KR20180036985A

KR20180036985A - 고 전도성 조성물의 침착에 의한 전자기 간섭 차폐 보호의 달성

Info

Publication number: KR20180036985A
Application number: KR1020187004354A
Authority: KR
Inventors: 치줘 줘; 신페이 차오; 글렌다 카스타네다; 준보 가오
Original assignee: 헨켈 아이피 앤드 홀딩 게엠베하
Priority date: 2015-08-03
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-04-10
Also published as: EP3331943A4; JP7569615B2; US20180163063A1; KR102633369B1; TWI797061B; CN108602976A; WO2017023747A1; TW201716518A; JP2018523734A; US10858523B2; EP3331943A1

Abstract

전자기 간섭 (EMI) 적용을 위한 용매 중에 은 박편, 분말 또는 현탁액을 사용하는 고 전도성 조성물 (1 x 10^-3 Ω.cm 이하의 부피 저항률을 가짐)이 본원에 제공된다. 이 고 전도성은 EMI 차폐 보호를 위한 매우 얇은 필름의 사용을 허용할 것이고, 이는 차례로 패키지 크기를 감소시키는데 도움이 될 것이다. 일부 실시양태에서, 코팅 조성물은 적합한 수단, 예를 들어 정전기 분무 공정, 공기 분무 공정, 초음파 분무 공정, 스핀 코팅 과정 등에 의해 장치 표면 상에 적용된다.

Description

고 전도성 조성물의 침착에 의한 전자기 간섭 차폐 보호의 달성

관련 출원

본 출원은 2015년 8월 3일에 출원한 미국 특허 가출원 번호 62/200,267로부터 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

본 발명은 적합한 수단, 예를 들어 정전기 분무 가공, 공기 분무 가공, 초음파 분무 가공, 스핀 코팅 가공 등을 사용하여, 적합한 기재 (예를 들어, 에폭시 성형 배합물 (EMC) 표면) 상에, 그의 균일한 3차원의 적용을 위한 고도의 전기 전도성 조성물 및 방법에 관한 것이다. 매우 얇은 코팅 두께에 의한, 전자 패키지를 위한 고도로 효율적인 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호가 입증된 바 있다. 본 발명은 또한 본 발명 제제 및 방법을 사용하여 제조된 필름에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 그에 대한 적합한 기재에 부착된 본원에 기재된 필름을 포함하는 물품에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 또한 전자 부품에 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 부여하는 전도성 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 또한 전자 부품에 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 부여하는 방법에 관한 것이다.

EMI 차폐는 전도성 또는 자성 재료로 제조된 장벽에 의해 전자기장을 차단함으로써 공간에서 전자기장을 감소시키는 실시이다. 차폐는 전형적으로 인클로저에 적용되어 전기 장치를 '외부 세계'로부터 격리한다. 고주파 전자기 방사선을 차단하는 전자기 차폐는 또한 RF 차폐로도 공지되어 있다.

EMI 차폐는 라디오파, 전자기장 및 정전기장의 커플링을 감소시킬 수 있다. 정전기장을 차단하는데 사용된 전도성 인클로저는 또한 패러데이 케이지로도 공지되어 있다. 달성할 수 있는 감소량은 사용된 재료, 그의 두께, 코팅의 전도성, 관심 필드의 주파수 등과 같은 인자에 따라 달라진다.

전자기 차폐에 사용된 전형적인 재료는 총형 시트 금속 (예를 들어, 금속 캔), 및 도금 및/또는 스퍼터링 공정에 의해 적용된 금속 코팅을 포함한다. 특히 플라스틱 인클로저에 수납된 전자 제품에 대해서, 또 다른 통상적으로 사용된 차폐 방법은 전도성 코팅의 사용이다.

총형 금속 시트는 전형적으로 금속 캔을 전자 패키지 상에 적용하는 보드 수준 차폐에 사용된다. 그의 크기 때문에, 이 방법은 초소형 설계에 적합하지 않고, 적용시 아주 가요성이지는 않다.

도금 방법은 전자 패키지에 대한 완전한 피복을 제공하고, 잠재적으로 우수한 두께 제어를 가질 수 있다. 이러한 방법은 매우 우수한 단위 시간당 생산성 (UPH) 및 비교적 낮은 재료 비용을 갖는다. 그러나, 이들 방법은 코팅되는 표면의 예비-처리를 요구하고 기재의 수고로운 마스킹을 요구한다.

스퍼터 방법은 익히 공지되어 있고, EMI 차폐 적용를 위한 공정은 널리 수용되어 있다. 이러한 방법은 전형적으로 낮은 재료 비용을 초래하고, 아직도 코팅의 높은 전기 전도성으로 인해 매우 유효한 EMI 차폐를 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 매우 고가인 장비의 사용을 요구하고; 더욱이, 그의 UPH는 매우 낮다.

현재, 전도성 페이스트 접착제가 통상적으로 EMI 차폐 보호에 사용된다. 그러나, 불행하게도, 페이스트 접착제가 높은 전기 전도성을 갖지 않은 경우, 바람직한 차폐 성능을 달성하는데 매우 두꺼운 필름이 필요해진다.

전도성 코팅은 초소형 미립자 형태로, 적합한 금속, 전형적으로 은, 구리, 니켈 등이 로딩된, 열경화성 및 열가소성을 포함한 캐리어 물질로 이루어진 전도성 조성물에 의해 전자 패키지에 EMI 보호를 제공한다. 코팅은 통상적으로 전자 패키지에 분무 또는 인쇄 공정에 의해 적용되고 건조되면, 연속적 전도성 층을 생성하며, 이는 전기적으로 장비의 섀시 접지에 접속될 수 있고, 따라서 유효한 차폐를 제공한다. 이 방법의 한계는 EMI 차폐 유효성이 순수한 금속 시트, 또는 (전도성 코팅의 열등한 전기 전도성으로 인해) 도금 및 스퍼터링으로 제공된 금속 코팅만큼 우수하지 않다는 것이다. 또 다른 한계는 규칙적인 분무 또는 인쇄 공정에 의해 전자 패키지 상에 균일한 3차원의 얇은 코팅을 제조하기 곤란하다는 것이다.

선행 기술 방법 중 이들 및 다른 한계는 이로써 본 발명에 의해 해결된다.

본 발명에 따르면, 전도성 재료를 적합한 기재에 적용하는데 유용한 고 전도성 조성물이 제공되고; 생성된 코팅 물품은 선행 기술 방법을 사용하는 선행 기술 제제로 코팅된 물품에 비해 EMI 차폐 성능을 개선하였다.

본 발명의 특정 측면에 따르면, 전도성 필름 및 그에 의해 차단된 물품의 제조 방법이 또한 제공된다. 본 발명 방법은 전자 패키지의 표면 상에 실질적으로 균일한 3차원의 얇은 전도성 코팅을 달성하기 위한 다양한 적용 방법, 예를 들어 정전기 분무 가공, 공기 분무 가공, 초음파 분무 가공, 스핀 코팅 가공 등의 사용을 고려한다. 유효한 EMI 차폐가 매우 얇은 코팅 두께에 의해 입증된 바 있다. 예를 들어, 직사각형 EMC 블록의 경우, 3차원 코팅이란 전도성 조성물이 블록의 상부 표면 및 4개의 측벽을 실질적으로 균일하게 덮는 것을 의미한다 (예를 들어, 도 1 참조).

정전기 분무 가공은 전형적으로 매우 높은 전압 (~ 10 KV)을 사용하여 코팅 재료를 기재에 분배하며, 그 동안 그의 전기력이 코팅 용액의 표면 장력을 극복하고, 코팅 재료의 액적이 하전된 미세 연무 (나노 크기 액적)로 분할된다. 전기장 세기에 의해 구동되어, 하전된 미세 연무는 이어서 가공물을 향해 가속될 것이다. 특정 실시양태에서, 다른 분무 가공과 비교하여, 정전기 분무 가공에 의해 생성된 미스트가 보다 더 미세하게 되는 경향이 있어, 이에 의해 코팅 자국의 제어를 용이하게 한다. 일부 실시양태에서, 이는 전자 패키지의 표면 상에 3차원의 얇은 코팅을 제조하는 것을 용이하게 한다.

공기 분무 가공은 공기 가압 스프레이건을 사용하여 수행된다. 에어 건은 노즐, 페인트 수조, 및 에어 컴프레서를 갖는다. 트리거가 가압될 때, 페인트는 압축 공기 스트림과 혼합되고, 미세 분무 중에 방출된다.

초음파 분무는 분무 노즐 팁에 작용하는 압전 트랜스듀서에 의해 생성된 고주파 음파를 사용하는 코팅 방법이며, 이는 코팅 액체를 분무화하고 작은 액적을 생성하여 코팅 대상 표면을 코팅할 것이다.

공기 분무 가공과 비교하여, 정전기 분무 가공에 의해 생성된 연무는 보다 미세하고, 코팅 자국은 제어하기에 보다 용이하다. 이는 전자 패키지의 표면 상에 측벽 코팅 두께 대 상부 표면 코팅 두께가 거의 1 대 1의 비인 3차원의 얇은 코팅이 만들어지도록 한다. 초음파 분무의 연무는 정전기 분무와 유사하여, 이 방법에 의한 코팅 품질도 정전기 방법에 의해 수득된 것과 유사하다.

본 발명에 따르면, 선행 기술의 한계는 극복되고, 본 발명의 조성물의 탁월한 성능, 그의 제조 방법 및 사용 방법은 하기와 같이 입증되었다.

- (예를 들어, 정전기 분무 공정, 공기 분무 공정, 초음파 분무 공정, 스핀 코팅 공정 등에 의해) EMC 표면 상에 3차원으로 적용된 본 발명의 조성물은 EMC 표면 상에 3차원의 얇은 전도성 코팅을 제공한다. 얇은 코팅은 EMC에 대한 탁월한 접착을 나타낸다.

- 본 발명에 따른 고전도성 조성물은 그의 EMI 차폐 성능을 개선하고; 유효한 EMI 차폐 성능은 1-2 μm만큼 낮은 코팅 두께로 달성된다.

- 스퍼터 코팅에 의해 수득된 것과 비교하여 보다 더 높은 UPH가 본 발명의 제제에 의해 수득되고; 더욱이, 본 발명 방법은 스퍼터 및 플레이트 공정에 의해 제조된 코팅과 비교하여 유사한 금속 코팅을 제공한다.

본 발명의 특정 측면에서, 본 발명 제제 및 방법을 사용하여 제조된 필름이 또한 제공된다. 본 발명의 추가의 측면에서, 그에 대한 적합한 기재에 부착된 본원에 기재된 필름을 포함하는 물품이 또한 제공된다.

요약하면 고 전도성 조성물 (및 그의 제조 방법)이 본원에서 입증되었다. 이들 고 전도성 조성물은 다양한 방법에 의해, 예를 들어 정전기 분무 공정, 공기 분무 공정, 초음파 분무 공정, 스핀 코팅 공정 등에 의해 EMC 표면 상에 적용될 수 있다. 균일한 3차원의 얇은 코팅이 EMC 표면 상에 달성되었다 (예를 들어, 도 1 참조). 시험 결과는 이들 고 전도성 조성물이 매우 얇은 두께에 의해 전자 패키지에 대해 매우 유효한 EMI 차폐 보호를 제공할 수 있다는 것을 제시한다.

본 발명은 적어도 하기 조합의 바람직한 성능 특성을 제공하는데 고유하다.

a. 우수한 EMI 차폐 유효성 (예를 들어, 20 dB 이상);

b. 낮은 경화 온도를 갖는 고전도성;

c. 매우 얇지만 균일한 코팅; 및

d. IC 패키지 보호를 위한 3차원의 EMI 차폐 코팅

도 1은 본 발명의 방법을 사용하여 EMI 차폐가 요구되는 장치의 상부 표면 및 측벽에 전도성 코팅을 적용한 결과를 도시한다.
도 2는 배합비 A (실시예 1 참고)의 수분 조건화 후 EMC 상에 예시적인 전도성 조성물의 접착을 도시한다.
도 3은 예시적인 기재에 대한 배합비 A1 (실시예 5 참조)의 경화 분취물의 접착력의 스크래치-박리 시험의 결과를 도시한다.
도 4는 5 μm 두께에 의한 다양한 제제의 EMI 차폐 성능을 요약한다. C850-6L은 헨켈 일렉트로닉 머티리얼스 엘엘씨(Henkel Electronic Materials LLC)로부터 상업적으로 입수가능하고; 배합비 A1은 실시예 5에 기재되고; 배합비 A는 실시예 1에 기재되어 있다. Y 축은 EMI 차폐 유효성이다. 수치가 보다 낮을수록, EMI 차폐 성능이 보다 우수하다. 시험 결과는 본원에 기재된 제제에 의해 달성된 유의한 EMI 차폐 성능 향상을 나타낸다.

본 발명에 따르면,

약 10 내지 98.99 wt% 범위의 미립자 전도성 충전제;

약 0.01 내지 약 40 wt% 범위의 유기 매트릭스; 및

약 1 약 80 wt% 범위의 유기 희석제

를 포함하는 전기 전도성 조성물이 제공되며,

여기서

상기 미립자 전도성 충전제는 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 인듐, 니켈의 합금 (예를 들어, 합금 42), 아연의 합금, 철의 합금, 인듐의 합금, 은-도금 구리, 은-도금 알루미늄, 비스무트, 주석, 비스무트-주석 합금, 은-도금 섬유, 은-도금 흑연, 은-도금 탄화규소, 은-도금 질화붕소, 은-도금 다이아몬드, 은-도금 알루미나, 은-도금 합금 42, 카드뮴 및 카드뮴의 합금, 납 및 납의 합금, 안티모니 및 안티모니의 합금, 및 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 미립자 전도성 충전제는 약 1 nm 내지 약 50 μm 범위의 입자 크기를 갖고;

상기 유기 매트릭스는 적어도 1종의 열가소성 수지 및/또는 적어도 1종의 열경화성 수지를 포함하고;

상기 유기 희석제는 방향족 탄화수소, 포화 탄화수소, 염소화 탄화수소 에테르, 폴리올, 에스테르, 이염기성 에스테르, 알파-테르피네올, 베타-테르피네올, 케로센, 디부틸프탈레이트, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 카르비톨 아세테이트, 에틸 카르비톨 아세테이트, 헥실렌 글리콜, 고비점 알콜 및 그의 에스테르, 글리콜 에테르, 케톤, 아미드, 헤테로방향족 화합물, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며;

여기서

상기 조성물은, 약 250℃ 이하의 승온에 대해 노출시,

전자 패키지에 적어도 20 dB의 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 제공하고,

상기 조성물이 적합한 3차원 기재에 25 μm 미만의 두께로 적합한 수단에 의해, 예를 들어 정전기 분무 공정, 공기 분무 공정, 초음파 분무, 스핀 코팅 공정 등에 의해 적용되는 경우, 1 x 10^-3 Ω.cm 미만의 부피 저항률을 갖고,

상기 기재에 우수한 접착을 갖는다.

직사각형 EMC 블록의 경우, 3차원 코팅은 전도성 조성물이 블록의 상부 표면 및 4개의 측벽을 덮는 것을 의미한다.

EMI 유효성은 다양한 방식으로, 예를 들어 2개의 도파관-대-동축 어댑터 및 벡터 네트워크 분석기를 포함하는 도파관 시스템 (1.7-2.8 GHz)을 사용하여 측정될 수 있다. 샘플은 PET 필름 상에 코팅된 표적 두께를 갖는 박막 층으로서 제조된다. 샘플 크기는 5x3 인치이다. 재료는 >14 KHz 주파수에 의한 적용에 적합하고, >1 GHz에서 보다 우수한 성능을 제공한다.

충전제

본 발명에 따르면, 본원에 사용되는 미립자 전도성 충전제는 본 발명의 조성물 중의 약 10 내지 약 98.99 wt%의 범위로 존재하며; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 10 내지 약 95 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 10 내지 약 90 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 10 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 10 내지 약 70 wt%의 범위로 포함하고; 본원에 사용되는 미립자 전도성 충전제는 본 발명의 조성물 중의 20 내지 약 98.99 wt%의 범위로 존재하며; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 20 내지 약 95 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 20 내지 약 90 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 20 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 20 내지 약 70 wt%의 범위로 포함하고; 본원에 사용되는 미립자 전도성 충전제는 본 발명의 조성물 중의 30 내지 약 98.99 wt%의 범위로 존재하며; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 30 내지 약 95 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 30 내지 약 90 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 30 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 30 내지 약 70 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 40 내지 약 95 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 40 내지 약 90 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 40 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 40 내지 약 70 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 미립자 전도성 충전제를 약 40 내지 약 60 wt%의 범위로 포함한다.

본원에 사용되는 미립자 전도성 충전제는 실질적으로 나노미립자일 수 있거나, 또는 본원에 사용되는 미립자 전도성 충전제는 실질적으로 보다 큰, 비-나노미립자일 수 있거나, 또는 본원에 사용되는 미립자 전도성 충전제는 나노미립자 및 비-나노미립자의 조합일 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일부 실시양태에서, 본원에 사용되는 100 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위 입자 크기 및 약 2 - 1000 nm 범위의 평균 입자 크기를 갖고, 나머지의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기를 갖는다.

본 발명의 일부 실시양태에서, 본원에 사용되는 100 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖는다.

본 발명의 일부 실시양태에서, 본원에 사용되는 10 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 20 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 30 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 40 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 50 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 60 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 70 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 80 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 90 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기를 갖는다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 10 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 20 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 30 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 40 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 50 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 60 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 70 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 80 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 90 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 약 2 - 500 nm 범위의 입자 크기를 갖는다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 10 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 20 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 30 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 40 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 50 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 60 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 70 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 80 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 90 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖는다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 10 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 20 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 30 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 40 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 50 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 60 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 70 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 80 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 실시에서 사용되는 90 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제는 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 10 nm - 10 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖는다.

유기 매트릭스

매우 다양한 유기 매트릭스가 본원에 사용하기 위해 고려되고; 예시적인 유기 매트릭스는 적어도 1종의 열가소성 수지 및/또는 적어도 1종의 열경화성 수지를 포함한다.

본원에 사용된 유기 매트릭스는 본 발명의 조성물 중의 약 0.01 내지 약 40 wt%의 범위로 존재하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.05 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.1 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.5 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 1 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 2 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 3 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 4 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 5 내지 약 40 wt%의 범위로 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 사용된 유기 매트릭스는 본 발명의 조성물 중의 약 0.01 내지 약 30 wt%의 범위로 존재하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.05 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.1 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.5 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 1 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 2 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 3 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 4 내지 약 30 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 5 내지 약 30 wt%의 범위로 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 사용된 유기 매트릭스는 본 발명의 조성물 중의 약 0.01 내지 약 20 wt%의 범위로 존재하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.05 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.1 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.5 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 1 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 2 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 3 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 4 내지 약 20 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 5 내지 약 20 wt%의 범위로 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 사용된 유기 매트릭스는 본 발명의 조성물 중의 약 0.01 내지 약 10 wt%의 범위로 존재하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.05 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.1 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 0.5 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 1 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 2 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 3 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 4 내지 약 10 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명 제제는 유기 매트릭스를 약 5 내지 약 10 wt%의 범위로 포함한다.

예시적인 열가소성 수지는 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트 (예를 들어, 폴리(메타크릴레이트), 폴리(부틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 페녹시, 폴리에틸옥시아졸린, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴아미드, 폴리글리콜, 및 폴리아크릴산; 폴리(에틸렌 글리콜), 방향족 비닐 중합체, 가요성 에폭시, 에폭시 관능기를 갖는 중합체, 폴리 카르보네이트, ABS, PC/ABS 합금, 나일론, 고유 전도성 중합체, 실리콘 중합체, 실록산 중합체, 고무, 폴리올레핀, 비닐 중합체, 폴리아미드, 플루오로중합체 폴리페닐렌 에테르, 코폴리에스테르카르보네이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴리아릴레이트 에테르 술폰 또는 케톤, 폴리아미드 이미드, 폴리에테르이미드, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌-EPDM 블렌드, 부타디엔, 스티렌-부타디엔, 니트릴, 클로로술포네이트, 네오프렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴리에테르에스테르, 스티렌/아크릴로니트릴 중합체, 폴리페닐렌 술피드, 니트릴 고무, 셀룰로스 수지, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.

적어도 1종의 열가소성 수지의 존재 이외에, 본원에 사용하기 위해 고려된 유기 매트릭스는 임의로 적어도 1종의 열경화성 수지를 추가로 포함하고; 예시적인 열경화성 수지는 에폭시, 아크릴, 아크릴레이트, 아크릴레이트 에스테르, 비닐, 말레이미드, 나드이미드, 이타콘이미드, 시아네이트 에스테르, 알키드 수지 시아네이트 에스테르, 페놀계, 벤족사진, 폴리이미드, 관능화 폴리이미드, 옥세탄, 비닐 에테르, 폴리우레탄, 멜라민, 우레아-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 실리콘, 멜라민 등, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물을 포함한다.

에폭시

매우 다양한 에폭시-관능화된 수지, 예를 들어, 비스페놀 A를 기재로 하는 액체형 에폭시 수지, 비스페놀 A를 기재로 하는 고체형 에폭시 수지, 비스페놀 F를 기재로 하는 액체형 에폭시 수지 (예를 들어, 에피클론(Epiclon) EXA-835LV), 페놀-노볼락 수지를 기재로 하는 다관능성 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 (예를 들어, 에피클론 HP-7200L), 나프탈렌형 에폭시 수지 등, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물이 본원에 사용하기 위해 고려된다.

본원에서 사용이 고려된 예시적인 에폭시-관능화 수지는 시클로지방족 알콜인 수소화 비스페놀 A의 디에폭시드 (에팔로이(Epalloy) 5000으로서 상업적으로 입수가능함), 헥사히드로프탈산 무수물의 이관능성 시클로지방족 글리시딜 에스테르 (에팔로이 5200으로서 상업적으로 입수가능함), 에피클론 EXA-835LV, 에피클론 HP-7200L 등, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물을 포함한다.

특정 실시양태에서, 에폭시 성분은 2종 이상의 다양한 비스페놀 기재 에폭시의 조합을 포함할 수 있다. 이들 비스페놀 기재 에폭시는 비스페놀 A, 비스페놀 F 또는 비스페놀 S 에폭시, 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 또한, 수지의 동일한 유형 내에서 2종 이상의 다양한 비스페놀 에폭시 (예컨대 A, F 또는 S)가 사용될 수 있다.

본원에 사용하기 위해 고려된 비스페놀 에폭시의 상업적으로 입수가능한 예는 비스페놀-F-형 에폭시 (예컨대 일본의 니폰 가야쿠(Nippon Kayaku)의 RE-404-S, 및 다이 니폰 잉크 앤 케미칼스, 인크.(Dai Nippon Ink & Chemicals, Inc.)의 에피클론 830 (RE1801), 830S (RE1815), 830A (RE1826) 및 830W, 및 레졸루션(Resolution)의 RSL 1738 및 YL-983U) 및 비스페놀-A-형 에폭시 (예컨대 레졸루션의 YL-979 및 980)를 포함한다.

다이 니폰 및 상기 기재한 회사에서 상업적으로 입수가능한 비스페놀 에폭시는 비스페놀 A 에폭시 기재의 통상적인 에폭시보다 훨씬 더 낮은 점도를 갖는 액상의 희석되지 않은 에피클로로히드린-비스페놀 F 에폭시로서 권장되고 액상의 비스페놀 A 에폭시와 유사한 물리적 특성을 갖는다. 비스페놀 F 에폭시는 비스페놀 A 에폭시보다 더 낮은 점도를 갖고, 다른 모든 것들은 2가지 유형의 에폭시 간에 동일하여, 이에 의해 더 낮은 점도 및 그에 따른 빠른 유동성의 언더필 실란트 물질을 제공한다. 이들 4종의 비스페놀 F 에폭시의 EEW는 165 내지 180이다. 25℃에서의 점도는 3,000 내지 4,500 cps이다(점도 상한이 4,000 cps인 RE1801은 제외함). 가수분해성 클로라이드 함량은 RE1815 및 830W에 대해 200ppm으로 보고되고, RE1826에 대해 100ppm으로 보고되어 있다.

레졸루션 및 상기 기재한 회사에서 상업적으로 입수가능한 비스페놀 에폭시가 낮은 클로라이드 함유 액체 에폭시로서 권장된다. 비스페놀 A 에폭시는 180 내지 195의 EEW (g/eq) 및 25℃에서의 점도 100 내지 250 cps를 갖는다. YL-979의 총 클로라이드 함량은 500 내지 700ppm으로 보고되고, YL-980의 경우는 100 내지 300ppm으로 보고되어 있다. 비스페놀 F 에폭시는 165 내지 180의 EEW (g/eq) 및 25℃에서의 점도 30 내지 60을 갖는다. RSL-1738의 총 클로라이드 함량은 500 내지 700ppm으로 보고되고, YL-983U의 경우는 150 내지 350ppm으로 보고되어 있다.

비스페놀 에폭시 뿐만 아니라, 다른 에폭시 화합물이 본 발명 제제의 에폭시 성분으로 사용하기 위해 고려된다. 예를 들어, 시클로지방족 에폭시, 예컨대 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥실카르보네이트가 사용될 수 있다. 또한 일관능성, 이관능성 또는 다관능성 반응성 희석제를 사용하여 생성된 수지 재료의 점도를 조정하고/거나 Tg를 낮출 수 있다. 예시적인 반응성 희석제는 부틸 글리시딜 에테르, 크레실 글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 글리시딜 에테르, 폴리프로필렌 글리콜 글리시딜 에테르 등을 포함한다.

본원에서 사용하기에 적합한 에폭시는 페놀 화합물의 폴리글리시딜 유도체, 예컨대 상표명 EPON으로 상업적으로 입수가능한 것, 예컨대 레졸루션의 EPON 828, EPON 1001, EPON 1009, 및 EPON 1031; 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)의 DER 331, DER 332, DER 334, 및 DER 542; 및 니폰 가야쿠의 BREN-S를 포함한다. 다른 적합한 에폭시는 폴리올 등으로부터 제조된 폴리에폭시드 및 페놀-포름알데히드 노볼락의 폴리글리시딜 유도체를 포함하고, 후자는 예컨대 다우 케미칼의 DEN 431, DEN 438, 및 DEN 439이다. 또한, 크레졸 유사체는 시바 스페셜티 케미칼스 코포레이션(Ciba Specialty Chemicals Corporation)의 상표명 아랄다이트(ARALDITE), 예컨대 아랄다이트 ECN 1235, 아랄다이트 ECN 1273 및 아랄다이트 ECN 1299로 상업적으로 입수가능하다. SU-8은 레졸루션에서 입수가능한 비스페놀-A-형 에폭시 노볼락이다. 아민, 아미노알콜 및 폴리카르복실산의 폴리글리시딜 부가물이 또한 본 발명에 유용하고, 그의 상업적으로 입수가능한 수지는 F.I.C. 코포레이션의 글리아민(GLYAMINE) 135, 글리아민 125, 및 글리아민 115; 시바 스페셜티 케미칼스의 아랄다이트 MY-720, 아랄다이트 0500, 및 아랄다이트 0510 및 셔윈-윌리암스 캄파니(Sherwin-Williams Co.)의 PGA-X 및 PGA-C를 포함한다.

본원에서 임의로 사용하기에 적합한 일관능성 에폭시 공반응물 희석제는 보통 점도가 약 250 cps 미만인, 에폭시 성분의 것보다 더 낮은 점도를 갖는 것을 포함한다.

일관능성 에폭시 공반응물 희석제는 약 6 내지 약 28개의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 에폭시 기를 가져야 하며, 그의 예는 C_6-28 알킬 글리시딜 에테르, C_6-28 지방산 글리시딜 에스테르, C_6-28 알킬페놀 글리시딜 에테르 등을 포함한다.

이러한 일관능성 에폭시 공반응물 희석제가 포함되는 경우에, 이러한 공반응물 희석제는 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 사용되어야 하고; 일부 실시양태에서 공반응물 희석제는 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.25 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 사용되어야 한다.

에폭시 성분은 약 1 중량% 내지 약 40 중량% 범위의 양으로 조성물 중에 존재해야 하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 에폭시를 약 2 중량% 내지 약 18 중량% 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 에폭시를 약 5 내지 약 15 중량% 포함한다.

일부 실시양태에서, 본원에 사용된 에폭시 성분은 실란 개질된 에폭시, 예를 들어 하기를 포함하는 물질의 조성물이다.

(A) 하기 구조에 포함되는 에폭시 성분:

여기서

Y는 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, Y가 존재하는 경우 직접 결합, CH₂, CH(CH₃)₂, C=O, 또는 S이고,

R₁은 여기서 알킬, 알케닐, 히드록시, 카르복시 및 할로겐이고,

x는 여기서 1-4임;

(B) 하기 구조에 포함되는 에폭시-관능화 알콕시 실란:

여기서

R¹은 옥시란-함유 모이어티이고,

R²은 알킬 또는 알콕시-치환된 알킬, 아릴, 또는 아르알킬 기 (1 내지 10개의 탄소 원자를 가짐); 및

(C) 성분 (A) 및 (B)의 반응 생성물.

실란-개질된 에폭시 중 한 예는 비스페놀 A, E, F 또는 S 에폭시 또는 비페닐 에폭시와 같은 방향족 에폭시와 에폭시 실란의 반응 생성물로서 형성되며, 여기서 에폭시 실란은 하기 구조에 포함된다.

여기서

R¹은 옥시란-함유 모이어티이고, 그의 예로는 2-(에톡시메틸)옥시란, 2-(프로폭시메틸)옥시란, 2-(메톡시메틸)옥시란, 및 2-(3-메톡시프로필)옥시란을 포함하고,

R²는 알킬 또는 알콕시-치환된 알킬, 아릴, 또는 아르알킬 기 (1 내지 10개의 탄소 원자를 가짐)이다.

한 실시양태에서, R¹은 2-(에톡시메틸)옥시란이고 R²는 메틸이다.

실란 개질된 에폭시를 제조하는데 사용된 방향족 에폭시의 이상적인 구조는 하기를 포함한다.

여기서

Y는 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있고, Y가 존재하는 경우, 이는 직접 결합, CH₂, CH(CH₃)₂, C=O, 또는 S이고,

R₁은 알킬, 알케닐, 히드록시, 카르복시 또는 할로겐이고,

x는 1-4이다.

물론, x가 2-4일 때, 방향족 에폭시의 사슬 연장된 버전이 또한 이 구조에 포함되는 것으로 생각된다.

예를 들어, 방향족 에폭시의 사슬 연장된 버전은 하기 구조에 포함될 수 있다.

일부 실시양태에서, 실록산 개질된 에폭시 수지는 하기 구조를 갖는다.

-(O-Si(Me)₂-O-Si(Me)(Z)-O-Si(Me)₂-O-Si(Me)₂)_n-

여기서

Z는 -O-(CH₂)₃-O-Ph-CH₂-Ph-O-(CH₂-CH(OH)-CH₂-O-Ph-CH₂-Ph-O-)_n-CH₂-옥시란이고,

n은 약 1-4의 범위에 있다.

일부 실시양태에서, 실록산 개질된 에폭시 수지는 그의 반응을 촉진하기에 적합한 조건 하에 하기 성분의 조합을 접촉시킴으로써 제조된다.

여기서 "n"은 약 1-4의 범위에 있다.

실란 개질된 에폭시는 또한 방향족 에폭시, 에폭시 실란, 및 방향족 에폭시와 에폭시 실란의 반응 생성물의 조합일 수 있다. 반응 생성물은 1:100 내지 100:1의 중량비, 예를 들어 1:10 내지 10:1의 중량비로 방향족 에폭시 및 에폭시 실란로부터 제조될 수 있다.

본 발명의 조성물에 사용하기 위해 고려된 에폭시 단량체(들)의 수량은 생성된 제제가 약 1 - 20 wt% 범위로 상기 에폭시를 포함하도록 충분한 것이다. 특정 실시양태에서, 생성된 제제는 약 2-18 wt%의 범위로 상기 에폭시를 포함한다. 특정 실시양태에서, 생성된 제제는 약 5-15 wt%의 범위로 상기 에폭시를 포함한다.

에폭시 경화제는 임의로 에폭시 단량체(들)와 조합하여 사용된다. 예시적인 에폭시 경화제는 우레아, 지방족 및 방향족 아민, 아민 경화제, 폴리아미드, 이미다졸, 디시안디아미드, 히드라지드, 우레아-아민 하이브리드 경화계, 자유 라디칼 개시제 (예를 들어, 퍼옥시 에스테르, 퍼옥시 카르보네이트, 히드로퍼옥시드, 알킬퍼옥시드, 아릴퍼옥시드, 아조 화합물 등), 유기 염기, 전이 금속 촉매, 페놀, 산 무수물, 루이스 산, 루이스 염기 등을 포함한다.

에폭시 경화제가 존재하는 경우, 본 발명의 조성물은 약 0.1 - 2 wt% 범위로 이를 포함한다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 약 0.5 - 5 wt%의 범위로 에폭시 경화제를 포함한다.

말레이미드, 나드이미드 또는 이타콘이미드

본원에 사용하기 위해 고려된 말레이미드, 나드이미드 또는 이타콘이미드는 각각 하기 구조를 갖는 화합물 및 이들 중 2종 이상의 조합이다.

여기서

m은 1-15이고,

p는 0-15이고,

각각의 R²는 독립적으로 수소 또는 저급 알킬 (예컨대 C_1-5)로부터 선택되고,

J는 유기 또는 오르가노실록산 라디칼을 포함하는 1가 또는 다가 라디칼이다.

본 발명의 일부 실시양태에서, J는

- 전형적으로 약 6 내지 약 500개 범위의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 또는 치환된 히드로카르빌 종 (여기서 히드로카르빌 종은 알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 시클로알케닐, 아릴, 알킬아릴, 아릴알킬, 아릴알케닐, 알케닐아릴, 아릴알키닐 또는 알키닐아릴로부터 선택되나, 단 X가 2종 이상의 상이한 종의 조합을 포함하는 경우에만 X가 아릴일 수 있음)

- 전형적으로 약 6 내지 약 500개 범위의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌렌 또는 치환된 히드로카르빌렌 종 (여기서 히드로카르빌렌 종은 알킬렌, 알케닐렌, 알키닐렌, 시클로알킬렌, 시클로알케닐렌, 아릴렌, 알킬아릴렌, 아릴알킬렌, 아릴알케닐렌, 알케닐아릴렌, 아릴알키닐렌 또는 알키닐아릴렌으로부터 선택됨)

- 전형적으로 약 6 내지 약 500개 범위의 탄소 원자를 갖는 헤테로시클릭 또는 치환된 헤테로시클릭 종,

- 폴리실록산, 또는

- 폴리실록산-폴리우레탄 블록 공중합체, 뿐만 아니라 상기 중 1종 이상과, 공유 결합, -O-, -S-, -NR-, -NR-C(O)-, -NR-C(O)-O-, -NR-C(O)-NR-, -S-C(O)-, -S-C(O)-O-, -S-C(O)-NR-, -O-S(O)₂-, -O-S(O)₂-O-, -O-S(O)₂-NR-, -O-S(O)-, -O-S(O)-O-, -O-S(O)-NR-, -O-NR-C(O)-, -O-NR-C(O)-O-, -O-NR-C(O)-NR-, -NR-O-C(O)-, -NR-O-C(O)-O-, -NR-O-C(O)-NR-, -O-NR-C(S)-, -O-NR-C(S)-O-, -O-NR-C(S)-NR-, -NR-O-C(S)-, -NR-O-C(S)-O-, -NR-O-C(S)-NR-, -O-C(S)-, -O-C(S)-O-, -O-C(S)-NR-, -NR-C(S)-, -NR-C(S)-O-, -NR-C(S)-NR-, -S-S(O)₂-, -S-S(O)₂-O-, -S-S(O)₂-NR-, -NR-O-S(O)-, -NR-O-S(O)-O-, -NR-O-S(O)-NR-, -NR-O-S(O)₂-, -NR-O-S(O)₂-O-, -NR-O-S(O)₂-NR-, -O-NR-S(O)-, -O-NR-S(O)-O-, -O-NR-S(O)-NR-, -O-NR-S(O)₂-O-, -O-NR-S(O)₂-NR-, -O-NR-S(O)₂-, -O-P(O)R₂-, -S-P(O)R₂-, 또는 -NR-P(O)R₂- (여기서 각각의 R은 독립적으로 수소, 알킬 또는 치환된 알킬임)로부터 선택된 링커와의 조합

으로부터 선택되는 1가 또는 다가 라디칼이다.

예시적인 조성물은 J가 옥시알킬, 티오알킬, 아미노알킬, 카르복실알킬, 옥시알케닐, 티오알케닐, 아미노알케닐, 카르복시알케닐, 옥시알키닐, 티오알키닐, 아미노알키닐, 카르복시알키닐, 옥시시클로알킬, 티오시클로알킬, 아미노시클로알킬, 카르복시시클로알킬, 옥시시클로알케닐, 티오시클로알케닐, 아미노시클로알케닐, 카르복시시클로알케닐, 헤테로시클릭, 옥시헤테로시클릭, 티오헤테로시클릭, 아미노헤테로시클릭, 카르복시헤테로시클릭, 옥시아릴, 티오아릴, 아미노아릴, 카르복시아릴, 헤테로아릴, 옥시헤테로아릴, 티오헤테로아릴, 아미노헤테로아릴, 카르복시헤테로아릴, 옥시알킬아릴, 티오알킬아릴, 아미노알킬아릴, 카르복시알킬아릴, 옥시아릴알킬, 티오아릴알킬, 아미노아릴알킬, 카르복시아릴알킬, 옥시아릴알케닐, 티오아릴알케닐, 아미노아릴알케닐, 카르복시아릴알케닐, 옥시알케닐아릴, 티오알케닐아릴, 아미노알케닐아릴, 카르복시알케닐아릴, 옥시아릴알키닐, 티오아릴알키닐, 아미노아릴알키닐, 카르복시아릴알키닐, 옥시알키닐아릴, 티오알키닐아릴, 아미노알키닐아릴 또는 카르복시알키닐아릴, 옥시알킬렌, 티오알킬렌, 아미노알킬렌, 카르복시알킬렌, 옥시알케닐렌, 티오알케닐렌, 아미노알케닐렌, 카르복시알케닐렌, 옥시알키닐렌, 티오알키닐렌, 아미노알키닐렌, 카르복시알키닐렌, 옥시시클로알킬렌, 티오시클로알킬렌, 아미노시클로알킬렌, 카르복시시클로알킬렌, 옥시시클로알케닐렌, 티오시클로알케닐렌, 아미노시클로알케닐렌, 카르복시시클로알케닐렌, 옥시아릴렌, 티오아릴렌, 아미노아릴렌, 카르복시아릴렌, 옥시알킬아릴렌, 티오알킬아릴렌, 아미노알킬아릴렌, 카르복시알킬아릴렌, 옥시아릴알킬렌, 티오아릴알킬렌, 아미노아릴아킬렌, 카르복시아릴알킬렌, 옥시아릴알케닐렌, 티오아릴알케닐렌, 아미노아릴알케닐렌, 카르복시아릴알케닐렌, 옥시알케닐아릴렌, 티오알케닐아릴렌, 아미노알케닐아릴렌, 카르복시알케닐아릴렌, 옥시아릴알키닐렌, 티오아릴알키닐렌, 아미노아릴알키닐렌, 카르복시 아릴알키닐렌, 옥시알키닐아릴렌, 티오알키닐아릴렌, 아미노알키닐아릴렌, 카르복시알키닐아릴렌, 헤테로아릴렌, 옥시헤테로아릴렌, 티오헤테로아릴렌, 아미노헤테로아릴렌, 카르복시헤테로아릴렌, 헤테로원자-함유 2가 또는 다가 시클릭 모이어티, 옥시헤테로원자-함유 2가 또는 다가 시클릭 모이어티, 티오헤테로원자-함유 2가 또는 다가 시클릭 모이어티, 아미노에테로원자-함유 2가 또는 다가 시클릭 모이어티, 또는 카르복시헤테로원자-함유 2가 또는 다가 시클릭 모이어티인 것을 포함한다.

아크릴레이트

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 아크릴레이트는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 5,717,034를 참고하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

본원에 사용하기 위해 고려된 예시적인 아크릴레이트는 일관능성 (메트)아크릴레이트, 이관능성 (메트)아크릴레이트, 삼관능성 (메트)아크릴레이트, 다관능성 (메트)아크릴레이트 등을 포함한다.

예시적인 일관능성 (메트)아크릴레이트는 페닐페놀 아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 아크릴레이트, 아크릴로일옥시에틸 숙시네이트, 지방산 아크릴레이트, 메타크릴로일옥시에틸프탈산, 페녹시에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 지방산 메타크릴레이트, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 디히드로시클로펜타디에틸 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 에틸카르비톨 아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 모노펜타에리트리톨 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨 아크릴레이트, 폴리펜타에리트리톨 아크릴레이트 등을 포함한다.

예시적인 이관능성 (메트)아크릴레이트는 헥산디올 디메타크릴레이트, 히드록시아크릴로일옥시프로필, 메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 비스페놀 A-형 에폭시아크릴레이트, 개질된 에폭시아크릴레이트, 지방산-개질된 에폭시아크릴레이트, 아민-개질된 비스페놀 A-형 에폭시아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 에톡실화 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 디메타크릴레이트, 글리세린 디메타크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 프로폭실화 에톡실화 비스페놀 A 디아크릴레이트, 9,9-비스(4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐) 플루오렌, 트리시클로데칸 디아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, PO-개질된 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 디아크릴레이트, 1,12-도데칸디올 디메타크릴레이트 등을 포함한다.

예시적인 삼관능성 (메트)아크릴레이트는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 폴리에테르 트리아크릴레이트, 글리세린 프로폭시 트리아크릴레이트 등을 포함한다.

예시적인 다관능성 (메트)아크릴레이트는 디펜타에리트리톨 폴리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트 등을 포함한다.

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 추가의 예시적인 아크릴레이트는 미국 특허 번호 5,717,034에 기재된 것을 포함하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

시아네이트 에스테르계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 시아네이트 에스테르 단량체는 가열 시 고리삼량체화(cyclotrimerize)하여 치환된 트리아진 고리를 형성하는 2개 이상의 고리 형성 시아네이트 기(-O-C≡N)를 함유한다. 시아네이트 에스테르 단량체의 경화 동안 이탈기 또는 휘발성 부산물이 형성되지 않기 때문에, 경화 반응은 첨가 중합으로 지칭된다. 본 발명의 실시에서 사용될 수 있는 적합한 폴리시아네이트 에스테르 단량체는, 예를 들어 1,1-비스(4-시아네이토페닐)메탄, 1,1-비스(4-시아네이토페닐)에탄, 2,2-비스(4-시아네이토페닐)프로판, 비스(4-시아네이토페닐)-2,2-부탄, 1,3-비스[2-(4-시아네이토 페닐)프로필]벤젠, 비스(4-시아네이토페닐)에테르, 4,4'-디시아네이토디페닐, 비스(4-시아네이토-3,5-디메틸페닐)메탄, 트리스(4-시아네이토페닐)에탄, 시안화 노볼락, 1,3-비스[4-시아네이토페닐-1-(1-메틸에틸리덴)]벤젠, 시안화 페놀디시클로펜타디엔 부가물 등을 포함한다. 본 발명에 따라 이용되는 폴리시아네이트 에스테르 단량체는 산 수용체의 존재 하에 적절한 2가 또는 다가 페놀과 할로겐화 시아노겐을 반응시켜 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 폴리시아네이트 에스테르 단량체(들)와 임의적으로 조합될 수 있는 단량체는 첨가 중합을 수행하는 그러한 단량체로부터 선택된다. 이러한 단량체는 비닐 에테르, 디비닐 에테르, 디알릴 에테르, 디메타크릴레이트, 디프로파길 에테르, 혼합 프로파길 알릴 에테르, 모노말레이미드, 비스말레이미드 등을 포함한다. 이러한 단량체의 예시는 시클로헥산디메탄올 모노비닐 에테르, 트리스알릴시아누레이트, 1,1-비스(4-알릴옥시페닐)에탄, 1,1-비스(4-프로파길옥시페닐)에탄, 1,1-비스(4-알릴옥시페닐-4'-프로파길옥시페닐)에탄, 3-(2,2-디메틸트리메틸렌 아세탈)-1-말레이미도벤젠, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌-1,6-비스말레이미드, 2,2-비스[4-(4-말레이미도페녹시)페닐]프로판 등을 포함한다.

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 추가의 시아네이트 에스테르는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,718,941를 참조하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

실리콘

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 실리콘은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,717,034를 참조하며, 그 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

옥세탄

옥세탄 (즉, 1,3-프로필렌 옥시드)은 분자식 C₃H₆O를 갖고, 3개의 탄소 원자 및 1개의 산소 원자를 갖는 4-원의 고리를 갖는 헤테로시클릭 유기 화합물이다. 용어 옥세탄은 또한 일반적으로 옥세탄 고리를 함유하는 임의의 유기 화합물을 지칭한다. 예를 들어, 문헌 [Burkhard et al., in Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9052 - 9067]을 참고하며, 그 전체 내용은 참고로 본원에 포함된다.

폴리에스테르계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 폴리에스테르는 폴리올 (다가 알콜로도 알려짐)과 포화 또는 불포화 이염기 산의 반응에 의해 형성되는 축합 중합체를 지칭한다. 사용된 전형적인 폴리올은 글리콜 예컨대 에틸렌 글리콜이고, 흔히 사용되는 산은 프탈산 및 말레산이다. 에스테르화 반응의 부산물인 물은 계속해서 제거되어, 반응은 완결에 이르게 된다. 불포화 폴리에스테르 및 스티렌과 같은 첨가제의 사용은 수지의 점도를 낮춘다. 초기 액체 수지가 사슬의 가교에 의해 고체로 전환된다. 이는 불포화 결합에서 자유 라디칼을 생성하여 행해지고, 이는 사슬 반응 내 인접한 분자의 다른 불포화 결합으로 전파되어, 상기 과정에서 인접한 사슬을 결합시킨다.

폴리우레탄계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 폴리우레탄은 카르바메이트 (우레탄) 결합에 의해 연결되는 유기 단위의 사슬로 구성되는 중합체를 지칭한다. 폴리우레탄 중합체는 이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 형성된다. 폴리우레탄을 제조하는데 사용된 이소시아네이트 및 폴리올 둘 다는 분자 당 평균 2개 이상의 관능기를 함유한다.

폴리이미드계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 폴리이미드는 이미드 연결에 의해 접합된 유기 단위의 사슬로 구성된 중합체 (즉, -C(O)-N(R)-C(O)-)를 지칭한다. 폴리이미드 중합체는 다양한 반응에 의해, 즉 이무수물과 디아민의 반응, 이무수물과 디이소시아네이트의 반응 등에 의해 형성될 수 있다.

멜라민계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 멜라민은 중합에 의해 멜라민(즉, 1,3,5-트리아진-2,4,6-트리아민) 및 포름알데히드로부터 제조된 경질 열경화성 플라스틱 재료를 지칭한다. 이의 부틸화 형태에서, n-부탄올 및/또는 크실렌에 용해될 수 있다. 이는 다른 수지 예컨대 알키드, 에폭시, 아크릴 및 폴리에스테르 수지와 가교하는 데 사용될 수 있다.

우레아-포름알데히드계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 우레아-포름알데히드는 온화한 염기 예컨대 암모니아 또는 피리딘의 존재 하에 가열된 우레아 및 포름알데히드로부터 제조된 불투명한 열경화성 수지 또는 플라스틱을 지칭한다.

페놀-포름알데히드계 수지

본 발명의 실시에 사용하기 위해 고려된 페놀-포름알데히드는 페놀 또는 치환된 페놀과 포름알데히드의 반응에 의해 얻어진 합성 중합체를 지칭한다.

희석제

본원에 사용하기 위해 고려된 비-반응성 유기 희석제는, 예를 들어 보다 낮은 점도, 개선된 분배 기능 등의 결과로서 본 발명 제제의 취급을 용이하게 한다. 희석제의 비점은, 희석제가 증발하는 동안, 입자는 서로 접촉하여 소결되도록 충전제 소결 온도에 근접해야 하는 것이 바람직하다.

본원에 사용된 유기 희석제는 본 발명의 조성물 중의 약 1 내지 약 80 wt%의 범위로 존재하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 2 내지 약 80 wt% 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 5 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 10 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 20 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 30 내지 약 80 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 40 내지 약 80 wt%의 범위로 포함한다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 본 발명의 조성물을 약 1 내지 약 60 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 2 내지 약 60 wt% 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 5 내지 약 60 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 10 내지 약 60 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 20 내지 약 60 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 30 내지 약 60 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 40 내지 약 60 wt%의 범위로 포함한다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 본 발명의 조성물을 약 1 내지 약 50 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 2 내지 약 50 wt% 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 5 내지 약 50 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 10 내지 약 50 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 20 내지 약 50 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 30 내지 약 50 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 40 내지 약 50 wt%의 범위로 포함한다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 2 내지 약 40 wt% 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 5 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 10 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 20 내지 약 40 wt%의 범위로 포함하고; 일부 실시양태에서, 본 발명의 제제는 유기 희석제를 약 30 내지 약 40 wt%의 범위로 포함한다.

예시적인 유기 희석제는 방향족 탄화수소 (예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등), 포화 탄화수소 (예를 들어, 헥산, 시클로헥산, 헵탄, 테트라데칸), 염소화 탄화수소 (예를 들어, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소, 디클로로에탄, 트리클로로에틸렌 등), 에테르 (예를 들어, 디에틸 에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산, 글리콜 에테르, 에틸렌 글리콜의 모노알킬 또는 디알킬 에테르 등), 폴리올 (예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등), 에스테르 (예를 들어, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메톡시 프로필 아세테이트 등); 이염기성 에스테르 (예를 들어, DBE-9), 알파-테르피네올, 베타-테르피네올, 케로센, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 부틸 아세테이트, 부틸 셀로솔브, 디부틸프탈레이트, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 카르비톨 아세테이트, 에틸 카르비톨 아세테이트, 헥실렌 글리콜, 고비등 알콜, 에테르 및 그의 에스테르, 글리콜 에테르, 케톤 (예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등), 아미드 (예를 들어, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등), 헤테로방향족 화합물 (예를 들어, N-메틸피롤리돈 등) 등, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물을 포함한다.

일부 실시양태에서, 사용된 희석제는 부틸 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 (카르비톨 아세테이트), 디프로필렌 글리콜 메틸 에테르, MEK, 아세톤, 또는 DBE-9이다.

본 발명의 특정 실시양태에 따르면,

약 10 내지 98.95 wt% 범위의 미립자 전도성 충전제;

약 0.01 내지 약 40 wt% 범위의 유기 매트릭스; 및

약 1 내지 약 80 wt% 범위의 유기 희석제

를 포함하는 전기 전도성 조성물이 제공된다.

임의의 첨가제

본 발명의 일부 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 조성물은 1종 이상의 유동 첨가제, 접착 촉진제, 레올로지 개질제, 강인화제, 플럭싱제, 필름 가요성화제, 페놀-노볼락 경화제, 에폭시-경화 촉매 (예를 들어, 이미다졸), 경화제 (예를 들어, 디쿠밀 퍼옥시드), 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.

본원에 사용된 용어 "유동 첨가제"는 이들이 도입된 제제의 점도를 개질시키는 화합물을 지칭한다. 이러한 특성을 부여하는 예시적인 화합물은 규소 중합체, 에틸 아크릴레이트/2-에틸헥실 아크릴레이트 공중합체, 케톡심의 인산 에스테르의 알킬올 암모늄 염 등, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 조합을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "접착 촉진제"는 이들이 도입된 제제의 접착제 특성을 증진시키는 화합물을 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "레올로지 개질제"는 이들이 도입된 제제의 1종 이상의 물리적 특성을 개질시키는 첨가제를 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "강인화제"는 이들이 도입된 제제의 내충격성을 증진시키는 첨가제를 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "플럭싱제"는 용융 금속의 표면 상에 산화물이 형성되는 것을 방지하는 환원제를 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "필름 가요성화제"는 이를 함유하는 제제로부터 제조된 필름에 가요성을 부여하는 작용제를 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "페놀-노볼락 경화제"는 반응성 기의 추가의 상호작용에 참여하여 그의 가교를 증가시킴으로써 그의 강성을 증진시키는 물질을 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "에폭시-경화 촉매"는 에폭시-함유 모이어티의 올리고머화 및/또는 중합을 촉진하는 반응성 작용제, 예를 들어 이미다졸를 지칭한다.

본원에 사용된 용어 "경화제"는 모노머, 올리고머 또는 중합체 물질의 경화를 촉진하는 반응성 작용제 예컨대 디쿠밀 퍼옥시드를 지칭한다.

필름

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 본원에 기재된 본 발명의 조성물 중의 1 μm 이상 25μm 미만의 두께를 건조, 경화 및/또는 소결하여 수득된 반응 생성물을 포함하는 필름이 제공된다.

특정 측면에서, 본 발명의 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하여 수득된 필름의 두께는 20μm 미만이다.

특정 측면에서, 본 발명의 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하여 수득된 필름의 두께는 15μm 미만이다.

특정 측면에서, 본 발명의 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하여 수득된 필름의 두께는 10μm 미만이다.

특정 측면에서, 본 발명의 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하여 수득된 필름의 두께는 5μm 미만이다.

물품/ 어셈블리

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 그에 대해 적합한 기판 (예를 들어, EMC (에폭시 성형된 배합물), 라미네이트 기재, 다이, 적층 다이, 웨이퍼, 플립 칩 패키지, 하이브리드 메모리 큐브, TSV 디바이스 등)에 부착된 본원에 기재된 본 발명의 필름을 포함하는 물품/어셈블리가 제공된다.

본원에 사용하기 위해 고려된 적합한 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리카르보네이트, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 유리, 질화규소 패시베이션을 갖는 Si 다이, 폴리이미드 패시베이션을 갖는 Si 다이, BT 기판, 무가공 Si, SR4 기판, SR5 기판 등을 포함한다.

본 발명에 따라 적용된 필름은 이를 적용한 기재에 대한 우수한 접착을 나타낸다.

관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이, 필름과 기재 사이의 접착력은 다양한 방식, 예를 들어 시험 방법 D 3359-97에 따른 ASTM 표준 크로스-컷 테이프 시험에 의해 결정될 수 있다. 전형적으로, 시험 방법 D 3359-97에 따른 ASTM 표준 크로스-컷 테이프 시험에 의해 결정된 바와 같이, 필름과 기재 사이에 접착력은 적어도 수준 1B이다. 일부 실시양태에서, 적어도 ASTM 수준 1B와 대등한 접착력이 관찰된다 (즉, 테이프 시험에 적용된 후 본래 부착된 필름 표면의 적어도 35%가 기재에 부착되어 남아있음). 본 발명의 특정 실시양태에서, 적어도 ASTM 수준 2B에 대등한 접착력이 관찰된다 (즉, 테이프 시험에 적용된 후 본래 접착된 필름 표면의 적어도 65%가 기판에 부착되어 남아있음). 본 발명의 특정 실시양태에서, 적어도 ASTM 수준 3B에 대등한 접착력이 관찰된다 (즉, 테이프 시험에 적용된 후 본래 접착된 필름 표면의 적어도 85%가 기판에 부착되어 남아있음). 본 발명의 특정 실시양태에서, 적어도 ASTM 수준 4B에 대등한 접착력이 관찰된다 (즉, 테이프 시험에 적용된 후 본래 접착된 필름 표면의 적어도 95%가 기판에 부착되어 남아있음). 본 발명의 특정 실시양태에서, 적어도 ASTM 수준 5B에 대등한 접착력이 관찰된다 (즉, 테이프 시험에 적용된 후 본래 접착된 필름 표면의 100%가 기판에 부착되어 남아있음).

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 그의 모든 노출된 표면 상에 본 발명의 조성물의 실질적으로 균일한 코팅을 갖는 기재를 포함하는 물품이 제공된다.

일부 측면에서, 기재는 본 발명의 물품의 상부 및 임의의 측벽 상에 본 발명의 조성물에 의해 실질적으로 균일하게 코팅된다. 일부 측면에서, 조성물은 적합한 기재에 적용한 후에 건조, 경화 및/또는 소결된다.

본 발명의 추가의 실시양태에 따르면,

본 발명에 따른 조성물을 적합한 수단, 예를 들어 정전기 분무 가공, 공기 분무 가공, 초음파 분무 가공, 스핀 코팅 가공 등에 의해 전자 부품에 적용하는 단계, 및

조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하는 단계

를 포함하는, 전자 부품에 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 부여하는, 전도성 필름을 제조하는 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면,

본 발명에 따른 조성물을 적합한 수단, 예를 들어 정전기 분무 가공, 공기 분무 가공, 초음파 분무 가공, 스핀 코팅 가공 등에 의해 상기 전자 부품에 적용하는 단계, 및

조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하는 단계

를 포함하는, 전자 부품에 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 부여하는 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면,

본 발명에 따른 조성물을 미리 규정된 패턴으로 적합한 수단 (예를 들어, 정전기 분무 가공, 공기 분무 가공, 초음파 분무 가공, 스핀 코팅 가공 등)에 의해 적합한 기재에 적용하는 단계, 및 그 후에

상기 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하는 단계

를 포함하는, 전도성 네트워크를 제조하는 방법이 제공된다.

본 발명의 추가 실시양태에 따라, 상기 기재된 방법에 의해 제조된 전도성 네트워크가 제공된다.

본원에서 고려된 전도성 네트워크는 전형적으로 약 1x10^-3 Ω.cm 이하의 부피 저항률을 갖는다.

본 발명의 다양한 측면은 하기 비-제한적인 실시예에 의해 예시된다. 실시예는 예시적 목적을 위한 것이며 본 발명의 임의의 실시에 대해 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 본원에 기재된 반응물 및 성분을 합성하거나 상업적으로 입수하는 방법을 용이하게 안다.

실시예 1

여러 나노-미립자 함유 제제를 플라스틱 자에 나노 은 및 부틸 아세테이트를 첨가함으로써 제조하고, 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다 (전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 1을 참조한다.

표 1: 다양한 나노 은을 갖는 제제

생성된 페이스트의 스트립을 주조하여 175℃에서 1시간 동안 경화하였다. 이어서, 접착력 및 부피 저항률을 시험하였다. 샘플 둘 다는 탁월한 접착력 및 부피 저항률을 갖는 것으로 나타났다 (배합비 A에 의한 박리 시험의 예시적인 결과에 대해 도 2를 참조한다).

실시예 2

여러 열가소성-함유 제제를 중합체 엘바사이트(Elvacite) 2021 및 엘바사이트 2008을 DBE-9 중에 용해시킨 다음, 나노-미립자 은 분말을 중합체 용액에 첨가함으로써 제조하고, 이어서 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다 (전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 2를 참조한다.

표 2: 열가소성 물질을 갖는 제제

생성된 페이스트의 스트립을 주조하여 175℃에서 1시간 동안 경화하였다. 이어서, 부피 저항률을 시험하였다. 각각의 샘플은 탁월한 부피 저항률을 갖는 것으로 나타났다.

실시예 3

여러 나노-미립자 함유 제제는 플라스틱 자에 나노 은, 규칙적인 은 및 부틸 아세테이트를 첨가함으로써 제조하고, 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다 (전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 3을 참조한다.

표 3: 나노 은/규칙적인 은 조합을 갖는 제제

실시예 4:

여러 나노-미립자 함유 제제를 플라스틱 자에 나노 은, 합금 42 및 부틸 아세테이트를 첨가함으로써 제조하고, 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다 (전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 4를 참조한다.

표 4: 나노 은/합금 42 조합을 갖는 제제

실시예 5

여러 제제를 플라스틱 자에 에피클론(Epiclon) EXA 830S, 셀록시드(Celloxide) 2021 P, EP 7, 실란 A 186, 켄 리액트(Ken React) KR, TTS, 디시아노디아미드, 사토머(Sartomer) SR 285 및 SF9H를 첨가함으로써 제조하고, 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다(전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 5를 참조한다.

표 5: 열경화성 수지를 갖는 제제

생성된 페이스트의 스트립을 주조하여 175℃에서 1시간 동안 경화하였다. 이어서, 접착력 및 부피 저항률을 시험하였다. 생성된 샘플은 탁월한 부피 저항률을 가졌다 (배합비 A1에 의한 박리 시험의 예시적인 결과에 대해 도 3을 참고한다).

실시예 6

은-함유 제제를 2-(2-부톡시에톡시) 에틸 아세테이트, 디프로필렌 글리콜, 루페록스(Luperox) DI (퍼옥시드) 및 AG-SAB-491 (규칙적인 은 박편)을 조합함으로써 제조하였다. 생성된 조합을 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다. (전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 6을 참고한다.

표 6: 규칙적인 은을 갖는 제제

생성된 페이스트의 스트립을 주조하여 175℃에서 1시간 동안 경화하였다. 이어서, 부피 저항률을 시험하였다. 생성된 샘플은 탁월한 부피 저항률을 갖는 것으로 확인되었다.

실시예 7

여러 나노-미립자 함유 제제는 플라스틱 자에 나노 은, 디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르 및 부틸 아세테이트를 첨가함으로써 제조하고, 혼합물이 균일해질 때까지 수동 혼합하였다(전형적으로 고속 혼합기를 사용하여 약 2분). 표 7을 참고한다.

표 7. 낮은 경화 온도를 갖는 고 전도성 조성물

생성된 페이스트의 스트립을 주조하여 100℃ 내지 175℃에서 1시간 동안 경화하였다. 이어서, 접착력 및 부피 저항률을 시험하였다. 생성된 샘플은 100℃ 내지 175℃ 범위의 경화 온도를 갖는 탁월한 부피 저항률을 갖는 것으로 나타났다.

본원에서 도시되고 설명된 것 이외에, 본 발명의 다양한 변형예는 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 이러한 변형은 또한 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.

본 명세서에서 언급되는 모든 특허 및 간행물은 본 발명이 속하는 관련 기술분야의 통상의 기술자의 수준에 대한 지표이다. 이들 특허 및 간행물은 각각의 개별 출원 또는 간행물이 구체적으로 및 개별적으로 본원에 참조로 포함되는 것과 동일한 정도로 본원에 참조로 포함된다.

상기 설명은 본 발명의 특정 실시형태를 나타내지만 그 실행에 대해 제한하는 것을 의미하지 않는다. 이들의 모든 등가물을 포함하는 이하의 청구항은 본 발명의 범위를 규정하고자 하는 것이다.

Claims

약 10 내지 약 98.99 wt% 범위의 미립자 전도성 충전제;
약 0.01 내지 약 40 wt% 범위의 유기 매트릭스; 및
약 1 내지 약 80 wt% 범위의 유기 희석제
를 포함하는 전기 전도성 조성물이며,
여기서
상기 미립자 전도성 충전제는 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 알루미늄, 인듐, 니켈의 합금, 아연의 합금, 철의 합금, 인듐의 합금, 은-도금 구리, 은-도금 알루미늄, 비스무트, 주석, 비스무트-주석 합금, 은-도금 섬유, 은-도금 흑연, 은-도금 탄화규소, 은-도금 질화붕소, 은-도금 다이아몬드, 은-도금 알루미나, 은-도금 합금 42, 카드뮴 및 카드뮴의 합금, 납 및 납의 합금, 안티모니 및 안티모니의 합금, 및 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 미립자 전도성 충전제는 약 1 nm 내지 약 50 μm 범위의 입자 크기를 갖고;
상기 유기 매트릭스는, 존재하는 경우, 적어도 1종의 열가소성 수지 및/또는 적어도 1종의 열경화성 수지를 포함하고;
상기 유기 희석제는, 존재하는 경우, 방향족 탄화수소, 포화 탄화수소, 염소화 탄화수소 에테르, 폴리올, 에스테르, 이염기성 에스테르, DBE-9, 알파-테르피네올, 베타-테르피네올, 케로센, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르, 부틸 아세테이트, 부틸 셀로솔브, 디부틸프탈레이트, 부틸 카르비톨, 부틸 카르비톨 아세테이트, 카르비톨 아세테이트, 에틸 카르비톨 아세테이트, 헥실렌 글리콜, 고비점 알콜, 그의 에테르 및 에스테르, 글리콜 에테르, 케톤, 아미드, 헤테로방향족 화합물, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며;
여기서
상기 조성물은, 약 250℃ 이하의 승온에 대해 노출시,
전자 패키지에 적어도 20 dB의 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 제공하고,
상기 조성물이 적합한 3차원 기재에 25 μm 미만의 두께로 적용되는 경우, 1 x 10^-3 Ω.cm 미만의 부피 저항률을 갖고,
상기 기재에 우수한 접착을 갖는
조성물.
제1항에 있어서, 1종 이상의 유동 첨가제, 접착 촉진제, 레올로지 개질제, 강인화제, 플럭싱제, 필름 가요성화제, 페놀-노볼락 경화제, 에폭시-경화 촉매, 경화제, 뿐만 아니라 이들 중 2종 이상의 혼합물을 추가로 포함하는 조성물.
제1항에 있어서, 100 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제가 약 2 - 1000 nm 범위의 입자 크기, 및 약 2 - 1000 nm 범위의 평균 입자 크기를 갖고, 나머지의 미립자 전도성 충전제가 50 μm 이하의 입자 크기를 갖는 것인 조성물.
제1항에 있어서, 100 wt% 이하의 미립자 전도성 충전제가 50 μm 이하의 입자 크기, 및 약 1 - 25 μm 범위의 평균 입자 크기를 갖는 것인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 유기 매트릭스가 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 페녹시, 폴리에틸옥시아졸린, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴아미드, 폴리글리콜, 및 폴리아크릴산; 폴리(에틸렌 글리콜), 방향족 비닐 중합체, 가요성 에폭시, 에폭시 관능기를 갖는 중합체, 폴리 카르보네이트, ABS, PC/ABS 합금, 나일론, 고유 전도성 중합체, 실리콘 중합체, 실록산 중합체, 고무, 폴리올레핀, 비닐 중합체, 폴리아미드, 플루오로중합체 폴리페닐렌 에테르, 코폴리에스테르카르보네이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴리아릴레이트 에테르 술폰 또는 케톤, 폴리아미드 이미드, 폴리에테르이미드, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌-EPDM 블렌드, 부타디엔, 스티렌-부타디엔, 니트릴, 클로로술포네이트, 네오프렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴리에테르에스테르, 스티렌/아크릴로니트릴 중합체, 폴리페닐렌 술피드, 니트릴 고무, 셀룰로스 수지, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 열가소성 수지를 포함하는 것인 조성물.
제1항에 있어서, 상기 유기 매트릭스가 에폭시, 아크릴레이트, 말레이미드, 나드이미드, 이타콘이미드, 시아네이트 에스테르, 옥세탄, 폴리우레탄, 폴리이미드, 멜라민, 우레아-포름알데히드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 뿐만 아니라 이들 중 임의의 2종 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 열경화성 수지를 포함하는 것인 조성물.
제1항에 있어서, 승온에 대한 노출이 상기 조성물을 건조시키는데 유효한 것인 조성물.
제1항에 있어서, 승온에 대한 노출이 상기 조성물을 경화하는데 유효한 것인 조성물.
제1항에 있어서, 승온에 대한 노출이 상기 조성물을 소결하는데 유효한 것인 조성물.
1 μm 내지 25μm의 두께의 제1항에 따른 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하여 수득된 반응 생성물을 포함하는 필름.
제10항에 있어서, 상기 조성물의 두께가 20μm 미만인 필름.
제10항에 있어서, 상기 조성물의 두께가 15μm 미만인 필름.
제10항에 있어서, 상기 조성물의 두께가 10μm 미만인 필름.
제10항에 있어서, 상기 조성물의 두께가 5μm 미만인 필름.
물품에 대해 적합한 기재에 부착된 제10항에 따른 필름을 포함하는 물품.
제15항에 있어서, 상기 필름과 상기 기재 사이에 접착력이, 시험 방법 D 3359-97에 따라 ASTM 표준 크로스-컷 테이프 시험에 의해 결정 시에, 적어도 수준 1B인 물품.
모든 노출된 표면 상에 제1항에 따른 조성물의 실질적으로 균일한 코팅을 갖는 기재를 포함하는 물품.
제17항에 있어서, 상기 기재가 그의 상부 및 임의의 측벽 상에 코팅된 것인 물품.
제17항에 있어서, 상기 조성물이 건조, 경화 및/또는 소결된 것인 물품.
전자 부품에 제1항에 따른 조성물을 적용하는 단계, 및
조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하는 단계
를 포함하는, 전자 부품에 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 부여하는 전도성 필름을 제조하는 방법.
전자 부품에 제1항에 따른 조성물을 적용하는 단계, 및
조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하는 단계
를 포함하는, 전자 부품에 전자기 간섭 차폐 (EMI) 보호를 부여하는 방법.
미리 규정된 패턴으로 적합한 기재에 제1항에 따른 조성물을 적용하는 단계, 및 그 후에
상기 조성물을 건조, 경화 및/또는 소결하는 단계
를 포함하는, 전도성 네트워크를 제조하는 방법.
제22항에 따른 방법에 의해 제조된 전도성 네트워크.
제23항에 있어서, 1x10^-3 Ω.cm 이하의 부피 저항률을 갖는 전도성 네트워크.