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제안 방법
- 따라서 본 논문에서는 상용의 은 페이스트와 스크린 인쇄를 이용하여 박막의 은 필름을 형성하고 근적외선을 이용한 건조 실험을 실시하였다. 건조 상태의 비교 방법으로 면저항, 연필경도, 크로스 커팅을 이용한 접착력과 같은 특성들이 있으나 본 논문에서는 면저항과 표면 형상 및 성분 분석을 통해 근적외선 건조와 드라이 오븐 (dry oven)에서의 건조 결과와 비교 평가하였다.
- 그리고 점도의 경우 전단 속도에 따른 점도 변화 또는 특정 분당 회전수 (rpm) 에서의 점도를 나타내는 것이 일반적인데 페이스트 제조사에서는 점도 측정에 대한 내용을 명확하게 포함하고 있지 않아 페이스트의 유변 물성을 규명하기 위하여 전단 속도에 따른 점도를 측정하였다. 전단 속도에 따른 점도의 변화는 Fig.
- 두 가지 페이스트를 동일한 공정조건, 즉 인쇄 속도 50 mm/s, 인쇄압력 4 ~ 5 kgf로 PET 필름 위에 인쇄하고 140 ℃ 드라이 오븐과 140 ℃ NIR 건조기에서 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 90초 동안 건조한 후 각각의 면저항을 비교하였다.
- 따라서 면저항의 차이가 크게 발생한 ANP 페이스트를 이용한 건조 시료에 대해서만 SEM과 EDX 측정을 수행하였다.
- 따라서 본 논문에서는 상용의 은 페이스트와 스크린 인쇄를 이용하여 박막의 은 필름을 형성하고 근적외선을 이용한 건조 실험을 실시하였다. 건조 상태의 비교 방법으로 면저항, 연필경도, 크로스 커팅을 이용한 접착력과 같은 특성들이 있으나 본 논문에서는 면저항과 표면 형상 및 성분 분석을 통해 근적외선 건조와 드라이 오븐 (dry oven)에서의 건조 결과와 비교 평가하였다.
- 또한 Fig. 7을 확인하여 보면 드라이 오븐과 근적외선을 이용하여 건조한 은 박막의 표면 색의 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있는데 이러한 색 차이의 원인을 분석하기 위하여 주사전자현미경과 (scanning electron microscope, SEM)과 에너지분산 분광법 (energy dispersive X-ray Spectroscopy, EDX)를 이용하여 표면 형상과 성분분석을 수행하였다. 두 가지 페이스트 모두 건조된 표면에서 색의 차이가 발생하였는데 NPK 페이스트의 경우 건조 방법에 따라 면저항의 차이가 크게 발생하지 않았다.
- 페이스트에 포함되어 있는 물질의 끓는점 및 정확한 고형분의 함량을 파악하기 위해 열분석 장비인 Thermogravimetric Analyzer(TGA 4000, PerkinElmer)를 이용하여 분석하였다. 온도를 50 ℃에서 650 ℃까지 변화시키면서 초기 질량 대비 온도에 따른 질량 감소율을 측정하여 페이스트 내에 포함되어 있는 첨가제의 끓는점의 범위 및 페이스트의 고형분을 파악하였다. TGA 4000을 이용한 측정 결과는 Fig.
- 건조 공정에서는 페이스트에 포함되어 있는 용매가 제거되어야 은 입자가 가지고 있는 고유의 저항치를 가지게 되는데 일반적으로 페이스트에 첨가되는 바인더나 용매의 경우 끓는점이 높다. 페이스트에 포함되어 있는 물질의 끓는점 및 정확한 고형분의 함량을 파악하기 위해 열분석 장비인 Thermogravimetric Analyzer(TGA 4000, PerkinElmer)를 이용하여 분석하였다. 온도를 50 ℃에서 650 ℃까지 변화시키면서 초기 질량 대비 온도에 따른 질량 감소율을 측정하여 페이스트 내에 포함되어 있는 첨가제의 끓는점의 범위 및 페이스트의 고형분을 파악하였다.
대상 데이터
- 5◦, 유제막 두께는 5 μm이다. 건조는 드라이 오븐 (Dry oven), 그리고 제작된 근적외선 건조기를 사용하였다.
- 4에 나타내었다. 근적외선 건조기는 출력1000 W, 그리고 1000 nm 파장의 램프가 9 cm 간격으로 배치되어 있으며 챔버 (chamber)의 총 길이는 38 cm 이다.
- 사용된 PET 필름 (Mitsubishi)은 188 μm 두께의 필름이며 최대 공정 허용온도가 150 ℃이다.
- 입도 분포, 고형분, 점도, 건조 조건 등 모든 물성에 있어 차이가 있는 페이스트를 사용하였다. 사용된 페이스트는 ANP와 NPK의 페이스트인데 입자 사이즈는 각각 40 ~ 90 nm와 40 ~ 100 nm로 유사하나 건조 조건 및 비저항에서는 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 비저항은 물질이 가지고 있는 고유 저항으로 은의 경우 1.
- 스크린 마스크의 재질은 steel use stainless (SUS) 재질을 이용하여 제작되었고 메쉬 수는 500, 견장각도는 22.5◦, 유제막 두께는 5 μm이다.
- 10,11 Table 1의 사양은 페이스트 제조사에서 제공한 물성이며 측정 방법에 따라 차이가 발생한다. 입도 분포, 고형분, 점도, 건조 조건 등 모든 물성에 있어 차이가 있는 페이스트를 사용하였다. 사용된 페이스트는 ANP와 NPK의 페이스트인데 입자 사이즈는 각각 40 ~ 90 nm와 40 ~ 100 nm로 유사하나 건조 조건 및 비저항에서는 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
- 2에 나타내었다. 측정 장비는 회전형 점도계 (HAAKE MARS)를 사용하였으며 측정 형상 (geometry)는 35 mm의 평행판 (parallel plate)을 이용하였다. 두 가지 페이스트 모두 전단 속도가 증가함에 따라 점도가 감소하는 전단 담화 (shear thinning)의 특성을 가진다는 것을 확인하였고 측정 결과 Table 1에 나타낸 페이스트의 유변 물성은 특정 rpm에서의 점도를 나타낸다는 것을 확인하였다.
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