미세유동칩과 μPIV를 이용한 E-printing Ink에 적합한 Rheology 모델 연구

Abstract

최근 Printed Electronics가 생산성 측면에서의 이점에 의해 많은 관심을 받고 있다. Printed Electronics를 위해 최적화된 인쇄 장비를 개발하기 위해 금속 나노입자를 포함하는 전도성 잉크의 유동 특성을 파악하는 것은 필수적이다. 전도성 잉크는 비뉴턴 유체일 뿐만 아니라 고가의 유체이기 때문에 소량의 잉크 소비만으로 유동을 측정할 수 있는 미세유동 칩을 활용하였다. standard photolithography와 몰딩 기법에 의해 제작된 미세유동 칩과 immersion oil technique을 적용한 μPIV 기법을 통해 Ag 나노입자를 포함하고 있는 두 전도성 잉크의 유동 특성을 연구하였다. 잉크 유동의 전단변형률을 얻기 위해 유동의 속도 분포를 측정하였고 전단응력을 얻기 위해 마이크로 채널 내의 압력 강하를 측정하였다. 실험에 의한 결과를 레올로지 모델에 의한 결과와 비교함으로써 잉크 유동에 적합한 모델을 제안하였다. 전도성 잉크는 Ag 함량이 증가함에 따라 더 강한 전단담화 거동을 보여주었다. 또한, 미세유동 칩 상에서의 잉크 소비는 167 nL/min 정도로 아주 적었다.