KR20170102102A - 구리 미립자의 광소결 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구리 미립자를 포함한 분산액이 도포된 폴리머 재질의 기판에 광을 조사하여 구리 미립자를 소결하는 광소결 장치이며, 기판 지지부와, 히터부와, 램프부를 포함한다. 기판 지지부는 분산액이 도포된 기판을 지지하고, 광투과성 재질로 형성된다. 히터부는 기판 지지부의 하측에 배치되며, 구리 미립자에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급한다. 램프부는 기판 지지부의 상측에 배치되며, 구리 미립자를 광소결하기 위하여 구리 미립자에 광을 조사한다. 히터부를 통해 구리 미립자에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하면서 동시에 램프부를 통해 구리 미립자에 광을 조사하여 구리 미립자를 광소결한다.
Description
본 발명은 구리 미립자의 광소결 장치에 관한 것으로서, 구리 미립자를 포함하는 분산액을 폴리머 재질의 기판에 도포하고, 도포된 구리 미립자에 광을 조사하여 광소결하는 구리 미립자의 광소결 장치에 관한 것이다.
인쇄 전자(Printed Electronics)란 금속 또는 무기재료 미립자로 구성된 잉크를 기판에 직접 인쇄한 후 광에너지를 이용하여 짧은 시간 내에 금속 배선 또는 반도체 박막으로 소결시키는 기술을 의미하며, 이는 종래의 증착/포토리소그래피/식각 공정에 의존하는 방법에 비해 공정이 간단하여 비용이 저렴하고, 대면적의 롤투롤 양산이 가능하며, 유독성 물질을 사용하지 않아 친환경적이고, 기판에 열손상을 거의 주지 않으므로 얇은 플렉서블 기판에 대응할 수 있는 장점이 있다. 따라서 인쇄전자는 플렉서블 전자제품, 태양 전지, RFID(Radio Frequency Identification Device), 웨어러블 전자제품, 박판형 배터리 등 다양한 전자 제품에 적용이 가능하다.
현재 전자 인쇄 기술에 사용되고 있는 재료는 금, 은 등의 귀금속이 주를 이루며, 수 나노미터에서 수십 마이크로미터의 크기를 갖는 금속 미립자를 유기용매에 분산시켜 프린팅에 적합한 잉크 또는 페이스트 형태로 제조하여 이용하고 있다. 이때 금속 미립자의 성분, 형태, 크기와 첨가한 유기용매의 종류와 양에 따라 금속 미립자의 소결 특성은 크게 달라지게 되며, 그 밖에도 금속 잉크의 프린팅 방법, 인쇄 패턴의 건조 방법, 인쇄 기판의 종류에 따라서 소결 특성은 차이가 나게 된다.
또한 인쇄 전자의 핵심 기술로는 소결 공정이 있으며, 금속 잉크의 소결 방법 및 조건에 따라서 금속 미립자의 소결도, 소결로 형성된 금속 박막 두께, 금속 박막의 전기전도도, 금속 박막과 기판과의 접착성, 열에 의한 기판의 손상도 등 금속 배선 형성과 관련된 품질에 지대한 영향을 미치게 된다.
기존에는 금속 미립자 잉크/페이스트를 소결하기 위하여 주로 퍼니스(furnace)를 이용한 열소결 공정을 실시하였다. 퍼니스를 이용한 열소결 공정은 금속 미립자를 소결시키기 위하여 환원 분위기 또는 비활성 기체 분위기에서 약 200 내지 350 ℃의 온도로 수십분 동안 열처리하는 방식으로서, 금속 미립자의 소결 온도보다 용융온도 혹은 변형온도가 낮은 폴리머, 종이 등의 플렉서블 재료를 소자 기판으로 사용하는 전자 인쇄 기술에는 적합하지 않다. 또한 분위기 열처리 특성상 긴 승온 또는 냉각 시간을 필요로 하므로 롤투롤 방식의 대량생산에 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 최근 들어 IPL(Intense Pulsed Light)을 이용하여 금속 미립자를 소결하는 광소결 기술이 개발되고 있다. IPL을 이용한 광소결은 레이저나 제논 플래쉬 램프 같이 특정 파장에 집중된 높은 에너지를 갖는 빛을 수 밀리 초 이하의 짧은 시간 동안 조사하여 플렉서블 기판에 열손상을 가하지 않고 금속 미립자층만 소결시켜 금속 박막을 형성하는 기술이다. 은 잉크와 광소결을 이용한 배선 형성 방법이 이미 디스플레이, 태양 전지 분야에 활용되고 있으며, 이렇게 형성된 은 박막은 품질이 우수하여 비저항이 벌크 재료의 2~3배 수준까지 나오고 있다.
은 또는 금 등의 귀금속 재료의 경우 고유 특성상 공기 중에서 소결 온도까지 가열하여도 잘 산화되지 않으므로 IPL을 이용한 광소결에 매우 적합한 재료이나 가격이 비싸기 때문에, 최근 비슷한 전기 전도도를 가지면서 가격이 5배 이상 저렴한 구리로 대체하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
그러나 구리는 귀금속과는 달리 상온에서도 산소가 존재하면 순수한 금속보다는 금속 산화물 형태로 존재하는 것이 더 안정하기 때문에, 공기에 노출되는 순간 미립자 표면에 일정 두께 이상의 구리 산화물층이 형성될 수밖에 없다. 구리 산화물은 구리보다 소결 온도가 훨씬 높으므로 먼저 표면의 구리 산화물을 구리로 환원시키지 않으면 구리 미립자 간의 소결 과정은 일어날 수 없으므로, 구리 미립자를 치밀하게 소결시키는 것은 은에 비해 난이도가 높으며, 소결시킨 이후에도 구리 표면이 쉽게 산화되고, 구리의 고유 특성상 유리 기판이나 PET 기판과 접착성이 불량하므로 현재까지는 구리 미립자 잉크를 산업적으로 이용하기에 어려움이 많았다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 은 미립자(31)를 이용하여 광소결 공정을 수행할 경우, 광에너지(L)를 직접적으로 받는 표면 영역의 온도(T1)와 표면으로부터 전도에 의하여 열에너지를 공급받는 잉크와 기판의 계면에 존재하는 계면 영역의 온도(T2)의 차이가 크지 않아 표면 영역부터 계면 영역까지 균일한 소결이 가능하다.
그러나, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 구리 미립자(41)를 이용하여 광소결 공정을 수행하기 위해서는 구리 산화물을 구리로 환원시키고 소결 공정 중에 다시 산화되는 것을 방지하는 첨가물(42)과, 구리 박막과 기판의 접착성을 개선하는 첨가물(42)을 구리 미립자 잉크에 첨가하게 되는데, 이로 인해 광소결 공정시 표면 영역의 온도(T3)와, 계면 영역의 온도(T4) 차이는 더 커지게 되었다.
결과적으로 이 온도 차이로 인해 인쇄된 구리 미립자(41)의 표면 영역은 램프로부터 과도한 에너지를 받아 열에 의한 손상을 입게 되고, 반대로 계면 영역은 열에너지가 부족하여 소결도, 전기전도도 및 기판과의 접착성이 불량해지는 문제가 발생한다.
도 2의 (a)는 표면 영역에서 소결도가 높은 상태를 나타내는 사진이고, 도 2의 (b)는 계면 영역에서 소결도가 낮은 상태를 나타내는 사진이다.
도 3은 종래의 광소결 장치의 일례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 광소결 장치는 구리 미립자(1)를 포함하는 분산액이 도포된 기판(2)을 지지하는 기판 지지부(10)와, 구리 미립자(1)에 광(L)을 조사하는 램프부(11)를 포함한다.
종래의 광소결 장치에서는 램프부(11)의 광(L)에서 전달된 광에너지가 소결할 재료(구리 미립자) 표면에서부터 열을 발생시켜 전도에 의해 재료 내부로 열전달되면서 구리 미립자(1)의 소결이 이루어졌다. 그러나, 소결할 재료가 두꺼워질수록, 즉 구리 미립자(1)가 다수의 층으로 이루어질수록 표면과 내부의 온도차가 증가하여 표면에 배치된 구리 미립자(1a)는 소결되지만 내부에 배치된 구리 미립자(1b)는 에너지가 충분히 전달되지 않아 소결되지 않을 수 있다.
따라서 소결 가능한 재료의 두께가 제한되어 광소결 공정을 이용하여 생산 가능한 배선의 두께에 제한이 생길 수밖에 없고, 자칫 재료의 두께가 두꺼울 경우 불완전한 소결로 인해 배선 저항이 증가하거나 소결된 박막과 기판 간의 접착성이 불량해지는 문제가 있다.
또한, 재료의 두께가 두꺼울 경우 내부까지 완전하게 소결하기 위하여 과다한 광에너지를 공급할 경우 열충격에 의해 표면에 존재하는 구리 미립자(1)가 손상되거나 산화되는 문제가 발생하며, 구리 미립자(1)가 도포된 기판(2)에 과다한 열이 전달되어 용융점이 낮은 기판을 사용하지 못하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구리 미립자가 도포된 기판을 상온 이상의 온도로 예열하면서 동시에 광에너지를 전달하여 구리 미립자를 소결함으로써, 광소결 가능한 배선의 두께를 증가시킬 수 있고, 표면 및 내부의 균일한 소결 품질로 인해 배선 저항을 감소시킬 수 있는 구리 미립자의 광소결 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치는, 구리 미립자를 포함한 분산액이 도포된 폴리머 재질의 기판에 광을 조사하여 상기 구리 미립자를 소결하는 구리 미립자의 광소결 장치이며, 상기 분산액이 도포된 기판을 지지하고, 광투과성 재질로 형성된 기판 지지부; 상기 기판 지지부의 하측에 배치되며, 상기 구리 미립자에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하는 히터부; 및 상기 기판 지지부의 상측에 배치되며, 상기 구리 미립자를 광소결하기 위하여 상기 구리 미립자에 광을 조사하는 램프부;를 포함하며, 상기 히터부를 통해 상기 구리 미립자에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하면서 동시에 상기 램프부를 통해 상기 구리 미립자에 광을 조사하여 상기 구리 미립자를 광소결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 구리 미립자의 광소결 장치에 있어서, 상기 히터부는 상기 광투과성 재질의 기판 지지부 및 상기 폴리머 재질의 기판을 투과할 수 있는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광을 조사하는 적외선 램프를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 구리 미립자의 광소결 장치에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상기 기판 지지부에 지지된 기판을 냉각시키기 위한 냉각부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 구리 미립자의 광소결 장치에 있어서, 상기 히터부는 상기 광투과성 재질의 기판 지지부 및 상기 폴리머 재질의 기판을 투과할 수 있는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광을 조사하는 적외선 램프를 포함하고, 상기 냉각부는 상기 히터부의 가시광선 또는 적외선 파장대의 광에 대하여 투과도가 높은 물을 포함하며, 상기 물은 상기 기판 지지부의 일측으로 유입되고 상기 기판 지지부의 타측으로 배출되면서 상기 기판 지지부 내부를 순환할 수 있다.
본 발명에 따른 구리 미립자의 광소결 장치에 있어서, 상기 기판은 상기 히터부의 가시광선 또는 적외선 파장대의 광에 대하여 흡수도가 낮고 투과도가 높은 PET 재질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 구리 미립자의 광소결 장치에 있어서, 상기 히터부에서 상기 구리 미립자로 공급되는 에너지는 상기 램프부에서 상기 구리 미립자로 공급되는 에너지보다 낮을 수 있다.
본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치에 따르면, 광소결 가능한 배선의 두께를 증가시킬 수 있고, 표면 및 내부의 균일한 소결 품질로 인해 배선 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치에 따르면, 광소결 과정에서 램프부에서 조사된 광의 에너지에 의해 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 용융점이 낮은 폴리머 재질의 기판이 사용 가능하여 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치에 따르면, 광소결에 이용되는 램프부의 에너지를 낮출 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치에 따르면, 두꺼운 두께의 배선의 경우 표면 및 내부를 전체적으로 균일하게 광소결할 수 있다.
도 1은 은 미립자 및 구리 미립자의 광소결 공정을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 표면 영역 및 계면 영역의 소결도의 상태를 나타내는 사진이고,
도 3은 종래의 광소결 장치의 일례를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 미립자의 광소결 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 PET 재질의 광투과도를 나타내는 그래프이고,
도 6은 물의 광흡수도를 나타내는 그래프이고,
도 7은 도 4의 구리 미립자의 광소결 장치의 히터부의 에너지와 램프부의 에너지를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 표면 영역 및 계면 영역의 소결도의 상태를 나타내는 사진이고,
도 3은 종래의 광소결 장치의 일례를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 미립자의 광소결 장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 PET 재질의 광투과도를 나타내는 그래프이고,
도 6은 물의 광흡수도를 나타내는 그래프이고,
도 7은 도 4의 구리 미립자의 광소결 장치의 히터부의 에너지와 램프부의 에너지를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 구리 미립자의 광소결 장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 미립자의 광소결 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 PET 재질의 광투과도를 나타내는 그래프이고, 도 6은 물의 광흡수도를 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 4의 구리 미립자의 광소결 장치의 히터부의 에너지와 램프부의 에너지를 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 구리 미립자의 광소결 장치(100)는 구리 미립자를 포함하는 분산액을 폴리머 재질의 기판에 도포하고, 도포된 구리 미립자에 광을 조사하여 광소결하는 것으로서, 기판 지지부(110)와, 히터부(120)와, 램프부(130)를 포함한다.
우선, 본 발명의 기판(20)에 도포되는 분산액은 구리 미립자(1)와 솔벤트를 포함한다. 구리 미립자(1)는 평균 입자경이 나노 크기 정도의 구리의 입자이다. 구리 미립자(1)가 솔벤트 중에 분산되면, 구리 미립자의 입자경은 한정되지 않는다. 동일 평균 입자경의 구리 미립자(1)가 단독으로 사용될 수도 있고, 2종류 이상의 평균 입자경을 가지는 구리 미립자(1)가 혼합되어 사용될 수도 있다. 솔벤트는 알코올 등의 액체가 사용될 수 있으나, 이것에 한정되지 않는다.
또한 본 발명의 기판(20)은 폴리머 재질의 기판이 이용된다. 후술할 히터부(120)는 기판(20)의 하측에 배치되고 기판(20)의 상면에 배치된 구리 미립자(1)에 열에너지를 전달해야 하므로, 히터부(120)에서 조사되는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광(L1)에 대하여 흡수도가 낮고 투과도가 높은 폴리머 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판(20)에 이용되는 폴리머 재질은 가시광선 또는 적외선 파장대의 광(L1)에 대하여 투과도가 높은 PET 재질이 이용될 수 있다.
상기 기판 지지부(110)는 구리 미립자(1)가 포함된 분산액이 도포된 기판(20)을 지지한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 히터부(120)는 기판 지지부(110)의 하측에 배치되며, 기판 지지부(110)의 상면에는 구리 미립자(1)가 도포된 기판(20)이 지지된다. 이러한 상태에서 히터부(120)에서 구리 미립자(1)로 열에너지가 전달되어야 하므로, 기판 지지부(110)는 히터부(120)에서 조사되는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광(L1)에 대하여 흡수도가 낮고 투과도가 높은 광투과성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
기판 지지부(110)가 광투과성 재질로 형성되므로, 구리 미립자(1)를 예열하는 에너지는 구리 미립자(1)의 하부로부터 전달되고 구리 미립자(1)를 광소결하는 에너지는 구리 미립자(1)의 상부로부터 전달될 수 있다. 따라서, 두꺼운 두께의 배선을 형성하고자 할 때 구리 미립자층의 표면 및 내부를 전체적으로 균일하게 광소결할 수 있다.
또한 기판 지지부(110)는 기판 지지부(110)에 지지된 기판(20)을 냉각시키기 위한 냉각부(111)를 포함할 수 있다.
다수의 층으로 적층된 구리 미립자(1)를 표면부터 내부까지 전체적으로 광소결하기 위해서는 램프부(130)에서는 오랜 시간 동안 광(L2)이 조사될 수 있다. 이때 램프부(130)에서 조사된 광(L2)의 에너지가 구리 미립자(1)뿐만 아니라 기판(20)까지 전달되어 열에 약한 기판(20)이 손상될 수 있다.
따라서, 기판 지지부(110)에 기판(20)을 냉각시키기 위한 냉각부(111)를 설치함으로써, 램프부(130)에서 조사된 광(L2)의 에너지에 의해 기판(20)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예의 냉각부(111)는 기판(20)과 히터부(120)의 사이에 배치된다. 히터부(120)에서 기판(20)에 도포된 구리 미립자(1)로 열에너지가 전달되어야 하므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각부(111)는 히터부(120)에서 조사되는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광(L1)에 대하여 흡수도가 낮고 투과도가 높은 물(w)을 포함하는 것이 바람직하다.
냉각부(111)를 구성하는 물(w)은 외부로부터 기판 지지부(110)의 일측으로 유입되고, 기판 지지부(110)의 내부를 순환한 후, 기판 지지부(110)의 타측으로 배출되는 유동 구조를 가질 수 있다.
상기 히터부(120)는 구리 미립자(1)에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하여 구리 미립자(1)를 예열하며, 기판 지지부(110)의 하측에 배치된다.
램프부(130)의 광(L2)을 구리 미립자(1)에 조사하여 구리 미립자(1)를 광소결하기 전에 히터부(120)의 광(L1)을 구리 미립자(1)에 조사하여 구리 미립자(1)를 미리 예열한다. 도 7에 도시된 바와 같이 히터부(120)의 광(L1)이 조사되면 구리 미립자층의 하부부터 서서히 예열되고 히터부(120)의 광(L1)이 조사되는 상태에서 램프부(130)의 광(L2)이 구리 미립자층의 상부에 조사되면, 다수의 층으로 적층된 구리 미립자(1)는 표면부터 내부까지 전체적으로 균일하게 광소결될 수 있다.
이와 같이 히터부(120)를 이용하여 구리 미립자(1)를 예열한 상태에서 구리 미립자(1)의 광소결을 진행함으로써, 표면 및 내부까지 전체적으로 균일한 소결 품질을 유지할 수 있으며, 광소결할 수 있는 배선의 두께 또한 증가시킬 수 있다. 또한, 히터부(120)에 의해 구리 미립자(1)가 예열된 상태이므로, 광소결에 이용되는 램프부(130)의 에너지를 낮출 수 있어 제조 원가 또한 절감할 수 있다.
히터부(120)는 구리 미립자(1)를 직접적으로 광소결하는 것이 아니고 램프부(130)를 이용하여 광소결하기 전 구리 미립자(1)를 예열하기 위한 것이므로, 히터부(120)에서 구리 미립자(1)로 공급되는 에너지는 램프부(130)에서 구리 미립자(1)로 공급되는 에너지보다 낮은 것이 바람직하다.
본 실시예의 히터부(120)는 광투과성 재질의 기판 지지부(110) 및 폴리머 재질의 기판(20)을 투과할 수 있는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광을 조사하는 램프일 수 있다.
상기 램프부(130)는 구리 미립자(1)를 광소결하기 위하여 구리 미립자(1)에 광을 조사하며, 기판 지지부(110)의 상측에 배치된다.
본 실시예의 램프부(130)는 제논 램프가 이용될 수 있으며, 제논 램프로부터 조사되는 백색광에 의해 기판(20) 위에 도포된 구리 미립자(1)가 광에너지를 받으면서 광소결되어 전도성을 띄게 된다.
램프부(130)의 광에 의한 구리 미립자(1)의 광소결은 대기압 및 상온에서 실시될 수 있다. 램프부(130)의 광원은 제논 램프 외에도 크세논 램프, 레이저 장치가 이용될 수도 있다. 구리 미립자(1)가 소결되면 구리 미립자(1)이 벌크화되는데(도 1의 1a 참조), 히터부(120)에 의해 구리 미립자(1)가 예열된 상태이므로 도 1에 도시된 바와 달리, 표면뿐만 아니라 내부에서도 구리 미립자(1)가 벌크화되어 전체적으로 도전막이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 히터부(120)를 통해 구리 미립자(1)에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하여 구리 미립자(1)를 예열시키면서 동시에 램프부(130)를 통해 구리 미립자(1)에 광을 조사하여 구리 미립자(1)를 광소결하는 것이 특징이다.
또한, 본 발명의 기판(20)은 광소결 공정 중 냉각부(111)에 의해 냉각되므로, 다른 폴리머 재질보다 용융점이 낮고 비용이 저렴한 PET 재질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치는, 구리 미립자가 도포된 기판을 예열하면서 동시에 광에너지를 전달하여 구리 미립자를 소결함으로써, 광소결 가능한 배선의 두께를 증가시킬 수 있고, 표면 및 내부의 균일한 소결 품질로 인해 배선 저항을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치는, 기판 지지부에 기판을 냉각시키기 위한 냉각부를 설치함으로써, 광소결 과정에서 램프부에서 조사된 광의 에너지에 의해 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 용융점이 낮은 폴리머 재질의 기판이 사용 가능하여 제조 원가를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치는, 히터부에 의해 구리 미립자가 상온보다 높은 온도로 예열된 상태에서 광소결 공정을 수행함으로써, 광소결에 이용되는 램프부의 에너지를 낮출 수 있어 제조 원가를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 구리 미립자의 광소결 장치는, 기판 지지부를 광투과성 재질로 형성하여 구리 미립자를 예열하는 에너지는 구리 미립자의 하부로부터 전달하고 구리 미립자를 광소결하는 에너지는 구리 미립자의 상부로부터 전달할 수 있으므로, 두꺼운 두께의 배선의 경우 표면 및 내부를 전체적으로 균일하게 광소결할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1 : 구리 미립자
20 : 기판
100 : 구리 미립자의 광소결 장치
110 : 기판 지지부
111 : 냉각부
120 : 히터부
130 : 램프부
20 : 기판
100 : 구리 미립자의 광소결 장치
110 : 기판 지지부
111 : 냉각부
120 : 히터부
130 : 램프부
Claims (6)
- 구리 미립자를 포함한 분산액이 도포된 폴리머 재질의 기판에 광을 조사하여 상기 구리 미립자를 소결하는 구리 미립자의 광소결 장치이며,
상기 분산액이 도포된 기판을 지지하고, 광투과성 재질로 형성된 기판 지지부;
상기 기판 지지부의 하측에 배치되며, 상기 구리 미립자에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하는 히터부; 및
상기 기판 지지부의 상측에 배치되며, 상기 구리 미립자를 광소결하기 위하여 상기 구리 미립자에 광을 조사하는 램프부;를 포함하며,
상기 히터부를 통해 상기 구리 미립자에 상온보다 높은 온도의 에너지를 공급하면서 동시에 상기 램프부를 통해 상기 구리 미립자에 광을 조사하여 상기 구리 미립자를 광소결하는 것을 특징으로 하는 구리 미립자의 광소결 장치. - 제1항에 있어서,
상기 히터부는 상기 광투과성 재질의 기판 지지부 및 상기 폴리머 재질의 기판을 투과할 수 있는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광을 조사하는 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 미립자의 광소결 장치. - 제1항에 있어서,
상기 기판 지지부는, 상기 기판 지지부에 지지된 기판을 냉각시키기 위한 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 미립자의 광소결 장치. - 제3항에 있어서,
상기 히터부는 상기 광투과성 재질의 기판 지지부 및 상기 폴리머 재질의 기판을 투과할 수 있는 가시광선 또는 적외선 파장대의 광을 조사하는 적외선 램프를 포함하고,
상기 냉각부는 상기 히터부의 가시광선 또는 적외선 파장대의 광에 대하여 투과도가 높은 물을 포함하며,
상기 물은 상기 기판 지지부의 일측으로 유입되고 상기 기판 지지부의 타측으로 배출되면서 상기 기판 지지부 내부를 순환하는 것을 특징으로 하는 구리 미립자의 광소결 장치. - 제2항에 있어서,
상기 기판은 상기 히터부의 가시광선 또는 적외선 파장대의 광에 대하여 흡수도가 낮고 투과도가 높은 PET 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 구리 미립자의 광소결 장치. - 제1항에 있어서,
상기 히터부에서 상기 구리 미립자로 공급되는 에너지는 상기 램프부에서 상기 구리 미립자로 공급되는 에너지보다 낮은 것을 특징으로 하는 구리 미립자의 광소결 장치.
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| KR20230127960A (ko) * | 2021-08-02 | 2023-09-01 | 메타솔 주식회사 | 광소결에 의한 평판 디스플레이 패널 전극의 리페어 방법 및 시스템 |
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