입자 크기가 다른 두 가지 은나노잉크의 가열로 열경화시 비저항 변화

Abstract

인쇄전자 기술을 이용하여 전자소자를 제작 시에는 금속 입자가 함유된 전도성잉크를 사용하게 된다. 이 전도성잉크의 금속입자 사이의 결합을 방지하기 위해서 금속입자를 분산제가 둘러싸고 있다. 그런데 만약, 분산제를 제거하지 않을 경우 금속입자간의 전기 전도를 방해하게 된다. 따라서 인쇄공정 후 전도성 잉크의 비저항을 낮추기 위해서 분산제를 제거하는 열경화 공정이 반드시 필요하다. 현재 전도성잉크의 열경화를 위해 주로 가열로 열경화법을 이용하고 있으며, 가열로 열경화 후 전도성잉크의 비저항이 어떻게 변화하는지에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 전도성 잉크의 금속 입자 크기가 다를 경우 경화온도와 경화시간에 따라 비저항이 서로 어떻게 변하는가에 대한 연구는 미비하다고 판단된다. 본 연구에서는 ANP 잉크와 HARIMA 잉크를 경화온도와 경화시간 조건을 변화시켜가며, 가열로에서 열경화 하였다. 그 후, 각각의 잉크에 대하여 비저항 변화를 관찰하였으며, FESEM을 이용하여 경화시간에 따른 입자의 구조변화를 관찰하였다. 그 결과 ANP 잉크는 경화온도와 경화시간이 증가할수록 비저항이 낮아지는 추세를 보였지만, HARIMA 잉크는 뚜렷한 추세를 보이지 않았다. 그리고 두 경우 모두 비저항의 변화는 입자간의 연결정도와 관련이 있다는 결과를 얻었다. 또한 ANP 잉크와 HARIMA 잉크의 비저항을 비교했을 때, 같은 경화온도에서 일정 경화시간이 지나면 HARIMA 잉크의 비저항이 낮아지는 추세를 보였다. 이는 ANP 잉크에 비해서 HARIMA 잉크의 은입자 크기가 작기 때문에 표면에너지가 높아서 경화가 잘 일어났을 것으로 판단되어졌다.