KR20150114603A - Nano copper oxide ink composition, substrate using the same and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a nano-copper-oxide ink composition, a wiring substrate manufactured by using the same, and a method for producing the same. The purpose of the present invention is to form a wiring pattern without damage to a flexible wiring substrate such as a flexible printed circuit board. The present invention provides the nano-copper-oxide ink composition including nano-oxide-copper particles having copper oxide films, a reduction agent which forms nano-copper-particles by reducing oxidized copper by light irradiation, a dispersant, a binder, and a solvent. In addition the present invention provides a method for manufacturing a wiring substrate and a wiring substrate manufactured by the same. The method for manufacturing a wiring substrate includes: a screen printing step of forming a preliminary wiring pattern by performing screen printing on a flexible substrate body by using the nano-copper-oxide ink composition; a drying step of drying the screen-printed preliminary wiring pattern; and a light sintering step of reducing and sintering oxidized copper of the nano-copper-oxide particles included in the preliminary wiring pattern by irradiating the dried preliminary wiring pattern with light, and consequently forming a wiring pattern on the substrate body.

Description

나노산화구리 잉크 조성물, 그를 이용한 배선기판 및 그의 제조 방법{Nano copper oxide ink composition, substrate using the same and manufacturing method thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nano-copper oxide ink composition, a wiring board using the same, and a method of manufacturing the same.

본 발명은 잉크 조성물 및 그를 이용한 배선기판의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구리산화막이 있는 나노구리입자를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물, 그를 이용한 배선기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ink composition and a method for producing a wiring board using the composition, and more particularly, to a nano-oxide copper ink composition containing nanoporous particles having a copper oxide film, a wiring board using the same, and a method of manufacturing the same.

현재 인쇄전자기술에서 사용되고 도전성 잉크는 주로 디스플레이 패널, 태양 전지판, 디지타이저(digitizer), 인쇄회로기판 등과 같은 배선기판의 배선 패턴으로 사용되고 있다.Currently used in printed electronics, conductive inks are used primarily as wiring patterns for wiring boards such as display panels, solar panels, digitizers, and printed circuit boards.

이러한 도전성 잉크로는 은(Ag)을 포함하는 은 잉크, 은 페이스트가 주로 사용되고 있다. 은을 포함하는 도전성 잉크에는 은 이외에 금, 백금, 팔라듐 등의 금속 입자가 포함될 수 있다.As such conductive ink, silver ink and silver paste containing silver (Ag) are mainly used. The conductive ink containing silver may contain metal particles such as gold, platinum, and palladium in addition to silver.

하지만 은 잉크 또는 은 페이스트는 열 소결 공정을 통해 배선기판에 배선 패턴을 형성하고 있으나, 도전성 잉크에 포함되는 은의 가격이 매우 고가이기 때문에, 도전성 잉크를 이용하여 배선 패턴을 형성하는 경우 해당 배선기판의 제조 원가를 낮추는데 한계가 있다. 또한, 열 소결 공정이 요구되어 기판 선정 혹은 잉크 선정에 많은 한계가 있다.However, silver or silver paste forms a wiring pattern on a wiring board through a thermal sintering process. However, since silver contained in the conductive ink is very expensive, when a wiring pattern is formed using conductive ink, There is a limit to lower manufacturing costs. In addition, a thermal sintering process is required and there are many limitations in substrate selection or ink selection.

최근에는 도전성 잉크에 은 입자 대신 구리 입자를 포함시켜 가격이 저렴한 도전성 잉크를 이용한 배선 패턴을 구현하기 위한 기술이 개발되고 있다.In recent years, techniques for implementing a wiring pattern using a conductive ink having a low price by including copper particles instead of silver particles in a conductive ink have been developed.

그러나 순수 나노구리입자는 은 입자에 비해서 가격이 저렴한 편이긴 하지만, 합성 수율이 낮기 때문에 가격이 비싼 편이다.However, pure nano-copper particles are cheaper than silver particles, but are expensive because of low synthesis yield.

또한 구리 입자를 포함하는 도전성 잉크로 배선 패턴을 형성할 경우, 도전성 잉크에 포함된 각 구리 입자의 표면에 쉽게 구리 산화막이 형성되기 때문에 배선 패턴의 전기 저항이 매우 높아져 배선 패턴으로서의 기능을 수행하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.In addition, when a wiring pattern is formed using a conductive ink containing copper particles, since a copper oxide film is easily formed on the surface of each copper particle contained in the conductive ink, the electrical resistance of the wiring pattern becomes very high, Problems can arise.

이로 인해 각 구리 입자의 표면에 구리 산화막이 형성되지 않도록 하기 위해서는 불활성 기체 분위기 하에서 300℃ 이상의 높은 온도로 1 시간 내지 3시간 소성을 해야 한다. 그런데 불활성 기체 분위기 하에서 고온으로 장시간 소성을 할 경우, 오히려 은 입자를 사용하는 도전성 잉크에 비하여 생산 단가가 더 증가하는 문제가 발생할 수 있다.In order to prevent the copper oxide film from being formed on the surface of each copper particle, it is necessary to perform the firing at an elevated temperature of 300 ° C or more for 1 hour to 3 hours under an inert gas atmosphere. However, when the firing is performed at a high temperature for a long time under an inert gas atmosphere, the production cost may be higher than that of the conductive ink using silver particles.

또한 300℃ 이상의 고온에 배선기판이 노출될 경우, 배선기판 자체가 손상되는 문제가 발생될 수 있다. 특히 플렉서블 인쇄회로기판(flexible printed circuit board; FPCB)과 같이 얇은 연성 배선기판의 경우 고온에 취약하기 때문에, 플렉서블 인쇄회로기판의 제조용으로 구리 입자가 포함된 도전성 잉크를 사용할 수 없는 문제점을 안고 있다.In addition, when the wiring board is exposed to a high temperature of 300 DEG C or more, the wiring board itself may be damaged. In particular, in the case of a thin flexible wiring board such as a flexible printed circuit board (FPCB), the conductive ink containing copper particles can not be used for the production of a flexible printed circuit board because it is vulnerable to high temperatures.

한국등록특허 제10-1276237호(2013.06.12.)Korean Registered Patent No. 10-1276237 (June 13, 2013)

따라서 본 발명의 목적은 배선기판의 제조 공정 시간과 제조 비용을 줄이고, 짧은 광 조사를 통한 소결 공정으로 배선기판의 손상을 억제할 수 있는 나노산화구리 잉크 조성물, 그를 이용한 배선기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a nano-oxide copper ink composition capable of reducing the manufacturing process time and manufacturing cost of a wiring board and suppressing damage to the wiring board by a sintering process through short light irradiation, a wiring board using the same, .

본 발명의 다른 목적은 플렉서블 인쇄회로기판과 같은 얇은 연성 배선기판의 손상 없이 배선 패턴을 형성할 수 있는 나노산화구리 잉크 조성물, 그를 이용한 배선기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a nano-copper oxide ink composition capable of forming a wiring pattern without damaging a thin flexible wiring board such as a flexible printed circuit board, a wiring board using the same, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 순수 구리 입자에 비해서 제조 원가는 낮지만 양호한 전기전도성을 갖는 배선 패턴을 형성할 수 있는 나노산화구리 잉크 조성물, 그를 이용한 배선기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a nano-oxide copper ink composition which can form a wiring pattern having a lower manufacturing cost than that of pure copper particles but having good electrical conductivity, a wiring board using the same, and a method of manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 알데하이드계 화합물, 아스코르브산을 포함하는 산, 인계 화합물 또는 금속계 환원제를 포함하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a nano-sized copper oxide particle having a copper oxide film, an aldehyde-based compound formed by reducing copper oxidized by light irradiation to form nanoporous particles, an acid containing ascorbic acid, There is provided a nano-oxide copper ink composition comprising a reducing agent including a reducing agent, a dispersant, a binder and a solvent.

본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물에 있어서, 상기 나노산화구리입자는 나노구리입자의 표면에 구리산화막이 500nm 이하의 두께로 형성되고, 입자 크기가 1㎛ 미만일 수 있다.In the nano-oxide-copper ink composition according to the present invention, the nano-sized copper oxide particles may have a thickness of 500 nm or less and a particle size of less than 1 mu m on the surface of the nano-copper particles.

본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물에 있어서, 상기 분산제는 아민계 고분자 분산제, 카복실산기를 갖는 탄화수소계 고분자 분산제 또는 극성기를 갖는 고분자 분산제를 포함할 수 있다.In the nanocomposite copper ink composition according to the present invention, the dispersant may include an amine-based polymer dispersant, a hydrocarbon-based polymer dispersant having a carboxylic acid group, or a polymer dispersant having a polar group.

본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물에 있어서, 상기 바인더는 PVP, PVA 및 PVC, 셀룰로오스계 수지, 폴리 염화비닐수지, 공중합 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 아크릴 수지, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합 수지, 부티랄 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 로진에스테르 수지, 폴리에스테르 수지 또는 실리콘을 포함할 수 있다.In the nanocomposite copper ink composition according to the present invention, the binder may be at least one selected from the group consisting of PVP, PVA and PVC, a cellulose resin, a polyvinyl chloride resin, a copolymer resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyvinyl pyrrolidone resin, A vinyl-acrylic ester copolymer resin, a butyral resin, an alkyd resin, an epoxy resin, a phenol resin, a rosin ester resin, a polyester resin or silicone.

본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물에 있어서, 상기 용매는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; EG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 디베이식 에스테르(Dibasic ester; DBE), 카르비톨 아세테이트(Carbitol acetate; CA), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether; DPM 또는 DPGME), 부틸카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate; BCA), 부틸카비톨(Butyl carbitol; BC), 텍산올(texanol), 테르피테올(terpineol) 또는 부틸아크릴레이트(butyl acrylate; BA)를 포함할 수 있다.In the nano-oxide-copper ink composition according to the present invention, the solvent is selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), dibasic ester (DBE), carbitol acetate CA), dipropylene glycol methyl ether (DPM or DPGME), butyl carbitol acetate (BCA), butyl carbitol (BC), texanol, Terpineol or butyl acrylate (BA).

본 발명은 또한, 기판 몸체 위에 구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물을 스크린 프린팅하여 예비 배선 패턴을 형성하는 스크린 프린팅 단계; 스크린 프린팅된 예비 배선 패턴을 건조시키는 건조 단계; 및 건조된 예비 배선 패턴에 광을 조사하여 상기 예비 배선 패턴에 포함된 상기 나노산화구리입자의 산화된 구리를 환원시키고 소결하여 상기 기판 몸체 위에 배선 패턴을 형성하는 광 소결 단계;를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a nano-oxide copper ink composition comprising a nano-oxide copper particle having a copper oxide film on a substrate body, a reducing agent for reducing copper oxidized by light irradiation to form nano copper particles, a dispersant, A screen printing step of printing to form a preliminary wiring pattern; A drying step of drying the screen-printed preliminary wiring pattern; And a light sintering step of irradiating light onto the dried preliminary wiring pattern to reduce and sinter the oxidized copper of the nano-sized copper oxide particles contained in the preliminary wiring pattern to form a wiring pattern on the substrate body, A method for producing a wiring board using a copper ink composition is provided.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법은, 상기 스크린 프린팅 단계 이전에 수행되는, 구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 혼합하여 나노산화구리 잉크 조성물을 제조하는 단계; 및 제조된 나노산화구리 잉크 조성물을 상온에서 에이징하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing a wiring board according to the present invention is a method for manufacturing a wiring board, comprising: a step of forming a nano-copper oxide particle having a copper oxide film, which is performed before the screen printing step, a reducing agent for reducing copper oxidized by light irradiation to form nanoporous particles, And a solvent to prepare a nanocomposite copper ink composition; And aging the prepared nano-oxide copper ink composition at room temperature.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법에 있어서, 상기 스크린 프린팅 단계에서, 상기 예비 배선 패턴은 선폭 50 내지 100㎛, 두께 5 내지 10㎛로 상기 기판 몸체 위에 스크린 프린팅되어 형성될 수 있다.In the method of manufacturing a wiring board according to the present invention, in the screen printing step, the preliminary wiring pattern may be formed by screen printing on the substrate body with a line width of 50 to 100 탆 and a thickness of 5 to 10 탆.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법에 있어서, 상기 건조 단계에서, 상기 예비 배선 패턴에 60 내지 100℃의 열풍 또는 적외선을 제공하여 상기 예비 배선 패턴에 포함된 용매를 제거할 수 있다.In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, in the drying step, hot air or infrared rays of 60 to 100 ° C may be supplied to the preliminary wiring pattern to remove the solvent contained in the preliminary wiring pattern.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법에 있어서, 상기 광 소결 단계에서, 상기 예비 배선 패턴에 단색의 펄스 광을 조사하여 환원 및 소결할 수 있다.In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, in the light sintering step, the preliminary wiring pattern can be reduced and sintered by irradiating monochromatic pulsed light.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법에 있어서, 상기 단색의 펄스 광은 펄스 폭 100㎲ 내지 1000㎲, 펄스 갭 0.01ms 내지 1ms, 출력 전압 100 내지 400V, 펄스 수 1 내지 10번, 강도 5 J/㎠ 내지 20 J/㎠인 백색광일 수 있다.In the method of manufacturing a wiring board according to the present invention, the monochromatic pulse light has a pulse width of 100 to 1000 占 퐏, a pulse gap of 0.01 to 1 ms, an output voltage of 100 to 400 V, a pulse number of 1 to 10, Lt; 2 > to 20 J / cm < 2 >.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법에 있어서, 상기 단색의 펄스 광은 제논 플레쉬 램프로부터 발생된 백색광을 이용할 수 있다.In the method for manufacturing a wiring board according to the present invention, the monochromatic pulsed light may use white light generated from a xenon flash lamp.

본 발명에 따른 배선기판의 제조 방법에 있어서, 상기 광 소결 단계에서, 상기 예비 배선 패턴의 두께가 9㎛ 미만인 경우 상기 단색의 펄스 광의 펄스 수는 1이고, 두께가 9㎛ 이상인 경우 상기 단색의 펄스 광의 펄스 수는 2 이상일 수 있다.In the method of manufacturing a wiring board according to the present invention, in the light sintering step, when the thickness of the preliminary wiring pattern is less than 9 mu m, the pulse number of the monochromatic pulse light is 1 and when the thickness is 9 mu m or more, The number of pulses of light may be two or more.

그리고 본 발명은 또한 전술된 배선기판의 제조 방법으로 제조된 배선기판을 제공한다.The present invention also provides a wiring board manufactured by the above-described method for manufacturing a wiring board.

본 발명에 따르면, 도전성 잉크의 소재로 구리산화막이 있는 저가의 나노구리입자(이하 '나노산화구리입자'라 함)를 사용하여 배선기판의 배선 패턴을 형성함으로써, 배선기판의 제조 비용을 절감할 수 있다. 즉 순수 나노구리입자에 비해서 저가인 나노산화구리입자를 포함하는 도전성 잉크를 이용하여 배선기판의 배선 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 배선기판의 제조 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost of the wiring board by forming the wiring pattern of the wiring board by using low-cost nano copper particles (hereinafter referred to as " nano-sized copper particles ") having a copper oxide film as the material of the conductive ink . In other words, since the wiring pattern of the wiring board can be formed by using the conductive ink containing the nano-sized copper oxide particles which are lower in cost than the pure nano-copper particles, the manufacturing cost of the wiring board can be reduced.

또한 나노산화구리입자를 포함하는 도전성 잉크를 배선기판에 프린팅한 후 소결할 때 열 소결이 아닌 짧은 광 조사를 통한 소결 공정을 통하여 나노구리입자의 표면에 형성된 구리산화막을 제거할 수 있기 때문에, 공정 시간을 줄이고, 짧은 광조사를 통한 소결 공정으로 배선기판의 손상을 억제할 수 있다. 이때 나노산화구리입자는 광 소결 전에 절연 상태이지만, 광 소결을 통하여 순수 나노구리입자로 환원되기 때문에, 전기전도성을 갖는 구리 소재의 배선 패턴을 형성할 수 있다.In addition, since the copper oxide film formed on the surface of the nanoporous particles can be removed through a sintering process through short light irradiation instead of thermal sintering when the conductive ink containing nano-sized copper oxide particles is printed on the wiring substrate and then sintered, The time can be reduced and the damage of the wiring board can be suppressed by the sintering process through the short light irradiation. At this time, the nano-copper oxide particles are insulated before photo-sintering but are reduced to pure nano-copper particles through photo-sintering, so that a wiring pattern of a copper material having electrical conductivity can be formed.

이로 인해 디지타이저에 이용되는 플렉서블 인쇄회로기판의 기판 몸체에 본 발명에 따른 도전성 잉크를 이용하여 기판 몸체의 손상 없이 배선 패턴을 형성할 수 있다.Therefore, the wiring pattern can be formed without damaging the substrate body by using the conductive ink according to the present invention on the substrate body of the flexible printed circuit board used for the digitizer.

또한 구리산화막이 있는 나노구리입자를 포함하는 도전성 잉크를 이용하여 배선기판에 배선 패턴을 형성할 때, 스크린 프린팅 방법으로 배선 패턴을 고종횡비를 갖도록 형성할 수 있다. 즉 배선기판의 신호 전달 속도는 저항에 좌우되기 때문에, 배선 패턴이 고종횡비를 갖도록 스크린 프린팅 방법으로 형성할 수 있다.When a wiring pattern is formed on a wiring substrate using a conductive ink containing nano copper particles having a copper oxide film, the wiring pattern can be formed to have a high aspect ratio by a screen printing method. That is, since the signal transmission speed of the wiring board depends on the resistance, the wiring pattern can be formed by a screen printing method so as to have a high aspect ratio.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 3 내지 도 6은 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들로서,
도 3은 배선기판을 보여주는 단면도이다.
도 4는 배선기판 위에 나노산화구리 잉크 조성물을 스크린 프린팅하여 예비 배선 패턴을 형성하는 단계를 보여주는 단면도이다.
도 5는 스크린 프린팅된 예비 배선 패턴을 건조하는 단계를 보여주는 단면도이다.
도 6은 광 소결을 통하여 예비 배선 패턴을 배선 패턴으로 형성하는 단계를 보여주는 단면도이다.
도 7은 광 소결 전의 예비 배선 패턴 및 광 소결 후의 배선 패턴을 보여주는 사진이다.
도 8 내지 도 10은 광 소결된 배선 패턴을 보여주는 사진들이다.
도 11은 광 소결 시 20J/cm2의 광 소결된 배선 패턴을 보여주는 사진이다.1 is a block diagram schematically showing an apparatus for manufacturing a wiring board using a nano-oxide-copper ink composition according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a wiring board using a nano-oxide-copper ink composition according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 to 6 are views showing respective steps according to the manufacturing method of FIG. 2,
3 is a cross-sectional view showing a wiring substrate.
4 is a cross-sectional view showing a step of screen printing the nano-oxide-copper ink composition on the wiring board to form a preliminary wiring pattern.
5 is a cross-sectional view showing a step of drying a screen-printed preliminary wiring pattern.
6 is a cross-sectional view showing a step of forming a preliminary wiring pattern into a wiring pattern through light sintering.
7 is a photograph showing a preliminary wiring pattern before light sintering and a wiring pattern after light sintering.
Figs. 8 to 10 are photographs showing a photo-sintered wiring pattern.
11 is a photograph showing a photo-sintered wiring pattern of 20 J / cm 2 at the time of light sintering.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, only parts necessary for understanding embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted to the extent that they do not disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely preferred embodiments of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention, so that various equivalents And variations are possible.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물은 구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 포함한다.The nano-oxide copper ink composition according to the present invention includes nano-sized copper oxide particles having a copper oxide film, a reducing agent that forms copper nanoparticles by reducing copper oxidized by light irradiation, a dispersant, a binder, and a solvent.

나노산화구리입자는 부도체이지만 광 조사에 의해 전도기전도성을 갖는 순수 나노구리입자로 변환되어 도전체의 소스로 사용되는 소재이다. 나노산화구리입자는 코어-쉘(core-shell) 타입의 입자로서, 나노구리입자의 표면에 구리산화막이 500nm 이하의 두께로 형성되고, 입자 크기가 1㎛ 미만일 수 있다. 이때 구리산화막이 500nm 이하의 두께를 갖는 나노산화구리입자를 사용하는 이유는, 구리산화막의 두께가 500nm를 초과하는 경우 광 조사에 의해 구리산화막 중 일부가 구리로 환원되지 않는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.The nanoporous copper oxide particles are non-conductive but converted to pure nanoparticles having conductive conductivity by light irradiation to be used as a conductor source. The nano-copper oxide particles are core-shell type particles, and a copper oxide film is formed on the surface of the nano-copper particles to a thickness of 500 nm or less, and the particle size may be less than 1 탆. At this time, the reason why the copper oxide film has the thickness of 500 nm or less is used because if the thickness of the copper oxide film exceeds 500 nm, a part of the copper oxide film may not be reduced to copper by light irradiation Because.

환원제는 광 조사를 받아 나노산화구리입자의 구리산화막을 구리로 환원시킨다. 즉 환원제는 나노산화구리입자를 순수 나노구리입자로 변환시킨다. 이러한 환원제로는 아민계 고분자 분산제, 카복실산기를 갖는 탄화수소계 고분자 분산제 또는 극성기를 갖는 고분자 분산제를 사용할 수 있다.The reducing agent reduces the copper oxide film of the nano-sized copper oxide particles to copper by light irradiation. That is, the reducing agent converts nanoporous copper particles into pure nanoporous particles. As such a reducing agent, an amine-based polymer dispersant, a hydrocarbon-based polymer dispersant having a carboxylic acid group, or a polymer dispersant having a polar group can be used.

예컨대 환원제로는 포름알데하이드, 아세트알데하이드 등의 알데하이드계 화합물, 옥살산(Oxalic acid), 포름산(Formic acid), 아스코르빅산(Ascorbic acid), 술폰산(sulfonic acid), 도데실벤젠술폰산(dodecyl benzene sulfonic acid), 말레산(maleic acid), 헥사믹산(hexamic acid), 포스포릭산(phosphoric acid), O-프탈릭산(O-phthalic acid), 아크릴산(acrylic acid) 등의 산, Phosphites, hypophosphites 및 phosphorous acid 등의 인계 화합물, Diisobutylaluminum hydride(DIBAL-H) 및 Lindlar catalyst 등의 금속계 환원제가 사용될 수 있다.Examples of the reducing agent include aldehyde-based compounds such as formaldehyde and acetaldehyde; oxalic acid, formic acid, ascorbic acid, sulfonic acid, dodecyl benzene sulfonic acid Acid such as maleic acid, hexamic acid, phosphoric acid, O-phthalic acid and acrylic acid, phosphites, hypophosphites and phosphorous phosphoric acid compounds such as acetic acid, diisobutylaluminum hydride (DIBAL-H) and Lindlar catalyst may be used.

환원제 중 인계 화합물에 대해서 좀 더 자세히 설명하자면, PO33-기를 포함하는 NH4HP(O)2OH와 같이 HP(O)2OH-기를 포함하는 hydrogenphosphonates(acid phosphites), H2P2O5 2-를 포함하는 diphosphites, (NH4)2HPO3ㅇH2O, CuHPO3ㅇH2O, SnHPO3, 및 Al2(HPO3)3ㅇ4H2O 등과 같은 HPO3 2-를 포함하는 phosphites, (RO)3P와 같은 phosphite ester, Hypophosphite(H2PO2 -), phosphatidylcholine, triphenylphosphate, cyclophosphamide, parathion, Sarin(phosphinate), Glyphosate(phosphonate), fosfomycin(phosphonate), zoledronic acid(phosphonate), 및 Glufosinate(phosphinate) 등과 같은 Organophosphorus, triphenylphosphine과 같은 organic phosphines(PR3), Triphenylphosphine oxide과 같은 Phosphine oxide(OPR3), (CH3O)2PPh과 같은 Phosphonite(P(OR)R2), Phosphonite(P(OR)2R), Phosphinate(OP(OR)R2), organic phosphonates(OP(OR)2R), Phosphate(PO4 3-), parathion, malathion, methyl parathion, chlorpyrifos, diazinon, dichlorvos, phosmet, fenitrothion, tetrachlorvinphos, azamethiphos, 및 azinphos methyl 등과 같은 organophosphate(OP(OR)3) 등 불포화기를 포함하는 인계 화합물 등이 사용될 수 있다.The phosphorus compounds in the reducing agent are hydrogenphosphonates (acid phosphites) containing H2 (O) 2 OH - groups such as NH 4 HP (O) 2 OH containing PO 3 3- groups, H2P 2 O 5 2- Phosphites including HPO 3 2- such as diphosphites, (NH 4 ) 2 HPO 3 O H 2 O, CuHPO 3 O H 2 O, SnHPO 3 , and Al 2 (HPO 3 ) 3 O 4 H 2 O, (RO) phosphite ester, Hypophosphite ( H 2 PO 2 -) , such as 3 P, phosphatidylcholine, triphenylphosphate, cyclophosphamide , parathion, Sarin (phosphinate), Glyphosate (phosphonate), fosfomycin (phosphonate), zoledronic acid (phosphonate), and Glufosinate (phosphinate) organic phosphines such as Organophosphorus, triphenylphosphine, etc. (PR 3), Triphenylphosphine oxide such as Phosphine oxide (OPR 3), ( CH 3 O) Phosphonite (P (OR) R 2) , such as 2 PPh, Phosphonite (P (OR) 2 R), Phosphinate (OP (OR) R 2 ), organic phosphonates (OP (OR) 2 R), Phosphate (PO 4 3- ), parathion, malathion, methyl parathion, chlorpyrifos , organophosphate (OP (OR) 3 ) such as diazinon, dichlorvos, phosmet, fenitrothion, tetrachlorvinphos, azamethiphos, azinphos methyl and the like.

환원제를 나노산화구리 잉크 조성물의 촉매로서 포함함에 따라, 광조사를 통한 소결이 가능하여 배선기판의 휨(warpage) 또는 수축과 같은 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 레이저 에칭, 열 소결 등에 비해 공정 시간을 줄이고 공정 비용을 절감할 수 있다.By including the reducing agent as a catalyst in the nano-oxide-copper ink composition, it is possible to sinter through light irradiation, thereby preventing damage such as warpage or shrinkage of the wiring board, Time can be reduced and process cost can be reduced.

본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물에서 환원제는 나노산화구리 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부가 첨가되는 것이 바람직하다. 여기서 환원제의 첨가량이 5 중량부를 초과하면, 나노산화구리 잉크 조성물에서의 분산성 저하 및 상용성 저하로 인한 균질성 저하의 문제점이 발생될 수 있다. 반대로 환원제의 첨가량이 0.1 중량부 미만이면, 단색광 조사에 의한 원활한 나노산화구리입자의 환원 및 소결이 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있다.In the nano-oxide-copper ink composition according to the present invention, the reducing agent is preferably added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the nano-sized copper oxide. If the addition amount of the reducing agent is more than 5 parts by weight, there may arise a problem of lowering the dispersibility in the nano-oxide-copper ink composition and lowering the homogeneity due to the lowering of the compatibility. On the contrary, if the amount of the reducing agent is less than 0.1 part by weight, there may arise a problem that the reduction and sintering of smooth nanoparticle-containing copper particles can not be performed by monochromatic light irradiation.

분산제는 나노산화구리 잉크 조성물 내에서 나노산화구리입자를 균일하게 분산시켜, 광 소결에 의해 형성되는 배선 패턴 내에 기공(pore)이 발생되는 것을 억제한다.The dispersing agent uniformly disperses the nano-sized copper oxide particles in the nano-oxide-copper ink composition, and suppresses generation of pores in the wiring pattern formed by photo-sintering.

이러한 분산제로는 폴리에틸렌 이민, 폴리바이닐피롤리돈 등의 아민계 고분자 분산제, 또한 폴리아크릴산, 카복시메틸셀룰로스 등의 분자 중에 카복실산기를 갖는 탄화수소계 고분자 분산제, 포발(폴리바이닐알코올), 스타이렌-말레산 공중합체, 올레핀-말레산 공중합체, 또는 1분자 중에 폴리에틸렌 이민 부분과 폴리에틸렌옥사이드 부분을 갖는 공중합체 등의 극성기를 갖는 고분자 분산제가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.Examples of the dispersing agent include amine-based polymer dispersing agents such as polyethyleneimine and polyvinylpyrrolidone; hydrocarbon-based polymer dispersing agents having a carboxylic acid group in the molecule such as polyacrylic acid and carboxymethylcellulose; and polyvinyl alcohol such as polyvinyl alcohol, styrene- A polymer dispersant having a polar group such as a copolymer, an olefin-maleic acid copolymer, or a copolymer having a polyethyleneimine moiety and a polyethylene oxide moiety in one molecule may be used, but is not limited thereto.

바인더는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용하여 배선 패턴을 형성할 때, 나노산화구리입자를 바인딩하는 역할을 하는 소재로서, 배선 패턴이 우수한 인쇄성과 고종횡비를 유지할 수 있도록 하는 기능을 한다.The binder is a material that binds nano-sized copper oxide particles when forming a wiring pattern using a nano-oxide-copper ink composition, and functions as a wiring pattern to maintain excellent printing properties and high aspect ratio.

이러한 바인더로는 PVP, PVA 및 PVC, 셀룰로오스계 수지, 폴리 염화비닐수지, 공중합 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 아크릴 수지, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합 수지, 부티랄 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 로진에스테르 수지, 폴리에스테르 수지 또는 실리콘이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.Examples of such binders include PVP, PVA and PVC, cellulose resins, polyvinyl chloride resins, copolymer resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl pyrrolidone resins, acrylic resins, vinyl acetate- An alkyd resin, an epoxy resin, a phenol resin, a rosin ester resin, a polyester resin, or silicone may be used, but is not limited thereto.

예컨대 바인더로는 에폭시 아크릴레이트(Epoxy acrylate), 폴리비닐 아세탈(Polyvinyl acetal) 및 페놀(phenol)계 수지의 혼합 수지가 사용될 수 있다. 바인더로 상기한 혼합 수지를 사용하여, 150℃ 내외의 온도에서 열경화함(3차원의 망상구조가 형성됨으로써 열적으로 매우 안정한 구조를 형성할 수 있음)으로써 나노산화구리 잉크 조성물의 내열성을 향상시킬 수 있다.For example, a mixed resin of an epoxy acrylate, a polyvinyl acetal, and a phenol resin may be used as the binder. Using the above-mentioned mixed resin as a binder, the composition is thermally cured at a temperature of about 150 ° C. (a three-dimensional network structure can be formed to form a thermally highly stable structure), thereby improving the heat resistance of the nano-copper oxide ink composition .

또한 본 발명에 따른 나노산화구리잉크 조성물은 280℃ 이상의 내열성을 갖고 있어 솔더링(soldering)이 가능한데, 솔더링이 가능함에 따라 수동소자, 능동소자 및 다른 회로 배선 등과 솔더링에 의해서 전기적으로 연결이 가능하다는 장점이 있다. 잉크 조성물의 내열성이 충족되지 않을 경우, 접점 혹은 접합 부위에서의 저항 상승 및 기계적 물성 저하로 인한 불량을 야기할 수 있다. 저항이 상승하면, 신호 전달의 지연이나 전체 디바이스 상에서의 다양한 문제를 야기할 수 있다.In addition, the nano-oxide copper ink composition according to the present invention has a heat resistance of 280 ° C or more and can be soldered. As soldering is possible, the nano-oxide copper ink composition can be advantageously soldered to a passive element, an active element, . If the heat resistance of the ink composition is not satisfied, it may lead to an increase in the resistance at the contact point or the joint portion and a defect due to the deterioration of mechanical properties. If the resistance rises, it may cause delay in signal transmission or various problems on the entire device.

또한 바인더에 포함되는 에폭시 아크릴레이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계수지의 혼합비는 1: 0.1~1: 0.1~5인 것이 바람직하다.The mixing ratio of the epoxy acrylate, polyvinyl acetal and phenol resin contained in the binder is preferably 1: 0.1 to 1: 0.1 to 5.

나노산화구리 100 중량부에 대한 바인더의 첨가량은 3 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 바인더의 함량이 10 중량부를 초과하면 입자 사이의 저항 성분의 과도한 증가를 유발하여 전기적으로 저항을 높이는 문제가 있고, 3 중량부에 미달하면 입자의 표면을 모두 커버하기 어렵고, 유변적으로 불안정하며, 배선기판과의 접착력이 저하되는 문제가 있어 바람직하지 못하다.The amount of the binder to be added to 100 parts by weight of the nano-oxide copper is preferably 3 to 10 parts by weight. When the content of the binder is more than 10 parts by weight, the resistance component between the particles is excessively increased to increase the electrical resistance. When the content of the binder is less than 3 parts by weight, it is difficult to cover all the surfaces of the particles, There is a problem that the adhesive force with the wiring substrate is lowered, which is not preferable.

그리고 용매로는 탄화수소계 용매, 염소화탄화수소계 용매, 고리형 에테르계 용매, 케톤계 용매, 알코올, 다가알코올계 용매, 아세테이트계 용매, 다가알코올의 에테르계 용매 또는 테르펜계 용매 등이 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 용매는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; EG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 디베이식 에스테르(Dibasic ester; DBE), 카르비톨 아세테이트(Carbitol acetate; CA), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether; DPM 또는 DPGME), 부틸카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate; BCA), 부틸카비톨(Butyl carbitol; BC), 텍산올(texanol), 테르피테올(terpineol) 또는 부틸아크릴레이트(butyl acrylate; BA)를 포함할 수 있다.Examples of the solvent include hydrocarbon solvents, chlorinated hydrocarbon solvents, cyclic ether solvents, ketone solvents, alcohols, polyhydric alcohol solvents, acetate solvents, ether solvents of polyhydric alcohols or terpene solvents. It is not limited thereto. For example, the solvent may be selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), dibasic ester (DBE), carbitol acetate (CA), dipropylene glycol methyl ether methyl ether (DPM or DPGME), butyl carbitol acetate (BCA), butyl carbitol (BC), texanol, terpineol or butyl acrylate. BA).

이와 같은 본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물은 폴리이미드, 폴리우레탄, PMMA 및 PET 중에서 선택되는 합성수지 기판, 스테인레스, 알루미늄, 금 및 은 중에서 선택되는 금속 기판 또는 (Indium Tin Oxide) 및 세라믹, 유리 및 실리콘 중에서 선택되는 비금속 기판 등에 모두 사용될 수 있으며, 이들에 대한 배선 패턴의 접착력을 향상시킬 수 있고, 배선 패턴의 인쇄성을 향상시키며 고 종횡비(high aspect ratio)를 구현할 수 있다. 특히 두께가 얇고 열에 취약한 플렉서블 배선기판의 배선 패턴의 제조용으로 본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물이 사용될 수 있다.The nanocomposite copper ink composition according to the present invention may be applied to a synthetic resin substrate selected from the group consisting of polyimide, polyurethane, PMMA and PET, a metal substrate (indium tin oxide) selected from stainless steel, aluminum, gold and silver, A non-metal substrate selected from silicon, and the like. The adhesion of the wiring pattern to these can be improved, the printing property of the wiring pattern can be improved, and a high aspect ratio can be realized. In particular, the nano-oxide copper ink composition according to the present invention can be used for manufacturing a wiring pattern of a flexible wiring board which is thin and vulnerable to heat.

이와 같은 본 발명에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 장치에 대해서 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.An apparatus for manufacturing a wiring board using the nano-oxide-copper ink composition according to the present invention will now be described with reference to FIG. 1 is a block diagram schematically showing an apparatus for manufacturing a wiring board using a nano-oxide-copper ink composition according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배선기판의 제조 장치(100)는 배선기판 공급부(10), 스크린 프린팅부(20), 프린팅 검사부(30), 건조부(40), 광 소결부(50) 및 배선기판 회수부(60)를 포함한다. 이때 배선기판 공급부(10), 스크린 프린팅부(20), 프린팅 검사부(30), 건조부(40), 광 소결부(50) 및 배선기판 회수부(60)는 일렬로 배선기판 공급부(10)로부터 배선기판 회수부(60)로 순차적으로 설치될 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus 100 for manufacturing a wiring board according to the present embodiment includes a wiring board supply unit 10, a screen printing unit 20, a printing inspection unit 30, a drying unit 40, 50 and a wiring board recovery unit 60. At this time, the wiring board supply part 10, the screen printing part 20, the printing inspection part 30, the drying part 40, the optical sintering part 50 and the wiring board recovery part 60 are arranged in a line, To the wiring board collecting unit 60 in order.

배선기판 공급부(10)는 배선기판의 제조에 사용될 기판 몸체를 공급한다. 이때 기판 몸체는 양면에 배선 패턴이 형성되어 있지 않거나, 한면에 배선 패턴이 형성되어 있을 수 있다.The wiring board supply part 10 supplies a substrate body to be used for manufacturing a wiring board. At this time, the board body may have no wiring patterns formed on both sides or may have wiring patterns formed on one side thereof.

이때 기판 몸체는 플렉서블 인쇄회로기판의 제조에 사용되는 절연성과 유연성을 갖는 플라스틱 소재로 제조될 수 있다. 예컨대 기판 몸체의 소재로는 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate; PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate; PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate; CTA) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP)가 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, the substrate body may be made of a plastic material having insulation and flexibility, which is used for manufacturing a flexible printed circuit board. For example, as the material of the substrate body, polyimide, polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN) (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (CTA), or cellulose acetate propionate acetate propinonate (CAP) may be used, but the present invention is not limited thereto.

배선기판 회수부(60)는 배선기판 공급부(10)의 맞은 편에 설치되며, 배선 패턴의 제조 공정이 완료된 기판 몸체를 회수한다.The wiring board recovery unit 60 is disposed on the opposite side of the wiring board supply unit 10, and recovers the substrate body in which the manufacturing process of the wiring pattern is completed.

이때 배선기판이 플렉서블 인쇄회로기판인 경우, 배선기판 공급부(10)는 기판 몸체를 롤 투 롤(roll to roll) 방식으로 제공하거나, 캐리어 프레임에 부착된 단위 시트 형태로 제공할 수 있다. 롤 투 롤 방식의 경우, 기판 몸체가 감긴 배선기판 공급부(10)의 공급 롤에서 제공된 기판 몸체는 스크린 프린팅부(20), 프린팅 검사부(30), 건조부(40) 및 광 소결부(50)를 통과한 이후에 배수기판 회수부(60)의 회수 롤에 감겨 회수될 수 있다.In this case, when the wiring board is a flexible printed circuit board, the wiring board supply unit 10 can provide the substrate body in a roll-to-roll manner or in the form of a unit sheet attached to a carrier frame. In the case of the roll-to-roll type, the substrate body provided in the supply roll of the wiring substrate supply unit 10 on which the substrate body is wound includes the screen printing unit 20, the printing inspection unit 30, the drying unit 40, And can be wound around the recovery roll of the drainage substrate recovery unit 60 and recovered.

스크린 프린팅부(20)는 배선기판 공급부(10)에서 공급된 기판 몸체에 배선 패턴으로 형성될 예비 배선 패턴을 스크린 프린팅하는 부분이다. 스크린 프린팅부(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 배선 패턴에 대응되게 패턴 홀(23)이 형성된 스크린(21)과, 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 패턴 홀(23)에 충전시키는 스퀴즈(25)를 포함하여 구성될 수 있다. 도시하진 않았지만, 스크린 프린팅부(20)는 기판 몸체(71)를 지지하며 스크린 프린팅이 이루어지는 스테이지를 포함한다.The screen printing unit 20 is a unit for screen printing a preliminary wiring pattern to be formed as a wiring pattern on the substrate body supplied from the wiring substrate supply unit 10. [ 4, the screen printing unit 20 includes a screen 21 in which a pattern hole 23 is formed so as to correspond to a wiring pattern, and a nano-copper oxide ink composition 27 in which the pattern hole 23 is filled And a squeeze 25 for performing a squeezing operation. Although not shown, the screen printing section 20 includes a stage for supporting the substrate body 71 and performing screen printing.

스크린 프린팅부(20)에서의 스크린 프린팅은 다음과 같이 수행될 수 있다. 기판 몸체(71)가 스테이지 위로 이송되면, 기판 몸체(71) 위에 스크린(21)을 탑재시킨 상태에서, 스크린(21) 위로 공급되는 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 스퀴즈(25)로 밀어서 패턴 홀(23) 안으로 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 충전시킨다. 그리고 기판 몸체(71)에서 스크린(21)을 분리시킴으로써, 기판 몸체(21) 위에 예비 배선 패턴(73)을 형성할 수 있다. 예컨대 예비 배선 패턴(73)은 선폭 50 내지 100㎛, 두께 5 내지 10㎛로 기판 몸체(71) 위에 스크린 프린팅되어 형성될 수 있다.The screen printing in the screen printing section 20 can be performed as follows. When the substrate body 71 is transferred onto the stage, the nano-copper oxide ink composition 27 supplied onto the screen 21 is pushed by the squeeze 25 while the screen 21 is mounted on the substrate body 71, Filling the nano-copper oxide ink composition 27 into the hole 23. The preliminary wiring pattern 73 can be formed on the substrate body 21 by separating the screen 21 from the substrate body 71. For example, the preliminary wiring pattern 73 may be formed by screen printing on the substrate body 71 with a line width of 50 to 100 mu m and a thickness of 5 to 10 mu m.

여기서 예비 배선 패턴은 광 소결 전의 스크린 프린팅된 배선 패턴을 지칭하며, 광 소결에 의해 배선 패턴으로 형성된다.Here, the preliminary wiring pattern refers to a screen-printed wiring pattern before photo-sintering, and is formed into a wiring pattern by light sintering.

프린팅 검사부(30)는 스크린 프린팅부(20)에 이웃하게 설치되며, 스크린 프린팅부(20)에서 배출되는 기판 몸체 위에 프린팅된 예비 배선 패턴을 검사한다. 즉 프린팅 검사부(30)는 기판 몸체 위에 예비 배선 패턴의 프린팅된 상태를 카메라를 이용하여 제대로 프린팅되었는 지의 여부를 검사한다. 검사 결과 이상이 없는 경우 기판 몸체가 건조부(40)로 이송될 수 있도록 하지만, 이상이 있는 경우 경보 메시지를 출력하거나 배선기판의 제조 장치(100)의 구동을 일시적으로 정지시킬 수 있다. 경보 메시지는 경보음, 경보등 등을 통하여 작업자에게 알릴 수 있다.The printing inspection unit 30 is installed adjacent to the screen printing unit 20 and inspects a preliminary wiring pattern printed on the substrate body discharged from the screen printing unit 20. [ That is, the printing inspection unit 30 checks whether the printed state of the preliminary wiring pattern on the substrate body is correctly printed using the camera. If there is no abnormality in the inspection result, the board body can be transferred to the drying unit 40. However, if there is an abnormality, an alarm message may be output or the driving of the wiring board manufacturing apparatus 100 may be temporarily stopped. The alarm message can be notified to the operator through an alarm sound, an alarm, and the like.

건조부(40)는 프린팅 검사부(30)에 이웃하게 설치되며, 프린팅 검사 공정이 완료된 기판 몸체에 형성된 예비 배선 패턴에 포함된 용매를 건조하여 제거한다. 예컨대 건조부(40)는 예비 배선 패턴에 60 내지 100℃의 열풍 또는 적외선을 제공하여 예비 배선 패턴에 포함된 용매를 건조시켜 제거할 수 있다.The drying unit 40 is installed adjacent to the printing inspection unit 30 and dries and removes the solvent included in the preliminary wiring pattern formed on the substrate body subjected to the printing inspection process. For example, the drying unit 40 may dry the solvent included in the preliminary wiring pattern by providing hot air or infrared rays at 60 to 100 DEG C to the preliminary wiring pattern.

광 소결부(50)는 건조부(40)에 이웃하게 설치되며, 건조된 예비 배선 패턴에 광을 조사하여 예비 배선 패턴에 포함된 나노산화구리입자의 산화된 구리를 환원시키고 소결하여 기판 몸체 위에 배선 패턴을 형성한다.The light sintered portion 50 is provided adjacent to the drying portion 40 and irradiates light to the dried preliminary wiring pattern to reduce and oxidize oxidized copper of the nano-sized copper particles contained in the preliminary wiring pattern, Thereby forming a wiring pattern.

이때 광 소결부(50)는 예비 배선 패턴에 단색의 펄스 광을 조사하여 예비 배선 패턴을 환원 및 소결하여 배선 패턴으로 형성할 수 있다. 단색의 펄스 광은 제논 플레쉬 램프로부터 발생된 백색광을 이용할 수 있으며, 다른 종류의 램프로부터 발생되는 펄스 광 또는 다른 색의 광이 사용될 수도 있다.At this time, the light sintered portion (50) can be formed into a wiring pattern by irradiating the preliminary wiring pattern with pulse light of single color and reducing and sintering the preliminary wiring pattern. The monochromatic pulsed light may use white light generated from a xenon flash lamp, and pulsed light generated from another kind of lamp or light of another color may be used.

본 실시예에서 단색의 펄스 광으로 제논 플래쉬 램프로부터 발생된 백색광을 사용하는 이유는, 펄스 폭(pulse width), 펄스 갭(pulse gap), 펄스 수(pulse numbers) 및 강도(intensity)를 정밀하게 조절하기 쉽기 때문이다.The reason why the white light generated from the xenon flash lamp is used as the monochromatic pulse light in this embodiment is that the pulse width, the pulse gap, the pulse numbers and the intensity are precisely It is easy to adjust.

플렉서블 인쇄회로기판의 제조에 사용되는 단색의 펄스 광으로는 펄스 폭 100㎲ 내지 1000㎲, 펄스 갭 0.01ms 내지 1ms, 출력 전압 100 내지 400V, 펄스 수 1 내지 10번, 강도 5 J/㎠ 내지 20 J/㎠인 백색광을 사용할 수 있다. 예컨대 예비 배선 패턴의 두께가 9㎛ 미만인 경우 단색의 펄스 광의 펄스 수는 1이고, 두께가 9㎛ 이상인 경우 단색의 펄스 광의 펄스 수는 2 이상일 수 있다.As the monochromatic pulse light used for manufacturing the flexible printed circuit board, a pulse width of 100 to 1000 占 퐏, a pulse gap of 0.01 to 1 ms, an output voltage of 100 to 400 V, a pulse number of 1 to 10, a strength of 5 J / J / cm < 2 > can be used. For example, when the thickness of the preliminary wiring pattern is less than 9 mu m, the pulse number of the monochromatic pulse light is 1. When the thickness is 9 mu m or more, the pulse number of the monochromatic pulse light may be two or more.

여기서 백색광의 펄스 폭이 1000㎲ 보다 클 경우 단위 시간 당 입사 에너지가 줄어들어 광 소결 효율이 저하될 수 있다.If the pulse width of the white light is larger than 1000 mu s, the incident energy per unit time is reduced and the light sintering efficiency may be lowered.

펄스 갭이 1ms 보다 크게, 또는 펄스 수가 10번 보다 클 경우에는 백색광의 낮은 에너지에 기인하여 나노산화구리 잉크가 제대로 소결되지 못할 수 있다.If the pulse gap is greater than 1 ms or the number of pulses is greater than 10, the nano-copper oxide ink may not be sintered properly due to the low energy of the white light.

또한 펄스 갭이 0.01ms 보다 작거나 백색광의 강도가 20J/㎠ 초과일 경우 램프의 손상 또는 수명이 단축될 수 있으며, 플렉서블 인쇄회로기판에 손상을 줄 수 있다.Also, when the pulse gap is less than 0.01 ms or the intensity of the white light is more than 20 J / cm 2, the damage or life of the lamp may be shortened, and the flexible printed circuit board may be damaged.

또한 백색광의 강도가 5 J/㎠ 이하일 경우 나노산화구리입자의 구리산화막을 구리로 환원하기 위한 환원 반응이 약하여 배선 패턴의 전기 저항 특성이 저하될 수 있다.In addition, when the intensity of the white light is 5 J / cm 2 or less, the reduction reaction for reducing the copper oxide film of the nano-sized copper oxide particles to copper is weak, and the electrical resistance characteristic of the wiring pattern may be deteriorated.

반대로 백색광의 강도가 약 20J/㎠ 이상일 경우 고에너지가 플렉서블 인쇄회로기판에 제공되어 기판 몸체의 수축, 휨 및 뒤틀림 등의 손상이 발생될 수 있고, 배선 패턴의 기판 몸체로부터의 박리 등이 발생될 수 있다.On the contrary, when the intensity of the white light is about 20 J / cm 2 or more, high energy is provided to the flexible printed circuit board to cause damage such as shrinkage, warpage, and warping of the substrate body and peeling of the wiring pattern from the substrate body occurs .

그리고 광 소결에 의해 배선 패턴이 형성된 배선기판은 배선기판 회수부(60)에 회수된다.Then, the wiring board on which the wiring pattern is formed by the light sintering is collected in the wiring board collection unit 60.

이와 같은 본 실시예에 따른 배선기판의 제조 장치(100)를 통하여 기판 몸체의 상부면에 배선 패턴(이하 '상부 배선 패턴'이라 함)을 형성할 수 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 기판 몸체의 하부면에 하부 배선 패턴을 형성할 수 있는 제2 배선기판의 제조 장치에 배선기판 회수부(60)에 회수된 기판 몸체를 제공하여 기판 몸체의 하부면에도 하부 배선 패턴을 형성할 수 있다. 이때 제2 배선기판의 제조 장치는 본 실시예에 따른 배선기판의 제조 장치(100)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 예컨대 제1 배선기판의 제조 장치와, 하부 배선 패턴을 형성하는 제2 배선기판의 제조 장치가 인라인으로 연결되어 기판 몸체의 상부 배선 패턴과 하부 배선 패턴을 형성할 수 있다.A wiring pattern (hereinafter referred to as an upper wiring pattern) may be formed on the upper surface of the substrate body through the wiring board manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment, but the present invention is not limited thereto. The lower wiring pattern can be formed on the lower surface of the substrate body by providing the substrate body recovered in the wiring board recovery unit 60 to the manufacturing apparatus of the second wiring substrate capable of forming the lower wiring pattern on the lower surface of the substrate body have. At this time, the second wiring board manufacturing apparatus may have the same structure as the wiring board manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment. For example, a manufacturing apparatus for a first wiring board and a manufacturing apparatus for a second wiring board forming a lower wiring pattern may be connected in-line to form an upper wiring pattern and a lower wiring pattern of the substrate body.

또는 광 소결에 의해 상부면에 상부 배선 패턴이 형성된 기판 몸체를 리와이딩 또는 틸트를 통해 기판 몸체의 하부면이 상부를 향하도록 한 다음, 기판 몸체의 하부면에 스크린 프린팅, 건조 및 광 소결을 통하여 하부 배선 패턴을 형성할 수도 있다. 즉 기판 몸체의 양면에 상부 배선 패턴 및 하부 배선 패턴이 형성된 양면 배선기판을 제조할 수도 있다.Or by sintering, the substrate body having the upper wiring pattern formed on the upper surface thereof is rewound or tilted so that the lower surface of the substrate body faces upward, and then the lower surface of the substrate body is subjected to screen printing, drying and light sintering A lower wiring pattern may be formed. That is, a double-sided wiring board having an upper wiring pattern and a lower wiring pattern formed on both sides of a substrate body may be manufactured.

예컨대 배선기판을 틸트하여 앙면 배선기판을 제조하는 양면 배선기판의 제조 장치는 상부 배선 패턴을 형성하는 배선기판 공급부, 제1 스크린 프린팅부, 제1 프린팅 검사부, 제1 건조부 및 제1 광 소결부를 포함하는 상부 배선 패턴 제조부와, 제1 광 소결부를 통과한 기판 몸체를 틸트하여 기판 몸체의 하부면이 상부를 향하도록 하는 틸팅부, 틸팅부에 연결된 제2 스크린 프린팅부, 제2 프린팅 검사부, 제2 건조부, 제2 광 소결부 및 배선기판 회수부를 포함하는 하부 배선 패턴 제조부를 포함할 수 있다.For example, an apparatus for manufacturing a double-sided wiring board for manufacturing a double-sided wiring board by tilting a wiring board includes a wiring board supply unit for forming an upper wiring pattern, a first screen printing unit, a first printing inspection unit, a first drying unit, A second screen printing unit connected to the tilting unit, a second printing inspection unit connected to the tilting unit, a second screen printing unit connected to the tilting unit, And a lower wiring pattern manufacturing portion including a second drying portion, a second light sintered portion, and a wiring board collecting portion.

이와 같은 본 실시예에 따른 배선기판의 제조 장치(100)를 이용한 배선기판의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법에 따른 흐름도이다. 그리고 도 3 내지 도 6은 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.A method of manufacturing a wiring board using the wiring board manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment will now be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a wiring board using a nano-oxide-copper ink composition according to an embodiment of the present invention. And FIGS. 3 to 6 are views showing respective steps according to the manufacturing method of FIG.

먼저 S81단계에서 나노산화구리 잉크 조성물을 제조한다. 즉 나노산화구리입자, 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 혼합하여 나노산화구리 잉크 조성물을 제조한다. 이때 나노산화구리 잉크 조성물을 이루는 재료들은 선분산기에 의하여 30분 내지 수 시간 동안 1차적으로 선분산한다. 선분산된 나노산화구리 잉크 조성물을 다시 3본 밀에 의하여 2차적으로 고분산시켜 나노산화구리 잉크 조성물을 이루는 재료들은 균일하게 혼합할 수 있다. 그리고 혼합된 나노산화구리 잉크 조성물로부터 이물질 및 응집 물질을 필터링하여 최종적으로 예비 배선 패턴을 형성하기 위한 나노산화구리 잉크 조성물을 제조할 수 있다.First, the nano-copper oxide ink composition is prepared in step S81. That is, nanoparticles of copper oxide, a reducing agent, a dispersant, a binder and a solvent are mixed to prepare a nano-oxide copper ink composition. At this time, the materials constituting the nano-oxide copper ink composition are linearly dispersed by a line disperser for 30 minutes to several hours. The linearly dispersed nano-oxide copper ink composition is secondarily highly dispersed again by a three-necked mill, so that the materials constituting the nano-oxidized copper ink composition can be uniformly mixed. Then, a nano-oxide copper ink composition for forming a preliminary wiring pattern can be produced by filtering out foreign matters and agglomerated materials from a mixed nano-oxide copper ink composition.

다음으로 S83단계에서 제조된 나노산화구리 잉크 조성물을 상온에서 에이징한다. 즉 S81단계에서 제조된 나노산화구리 잉크 조성물을 상온 분위기에서 수 시간 에이징을 수행한다. 에이징된 나노산화구리 잉크 조성물은 스크린 프린팅부(20)에 제공된다.Next, the nano-oxide copper ink composition prepared in the step S83 is aged at room temperature. That is, the nanocomposite copper ink composition prepared in the step S81 is aged in a room temperature atmosphere for several hours. The aged nano-oxide copper ink composition is provided to the screen printing section 20. [

다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, 배선기판 공급부(10)를 통하여 기판 몸체(71)가 스크린 프린팅부(20)로 공급된다. 이때 기판 몸체(71)는 상부를 바라보는 면에 배선 패턴이 형성되지 않은 반제품 상태의 배선기판이거나, 기판 몸체(71)의 하부를 바라보는 면에 배선 패턴이 형성된 반제품 상태의 배선기판일 수 있다.Next, as shown in FIG. 3, the substrate body 71 is supplied to the screen printing unit 20 through the wiring board supply unit 10. At this time, the substrate body 71 may be a semi-product wiring board in which wiring patterns are not formed on the upper surface, or may be a semi-product wiring board in which wiring patterns are formed on the lower surface of the board body 71 .

다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, S85단계에서 기판 몸체(71) 위에 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 스크린 프린팅하여 예비 배선 패턴(73)을 형성한다. 즉 기판 몸체(71)가 스테이지 위로 이송되면, 기판 몸체(71) 위에 스크린(21)을 탑재시킨 상태에서, 스크린(21) 위로 공급되는 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 스퀴즈(25)로 밀어서 패턴 홀(23) 안으로 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 충전시킨다. 그리고 기판 몸체(71)에서 스크린(21)을 분리시킴으로써, 기판 몸체(71) 위에 예비 배선 패턴(73)을 형성할 수 있다.4, the nano-copper oxide ink composition 27 is screen-printed on the substrate body 71 in step S85 to form the preliminary wiring pattern 73. Next, as shown in Fig. That is, when the substrate body 71 is transferred onto the stage, the nano-copper oxide ink composition 27 supplied onto the screen 21 is pushed by the squeeze 25 while the screen 21 is mounted on the substrate body 71 The nano-copper oxide ink composition 27 is filled into the pattern hole 23. The preliminary wiring pattern 73 can be formed on the substrate body 71 by separating the screen 21 from the substrate body 71.

예컨대 예비 배선 패턴(73)은 선폭 50 내지 100㎛, 두께 5 내지 10㎛로 기판 몸체(71) 위에 스크린 프린팅되어 형성될 수 있다. 이때 예비 배선 패턴(73)의 두께가 5㎛ 이하인 경우, 제논 플래쉬 램프로부터 발생된 백색광의 펄스 제어가 어려운 문제점이 있고, 이로 인해 광 소결에 의해 제조되는 배선 패턴의 형태가 변형되거나 손상되는 문제가 발생될 수 있다. 반대로 예비 배선 패턴(73)의 두께가 10㎛를 초과하는 경우, 광 조사에 따른 환원 및 광 소결이 제대로 이루어지지 않아 제조된 배선 패턴의 저항이 올라가는 문제가 발생될 수 있다. 즉 예비 배선 패턴(73)을 형성하는 나노산화구리입자 중 환원되지 않는 나노산화구리입자의 비중이 두께에 비례하게 증가하기 때문이다.For example, the preliminary wiring pattern 73 may be formed by screen printing on the substrate body 71 with a line width of 50 to 100 mu m and a thickness of 5 to 10 mu m. At this time, when the thickness of the preliminary wiring pattern 73 is 5 탆 or less, there is a problem that pulse control of the white light generated from the xenon flash lamp is difficult, and the problem of deforming or damaging the shape of the wiring pattern produced by the light sintering Lt; / RTI > On the contrary, when the thickness of the preliminary wiring pattern 73 exceeds 10 탆, reduction and photo-sintering due to light irradiation are not properly performed, which may raise the resistance of the produced wiring pattern. That is, the specific gravity of the nanoparticle-free copper particles that are not reduced in the nanoparticle-copper particles forming the preliminary wiring pattern 73 increases in proportion to the thickness.

다음으로 S87단계에서 스크린 프린팅된 예비 배선 패턴(73)을 검사한다. 즉 프린팅 검사부(30)는 기판 몸체(71) 위에 예비 배선 패턴(73)의 프린팅된 상태를 카메라를 이용하여 제대로 프린팅되었는 지의 여부를 검사한다.Next, in step S87, the screen-printed preliminary wiring pattern 73 is inspected. That is, the printing inspection unit 30 checks whether the printed state of the preliminary wiring pattern 73 on the substrate body 71 is properly printed using the camera.

이어서 도 5에 도시된 바와 같이, S89단계에서 스크린 프린팅된 예비 배선 패턴(73)을 건조한다. 즉 건조부(40)는 프린팅 검사 공정이 완료된 기판 몸체(71)에 형성된 예비 배선 패턴(73)에 포함된 용매를 건조하여 제거한다. 예컨대 건조부(40)는 예비 배선 패턴(73)에 60 내지 100℃의 열풍 또는 적외선을 제공하여 예비 배선 패턴(73)에 포함된 용매를 건조하여 제거할 수 있다.Then, as shown in Fig. 5, the preliminary wiring pattern 73 screen-printed in step S89 is dried. That is, the drying unit 40 dries and removes the solvent included in the preliminary wiring pattern 73 formed on the substrate body 71 in which the printing inspection process is completed. For example, the drying unit 40 may provide a preliminary wiring pattern 73 with hot air or infrared rays at 60 to 100 ° C to dry and remove the solvent contained in the preliminary wiring pattern 73.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이, S91단계에서 건조된 예비 배선 패턴(73)을 광 소결하여 배선 패턴(75)을 형성함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 배선 패턴(75)이 형성된 배선기판(70)을 제조할 수 있다. 즉 광 소결부(50)는 건조된 예비 배선 패턴(73)에 단색의 펄스 광을 조사하여 예비 배선 패턴(73)에 포함된 나노산화구리입자의 산화된 구리를 환원시키고 소결하여 기판 몸체(71) 위에 배선 패턴(75)을 형성할 수 있다. 예컨대 플렉서블 인쇄회로기판의 제조에 사용되는 단색의 펄스 광으로는 펄스 폭 100㎲ 내지 1000㎲, 펄스 갭 0.01ms 내지 1ms, 출력 전압 100 내지 400V, 펄스 수 1 내지 10번, 강도 5 J/㎠ 내지 20 J/㎠인 백색광을 사용할 수 있다.6, the wiring pattern 75 is formed by photo-sintering the preliminary wiring pattern 73 dried in the step S91 to form the wiring pattern 75 having the wiring pattern 75 according to the embodiment of the present invention 70) can be produced. That is, the light sintered portion 50 irradiates monochromatic pulsed light to the dried preliminary wiring pattern 73 to reduce and sinter the oxidized copper of the nano-sized copper particles contained in the preliminary wiring pattern 73 to form the substrate body 71 The wiring pattern 75 can be formed. For example, the monochromatic pulse light used in the manufacture of the flexible printed circuit board has a pulse width of 100 占 퐏 to 1000 占 퐏, a pulse gap of 0.01 ms to 1 ms, an output voltage of 100 to 400 V, a pulse number of 1 to 10 times, an intensity of 5 J / 20 J / cm < 2 > can be used.

이와 같은 본 실시예에 따른 제조 방법으로 제조된 배선기판(100)은 기판 몸체(71)와, 기판 몸체(71)의 상부면에 형성된 배선 패턴(75)을 포함하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 배선기판은 기판 몸체(71)의 양면에 배선 패턴이 형성된 구조를 가질 수 있다. 즉 배선기판 공급부(10)를 통하여 하부면에 하부 배선 패턴이 형성된 기판 몸체(71)가 제공되는 경우, 기판 몸체(71)의 상부면에 상부 배선 패턴을 형성함으로써, 양면에 배선 패턴이 형성된 배선기판을 제조할 수 있다. 물론 하부 배선 패턴 또한 본 실시예에 따른 나노산화구리 잉크 조성물로 형성할 수 있다.Although the wiring board 100 manufactured by the manufacturing method according to this embodiment includes the substrate body 71 and the wiring pattern 75 formed on the upper surface of the substrate body 71, It is not. For example, the wiring board may have a structure in which wiring patterns are formed on both sides of the board body 71. That is, when a substrate body 71 having a lower wiring pattern formed on the lower surface thereof is provided through the wiring substrate supply unit 10, an upper wiring pattern is formed on the upper surface of the substrate body 71, A substrate can be manufactured. Of course, the lower wiring pattern can also be formed from the nano-oxide copper ink composition according to this embodiment.

본 실시예에 따르면, 도전성 잉크의 소재로 구리산화막이 있는 저가의 나노산화구리입자를 사용하여 배선기판(70)의 배선 패턴(75)을 형성함으로써, 배선기판(70)의 제조 비용을 절감할 수 있다. 즉 순수 나노구리입자에 비해서 저가인 나노산화구리입자를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물(27)를 이용하여 배선기판(70)의 배선 패턴(75)을 형성할 수 있기 때문에, 배선기판(70)의 제조 비용을 절감할 수 있다.According to this embodiment, the cost of manufacturing the wiring board 70 can be reduced by forming the wiring pattern 75 of the wiring board 70 by using the low-cost nano-oxide copper particles having the copper oxide film as the material of the conductive ink . The wiring pattern 75 of the wiring board 70 can be formed using the nano-oxide-copper ink composition 27 containing nano-sized copper oxide particles which are lower in cost than the pure nano-copper particles. It is possible to reduce the manufacturing cost of the apparatus.

또한 나노산화구리입자를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물(27)을 배선기판(70)에 프린팅한 후 소결할 때 열 소결이 아닌 짧은 광 조사를 통한 소결 공정을 통하여 나노구리입자의 표면에 형성된 구리산화막을 제거할 수 있기 때문에, 공정 시간을 줄이고, 짧은 광조사를 통한 소결 공정으로 배선기판(70)의 손상을 억제할 수 있다. 이때 나노산화구리입자는 광 소결 전에 절연 상태이지만, 광 소결을 통하여 순수 나노구리입자로 환원되기 때문에, 전기전도성을 갖는 구리 소재의 배선 패턴(75)을 형성할 수 있다.In addition, when the nano-oxide-copper ink composition 27 containing nano-sized copper oxide particles is printed on the wiring board 70 and then sintered, the copper formed on the surface of the nano-copper particles through a sintering process Since the oxide film can be removed, the process time can be shortened and the damage of the wiring board 70 can be suppressed by the sintering process through short irradiation of light. At this time, the nano-copper oxide particles are insulated before photo-sintering but are reduced to pure nano-copper particles through photo-sintering, so that a wiring pattern 75 of copper having electrical conductivity can be formed.

이로 인해 디지타이저에 이용되는 플렉서블 인쇄회로기판의 기판 몸체(71)에 본 실시예에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 이용하여 기판 몸체(71)의 손상 없이 배선 패턴(75)을 형성할 수 있다.Thus, the wiring pattern 75 can be formed without damaging the substrate body 71 by using the nano-oxide-copper ink composition according to this embodiment in the substrate body 71 of the flexible printed circuit board used for the digitizer.

또한 구리산화막이 있는 나노구리입자를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용하여 배선기판(70)에 배선 패턴(75)을 형성할 때, 스크린 프린팅 방법으로 배선 패턴(75)을 고종횡비를 갖도록 형성할 수 있다. 즉 배선기판(70)의 신호 전달 속도는 저항에 좌우되기 때문에, 배선 패턴(75)이 고종횡비를 갖도록 스크린 프린팅 방법으로 형성할 수 있다.When the wiring pattern 75 is formed on the wiring board 70 by using the nano-oxide copper ink composition containing nano copper particles having a copper oxide film, the wiring pattern 75 is formed to have a high aspect ratio by a screen printing method can do. That is, since the signal transfer speed of the wiring board 70 depends on the resistance, the wiring pattern 75 can be formed by a screen printing method so as to have a high aspect ratio.

이와 같은 본 실시예에 따른 제조 방법으로 제조된 배선기판(100)은 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 7은 광 소결 전의 예비 배선 패턴(73) 및 광 소결 후의 배선 패턴(75)을 보여주는 사진이다. 그리고 도 8 내지 도 10은 광 소결된 배선 패턴을 보여주는 사진들이다. 도 8 및 도 9는 광 소결된 배선 패턴을 보여주는 SEM 사진이다. 도 10은 광 소결된 배선 패턴의 단면을 보여주는 SEM 사진이다.The wiring board 100 manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment will now be described with reference to FIGS. 7 to 10. FIG. 7 is a photograph showing the preliminary wiring pattern 73 before light sintering and the wiring pattern 75 after light sintering. And Figs. 8 to 10 are photographs showing the photo-sintered wiring pattern. 8 and 9 are SEM photographs showing the photo-sintered wiring pattern. 10 is a SEM photograph showing a cross section of a photo-sintered wiring pattern.

이때 본 실시예에 따른 배선기판의 제조에 사용된 실시예 1에 따른 나노산화구리 잉크 조성물은 다음과 같이 제조하였다. 5nm 내외의 구리산화막이 있는 입자 크기가 100nm인 나노산화구리 120g, 분산제 0.3g, 폴리비닐피로리돈 15g, 아스코르브산 1g을 에틸렌글리콜 60g에 첨가한 후 혼합하고, 제조된 혼합물을 선분산기에서 1시간 동안 선분산하고, 3본 밀에서 고분산시켜 나노산화구리 잉크 조성물을 제조하였다.At this time, the nano-oxide-copper ink composition according to Example 1 used in the production of the wiring board according to the present example was prepared as follows. 120 g of a nanoporous oxide having a particle size of 100 nm with a copper oxide layer of about 5 nm, 0.3 g of a dispersant, 15 g of polyvinylpyrrolidone and 1 g of ascorbic acid were added to 60 g of ethylene glycol, and the mixture was mixed in a line disperser for 1 hour And dispersed in a three-roll mill to prepare a nano-oxide copper ink composition.

실시예 1에 따른 나노산화구리 잉크 조성물을 폴로이미드 소재의 기판 몸체(71)에 스크린 프린팅한 후 90℃에서 30분간 건조시켜 예비 배선 패턴(73)을 형성하였다.The nano-oxide-copper ink composition according to Example 1 was screen-printed on a substrate body 71 made of polyimide and dried at 90 ° C for 30 minutes to form a preliminary wiring pattern 73.

그 후 예비 배선 패턴(73)에 제논 플래쉬 램프로부터 발생된 백색광을 조사하여 배선 패턴(75)을 형성하였다. 이때 백색광으로는 600㎲의 펄스 폭(pulse duration)을 갖고, 5 내지 15 J/cm2 까지 광 조사 에너지를 변화시키면서 인쇄된 배선 패턴(75)의 비저항 변화를 측정하였다. 실시예 1의 나노산화구리 잉크 조성물을 이용하여 형성한 배선 패턴(75)의 광 조사 에너지에 따른 비저항 측정 결과는 아래의 표 1과 같다.(확인요청 3; 이전 출원 내용을 기반으로 추가한 사항입니다.)Thereafter, the preliminary wiring pattern 73 was irradiated with the white light generated from the xenon flash lamp to form the wiring pattern 75. At this time, the resistivity of the printed wiring pattern 75 was measured while changing the light irradiation energy from 5 to 15 J / cm 2 with a pulse duration of 600 s as white light. The results of the resistivity measurement according to the light irradiation energy of the wiring pattern 75 formed using the nano-oxide-copper ink composition of Example 1 are shown in the following Table 1. (Confirmation 3; is.)

먼저 도 7을 참조하면, 위쪽은 건조된 예비 배선 패턴(73)을 보여주고 있고, 아래쪽은 광 소결된 배선 패턴(75)을 보여준다. 배선 패턴(75)의 두께는 9㎛ 이며, 광 소결 전의 예비 배선 패턴(73)의 비저항은 절연의 특정이 보이지만, 광 소결 이후의 배선 패턴(75)의 비저항은 4 내지 6μΩ㎝이었다. 즉 광 소결 전의 예비 배선 패턴(73)에는 절연성의 나노산화구리입자를 포함하고 있기 때문에, 비저항이 무한대로 측정되는 것이다. 하지만 광 소결에 의해 절연성의 나노산화구리입자는 순수 나노구리입자로 환원되어 소결되기 때문에, 광 소결된 배선 패턴(75)은 비저항이 4 내지 6μΩ㎝으로 양호한 전기전도성을 갖게 되는 것이다.Referring first to Fig. 7, the upper part shows a dried preliminary wiring pattern 73, and the lower part shows a photo-sintered wiring pattern 75. As shown in Fig. The thickness of the wiring pattern 75 was 9 占 퐉 and the resistivity of the preliminary wiring pattern 73 before the photo-sintering was specific for insulation but the resistivity of the wiring pattern 75 after the light sintering was 4 to 6 占 cm. That is, since the preliminary wiring pattern 73 before the photo-sintering includes the insulating nanoparticle copper particles, the resistivity is measured at infinity. However, because the insulating nanoparticle particles are reduced and sintered by pure nano-copper particles by photo-sintering, the photo-sintered wiring pattern 75 has a specific electrical conductivity of 4 to 6 mu OMEGA cm and a good electrical conductivity.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 배선 패턴은 순수 구리 소재의 배선 패턴을 보여준다. 특히 도 10의 단면 SEM 사진에서 확인할 수 있는 바와 같이, 배선 패턴은 입자 간 웰딩(welding)이 발생했음을 확인할 수 있다.8 to 10, the wiring pattern shows a wiring pattern of a pure copper material. Particularly, as can be seen from the cross-sectional SEM photograph of FIG. 10, it can be seen that intergranular welding occurred in the wiring pattern.

출력 전압/펄스 폭Output Voltage / Pulse Width 광 조사 에너지(J/㎠)Light irradiation energy (J / cm 2) 비저항(uΩ㎝)Resistivity (uΩ cm) 260/500260/500 13.6313.63 66 265/500265/500 14.4214.42 55 270/500270/500 15.2415.24 55 280/500280/500 16.9716.97 44

표 1은, 광 소결시의 출력 전압, 펄스 폭, 광 조사 에너지 및 비저항을 보여준다. 여기서 광 조사를 위한 광 소결부(50)에 사용되는 광 소결 장비로는 Novacentrics社의 Pulse forge 3300을 사용하였으며, 배선 패턴의 비저항 측정은 LORESTA-GP의 4-probe를 사용하였다. 배선 패턴의 두께는 9㎛이다.Table 1 shows the output voltage, pulse width, light irradiation energy, and resistivity during light sintering. Here, Pulse forge 3300 manufactured by Novacentrics was used as the optical sintering equipment used for the light sintering part 50 for light irradiation, and a 4-probe of LORESTA-GP was used for the resistivity measurement of the wiring pattern. The thickness of the wiring pattern is 9 mu m.

표 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 제조 방법으로 제조된 예비 배선 패턴의 광 소결 전의 전극 비저항은 절연이지만, 광 소결 이후의 배선 패턴의 비저항은 4 내지 6μΩ㎝이었다. 즉 광 소결에 의해 제조된 배선 패턴은 양호한 전기전도성을 갖고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, the electrode resistivity of the preliminary wiring pattern produced by the manufacturing method according to the present embodiment before photo-sintering was insulation, but the resistivity of the wiring pattern after photo-sintering was 4 to 6 mu OMEGA cm. That is, it can be confirmed that the wiring pattern produced by the photo-sintering has a good electrical conductivity.

하지만 광 소결 시 20J/cm2의 광 조사 에너지를 예비 배선 패턴에 조사하는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 광 소결에 의해 형성된 배선 패턴(75)에 손상이 발생되었음을 알 수 있다. 여기서 도 11은 광 소결 시 20J/cm2의 광 조사 에너지로 광 소결로 손상된 배선 패턴(75)을 보여주는 사진이다. However, in the case of irradiating the preliminary wiring pattern with the light irradiation energy of 20 J / cm 2 in the light sintering, it can be seen that the wiring pattern 75 formed by the light sintering has been damaged as shown in FIG. 11 is a photograph showing a wiring pattern 75 damaged by light sintering at a light irradiation energy of 20 J / cm 2 during light sintering.

도 11을 참조하면, 광 조사 에너지가 20J/cm2을 초과할 경우, 대부분의 배선 패턴(75)은 연소되어 소진(burn-out) 되거나, 기판 수축 등의 손상이 발생한 것을 확인할 수 있다. 즉 배선 패턴(75)의 중심 부분(77)이 소진되어 기판 몸체(71)에서 탈락한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11, when the light irradiation energy exceeds 20 J / cm 2 , it can be confirmed that most of the wiring patterns 75 are burned out or damaged such as substrate shrinkage. That is, the center portion 77 of the wiring pattern 75 is exhausted, and it is confirmed that the center portion 77 of the wiring pattern 75 is removed from the substrate body 71.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 배선기판 공급부
20 : 스크린 프린팅부
21 : 스크린
23 : 패턴 홀
25 : 스퀴즈
27 : 나노산화구리 잉크 조성물
30 : 프린팅 검사부
40 : 건조부
50 : 광 소결부
60 : 배선기판 회수부
70 : 배선기판
71 : 기판 몸체
73 : 예비 배선 패턴
75 : 배선 패턴
100 : 배선기판의 제조 장치10: Wiring board supply part
20: Screen printing section
21: Screen
23: pattern hole
25: Squeeze
27: Nano-copper oxide ink composition
30: Printing inspection section
40:
50:
60: wiring board recovery unit
70: wiring board
71: substrate body
73: Preliminary wiring pattern
75: wiring pattern
100: Device for manufacturing wiring board

Claims (14)

구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 알데하이드계 화합물, 아스코르브산을 포함하는 산, 인계 화합물 또는 금속계 환원제를 포함하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물.A reducing agent, a dispersing agent, a binder, and a reducing agent including an aldehyde-based compound formed by reducing copper oxidized by light irradiation by nanoporous particles, an acid containing an ascorbic acid, a phosphorus compound or a metal-based reducing agent, And a solvent. 제1항에 있어서,
상기 나노산화구리입자는 나노구리입자의 표면에 구리산화막이 500nm 이하의 두께로 형성되고, 입자 크기가 1㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the nano-sized copper oxide particles have a thickness of 500 nm or less and a particle size of less than 1 mu m on the surface of the nano-copper particles. 제2항에 있어서,
상기 분산제는 아민계 고분자 분산제, 카복실산기를 갖는 탄화수소계 고분자 분산제 또는 극성기를 갖는 고분자 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물.3. The method of claim 2,
Wherein the dispersant comprises an amine-based polymer dispersant, a hydrocarbon-based polymer dispersant having a carboxylic acid group, or a polymer dispersant having a polar group. 제3항에 있어서,
상기 바인더는 PVP, PVA 및 PVC, 셀룰로오스계 수지, 폴리 염화비닐수지, 공중합 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐피롤리돈계 수지, 아크릴 수지, 아세트산비닐-아크릴산에스테르 공중합 수지, 부티랄 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 로진에스테르 수지, 폴리에스테르 수지 또는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물.The method of claim 3,
Wherein the binder is selected from the group consisting of PVP, PVA and PVC, a cellulose resin, a polyvinyl chloride resin, a copolymer resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyvinylpyrrolidone resin, an acrylic resin, a vinyl acetate / acrylate copolymer resin, a butyral resin, A resin, an epoxy resin, a phenol resin, a rosin ester resin, a polyester resin, or silicone. 제4항에 있어서,
상기 용매는 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; EG), 디에틸렌 글리콜(Diethylene glycol; DEG), 디베이식 에스테르(Dibasic ester; DBE), 카르비톨 아세테이트(Carbitol acetate; CA), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르(Dipropylene glycol methyl ether; DPM 또는 DPGME), 부틸카비톨 아세테이트(Butyl carbitol acetate; BCA), 부틸카비톨(Butyl carbitol; BC), 텍산올(texanol), 테르피테올(terpineol) 또는 부틸아크릴레이트(butyl acrylate; BA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물.5. The method of claim 4,
The solvent is selected from the group consisting of ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), dibasic ester (DBE), carbitol acetate (CA), dipropylene glycol methyl ether methyl ether (DPM or DPGME), butyl carbitol acetate (BCA), butyl carbitol (BC), texanol, terpineol or butyl acrylate. BA). ≪ / RTI > 플렉서블한 기판 몸체 위에 구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물을 스크린 프린팅하여 예비 배선 패턴을 형성하는 스크린 프린팅 단계;
스크린 프린팅된 예비 배선 패턴을 건조시키는 건조 단계;
건조된 예비 배선 패턴에 광을 조사하여 상기 예비 배선 패턴에 포함된 상기 나노산화구리입자의 산화된 구리를 환원시키고 소결하여 상기 기판 몸체 위에 배선 패턴을 형성하는 광 소결 단계;
를 포함하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법.A nano-oxide-copper ink composition containing a copper oxide film on a flexible substrate body, a nano-oxidized copper ink composition containing a reducing agent, a dispersant, a binder and a solvent, which is reduced to copper oxide oxidized by light irradiation to form nano copper particles, A screen printing step of forming a wiring pattern;
A drying step of drying the screen-printed preliminary wiring pattern;
A light sintering step of irradiating light onto a dried preliminary wiring pattern to reduce and sinter the oxidized copper of the nano-sized copper oxide particles contained in the preliminary wiring pattern to form a wiring pattern on the substrate body;
Wherein the nano-oxide-copper-based ink composition is used for forming a wiring board. 제6항에 있어서, 상기 스크린 프린팅 단계 이전에 수행되는,
구리산화막이 있는 나노산화구리입자, 광 조사에 의해 산화된 구리를 환원시켜 나노구리입자로 형성하는 환원제, 분산제, 바인더 및 용매를 혼합하여 나노산화구리 잉크 조성물을 제조하는 단계;
제조된 나노산화구리 잉크 조성물을 상온에서 에이징하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법.7. The method of claim 6, further comprising:
Preparing a nanocomposite copper ink composition by mixing nanoparticles of copper oxide having a copper oxide film, reducing copper oxidized by light irradiation to form a nanoporous particles, a reducing agent, a dispersant, a binder and a solvent;
Aging the prepared nano-oxide-copper ink composition at room temperature;
The method of manufacturing a wiring board using the nano-oxide copper ink composition according to claim 1, 제6항에 있어서, 상기 스크린 프린팅 단계에서,
상기 예비 배선 패턴은 선폭 50 내지 100㎛, 두께 5 내지 10㎛로 상기 기판 몸체 위에 스크린 프린팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein in the screen printing step,
Wherein the preliminary wiring pattern is formed by screen printing on the substrate body with a line width of 50 to 100 占 퐉 and a thickness of 5 to 10 占 퐉. 제6항에 있어서, 상기 건조 단계에서,
상기 예비 배선 패턴에 60 내지 100℃의 열풍 또는 적외선을 제공하여 상기 예비 배선 패턴에 포함된 용매를 제거하는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법.7. The method according to claim 6, wherein, in the drying step,
Wherein the preliminary wiring pattern is provided with hot air or infrared rays at 60 to 100 DEG C to remove the solvent contained in the preliminary wiring pattern. 제6항에 있어서, 상기 광 소결 단계에서,
상기 예비 배선 패턴에 단색의 펄스 광을 조사하여 환원 및 소결하는 것을 특징으로 하는 나노산화구리 잉크 조성물을 이용한 배선기판의 제조 방법.7. The method according to claim 6, wherein in the light sintering step,
Wherein the preliminary wiring pattern is irradiated with monochromatic pulsed light to reduce and sinter the preliminary wiring pattern. 제10항에 있어서,
상기 단색의 펄스 광은 펄스 폭 100㎲ 내지 1000㎲, 펄스 갭 0.01ms 내지 1ms, 출력 전압 100 내지 400V, 펄스 수 1 내지 10번, 강도 5 J/㎠ 내지 20 J/㎠인 백색광인 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조 방법.11. The method of claim 10,
The monochromatic pulse light is a white light having a pulse width of 100 to 1000 占 퐏, a pulse gap of 0.01 to 1 ms, an output voltage of 100 to 400 V, a pulse number of 1 to 10, and an intensity of 5 J / cm2 to 20 J / Wherein the step of forming the wiring substrate comprises the steps of: 제11항에 있어서,
상기 단색의 펄스 광은 제논 플레쉬 램프로부터 발생된 백색광을 이용하는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the monochromatic pulse light uses white light generated from a xenon flash lamp. 제11항에 있어서, 상기 광 소결 단계에서,
상기 예비 배선 패턴의 두께가 9㎛ 미만인 경우 상기 단색의 펄스 광의 펄스 수는 1이고, 두께가 9㎛ 이상인 경우 상기 단색의 펄스 광의 펄스 수는 2 이상인 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조 방법.12. The method of claim 11, wherein in the light sintering step,
Wherein the pulse number of the monochromatic pulse light is 1 when the thickness of the preliminary wiring pattern is less than 9 占 퐉 and the pulse number of the monochromatic pulse light is not less than 2 when the thickness is 9 占 퐉 or more. 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 배선 패턴이 형성된 배선기판.A wiring board on which a wiring pattern is formed by the manufacturing method according to any one of claims 6 to 13.
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