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특집마당 : Pulsed Wire Evaporation (PWE) 방법으로 제조된 구리 나노 분말의 산화 방지를 위한 1-Octanethiol 코팅 및 전도성 금속 잉크 제조
박신영 , 조단이 , 최다현 , 박중학 , 이선영
UCI I410-ECN-0102-2014-500-001813767

잉크젯 프린트 기술은 LED, RFID, flexible Display 그리고 다른 Micro 크기의 복잡한 회로를 요구하는 전자기기에 사용되어 있으며 현재도 활발히 발전하고 있다. 잉크젯 프린트 기술의 장점으로는 저온공정과 다양한 재료 위에 사용이 가능하며 복잡한 mask patterning 공정이 필요 없는 등의 다양한 장점이 있다. 이러한 잉크젯 프린트 기술에 사용되는 전도성 잉크 소재로서 금, 은, 팔라듐을 비롯한 다른 금속들이 연구 되어 왔으나, 높은 가격과 적은 매장량에 의해 실제 적용에 한계가 존재하였다. 따라서 이를 보완하기 위하여 우수한 열적, 전기적 전도도 및 저렴한 가격의 장점을 가지고 있는 구리의 적용이 대두되어 왔으나 대기 중에서 산화가 잘된다는 단점으로 인하여 실제 적용에 한계를 갖고 있다.이러한 문제점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 구리 나노 분말 표면 위에 1-Octanethiol(CH3(CH2)7SH) Self Assembly Monolayer(SAM)를 건식으로 형성하여 산화방지 특성을 확인하였다. 구리 나노 입자는 PWE 방법으로제조되었으며1-octanethiol 코팅막은고진공분위기에서(4.0 x 10-6 Torr) 형성되었다. 산화방지를 위해 1-Octanethiol 코팅막이 형성된 구리 나노 분말을 DEG 용매를 이용하여 10wt% 전도성 구리 나노 잉크를 제작한 후 잉크젯 프린터를 이용해 샘플을 제작하여 소결하였다. 그 결과, 1-octanethiol 코팅층이 150℃ 이전에 제거가 완료되는 것을 확인하였다. 가스 분위기에 따른 소결 결과 수소 분위기에서 소결된 구리 나노 소결체의 전기적 특성이 혼합가스에서 소결된 경우보다 우수한 것을 확인하였다. 중간 소결 온도를 달리한 경우의 비교 결과 150℃에서 소결한 샘플 보다200℃의 중간 소결 온도를 거친 구리 나노 소결체의 전기적 특성이 1.51 × 10-5 ohm-cm 비저항을 가지며 가장 우수한 것을 확인하였다. 따라서 산화방지를 위한 구리 나노 분말의 표면 코팅 및 전도성 잉크 제작과 Inkjet기술로의 적용 가능성을 확인하였다.

[자료제공 : 네이버학술정보]
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