KR20230094527A - Antistatic liquid crystal polyester resin and composition comprising same - Google Patents
Antistatic liquid crystal polyester resin and composition comprising same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230094527A KR20230094527A KR1020210183766A KR20210183766A KR20230094527A KR 20230094527 A KR20230094527 A KR 20230094527A KR 1020210183766 A KR1020210183766 A KR 1020210183766A KR 20210183766 A KR20210183766 A KR 20210183766A KR 20230094527 A KR20230094527 A KR 20230094527A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal polyester
- weight
- polyester resin
- less
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 7
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 35
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 26
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 20
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006640 acetylation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229940090248 4-hydroxybenzoic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- -1 biphenol (BP) Chemical compound 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- UEGPKNKPLBYCNK-UHFFFAOYSA-L magnesium acetate Chemical compound [Mg+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UEGPKNKPLBYCNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940069446 magnesium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000011285 magnesium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011654 magnesium acetate Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/001—Conductive additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/017—Additives being an antistatic agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 대전 방지용 액정 폴리에스테르 수지 조성물 및 이를 포함하는 전자부품용 제품에 관한 것이다. 구체적으로는 액정 폴리에스테르 수지 50 중량% 이상 70 중량% 이하; 팽창흑연 1 중량% 이상 5 중량% 이하; 탄소섬유 3 중량% 이상 10 중량% 이하; 및 판상형 무기 충전제 20 중량% 이상 40 중량% 이하를 포함하는 대전방지용 액정 액정 폴리에스테르 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal polyester resin composition for antistatic and a product for electronic parts including the same. Specifically, 50% by weight or more and 70% by weight or less of a liquid crystal polyester resin; 1% by weight or more and 5% by weight or less of expanded graphite; 3% by weight or more and 10% by weight or less of carbon fiber; And it relates to a liquid crystal polyester composition for antistatic comprising 20% by weight or more and 40% by weight or less of a plate-shaped inorganic filler.
Description
본 발명은 대전방지용 액정 폴리에스테르 수지 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 구체적으로는 도전성 대전 방지제를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물을 제조하여 이를 반도체 소자 및 패키지 운반/보관용 트레이 소재에 적용함으로써, 제품에 정전기가 축적되지 않고 신속히 외부로 나갈 수 있도록 활용할 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an antistatic liquid crystal polyester resin and a composition comprising the same. Specifically, by preparing a liquid crystal polyester composition containing a conductive antistatic agent and applying it to a semiconductor device and a tray material for package transport / storage, it relates to a technology that can be utilized so that static electricity does not accumulate in the product and can be quickly released to the outside. will be.
반도체 Back-end 제조 공정 상에서 반도체 소자 및 반도체 패키지 조립 및 테스트 과정에서, 반도체 제품은 소량의 이물질, 먼지 등이 제품 표면에 달라붙게 되더라도 불량을 일으킬 수 있는 초정밀 소재로 제조 과정상으로도 극히 청결한 작업환경이 요구되며, 이를 이송, 보관함에 있어서도 엄격한 관리가 필요하다.In the process of assembling and testing semiconductor devices and semiconductor packages in the semiconductor back-end manufacturing process, semiconductor products are ultra-precision materials that can cause defects even if a small amount of foreign matter or dust adheres to the surface of the product. The environment is required, and strict management is also required in transporting and storing it.
따라서, 반도체 소자 및 패키지 운반/보관용 트레이(Tray)는 반도체를 안전하게 보관할 수 있는 내구성과 정전기로 인한 이물질, 먼지 등일 달라붙는 것을 방지할 수 있는 대전방지성이 요구된다.Accordingly, a tray for transporting/storing semiconductor devices and packages requires durability capable of safely storing semiconductors and antistatic properties capable of preventing foreign substances and dust from sticking due to static electricity.
반도체 장치 운반용 트레이(tray)는 엔지니어링 플라스틱(engineering plastic)을 재질로 하여 예전의 금속 재질 대비 생산성 및 내구성은 향상되었지만, 수지 조성물에는 대부분 유리섬유가 포함되어 있어 반도체 장치가 수납된 트레이(tray)로 이동시 마찰로 인하여 분진이 발생하게 된다.The tray for transporting semiconductor devices is made of engineering plastic, which has improved productivity and durability compared to previous metal materials, but most of the resin composition contains glass fibers, so it can be used as a tray containing semiconductor devices. Dust is generated due to friction during movement.
또한, 고온의 제조 공정에서는 여전히 금속 재질의 트레이를 사용하고 있다.In addition, metal trays are still used in high-temperature manufacturing processes.
따라서, 반도체 트레이에 사용되는 엔지니어링 플라스틱 재질의 경우 마찰로 인하여 발생되는 분진 양을 최소화하면서 정전기를 쉽게 빠져나가게 하는 대전방지 처리 기술 개발이 요구되고 있으며, 고내열 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 재질을 활용하여 고온 공정에 사용되는 금속 트레이를 대체하고자 하는 수요가 증가하고 있다. 또한 반도체 소자 제조 공정은 200℃ 이상의 고온에서 진행되므로 고내열성, 치수안정성, 기계적 강도 및 우수한 성형 가공성을 갖으며 전도성 또는 대전 방지성이 부여된 복합소재에 대한 개발이 요구되고 있다.Therefore, in the case of engineering plastic materials used in semiconductor trays, it is required to develop an antistatic treatment technology that allows static electricity to easily escape while minimizing the amount of dust generated due to friction. There is an increasing demand to replace the used metal trays. In addition, since the semiconductor device manufacturing process proceeds at a high temperature of 200 ° C. or higher, development of a composite material having high heat resistance, dimensional stability, mechanical strength, and excellent molding processability and having conductivity or antistatic properties is required.
본 발명은 고온의 반도체 소자 제조 공정에서 사용할 수 있도록 액정 폴리에스테르 수지에 팽창흑연, 탄소섬유 및 및 판상형 무기충전제를 포함시킨 조성물을 제공하고, 상기 조성물을 이용하여 제조된 반도체 소자 제조 공정용 트레이는 전기 전도성을 가질 뿐만 아니라 수평방향 및 수직방향의 표면저항(R) 편차가 적고, 내열성 및 치수안정성이 뛰어나며, 휨 현상이 없는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a composition including expanded graphite, carbon fiber, and plate-shaped inorganic filler in a liquid crystal polyester resin so that it can be used in a high-temperature semiconductor device manufacturing process, and a tray for semiconductor device manufacturing process manufactured using the composition In addition to having electrical conductivity, the surface resistance (R) deviation in the horizontal and vertical directions is small, heat resistance and dimensional stability are excellent, and the object is to have no warpage.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 형태에서, 대전 방지용 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 액정 폴리에스테르 수지 50 중량% 이상 70 중량% 이하; 팽창흑연 1 중량% 이상 5 중량% 이하; 탄소섬유 3 중량% 이상 10 중량% 이하; 및 판상형 무기 충전제 20 중량% 이상 40 중량% 이하를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention, the liquid crystal polyester resin composition for antistatic is 50% by weight or more and 70% by weight or less of the liquid crystal polyester resin; 1% by weight or more and 5% by weight or less of expanded graphite; 3% by weight or more and 10% by weight or less of carbon fiber; and 20% by weight or more and 40% by weight or less of a plate-shaped inorganic filler.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 팽창흑연의 표면적은 20㎡/g 이상 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface area of the expanded graphite included in the liquid crystal polyester resin composition may be 20 m 2 /g or more.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 팽창흑연의 평균 입자크기는 20μm 이하 일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the average particle size of the expanded graphite included in the liquid crystal polyester resin composition may be 20 μm or less.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 액정 폴리에스테르 수지는 2종 이상의 방향족 화합물만을 중축합 반응시켜 합성되는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal polyester resin included in the liquid crystal polyester resin composition may be a fully aromatic liquid crystal polyester resin synthesized by polycondensation of only two or more aromatic compounds.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 탄소섬유는 전기 전도성이 있으며, 평균 길이가 3~10mm 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon fiber included in the liquid crystal polyester resin composition has electrical conductivity and may have an average length of 3 to 10 mm.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 판상형 무기 충전제는 운모, 탈크 및 카올린 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plate-shaped inorganic filler included in the liquid crystal polyester resin composition may be at least one selected from the group consisting of mica, talc, and kaolin.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 판상형 무기 충전제는 평균입경이 10~40㎛ 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plate-shaped inorganic filler included in the liquid crystal polyester resin composition may have an average particle diameter of 10 to 40 μm.
본 발명에 따른 복합소재 조성물은 액정 폴리에스테르 수지에 충전제로서 팽창흑연, 탄소섬유 및 판상형 무기 충전제를 적용한 조성물로, 이를 이용하여 사출성형된 반도체 소자 제조 공정용 트레이는 대전방지 특성을 나타낼 수 있고, 반도체 제조 공정에서 이동시 발생되는 분진의 양도 최소화 할 수 있다.The composite material composition according to the present invention is a composition in which expanded graphite, carbon fiber, and plate-shaped inorganic filler are applied as fillers to a liquid crystal polyester resin, and a tray for semiconductor device manufacturing process injection-molded using the same can exhibit antistatic properties, The amount of dust generated during movement in the semiconductor manufacturing process can be minimized.
기존 반도체 소자 제조 공정에 사용되는 트레이는 충전제로 유리섬유와 탄소섬유가 적용된 복합소재로 제조되고 있으며 이는 반도체 소자 제조공정에서 이동시 마찰로 인해 분진 발생이 많으며 이는 반도체 소자 불량의 문제를 야기시키고 있다.Trays used in the existing semiconductor device manufacturing process are made of composite materials to which glass fibers and carbon fibers are applied as fillers, which generate a lot of dust due to friction during movement in the semiconductor device manufacturing process, which causes problems in semiconductor device defects.
본 발명에서는 분진 발생의 원인이 되는 유리섬유를 판상형 무기충전제로 변경하여 분진 발생을 최소화 하였으며, 전도성을 부여하는 충전제로 팽창흑연과 탄소섬유를 혼합 적용함으로써 대전방지 특성을 부여하였으며, 250℃ 이상 온도에서 뛰어난 내열 성능 및 기계적 물성 구현이 가능하다.In the present invention, glass fiber, which causes dust generation, is changed to a plate-shaped inorganic filler to minimize dust generation, and an antistatic property is imparted by mixing expanded graphite and carbon fiber as a filler that imparts conductivity. It is possible to realize excellent heat resistance performance and mechanical properties in
또한, 본 발명의 액정 폴리에스테르 수지를 적용한 복합소재 사출성형품의 표면에는 탄소섬유가 도출되지 않으므로 발생되는 분진의 수가 현저히 감소하는 효과가 있다.In addition, since carbon fibers are not derived from the surface of the composite material injection-molded product to which the liquid crystal polyester resin of the present invention is applied, the number of dust generated is remarkably reduced.
본 발명의 복합소재 조성물은 매트릭스로 액정 폴리에스테르 수지를 사용할 수 있으며, 상기 액정 폴리에스테르 수지를 기반으로 충전제를 함유하는 형태로 이루어 질 수 있다.The composite material composition of the present invention may use a liquid crystal polyester resin as a matrix, and may be formed in a form containing a filler based on the liquid crystal polyester resin.
상기 액정 폴리에스테르의 경우 높은 강도 및 높은 신율과 같은 우수한 물성으로 인하여 저분진 및 전도성 특성을 나타내는 복합소재의 매트릭스로 사용되기에 적합하다.In the case of the liquid crystal polyester, due to its excellent physical properties such as high strength and high elongation, it is suitable for use as a matrix of a composite material exhibiting low dust and conductive properties.
상기 액정 폴리에스테르 수지는 원료 단량체들을 교반하고 여기에 반응성 용매를 투입하여 아세틸화 반응을 진행시킨 후, 승온시켜 에스테르화 중축합화 반응을 진행하고, 이를 고상 중축합하는 방식을 통해 제조될 수 있다.The liquid crystal polyester resin may be prepared by stirring the raw material monomers, injecting a reactive solvent therein to proceed with an acetylation reaction, heating the liquid crystal polyester resin to proceed with an esterification polycondensation reaction, and solid phase polycondensation.
이 때, 상기 원료 단량체는 히드록시벤조산(HBA), 바이페놀(BP), 테레프탈산(TPA) 및 이소프탈산(IPA)을 포함하는 것이 바람직하며, 액정폴리에스테르의 수지를 제조함에 있어서, 상기 전체 원료 단량체들 대비 무수초산을 1.08 내지 1.12 당량 첨가하여 제조 공정을 진행하는 것이 가장 바람직하다.At this time, the raw material monomers preferably include hydroxybenzoic acid (HBA), biphenol (BP), terephthalic acid (TPA) and isophthalic acid (IPA), and in preparing the liquid crystal polyester resin, the entire raw material It is most preferable to proceed with the manufacturing process by adding 1.08 to 1.12 equivalents of acetic anhydride compared to the monomers.
상기 무수초산의 양이 1.08 당량 미만일 경우, 고상중합 과정에서 충분히 중합도를 높일 수 없는 바, 제조되는 수지의 물성을 충분히 높일 수 없다. 반면, 무수초산의 양이 1.12 당량을 초과하는 경우, 중합반응이 지나치게 빨리 일어나서 중합속도를 조절하기 어려우며 수지의 표면에 무수초산이 잔존하여 전체적인 물성을 저하시킬 수 있는 바, 바람직하지 않다.When the amount of acetic anhydride is less than 1.08 equivalent, the degree of polymerization cannot be sufficiently increased in the solid-state polymerization process, and thus the physical properties of the prepared resin cannot be sufficiently increased. On the other hand, if the amount of acetic anhydride exceeds 1.12 equivalents, the polymerization reaction occurs too quickly, making it difficult to control the polymerization rate, and acetic anhydride may remain on the surface of the resin to deteriorate overall physical properties, which is not preferable.
상기와 같은 방법을 통해 액정폴리에스테르 수지를 제조할 경우, 높은 강도 및 내열도 등 매우 우수한 물성을 가진 수지의 제조가 가능하다. 따라서 상기 수지를 매트릭스로 사용하면서 전도성을 부가하기 위한 충전제와 분진 발생을 최소화하는 무기 충전제를 혼합한 수지 조성물을 반도체 소자 제조공정용 복합소재로 사출성형 하더라도 상기 복합소재는 우수한 물성을 유지할 수 있다.When the liquid crystal polyester resin is manufactured through the above method, it is possible to manufacture a resin having very excellent physical properties such as high strength and heat resistance. Therefore, even if the resin composition using the resin as a matrix and mixing a filler for adding conductivity and an inorganic filler for minimizing dust generation is injection molded as a composite material for semiconductor device manufacturing process, the composite material can maintain excellent physical properties.
구체적으로 반도체 소자 제조공정에서 상기 복합소재는 트레이로 사용될 수 있으며, 상기 반도체 소자 제조공정에서 사용되기 위해서는 내열온도는 250℃ 이상, 표면저항(R)은 103 Ω/sq 이상 1010 Ω/sq이하로 나타나는 것이 바람직하다.Specifically, in the semiconductor device manufacturing process, the composite material may be used as a tray. In order to be used in the semiconductor device manufacturing process, the heat resistance temperature is 250 ° C or more, and the surface resistance (R) is 10 3 Ω / sq or more 10 10 Ω / sq It is preferable to appear below.
상기 내열온도보다 낮은 경우 반도체 소자 제조공정에서 트레이의 형태 변형이 발생될 수 있으며, 표면저항(R)이 1010Ω/sq 이상에서는 전도성을 갖지 못하므로 적용하는데 한계가 있다.If the temperature is lower than the heat resistance temperature, shape deformation of the tray may occur in the semiconductor device manufacturing process, and since the surface resistance (R) is 10 10 Ω / sq or more, it does not have conductivity, so there is a limit to application.
위와 같이 내열온도를 높이고, 전도성을 부여하기 위해서 종래에는 유리섬유를 첨가제로 사용하였고, 이러한 첨가제를 적용한 복합소재의 반도체 소자 제조 공정용 트레이의 표면에는 유리섬유가 도출되어 반도체 소자 제조 공정에서 마찰 및 부딪힘으로 분진이 과량 발생하여 반도체 소자에 이물로 작용하는 문제가 있었다.Conventionally, in order to increase the heat resistance temperature and impart conductivity, glass fibers were used as additives, and glass fibers were derived from the surface of the tray for the semiconductor device manufacturing process of composite materials to which these additives were applied, resulting in friction and friction in the semiconductor device manufacturing process. There was a problem in that an excessive amount of dust was generated due to the collision and acted as a foreign substance to the semiconductor device.
본 발명의 대전방지 특성을 갖는 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 액정 폴리에스테르 수지 50 중량% 이상 70 중량% 이하, 팽창흑연 1중량% 이상 5 중량% 이하, 탄소섬유 3 중량% 이상 10 중량% 이하 및 판상형 무기 충전제 20 중량% 이상 40 중량% 이하를 포함할 수 있으며, 상기 조성물을 이용하여 제조된 복합소재를 통해 반도체 제조공정 상 발생하는 분진을 현저히 감소시킬 수 있다.The liquid crystal polyester resin composition having antistatic properties of the present invention contains 50% by weight or more and 70% by weight or less of the liquid crystal polyester resin, 1% by weight or more and 5% by weight or less of expanded graphite, 3% by weight or more and 10% by weight or less of carbon fiber, and plate-shaped It may contain 20% by weight or more and 40% by weight or less of an inorganic filler, and dust generated in a semiconductor manufacturing process can be significantly reduced through a composite material manufactured using the composition.
본 발명에서 사용되는 유/무기 충전제의 양이 40 중량%를 초과하게 되면 유동성이 현저하게 저하되어 사출성형시 미성형 발생할 수 있으며, 이러한 미성형 개선을 위해 사출압을 높이면 사출성형 된 반도체 소자 제조공정용 트레이가 고온에서 사용 후 휨이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.If the amount of the organic/inorganic filler used in the present invention exceeds 40% by weight, the fluidity is significantly lowered and short molding may occur during injection molding. If the injection pressure is increased to improve such short molding, injection molded semiconductor devices can be manufactured. There may be a problem that the process tray warps after use at high temperatures.
본 발명에서 액정 폴리에스테르 수지에 대한 판상형 무기 충전제 및 전도성 부여 첨가제의 배합은 복합소재의 기계적 특성, 내열특성 및 전기적 특성 손상없이 수행되어야 한다.In the present invention, the combination of the plate-shaped inorganic filler and the conductive additive for the liquid crystal polyester resin should be performed without damaging the mechanical properties, heat resistance properties, and electrical properties of the composite material.
본 발명에서 판상형 무기충전제는 통상적으로 기계적 강도, 내열온도를 향상시키고, 고온의 공정에서 사용하여도 낮은 휨특성을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 판상형 무기충전제로서는 운모, 탈크 및 카올린 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 조합하여 사용할 수 있다.In the present invention, the plate-shaped inorganic filler can be generally used to improve mechanical strength and heat resistance temperature, and to realize low warpage characteristics even when used in a high-temperature process. As the plate-shaped inorganic filler, one or more selected from the group consisting of mica, talc, and kaolin may be used in combination.
판상형 무기 충전제의 평균입경은 10~ 40㎛, 전체 액정 폴리에스테르 수지 조성물 대비 20 중량% 이상 40 중량% 이하를 포함할 수 있다. 판상형 무기 충전제의 입경이 10㎛ 미만일 경우 복합소재 제조 공정에서 정량적인 투입이 안되는 공정상의 문제가 발생되고, 40㎛을 초과할 경우는 유동성이 현저하게 낮아져 사출 성형에 어려움이 있을 수 있다.The average particle diameter of the plate-shaped inorganic filler may be 10 to 40 μm, and may include 20% by weight or more and 40% by weight or less relative to the total liquid crystal polyester resin composition. When the particle diameter of the plate-shaped inorganic filler is less than 10 μm, a process problem occurs in which quantitative input is not possible in the composite material manufacturing process, and when it exceeds 40 μm, fluidity is significantly lowered, which may cause difficulties in injection molding.
본 발명에서의 팽창흑연은 복합소재 조성물 대비 1 중량% 이상 5 중량% 이하로 포함될 수 있다. 팽창흑연이 1 중량% 미만으로 포함될 경우, 수평방향 및 수직방향 면저항의 상호간 편차의 증가로 균일한 표면저항(R)을 나타낼 수 없으므로, 본 발명에서의 대전방지 효과를 기대할 수 없다. 반면, 팽창흑연이 5 중량% 이상으로 포함될 경우 과도하게 응집(aggregation)되는 특성으로 매트릭스 내부에 균일하게 분산되지 않아 수직 및 수평방향의 표면저항(R) 값도 균일하지 못하게 되는 문제가 있을 수 있다.Expanded graphite in the present invention may be included in 1% by weight or more and 5% by weight or less compared to the composite material composition. When expanded graphite is included in an amount of less than 1% by weight, the antistatic effect in the present invention cannot be expected because uniform surface resistance (R) cannot be exhibited due to an increase in the mutual deviation of horizontal and vertical sheet resistances. On the other hand, when the expanded graphite is included in an amount of 5% by weight or more, it is not uniformly dispersed inside the matrix due to excessive aggregation, so that the surface resistance (R) values in the vertical and horizontal directions are not uniform. There may be a problem. .
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 팽창흑연의 경우 평균입경이 20μm 이하, 더욱 바람직하게는 10μm 이하의 평균 입경을 가지는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 표면적은 20m2/g 이상 되는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, in the case of the expanded graphite included in the liquid crystal polyester resin composition, it is preferable to use a material having an average particle diameter of 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and the surface area is 20 m 2 /g or more is desirable.
팽창흑연의 평균입경이 20μm 이상일 경우, 충격강도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있고, 표면적이 20m2/g 이하일 경우 대전방지 효과를 갖는 표면저항 값을 얻기 위해 첨가제 함량을 증가시켜야 하므로 경제성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.When the average particle diameter of expanded graphite is 20 μm or more, a problem of lowering impact strength may occur, and when the surface area is 20 m 2 /g or less, the additive content must be increased to obtain a surface resistance value having an antistatic effect, resulting in low economic efficiency. Problems can arise.
반도체 제조공정에서 발생되는 분진의 양은 첨가되는 충전제의 평균입경 및 표면적에 의하여 영향을 받는 바, 본 발명에서 달성하고자 하는 분진 발생 양을 최소화 하기 위해서는 상기와 같이 입자의 크기 및 표면적을 조절하는 것이 바람직하다.The amount of dust generated in the semiconductor manufacturing process is affected by the average particle diameter and surface area of the added filler. In order to minimize the amount of dust generation to be achieved in the present invention, it is preferable to control the size and surface area of the particles as described above. do.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 포함된 액정 폴리에스테르 수지는 2종 이상의 방향족 화합물만을 중축합 반응시켜 합성되는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the liquid crystal polyester resin included in the liquid crystal polyester resin composition may be a fully aromatic liquid crystal polyester resin synthesized by polycondensation of only two or more aromatic compounds.
2종 이상의 방향족 화합물을 적용한 중축합반응을 통해 얻어진 액정 폴리에스테르 수지의 경우, 단일 종류의 방향족 화합물의 중축합반응을 통해 얻어진 액정 폴리에스테르 수지에 비하여 낮은 온도에서 성형이 가능하고, 흐름성이 증가하는 효과가 있다.In the case of a liquid crystal polyester resin obtained through a polycondensation reaction using two or more aromatic compounds, molding is possible at a lower temperature and flowability is increased compared to a liquid crystal polyester resin obtained through a polycondensation reaction of a single type of aromatic compound. has the effect of
본 발명의 액정 폴리에스테르 수지의 중축합 반응에 포함되는 방향족 화합물은 히드록시기 및 카르복실기를 포함해야하며, 상기 방향족 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상을 중축합 반응시켜 액정 폴리에스테르 수지를 합성할 수 있다.The aromatic compound included in the polycondensation reaction of the liquid crystal polyester resin of the present invention must include a hydroxyl group and a carboxyl group, and the liquid crystal polyester resin can be synthesized by polycondensation reaction of two or more species selected from the group consisting of the above aromatic compounds. there is.
본 발명에서는 상기 복합소재의 전도성 부여 및 강도 향상을 위해 탄소섬유가 포함될 수 있다. 탄소섬유의 평균 길이는 3~10mm 일 수 있다. 탄소섬유의 길이가 3mm 미만일 경우 복합소재의 전도성 부여 및 강도 향상을 달성하기 어려울 수 있으며, 탄소섬유의 길이가 10mm를 초과할 경우 복합소재 제조 공정에서 투입이 일정하게 이루어지지 않는 문제가 발생하며, 복합소재를 사용한 사출 성형품의 표면으로 섬유가 도출되는 문제가 있을 수 있다.In the present invention, carbon fibers may be included to impart conductivity and improve strength of the composite material. The average length of the carbon fibers may be 3 to 10 mm. If the length of the carbon fiber is less than 3 mm, it may be difficult to achieve conductivity and strength improvement of the composite material, and if the length of the carbon fiber exceeds 10 mm, there is a problem that the input is not uniform in the composite material manufacturing process, There may be a problem in that fibers are drawn to the surface of injection molded products using composite materials.
본 발명에서의 탄소섬유는 액정 폴리에스테르 수지 조성물 전체 중량 대비 3 중량% 이상 10 중량% 이하로 포함될 수 있다.The carbon fiber in the present invention may be included in an amount of 3% by weight or more and 10% by weight or less based on the total weight of the liquid crystal polyester resin composition.
탄소섬유가 3 중량% 미만으로 포함될 경우 표면저항(R)이 급격히 증가하여 전도성을 갖는 표면저항(R) 확보가 어려우며, 10 중량%를 초과하면 표면저항(R)이 급격히 낮아져 도체와 같은 특성을 갖으므로 고가의 탄소섬유 함량을 높이는 것은 경제적 부담감이 있다.When carbon fiber is included in less than 3% by weight, surface resistance (R) increases rapidly, making it difficult to secure conductive surface resistance (R). Therefore, increasing the content of expensive carbon fiber has an economic burden.
본 발명의 액정 폴리에스테르 조성물에 포함되는 팽창흑연, 탄소섬유 및 판상형 무기충전제 각각의 중량비 범위는 팽창흑연, 탄소섬유, 판상형 무기충전제의 순서대로 5:3:20~1:10:40 일 수 있다.The weight ratio range of each of the expanded graphite, carbon fiber and plate-shaped inorganic filler included in the liquid crystal polyester composition of the present invention may be 5: 3: 20 to 1: 10: 40 in the order of expanded graphite, carbon fiber and plate-shaped inorganic filler. .
상기 중량비 범위로 팽창흑연, 탄소섬유, 판상형 무기충전제를 조성물에 포함시킴으로써, 최종적으로 제조되는 복합소재의 표면저항(R)을 균일하게 유지하여 대전 방지 효과를 충분히 나타낼 수 있으면서도, 복합소재의 기계적 물성은 제조공정상에서도 유지되어 고온에서 사용될 때 발생하는 휨 현상이 방지될 수 있다.By including expanded graphite, carbon fiber, and plate-shaped inorganic filler in the composition in the above weight ratio range, the surface resistance (R ) of the finally manufactured composite material can be kept uniform to sufficiently exhibit the antistatic effect, and the mechanical properties of the composite material Silver is maintained even in the manufacturing process, and warpage that occurs when used at high temperatures can be prevented.
본 발명의 액정 폴리에스테르 조성물을 이용하여 제조된 복합소재의 표면저항(R)은 바람직하게는 103Ω/sq이상 1010Ω/sq이하, 보다 바람직하게는 104Ω/sq 이상 106Ω/sq 이하일 수 있다. 표면저항(R)이 1010Ω/sq를 초과할 경우 충분한 대전방지 특성이 나타나지 않아 절연체가 될 수 있으며, 표면저항(R)이 103Ω/sq 미만이면 그 조성물은 전기 도체가 되어, 본 발명에서 확보하고자 하는 물리적 성질 범위를 벗어날 수 있다. 여기에서 표면저항(R)은 10xΩ/sq로 나타낼 수 있으며, x는 logR로 표현될 수 있다.The surface resistance (R) of the composite material prepared using the liquid crystal polyester composition of the present invention is preferably 10 3 Ω/sq or more and 10 10 Ω/sq or less, more preferably 10 4 Ω/sq or more 10 6 Ω It can be less than /sq. If the surface resistance (R) exceeds 10 10 Ω/sq, sufficient antistatic properties may not be exhibited and may become an insulator, and if the surface resistance (R) is less than 10 3 Ω/sq, the composition becomes an electric conductor, and the present It may deviate from the range of physical properties to be secured in the invention. Here, the surface resistance (R) can be expressed as 10 x Ω/sq, and x can be expressed as logR.
본 발명의 복합소재의 표면저항(R)은 수지흐름의 수평방향 표면저항(RMD)과 수지흐름의 수직방향 표면저항(RTD) 일 수 있으며, 각각 다르게 측정될 수 있다.The surface resistance (R) of the composite material of the present invention may be the surface resistance in the horizontal direction of the resin flow (R MD ) and the surface resistance in the vertical direction of the resin flow (R TD ), and may be measured differently.
상기 수지흐름의 수평방향 표면저항(RMD)과 수지흐름의 수직방향 표면저항(RTD)의 편차범위인 면저항 편차(△x)는 logRMD-logRTD의 절대값으로 표현될 수 있으며, 상기 면저항 편차(△x)의 범위는 바람직하게는 0.01~0.3, 더욱 바람직하게는 0.01~0.1 일 수 있다. 상기 면저항 편차(△x)의 범위가 0.01~0.3 범위에 있을 경우, 반도체 소자 제조 공정용 트레이의 표면저항(R)을 균일하게 유지할 수 있어 뛰어난 대전방지 효과를 나타낼 수 있다.The sheet resistance deviation (Δx), which is a deviation range between the horizontal surface resistance of the resin flow (R MD ) and the vertical surface resistance of the resin flow (R TD ), can be expressed as an absolute value of logR MD -logR TD , The range of sheet resistance deviation (Δx) may be preferably 0.01 to 0.3, more preferably 0.01 to 0.1. When the range of the sheet resistance deviation (Δx) is in the range of 0.01 to 0.3, the surface resistance (R) of the tray for the semiconductor device manufacturing process can be maintained uniformly, so that an excellent antistatic effect can be exhibited.
본 발명에서는 상술한 각 구성 성분들의 함량 범위를 조절함으로써 사출 성형된 반도체 소자 제조공정 트레이의 분진 발생을 최소화할 수 있으며, 반도체 소자 제조공정 트레이의 표면저항(R)을 균일하게 할 수 있으며, 수지흐름의 수평방향 표면저항(RMD)과 수지흐름의 수직방향 표면저항(RTD)의 면저항 편차(△x)를 줄여 전도성을 향상시킴으로써 대전방지 효과를 최적화할 수 있다.In the present invention, by adjusting the content range of each of the above-described components, it is possible to minimize the generation of dust in the injection-molded semiconductor device manufacturing process tray, to make the surface resistance (R) of the semiconductor device manufacturing process tray uniform, and resin The antistatic effect can be optimized by improving the conductivity by reducing the sheet resistance deviation (Δx) of the horizontal surface resistance of the flow (R MD ) and the vertical surface resistance of the resin flow (R TD ).
아울러, 본 발명에서는 상기와 같은 효과를 나타내면서도, 반도체 제조공정상에서도 복합소재의 기계적 물성은 제조공정 상에서 유지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of maintaining the mechanical properties of the composite material even in the semiconductor manufacturing process while exhibiting the above effects.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해서 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, specific examples are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples.
제조예 1: 액정 폴리에스테르 수지의 제조Preparation Example 1: Preparation of liquid crystal polyester resin
200L 용량의 회분식 반응기에 무수초산 13,000g(127.3몰)을 투입하고 교반기를 회전하면서 단량체 파라 히드록시 벤조산(HBA) 20,000g (144.8몰), 바이페놀(BP) 9,000g (48.3몰), 테레프탈산(TPA) 6,000g(36.2몰), 이소프탈산(IPA) 2,000g(12.1몰)을 투입한 후 무수초산 14,100g(138.1몰)을 더 투입하여 회분식 반응기 내에서 혼합이 잘 되도록 한다. 이 후 초산칼륨 촉매 2.8g과 초산마그네슘 촉매 11.2g을 첨가하고 반응기 내부 공간을 불활성 상태로 만들기 위해 질소를 주입하였다. 이 후 반응기 온도를 1시간에 걸쳐 회분식 반응기 내부의 무수초산이 환류되는 온도까지 승온시키고 이 온도에서 2시간동안 단량체들의 히드록시기를 아세틸화시켰다. 아세틸화 반응에서 생성된 초산과 과량으로 투입되어 미 반응한 무수초산을 제거하면서 0.5℃속도로 320℃까지 승온시켜 액정폴리에스터를 제조하고, 하부 밸브를 통해 배출, 냉각 고화시키면서 1차 분쇄하여 32,000g을 얻었다. 이 후 미립분쇄기를 사용하여 2차 분쇄하고, 회전식 가열장치에 넣고 질소를 25L/min의 유속으로 흘려주면서 200℃까지 2시간동안 승온하였다. 이 온도에서 2시간동안 유지한 후 285℃까지 0.2℃속도로 승온시킨 후 3시간 동안 유지함으로써 고상중합 반응을 진행하였고, 이를 통해 액정폴리에스터 수지를 얻었다. 제조된 수지의 융점은 350℃이었다.13,000 g (127.3 mol) of acetic anhydride was added to a batch reactor with a capacity of 200 L, and 20,000 g (144.8 mol) of monomeric parahydroxy benzoic acid (HBA), 9,000 g (48.3 mol) of biphenol (BP), terephthalic acid ( After adding 6,000 g (36.2 mol) of TPA) and 2,000 g (12.1 mol) of isophthalic acid (IPA), 14,100 g (138.1 mol) of acetic anhydride was further added to ensure good mixing in the batch reactor. Thereafter, 2.8 g of potassium acetate catalyst and 11.2 g of magnesium acetate catalyst were added, and nitrogen was injected to make the interior space of the reactor inactive. Thereafter, the temperature of the reactor was raised to a temperature at which acetic anhydride inside the batch reactor was refluxed over 1 hour, and the hydroxy groups of the monomers were acetylated at this temperature for 2 hours. Acetic acid generated in the acetylation reaction and excessively added unreacted acetic anhydride were removed while raising the temperature to 320 ° C at a rate of 0.5 ° C to produce liquid crystal polyester, discharged through the lower valve, cooled and solidified, and first pulverized to 32,000 got g. Thereafter, the mixture was subjected to secondary pulverization using a fine mill, put into a rotary heating device, and heated to 200° C. for 2 hours while flowing nitrogen at a flow rate of 25 L/min. After maintaining at this temperature for 2 hours, the temperature was raised to 285 °C at a rate of 0.2 °C and maintained for 3 hours to conduct a solid-state polymerization reaction, through which a liquid crystal polyester resin was obtained. The melting point of the prepared resin was 350°C.
제조예 2: 액정 폴리에스테르 복합소재 제조Preparation Example 2: Preparation of liquid crystal polyester composite material
상기 제조예 1에서 얻어진 액정 폴리에스테르 수지, 탈크, 유리섬유, 탄소섬유, 천연흑연, 팽창흑연을 각각 하기의 [표 1]에서 열거한 각 실시예 및 비교예의 중량% 조건으로 제조하였다. The liquid crystal polyester resin, talc, glass fiber, carbon fiber, natural graphite, and expanded graphite obtained in Preparation Example 1 were prepared under the weight% conditions of each of Examples and Comparative Examples listed in Table 1 below, respectively.
(중량%)liquid crystal polyester resin
(weight%)
(중량%)talc
(weight%)
(중량%)fiberglass
(weight%)
(중량%)carbon fiber
(weight%)
(중량%)expanded graphite
(weight%)
(중량%)natural graphite
(weight%)
액정폴리에스테르 수지와 팽창측연 또는 천연흑연은 혼합기로 (제일산업기기, JITD-50KW) 30분간 혼합하고 열풍건조기(제일산업기기, JIB-100KW)로 150℃에서 2시간 동안 건조 후, 2축 압출기를(L/D : 44, 직경 : 30 mm)를 통해 배럴온도는 360℃에서 350rpm의 회전속도로 용융혼련을 진행하였다. 또한 상기 용융혼련시 2축 압출기에 진공을 가해 고온에서 용융혼련시 발생하는 가스 및 부산물을 제거하였다.Liquid crystalline polyester resin and expanded side lead or natural graphite are mixed with a mixer (Jil Industrial Equipment, JITD-50KW) for 30 minutes, and after drying for 2 hours at 150℃ with a hot air dryer (Jeil Industrial Equipment, JIB-100KW), a twin-screw extruder Through (L / D: 44, diameter: 30 mm), melt kneading was performed at a rotational speed of 350 rpm at a barrel temperature of 360 ° C. In addition, during the melt-kneading, a vacuum was applied to the twin-screw extruder to remove gas and by-products generated during the melt-kneading at a high temperature.
상기의 제조예 1~2 과정은 하기의 [표 1]의 조건에 따라 각각 독립적으로 수행되었으며, 제조된 액정 폴리에스테르 컴파운드는 실시예 1~3, 비교예 1~6의 시험예에 사용되었다.The above Preparation Examples 1 and 2 were performed independently according to the conditions of [Table 1] below, and the prepared liquid crystal polyester compound was used in the test examples of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6.
또한. 상기의 제조예에 사용된 구체적인 성분은 하기의 [표 2]와 같다.also. Specific components used in the above preparation examples are shown in [Table 2] below.
시험예 1: 액정 폴리에스테르 복합소재 분진 수 측정 및 휨 측정Test Example 1: Measurement of the number of dust and warpage of liquid crystal polyester composites
복합소재를 사출성형기(스미토모중기계공업㈜, SE50EV-C110)를 사용하여 두께 2mm의 사각시편 형태로 사출성형 후 하였다. 사출성형 시편을 각각 150cm 높이에서 SUS판 위로 50회 반복 낙하 후 에탄올을 이용하여 SUS판 세척 후 시편에서 떨어져 나오는 분진을 수집하여 현미경(HIROX, XY-GB2)을 통해 분진 수를 측정하였다.The composite material was injection molded in the form of a rectangular specimen having a thickness of 2 mm using an injection molding machine (Sumitomo Heavy Machinery Co., Ltd., SE50EV-C110). After dropping the injection molded specimen 50 times onto the SUS plate from a height of 150 cm, respectively, washing the SUS plate with ethanol, collecting dust from the specimen and measuring the number of dust through a microscope (HIROX, XY-GB2).
또한, 제조예2 조건에 따라 제조된 복합소재를 사출성형기를 사용하여 사출하였으며, 이때 열처리 전의 휨과 열처리 후 휨을 광학현미경(HIROX, XY-GB2)을 통해 측정 하였다. 열처리는 Furnace(DAIHAN, FPX-27)에서 260℃, 10min 진행하였다.In addition, the composite material manufactured according to the conditions of Preparation Example 2 was injected using an injection molding machine, and at this time, the warpage before heat treatment and after heat treatment were measured through an optical microscope (HIROX, XY-GB2). Heat treatment was performed at 260° C. for 10 min in a Furnace (DAIHAN, FPX-27).
시험예 2: 액정 폴리에스테르 복합소재 표면저항(R) 측정Test Example 2: Measurement of Surface Resistance (R) of Liquid Crystal Polyester Composite Material
상기 실시예 1~3, 비교예 1~6의 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드 시편의 표면저항(R)은 측정장비(SIMCO ION, ST-4)를 이용하여 측정하였다. 준비된 사각 평판시편(60*60*2mmt) 위에 해당 측정장비를 올려 수지 흐름의 수평방향(MD)의 표면저항(R), 수지 흐름의 수직방향(TD)의 표면저항(R)을 각각 측정하여, 편차를 구하였다.The surface resistance (R) of the liquid crystal polyester resin compound specimens of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 was measured using a measuring device (SIMCO ION, ST-4). The surface resistance (R) in the horizontal direction (MD) of the resin flow and the surface resistance (R) in the vertical direction (TD) of the resin flow are measured by placing the corresponding measuring equipment on the prepared rectangular flat specimen (60 * 60 * 2mmt), respectively. , the deviation was obtained.
상기 시험예 1 및 시험예 2의 측정결과는 하기의 [표 3]과 같다.The measurement results of Test Example 1 and Test Example 2 are shown in [Table 3] below.
(EA)number of dust
(EA)
(MPa)flexural strength
(MPa)
(GPa)flexural modulus
(GPa)
(mm)Warpage - Before
(mm)
(△mm)before and after difference
(Δmm)
x값Horizontal sheet resistance (R MD ) (10 x Ω/sq)
x value
x값Vertical sheet resistance (R TD ) (10 x Ω/sq)
x value
실시예 1~3의 액정 폴리에스테르 조성물에 포함된 각 구성성분들의 중량%는 액정 폴리에스테르 수지 50 중량% 이상 70 중량% 이하; 팽창흑연 1 중량% 이상 5 중량% 이하; 탄소섬유 3 중량% 이상 10 중량% 이하; 및 판상형 무기 충전제 20 중량% 이상 40 중량% 이하의 범위를 만족한다.The weight % of each component included in the liquid crystal polyester compositions of Examples 1 to 3 is 50% by weight or more and 70% by weight or less of the liquid crystal polyester resin; 1% by weight or more and 5% by weight or less of expanded graphite; 3% by weight or more and 10% by weight or less of carbon fiber; and 20% by weight or more and 40% by weight or less of the plate-shaped inorganic filler.
상기 실시예 1~3의 경우, 수평방향 및 수직방향의 저항값은 103Ω/sq 이상 1010Ω/sq 이하로 균일하게 유지되는 특징이 나타났으며, 수지 흐름의 수평방향(MD) 표면저항(R) 및 수지 흐름의 수직방향(TD) 표면저항(R)의 편차범위도 0.3 이하로 나타났다.In the case of Examples 1 to 3, the resistance values in the horizontal and vertical directions were uniformly maintained at 10 3 Ω/sq or more and 10 10 Ω/sq or less, and the horizontal direction (MD) surface of the resin flow The deviation range of resistance (R) and surface resistance (R) in the vertical direction (TD) of resin flow was also found to be 0.3 or less.
비교예 1 및 비교예 2에서는 판상형 무기충전제인 탈크를 각각 15 중량%, 45 중량% 포함시켰다. 비교예 1에서는 열처리 전 및 열처리 후의 휨 현상이 심화되었고, 비교예 2에서는 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 실시예 1~3 대비 상대적으로 약화되어 제품으로써 복합소재의 물리적 성질을 만족시키지 못하였다.In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, 15% by weight and 45% by weight of talc, which is a plate-shaped inorganic filler, were included, respectively. In Comparative Example 1, the bending phenomenon before and after heat treatment was intensified, and in Comparative Example 2, the flexural strength and flexural modulus were relatively weakened compared to Examples 1 to 3, so that the product did not satisfy the physical properties of the composite material.
비교예 3 및 비교예 4에서는 팽창흑연을 각각 0.5 중량%, 6 중량%를 포함시켰다. 비교예 3에서는 수평 및 수직방향의 면저항, 면저항 편차가 상기 실시예 1~3 대비 증가하였고, 비교예 4에서도 면저항 편차가 상기 실시예 1~3 대비 증가한 것으로 측정되어 반도체 트레이로써 충분한 대전방지 효과를 나타내기는 어려울 것으로 확인되었다.In Comparative Example 3 and Comparative Example 4, 0.5% by weight and 6% by weight of expanded graphite were included, respectively. In Comparative Example 3, sheet resistance and sheet resistance deviation in the horizontal and vertical directions were increased compared to Examples 1 to 3, and in Comparative Example 4, sheet resistance deviation was measured to increase compared to Examples 1 to 3, so that a sufficient antistatic effect as a semiconductor tray was obtained. It turned out to be difficult to show.
비교예 5에서는 팽창흑연 대신 천연흑연을 6 중량% 포함시켰다. 비교예 5에서는 면저항 편차가 상기 실시예 1~3 대비 증가한 것으로 측정되어 반도체 트레이로써 충분한 대전방지 효과를 나타내기는 어려울 것으로 확인되었다.In Comparative Example 5, 6% by weight of natural graphite was included instead of expanded graphite. In Comparative Example 5, the sheet resistance deviation was measured to be increased compared to Examples 1 to 3, and it was confirmed that it would be difficult to exhibit a sufficient antistatic effect as a semiconductor tray.
비교예 6에서는 탄소섬유를 5 중량%, 유리섬유를 30 중량% 포함시키면서, 별도의 충전제를 포함시키지 않았다. 비교예 6에서는 상기 실시예 1~3과 대비하여 발생하는 파티클의 개수가 10배 이상 증가하였고, 열처리 전 및 열처리 후의 휨 현상이 심화되었고, 면저항 편차가 증가하였다. 파티클의 발생이 현저히 증가하였고, 복합소재의 물리적 성질을 만족시키지 못하였으며, 반도체 트레이로써 충분한 대전방지 효과를 나타내기는 어려울 것으로 확인되었다.In Comparative Example 6, 5% by weight of carbon fiber and 30% by weight of glass fiber were included, but no additional filler was included. In Comparative Example 6, compared to Examples 1 to 3, the number of particles generated was increased by more than 10 times, warpage before and after heat treatment intensified, and sheet resistance deviation increased. It was confirmed that the occurrence of particles significantly increased, the physical properties of the composite material were not satisfied, and it was difficult to exhibit sufficient antistatic effect as a semiconductor tray.
Claims (7)
액정 폴리에스테르 수지 50 중량% 이상 70 중량% 이하;
팽창흑연 1 중량% 이상 5 중량% 이하;
탄소섬유 3 중량% 이상 10 중량% 이하; 및
판상형 무기 충전제 20 중량% 이상 40 중량% 이하를 포함하는 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.As a liquid crystal polyester resin composition for antistatic,
50% by weight or more and 70% by weight or less of a liquid crystal polyester resin;
1% by weight or more and 5% by weight or less of expanded graphite;
3% by weight or more and 10% by weight or less of carbon fiber; and
A liquid crystal polyester composite material composition comprising 20% by weight or more and 40% by weight or less of a plate-shaped inorganic filler.
상기 팽창흑연의 표면적은 20 ㎡/g 이상 인 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.According to claim 1,
The surface area of the expanded graphite is 20 m 2 / g or more of the liquid crystal polyester composite material composition.
상기 팽창흑연의 평균입경은 20μm 이하인 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.According to claim 1,
The average particle diameter of the expanded graphite is less than 20μm liquid crystal polyester composite material composition.
상기 액정 폴리에스테르 수지는 2종 이상의 방향족 화합물만을 중축합 반응시켜 합성되는 전방향족 액정 폴리에스테르 수지인, 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.According to claim 1,
The liquid crystal polyester resin is a wholly aromatic liquid crystal polyester resin synthesized by polycondensation of only two or more aromatic compounds, the liquid crystal polyester composite material composition.
상기 탄소섬유는 전기 전도성이 있으며, 평균 길이가 3~10mm인, 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.According to claim 1,
The carbon fiber is electrically conductive and has an average length of 3 to 10 mm, a liquid crystal polyester composite material composition.
상기 판상형 무기 충전제는 운모, 탈크 및 카올린으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.According to claim 1,
The plate-shaped inorganic filler is at least one selected from the group consisting of mica, talc and kaolin, liquid crystal polyester composite material composition.
상기 판상형 무기 충전제는 평균입경이 10~40㎛인, 액정 폴리에스테르 복합소재 조성물.According to claim 1,
The plate-shaped inorganic filler is a liquid crystal polyester composite material composition having an average particle diameter of 10 to 40 μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210183766A KR20230094527A (en) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Antistatic liquid crystal polyester resin and composition comprising same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210183766A KR20230094527A (en) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Antistatic liquid crystal polyester resin and composition comprising same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230094527A true KR20230094527A (en) | 2023-06-28 |
Family
ID=86994162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210183766A KR20230094527A (en) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | Antistatic liquid crystal polyester resin and composition comprising same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230094527A (en) |
-
2021
- 2021-12-21 KR KR1020210183766A patent/KR20230094527A/en active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101773204B1 (en) | Wholly aromatic liquid crystalline polyester resin compound with anti static property and an article including the same | |
| CN111225954B (en) | Liquid crystal polyester resin composition and injection molded article | |
| EP2641937B1 (en) | Wholly aromatic liquid crystalline polyester resin compound having improved flowability | |
| EP2695914B1 (en) | Thermally conductive polymer composite material and an article comprising same | |
| KR20100111094A (en) | Wholly aromatic liquid crystalline polyester resin compound with enhanced fluidity and method for preparing the same | |
| WO2019103035A1 (en) | Liquid crystal polyester resin composition, and moulded article | |
| EP2592630B1 (en) | Wholly aromatic liquid crystal polyester resin compound having improved insulation properties | |
| CN111117169A (en) | High-dielectric-constant liquid crystal polymer and preparation method thereof | |
| EP2487205A2 (en) | Wholly aromatic liquid crystal polyester resin compound with improved heat resistance, and preparation method thereof | |
| KR20120046067A (en) | Liquid crystal polyester composition | |
| KR20230094527A (en) | Antistatic liquid crystal polyester resin and composition comprising same | |
| TWI797724B (en) | Liquid crystal polyester resin composition for ultra-thin injection and manufacturing method thereof | |
| KR101783505B1 (en) | Wholly aromatic liquid crystalline polyester resin compound having improved surface properties and impact resistance | |
| KR101743301B1 (en) | Wholly Aromatic Liquid Crystalline Polyester Resin Composition with Excellent Blister Resistant | |
| KR102482344B1 (en) | Polycarbonate resin composition and article produced therefrom | |
| CN115109394B (en) | High weld mark strength liquid crystal polymer composite material and preparation method thereof | |
| WO2021149723A1 (en) | Resin composition and molded resin article comprising said resin composition | |
| WO2023199854A1 (en) | Liquid crystal polyester resin, liquid crystal polyester resin composition, and molded product comprising same | |
| US20230203245A1 (en) | Liquid crystal polymer resin composition, method for producing same, and carrier for transporting semiconductors | |
| TW202342584A (en) | Liquid crystalline resin composition for planar connectors, and planar connector using same | |
| JP2024042190A (en) | Liquid crystal polyester resin composition and molded article made thereof | |
| KR20170079622A (en) | Polyester resin composition and article using the same | |
| KR20160078607A (en) | Liquid crystal polymer composition, plastic good and making method the same | |
| KR20130047259A (en) | Wholly aromatic liquid crystalline polymer resin compound with low warpage and electronic compartments made from the same | |
| KR20120062278A (en) | Wholly aromatic liquid crystalline polyester resin compound and method for preparing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |