), 및 메틸 사이클로헥센-1,2-디카르복실 안하이드라이드(methyl cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride) 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    경화조제를 더 포함하고,
    상기 경화조제는, N,N'-디메틸벤질아민(N,N'-dimethyl benzylamine), 2-에틸-4-메틸-이미다졸 (2-ethyl-4-methyl imidazole), 트리페닐포스핀(triphenylphosphine)로 부터 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물.
  8. 무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물의 제조 방법으로서,
    하나 이상의 도전성 재료로 이루어진 도전성 재료 혼합물과 열경화성 수지를 제공하는 단계;
    상기 열경화성 수지에 대한 경화제를 선택하는 단계로서, 상기 열경화성 수지의 경화 온도를 상기 도전성 재료 혼합물의 소결 온도보다 높게 유지하도록 경화제를 선택하는 단계;
    상기 도전성 재료 혼합물과, 상기 열경화성 수지와, 상기 경화제를 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 도전성 재료 혼합물은 100℃ 내지 170℃의 범위에서 소결 시작 온도를 가지도록 선택되고, 상기 경화제는 상기 열경화성 수지의 경화 온도를 170℃ 내지 220℃ 범위에서 유지하도록 선택되는 것을 특징으로 하는
    무소결 세라믹 하이브리드 기판의 층간 접속을 위한 도전성 비아 페이스트 조성물의 제조 방법.
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