TSP용 미세패턴 형성을 위한 감광성 Silver paste의 물성연구

Abstract

전자 기술이 급속도로 발전함에 따라, 액정표시 소자 (LCD), 유기 전계발광트랜지스터 (OLED)로 대표되는 평판디스플레이 패널을 비롯하여 태양전지 (Solar cell)와 같은 표시 소자와 관련된 프린팅 전자 소자에 대한 관심이 커지고 있다. 최근에는 전자 소자의 대화면화, 경량화, 슬림화에 대한 요구로 인하여, 일정한 면적 안에 전자 소자를 구성하는 전극을 형성하거나 이들 전자 소자의 패키징 (Packaging)이나 조립 공정에서 미세한 패턴을 형성하여야 한다. 따라서 금속 입자와 같은 전도성 소재를 수지 조성물에 분산시키는 전도성 페이스트에 대한 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 여기서 전도성 잉크 또는 전도성 페이스트라는 것은 회로에서 전기가 흐를 수 있도록 도전 패스 (Conductive path)의 역할을 하는 것을 말한다. 전도성 잉크는 고분자 바인더 (Polymer binder)와 전도성 충전제 (Conductive filler)로 구성되었으며, 인쇄 기술을 이용하여 패턴화하는 인쇄전자 기술이 잉크젯 프린팅, 그라비어인쇄, 롤 투롤 인쇄, 오프셋인쇄, 감광성 등 다양한 방식을 통하여 형성되고 있다. 그중에서도 감광성 패턴 형성법은 기존의 스크린 인쇄 등의 일반적 패턴 형성 공정에 노광 및 현상 등의 포토리소그래피 공정을 접목한 기술이다. 기존의 스크린 인쇄 방법을 통하여 패턴을 형성하고자 하는 경우에는 작업성은 간편하나, 공정 특성상 메쉬 (Mesh)의 한계로 인하여 L/S=50/50 이하의 미세패턴 구현이 어려운 단점을 가지고 있으며, 포토리소그래피 공정은 미세패턴의 구현은 용이하나 작업성이 복잡하며 생산성이 낮고, 패턴 형성 후 현상처리에서 발생하는 폐액의 처리비용, 환경오염, 높은 제조비용의 단점이 있다. 한편, 오프셋 인쇄법이나 그라비어 인쇄법을 이용하는 경우 작업의 연속성이 떨어지는 문제가 있다. 이런 단점들을 보완하는 감광성 공정의 패턴 형성은 자외선 (UV) 에너지를 이용하여 비교적 간편한 작업성과 미세패턴의 구현이 용이하다는 장점을 가지고 있으며, 작업의 연속성도 확보할 수 있는 이점을 가진다. 이러한 장점을 통하여 ⅰ) 멀티 터치화에 의한 배선 수의 증가, ⅱ) 배젤 부의 협소화에 따른 선폭의 미세화, ⅲ) 패널 거대화에 따른 배선거리의 연장, ⅳ) 피인쇄체의 경량화 (Glass → Film으로의 변화라는 터치패널 회로기술 동향)에 부합되는 조건으로서 충분하다. 특히, 감광성 패턴 형성 공정을 통하여 에칭법과 비교하면 공정수를 간소화할 수 있으며 단순 스크린 인쇄법으로는 곤란한 50 ㎛ 이하, 예를 들어 30 ㎛ 이하의 미세 패턴을 구현할 수 있다. 본 연구에서는 전도성 필러로써 Spherical 형태의 Ag powder를 사용하여, 미세패턴 형성에 적합한 전도성 페이스트를 개발하였고 감광성 공정을 이용하여 Mesh 차이에 따른 인쇄 적성, Pre-heating의 온도, 경화 시 광량, Post-heating의 온도에 따른 패턴의 현상성 및 전도성, 접착성, 경도 구현의 최적 조건을 알아보는 것에 그 목적을 두었다.

As electronic technology is rapidly evolving, Typified by a liquid crystal display device (LCD), organic light emitting transistor (OLED) Starting with flat panel display panel, Interest in printing electronic devices related to the display element is growing. recently, due to demand large screen, lighter and thinner electronic devices, to form an electrode constituting an electronic element to the area within a certain and it is necessary to form fine patterns, at assembly (packaging) packaging of electronic devices thereof. Therefore, research and development of the conductive paste has been actively conducted. The conductive paste or conductive ink means that the role of Conductive path so that it is possible circuit current flows. Conductive ink is formed of a conductive filler and polymer binder. And is formed via various methods inkjet printing, gravure printing, roll-to-roll printing, offset printing, and photosensitivity. Among them, a photosensitive pattern forming method is a technique that combines photolithography process and screen printing. If it is desired to form a pattern by a screen printing method, the operation is simple. but Process characteristics, there is a disadvantage due to a limitation of mesh (mesh). the implementation of the fine pattern of L / S = 50/50 or less is difficult. Photolithography process facilitates the implementation of a fine pattern, but the workability and productivity is low, and the pattern formation phenomena that occur in the processing of waste disposal costs, environmental pollution, has the disadvantage of high production costs. When using the gravure printing method and offset printing method, there is a problem that the continuity of the work is reduced. Using ultraviolet (UV) energy, to complement the disadvantage has the advantage of a fine pattern implementation with relatively simple workability that it is easy, It has the advantage of being able to ensure the continuity of the work.(Increase in the number of wires by of multi-touch, Finer line width due to narrowing of the bejel section, Extension of wiring distance due to the size of the panel, Lighter printing material) In particular, the law etching through the photosensitive pattern formation process can be simplified compared to the number of processes, and the difficulty of a simple screen printing less than 50 ㎛, for example, fine patterns of less than 30 ㎛ can be implemented. In this study, by using the Ag powder Spherical form as the conductive filler, to develop a conductive paste suitable for forming a fine pattern, using a photosensitive processes, printability corresponding to the difference in Mesh, Pre-you put the objective in that it examine the optimum conditions and conductivity phenomenon of pattern corresponding temperature of heating, light intensity at the time of curing, the temperature of the Post-heating, adhesion, hardness implementation.