[논문]실버페이스트의 건조특성에 관한 실험연구

김광영; 조정대; 윤성만; 유종수; 이택민; 남수용

실버페이스트의 건조특성에 관한 실험연구
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김광영 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) , 조정대 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) , 윤성만 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) , 유종수 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) , 이택민 (한국기계연구원 인쇄전자연구실) , 남수용 (부경대학교)

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문제 정의

따라서 프린팅에서 건조조건을 확립하고 건조기 설계를 위한 기초연구로 상용의 페이스트를 구입하여 프린팅 및 건조 실험을 수행하고 그 특성을 측정하여 최적의 프린팅조건과 장치설계에 활용하고자 실험적 기초연구를 수행하였다.

제안 방법

사용한 기계는 반자동의 스크린 프린팅 장치로써 500 mesh SUS 제판을 사용하고 페이스트는 인쇄 전에 충분히 교반하여 PET 필름 위에 박막으로 인쇄하였다. 인쇄한 시료는 1-5분 까지 dry oven과 hot plate를 사용하여 건조하고 접착성, 표면경도, 면저항, 표면거칠기 등을 측정하였다. Table 2는 스크린인쇄공정조건을 나타낸다.

대상 데이터

사용한 기계는 반자동의 스크린 프린팅 장치로써 500 mesh SUS 제판을 사용하고 페이스트는 인쇄 전에 충분히 교반하여 PET 필름 위에 박막으로 인쇄하였다. 인쇄한 시료는 1-5분 까지 dry oven과 hot plate를 사용하여 건조하고 접착성, 표면경도, 면저항, 표면거칠기 등을 측정하였다.
프린팅에 사용한 페이스트는 70-80%의 은 나노입자를 포함하고 있는 상용화한 제품을 사용하였으며, 사양은 Table 1에 정리하였다.

성능/효과

이것은 건조에 따른 유기용제의 증발에 기인한 것으로 판단된다. 비저항 값의 측정 결과를 살펴보면 hot plate에서 건조한 시료가 dry oven에서 건조한 시료보다 저항이 높게 측정되는 것을 확인할 수 있는데 이것은 건조 메카니즘의 차이에 기인한 것으로 판단된다. Dry oven의 경우는 대류와 전도에 의한 열전달에 의해 건조가 이루어지는 반면 Hot plate는 전도에 의한 열전달이 지배적으로 작용하기 때문이다.
접착성테스트는 시료에 대하여 크로스커팅하고 3M610테이퍼(600g)를 사용하여 측정한 결과 dry oven과 hot plate 모두 시간에 관계없이 양호한 상태를 나타내었으며, 연필경도계로 측정한 표면경도에서는 1분 건조한 것 보다 5분 건조한 시료가 경도가 높게 측정되었다. 비저항은 4-point probe를 이용하여 측정하였으며, 건조시간이 늘어남에 따라서 저항 값은 현저히 감소하였으며, 표면거칠기 테스트는 dry oven의 건조보다 hot plate에서 건조한 시료가 좋게 나타났으며, 5분 건조가 가장 좋게 나타나고 있다. 이것은 건조에 따른 유기용제의 증발에 기인한 것으로 판단된다.
접착성테스트는 시료에 대하여 크로스커팅하고 3M610테이퍼(600g)를 사용하여 측정한 결과 dry oven과 hot plate 모두 시간에 관계없이 양호한 상태를 나타내었으며, 연필경도계로 측정한 표면경도에서는 1분 건조한 것 보다 5분 건조한 시료가 경도가 높게 측정되었다. 비저항은 4-point probe를 이용하여 측정하였으며, 건조시간이 늘어남에 따라서 저항 값은 현저히 감소하였으며, 표면거칠기 테스트는 dry oven의 건조보다 hot plate에서 건조한 시료가 좋게 나타났으며, 5분 건조가 가장 좋게 나타나고 있다.

후속연구

플라스틱 필름 위에 박막의 필름을 인쇄하여 건조에 대한 기초실험을 수행한 결과 건조평가를 규정할 수 있는 특성을 확립하기에는 부족한 결과이며 향후 계속적인 다양한 많은 실험연구, 즉 건조 방식의 변화에 따른 건조 및 건조와 관련된 변수 측정법의 다양화를 통해 고속 건조 조건을 확립하여 건조의 상태를 판단할 수 있는 유용한 지표를 확립할 수 있을 것이다.

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