KR20170103176A - 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법 및 자가 복원된 전자 회로 - Google Patents

전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법 및 자가 복원된 전자 회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법에 관한 것이고, 이러한 방법에 의해 자가 복원된 전자 회로에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법은, 단선이 발생된 전자 회로를 준비하는 단계; 상기 단선이 발생된 전자 회로의 양 전극 사이에 용액을 떨어뜨리는 단계; 및 상기 용액을 떨어뜨린 후 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

Description

전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법 및 자가 복원된 전자 회로 {METHOD OF SELF RECOVERING SHORT ON ELECTRIC CIRCUIT USING ELECTROCHEMICAL MIGRATION AND SELF RECOVERED ELECTRIC CIRCUIT USING THEREOF}
본 발명은 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법에 관한 것이고, 이러한 방법에 의해 자가 복원된 전자 회로에 관한 것이다.
기존 유연전자 소자의 기술 개발은 재료와 공정을 개선함으로써 기계적 특성을 향상시키는 데에 집중되었다. 이러한 노력의 결과로, 다양한 유기 전자재료가 개발되었으며 저온 공정이 발전함에 따라, 유연전자 소자의 기술의 발전 속도는 가속화되고 있다. 그러나 기술 수준이 아직까지는 근본적인 기계적 파괴를 막기에는 부족하며, 이는 기술 적용 확대에 걸림돌이 되고 있다.
본 발명은 전기 영동의 일종인 전기화학적 마이그레이션(ECM)을 이용하여 유연전자회로의 단선 및 균열을 저비용 단시간의 공정으로 복원시키고자 하며, 이러한 전기 화학적 마이그레이션(ECM)이란 수분 환경에서 연결되어있지 않는 복수의 전극 사이에서 금속 수지상(dendrite)이 성장하는 현상을 의미한다.
이러한 금속 수지상은 양 전극의 기전력 차이에 의한 것으로, 산화 반응에 의한 금속 이온 형성과 이온의 환원에 의한 금속 석출에 의하여 성장한다.
ECM 현상은 전압, 습도, 오염물, 기판 재료, 전극 재료, 회로 형상, 표면 조도, 패턴 간격 pH 등에 의해 영향을 받는다. ECM에 의하여 성장한 금속 수지상은 원래는 전자 부품의 단락 파괴(short circuit failure)의 원인으로써 피해야할 대상에 해당되지만, 본 발명에서는 이를 역이용하여 ECM을 통해 연결되어 있어야 할 전자회로를 복원시키는 데 응용하였다.
재료의 자가복원에 대한 연구가 가장 활발히 이루어진 분야는 건설 분야의 콘크리트 복원 연구와 고분자 재료 복원 연구이다. 박테리아의 신진대사 작용을 이용한 콘크리트의 균열을 복원하는 것과 마이크로 캡슐 복원 물질을 이용한 고분자 재료의 자가복원 연구 역시 대표적인 선행연구 예시이다.
최근에는, 전자회로의 자가복원에 대한 유사한 선행연구도 진행되고 있다. 성균관대 화학공학부 이승우 교수 연구팀은 빛 에너지와 아조고분자를 이용하여 전자회로의 자가복원을 연구하였으며, 와세다대학교의 토모야 연구팀은 교류전류를 이용한 전기장 트랩핑(electrical field trapping)을 통한 자가복원에 대한 연구 성과를 보고하였다. 그러나 이 두 연구는 고분자 혹은 특수한 금속소재를 사용하고, 공정 비용이 높기 때문에 이 점에서 본 기술은 차별성을 갖는다.
본 발명은 종래기술과는 다르게 접근하여, 균열 및 파괴를 복원한다는 새로운 접근 방식으로 유연전자회로의 기계적 문제점을 해결하고자 수행되었다. 또한, 공정 제약이 적은 기술을 목적으로 적은 에너지로 상온, 대기압 조건에서 실시 가능한 기술을 목적으로 발명되었다.
또한, 종래 기술에서 언급한 것처럼, 기존에 금과 같은 고가의 물질을 적용하거나 주변에서 볼 수 없는 신소재(아조 고분자)를 자가복원에 적용하여 기술의 실제 적용에는 문제가 있었다. 이를 해결하고자, 본 발명에서는 고가의 물질을 적용하지 않은, 저비용의 단시간 공정에 의해 단선된 회로의 자가 복원을 가능하게 하고자 하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법은, 단선이 발생된 전자 회로를 준비하는 단계; 상기 단선이 발생된 전자 회로의 양 전극 사이에 용액을 떨어뜨리는 단계; 및 상기 용액을 떨어뜨린 후 전압을 인가하는 단계를 포함한다.
상기 단선이 발생된 전자 회로에서 단선이 발생된 간격이 50 내지 70 μm인 경우 단선의 자가 복원이 최적화된다.
상기 용액은, 증류수(DI water), 전해질, 질산은 수용액, 및 은나노 입자 및 나노와이어 용액 중 어느 하나가 이용되며, 바람직하게는 은 나노입자 및 나노와이어 용액이 이용된다.
상기 자가 복원은 전기화학적 마이그레이션에 의해 금속 수지상의 성장에 의해 이루어지게 된다.
상기 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원은 상온, 대기압 조건에서 수행될 수 있다.
본 발명은 유연전자회로의 자가복원에 초점을 맞추어 발명되었다. 향후 개발될 휘어지는, 늘어나는, 접는 등 다양한 형태 변환 전자소자에도 동일하게 적용가능하다. 따라서 본 기술은 소재와 공정에 제한받지 않으면서 폭넓게 적용 가능한 전자회로 복원기술로써 활용 가능할 것으로 기대된다.
본 발명기술은 종래기술과는 다르게 고가의 소재가 필요하지 않으면서, 공정제약성이 적다는 것이 특징이다. 따라서 본 발명을 통하여, 저비용 단시간 고효율의 전자회로 자가복원 기술을 확보할 수 있었다. 이를 통해, 유연 전자 소자 실용화의 걸림돌이었던 균열 문제를 상당부분 해결할 수 있을 것이라 기대된다.
본 기술이 유연전자소자 분야에서 기술 주도성을 확보하는 데 기여할 것이라 예상되며, 시장에서 경제적 파급효과가 클 것으로 예상된다. 또한, 본 발명 기술이 자가복원이라는 새로운 기술 방향을 제시함으로써 전자소재 분야 이외의 분야에도 기술개발에 영향을 줄 것이라 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법의 순서도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법의 실험 모식도를 도시한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 전압 변수 실험 결과를 도시한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 용액 변수 실험 결과를 도시한다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 Space 간격 변수 실험 결과를 도시한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 굴곡 내구성 시험 결과를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 항온 항습 시험 결과를 도시한다.
도 14는 실제 성장한 덴드라이트의 TEM 미세 조직을 도시한다.
도 15는 실험에 실제 사용한 시편의 사진을 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.
본 명세서에서 "단선"은 전자 회로와 같은 각종 회로에서 발생되는 단선 또는 균열 등을 모두 포함하는 의미이다.
본 발명은 유연 전자소자 및 회로에서 발생하는 균열을 저비용 단시간의 공정으로 복원하는 기술이다. 복원에 이용된 전기화학적 마이그레이션은 미세선폭의 전자회로 사이에서 발생하는 금속 수지상의 성장 현상으로 합선을 일으키는 신뢰성 저해 요인이다. 본 발명에서는 이 현상을 역으로 이용하여 단선된 회로를 복원시키는 데 응용하였다.
본 발명의 기술은 전체 회로를 교체하지 않더라도, 친환경적으로 국소 부위의 전자회로 자가복원이 가능하여, 유연 전자소자의 상용화에 기여할 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법의 순서도를 도시하고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법의 실험 모식도를 도시한다.
도 1에서 보는 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법은, 단선이 발생된 전자 회로를 준비하는 단계(S 110); 상기 단선이 발생된 전자 회로의 양 전극 사이에 용액을 떨어뜨리는 단계(S 120); 및 상기 용액을 떨어뜨린 후 전압을 인가하는 단계(S 130)를 포함한다.
전자 회로는 특별한 제한은 없으며, 전자 소자, 인쇄 전자 회로, 유연 전자 회로 등을 모두 포함하는 개념이다.
이 경우 단선이 단선이 발생된 전자 회로에서 단선이 발생된 간격이 50 내지 70 μm인 경우에 가장 전기화학적 마이그레이션 방법을 이용한 자가 회복이 잘 나타났으며, 이는 이하의 실시예에서 추가로 설명하도록 하겠다.
용액은, 증류수(DI water), 전해질, 질산은 수용액, 및 은나노 입자 및 나노와이어 용액 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 은 나노입자 및 나노와이어 용액인 경우에 자가 회복이 가장 잘 나타났으며, 이 또한 이하의 실시에에서 추가로 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법은, 상온, 대기압 조건에서 수행될 수 있으며, 이러한 자가 복원은 전기화학적 마이그레이션에 의해 금속 수지상(덴드라이트, dendrite)의 성장에 의해 이루어진다.
자가복원 공정은 공정시간이 지남에 따라, 덴드라이트 씨드의 형성 => 덴드라이트 성장 => 덴드라이트의 양쪽 전극 연결 => 덴드라이트의 조밀한 구조 형성 => 열 에너지에 의한 덴드라이트 연소의 단계로 이루어진다.
이하에서는 구체적인 실험예 및 조건들과 함께 본 발명의 내용을 더욱 상세하게 설명하도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 실험에서 이용된 실험 모식도로서 (a)는 자가복원 실험을 위한 단선 회로 디자인을 도시하고, (b)는 굴곡 내구성 시험을 위한 회로 디자인을 도시하며, (c)는 굴곡 내구성 시험의 모식도를 도시한다.
전기화학적 마이그레이션(electrochemical migration; ECM)을 이용한 자가 복원 기술 및 전도성 확보를 확인하기 위해 아래와 같은 실험 조건으로 단선된 회로의 복원과 함께 미세조직, 전기적 특성 등을 관찰하였으며, 자가 복원을 위한 최적 조건을 탐색하였다.
- 용액 : 증류수, 전해질, 질산은 수용액, 은 나노 입자 및 나노와이어 용액
- 전압 : 1, 2, 3, 4, 5V (전자기기의 상용 전압이 휴대전화의 경우 3.7V, 자동차 배터리의 경우 12.6V를 사용한다. 이를 참조하여, 1, 3, 6, 9V로 예비 실험을 하였으며, 6V 이상에서는 복원부의 손상이 심하여 자가복원이 불가능하다는 것을 확인하였다.)
- 시간 : 2초, 5초, 10초, 30초, 60초, 90초, 120초
- 양 전극의 간격 : 50, 70, 90 μm
* 전자 회로 기판의 제조
전자회로기판은 은 나노 페이스트 (Silver paste DGP, Advanced Nano Products Inc., Korea)를 Polyimide (PI, 50μm thickness, Kapton, DuPont™) 기판 위에 스크린 프린팅(MT-550TV, Micro-Tec, Japan)하여 제조되었다. 제조된 시편은 70 ℃에서 10분 동안의 건조 공정과 250 ℃ 대기 분위기에서 30분 동안 소결(RTA, Rapid Thermal Annealing, RTA-BRT100, BLS Korea Inc.) 공정을 통해 완료되었다.
실험에 사용한 회로는 도 2와 같은 패턴으로 양 쪽 전극의 간격을 50, 70, 90μm로 설계되었다. 굴곡 내구성 시험 패턴은 총 길이 130 mm, 폭 22 mm로 IPC/JPCA-6202의 FPCB 유연성 샘플 디자인을 참고하여 설계하였다.
* 단선 회로 자가 복원
양 전극 사이 간격(space)에 마이크로피펫으로 용액(약 20 μL)을 떨어뜨리고, 패드(pad)에 전압을 가해주어, 복원을 진행하였다. 프로브 스테이션(Probe station) 장비로 한 쪽 전극은 소스(Source)로 다른 쪽 전극은 드레인(Drain)으로 설정하여, 자가복원 시의 저항의 변화를 0.1초 간격으로 측정하였다. 또한, 2, 5, 10, 30, 60, 90, 120 초만큼 복원할 진행 후, 건조된 복원부의 미세 조직과 전기적 선저항을 측정하였다. 자가복원 실험은 용액(증류수, 전해질, 질산은 수용액, 은 나노 입자 및 나노와이어 용액), 전압(1, 2, 3, 4, 5V), space 간격(50, 70, 90 μm)에 따라 진행되었다. 각 용액의 농도는 모두 0.005 M로 고정하였으며, 1V, 70 μm 조건을 기준으로 진행했다.
* 기계적 내구성 및 환경 신뢰성 분석
기계적 내구성을 시험하기 위하여, 도 2의 (b)의 디자인으로 회로 기판을 제조하였다. 자가복원 실험군 시편을 제조하기 위해서는 위 회로에 물리적인 균열을 발생시켜야 했다. 따라서, 중앙부의 전극에 약 30-70 μm 폭의 균열을 발생시켰다. 유연 디바이스가 변형하면서 균열이 발생하는 과정을 모사하기 위하여, MIT 접힘 시험기로 균열을 생성시키는 방안을 고려했지만, 시편마다 균일한 파괴를 일으키는 것이 불가능하여, 전극에 의도된 파괴를 일으켰다. 굴곡 내구성 시험은 도 2의 (b)의 모식도와 같이 시행하였고, 속도는 200 rpm으로 100,000회 반복하였다. 대조군 시편과 균열을 자가복원 시킨 시편 두 가지로 내구성 시험을 진행하였다. 초기에 예정되었던 항온항습 시험 이후의 굴곡 내구성 시험은 실험 결과에 영향을 주는 인자가 복합적이기 때문에 변인 통제가 불가능하므로 제외되었다.
항온항습 시험은 수분과 열에 따른 자가복원 회로의 전기적 특성 변화를 분석하기 위하여 진행하였다. 85 ℃, 85 %RH의 환경에서 1000h 동안 진행하였으며, 100, 300, 500, 1000h에서 선저항을 측정하였다.
1) 전압 변수 실험 결과
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 전압 변수 실험 결과를 도시한다. 도 3은 전압별로 DI water 조건에서 자가 복원 중 저항의 변화를 도시하고, 도 4는 전압별로 자가 복원 실시 시간에 따른 저항을 나타내며, 도 5는 전압별 자가 복원 실시 시간에 다른 광학 조직 결과를 도시하고, 도 6은 자가 복원 시간에 따른 덴드라이트(금속 수지상; dendrite) 미세 조직을 도시한다.
Probe station을 통해 70 μm space, DI water 조건에서 자가복원 시, 전류의 변화를 실시간으로 측정하였고, 이를 저항의 변화로 변환하여 도 3에 나타내었다. 전체적으로 전압이 높아질수록 저항이 증가하는 결과가 나타났으며, 각 조건에서 전류의 값은 대략 1.0-1.4 mA로 일정하게 낮은 값을 보여주었다. 이는 DI water에 존재하는 이온의 수가 매우 낮음을 의미하고, 모든 전압 조건에서 동일하게 높은 저항과 낮은 전류만을 허용한 것을 의미한다. 다만, 1, 2V에서는 이온의 생성 속도가 더욱 느려, 전류가 흐르기 시작한 시점이 더욱 늦어졌다. 또한, 5, 6V의 높은 전압에서는 저항의 변동폭이 컸으며, 상대적으로 반응이 빠르게 진행되면서 불안정한 결과를 나타낸 것으로 보인다.
반면, 자가복원 종료 후, 선저항을 측정한 결과, 낮은 전압에서 더욱 높은 전도도를 확보할 수 있었다. 전압이 높을수록 전도가 가능한 시점은 더욱 빨랐지만, 특정 시점 이후에서는 저항이 증가하거나, 전도도가 손실되었다. 광학현미경을 통해 관찰한 결과, 1V의 10 s 이하의 시간에서는 dendrite가 양쪽 전극을 온전히 연결시켜주지 못한 모습을 보여주었고, 이는 전도성이 확보되지 못한 결과와 일치한다. 또한, 높은 전압 조건 혹은 긴 자가복원 시간 결과에서는 전극과 dendrite가 흑색으로 변색되었다. 실험을 실시하기 이전에는 복원 시간이 길거나, 높은 전압에서는 더욱 낮은 저항이 확보될 것이라 예상했었다. 그러나 실험 결과, dendrite가 열에 취약하여, 전압이 너무 높거나, 과도하게 반응을 일으키면, 손상을 입어, 저항이 증가하는 경향이 나타났다.
2) 용액 변수 실험 결과
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 용액 변수 실험 결과를 도시한다. 도 7은 용액별 자가 복원중 저항 변화를 도시하고, 도 8은 용액별 자가 복원 실시 시간에 따른 저항을 도시하며, 도 9는 용액별 자가복원 실시 시간에 따른 광학 조직 결과를 도시한다.
1V, 70 μm space 조건에서 0.005 M AgNO3, NaNO3, Ag nanowire 수용액을 이용하여 실험을 진행하였다. 다만, AgNO3는 1V에서 반응이 빨라, 0.5V를 추가로 진행하였다. 4가지 용액 중, 이온이 없는 DI water보다도 NaNO3 조건에서 오히려 전도가 시작하는 시점이 늦었다. 초기에 실험 조건으로 설정했던 NaCl의 경우, 전혀 자가복원 반응이 발생하지 않았다. 이 결과에 따르면, Cl- 이온이 존재하는 경우는 전자의 이동이 억제됨을 의미하는데, 이는 Ag+와 Cl-가 앙금 생성 반응을 일으키기 때문에 Ag+가 dendrite를 형성하지 못하기 때문이다.
Ag nanowire를 용액으로 채택했을 때 자가복원 중의 저항 변화 결과를 보면, 다른 용액과는 다르게 처음부터 전도성이 확보되어 있었으며, 순간적으로 저항이 증가했다가 감소하여 약 4초 폭의 peak를 보여주었다. Nanowire는 그 자체로 금속으로써 전도성을 띄기 때문에, 처음부터 전도도가 확보될 수 있었다. 순간적인 저항 증가는 Nanowire가 앞선 전압 변수 실험의 결과와 동일한 원리로 연소(burn-out) 반응에 의하여 발생하였다. 도 6의 dendrite 미세조직과 달리, nanowire는 단결정 구조를 가진다. dendrite는 나노 입자가 접촉되어있는 구조로 결합력이 약하기 때문에, 열손상에 더 취약하다. 이에 따라, nanowire 조건에서 자가복원 시, 약 8초 이후부터는 다시 안정적인 전도성이 확보되는 결과가 나타났다.
1V의 AgNO3는 반응 초기부터 낮은 저항을 나타냈다. 이런 결과는 AgNO3가 은 이온을 이미 확보하고 있어, 이온화 과정이 진행되지 않아도, 전도성 확보 및 자가복원이 훨씬 빠른 속도로 가능하기 때문이다. 그러나 자가복원 완료 후 저항결과와 광학현미경 결과를 보면 알 수 있듯이, 위의 고전압 결과와 마찬가지로 오히려 dendrite의 손상이 발생하여, 높은 저항이 결과로 이어졌다. 0.5V로 같은 조건에서 실험을 진행한 결과, 1V보다는 낮은 저항이 나타났지만, 여전히 DI water보다는 낮은 전도도가 확보되었다.
3) Space 간격 변수 실험 결과
도 10 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 Space 간격 변수 실험 결과를 도시한다. 도 10은 스페이스 간격별 자가복원 시간에 따른 저항을 도시하고, 도 11은 스페이스 간격별 자가복원 시간에 따른 광학 조직 결과를 도시한다.
70 μm, 90 s 결과에서 1Ω으로 가장 우수한 전도성을 확보할 수 있었다. 전체적으로는 50μm에서 저항이 낮았지만, 120 s에서 전도도가 손실되었다. 90 μm 조건에서는 30 s에서 최소 저항을 얻고, 계속해서 저항이 증가하였으며, 전체적으로 6Ω 이상의 저항값을 나타내어, 3가지 space 조건에서는 가장 저항 값이 높았다. 따라서 간격 변수 실험에서는 간격이 가장 큰 조건에서는 낮은 저항의 확보가 불가능하였고, 간격이 좁은 두 조건 (50, 70 μm)에서는 1Ω대의 저항 확보가 가능하였다. 하지만 가장 좁은 간격 조건에서는 전도성 손실 속도 역시 가장 빠른 결과가 나타났다.
4) 굴곡 내구성 시험 결과
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 굴곡 내구성 시험 결과를 도시한다.
약 2만번의 bending cycle까지 시험했을 때, 시편 차이로 인하여 자가복원 시편이 저항증가가 약 5% 더 작았다. 그러나 약 23000번의 굴곡 주기 이후에는 자가복원 시편의 저항 증가폭이 급격하게 커졌다. 자가복원 시편의 저항 증가폭은 10만번의 굴곡 주기 이후에는 약 70%로 비교군 시편에 비해 저항증가폭이 약 6배 정도 큰 값이 나타났다. 이 결과는 응력주기 초기에 자가복원 회로에서는 정상적인 회로에서와 유사한 기계적인 파괴와 저항 증가가 발생하는 것을 의미하며, 이 주기 이후에서는 저항 증가가 급격해진 것을 의미한다. 즉, 특정 시점 이후에서는 복원부에 손상이 가해지면서 응력 집중 현상이 발생하고, 이 부분이 상대적으로 취약하기 때문에 저항 증가가 훨씬 심화되었다.
5) 항온 항습 시험 결과
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전기화학적 마이그레이션을 이용해 복원된 전자 회로의 항온 항습 시험 결과를 도시한다.
항온항습 시험 시간에 따라, 70 μm space 간격, 1V, DI water로 동일하게 복원한 시편의 선저항 결과가 도 13에 도시된다. 굴곡 내구성 시험 결과와 유사하게, 시험 시간 증가에 따라 시편의 저항은 증가하였으며, 이는 열과 수분에 의하여 복원부의 dendrite가 손상을 입은 것을 알 수 있다. 특히, 은 인쇄전자회로가 항온항습 시험에 따라, 비저항의 변화가 1.5 μΩ·cm 이하로 일정한 값을 가지기 때문에, 전자회로 자체의 변화는 적다고 할 수 있다. 또한, 300 시간까지의 저항증가는 적었지만, 500 시간 이후부터 저항증가가 3배 이상으로 급격하게 증가하였다. 이를 통해, 자가복원부가 장시간 (500h 이상) 고온, 다습한 환경 (85 ℃, 85 %RH)에 노출되었을 때, 전도도 손상이 발생하는 것을 알 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 단선이 발생된 전자 회로를 준비하는 단계;
    상기 단선이 발생된 전자 회로의 양 전극 사이에 용액을 떨어뜨리는 단계; 및
    상기 용액을 떨어뜨린 후 전압을 인가하는 단계를 포함하는,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단선이 발생된 전자 회로에서 단선이 발생된 간격이 50 내지 70 μm인,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액은, 증류수(DI water), 전해질, 질산은 수용액, 및 은나노 입자 및 나노와이어 용액 중 어느 하나인,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용액은 은 나노입자 및 나노와이어 용액인,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자가 복원은 전기화학적 마이그레이션에 의해 금속 수지상의 성장에 의해 이루어지는,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 회로는 유연 전자 회로인,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원은 상온, 대기압 조건에서 수행되는,
    전기화학적 마이그레이션을 이용한 전자 회로 상의 단선을 자가 복원하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 전기 화학적 마이그레이션을 이용해 단선이 자가 복원된 전자 회로.
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