초록 ▼

1. 최종목표
기존의 디메틸실록산의 반응을 열안정성이 우수한 디페닐실록산으로 변경 적용하여 반응기 함유 페닐변성실록산을 합성하는 기술을 확립하고, 접착제 주재를 합성하기 위하여 Speier's 촉매 하에서 hydrosilylation 반응을 통하여 변성실록산 고분자를 합성한뒤, 경화제와 nano-fumed silica를 혼합하여 micro-assembly 용 접착제를 만들고, 열전도도 향상, 저유전성, 접착 후 낮은 응력, 낮은 CTE(coefficient of thermal expansion), 접촉저항 향상, 좋은 성형성

1. 최종목표
기존의 디메틸실록산의 반응을 열안정성이 우수한 디페닐실록산으로 변경 적용하여 반응기 함유 페닐변성실록산을 합성하는 기술을 확립하고, 접착제 주재를 합성하기 위하여 Speier's 촉매 하에서 hydrosilylation 반응을 통하여 변성실록산 고분자를 합성한뒤, 경화제와 nano-fumed silica를 혼합하여 micro-assembly 용 접착제를 만들고, 열전도도 향상, 저유전성, 접착 후 낮은 응력, 낮은 CTE(coefficient of thermal expansion), 접촉저항 향상, 좋은 성형성 및 내구성을 갖는 organic-inorganic 고기능성 접착제를 개발.
접착제의 micro-capsule화를 통해 접착공정 시 빠른 경화반응으로 인한 무기입자의 aggregation 현상 해결 및 분산상 접착방식으로 열 팽창율 차이에 의한 stress 완화.
2. 개발내용 및 결과
본 연구에서는 접착력 향상, 내부응력 감소 및 방열 등의 문제점 해결을 위하여 낮은 표면장력, 내습성 및 내화학성을 갖는 변성 실록산 고분자를 활용하고자 하였다. 접착제 합성의 변성 기초 실험인 열안정성이 우수한 디페닐실록산에 반응기 함유 페닐변성실록산을 합성하는 기술을 확립하였다.
위에서 합성된 실록산계 고분자에 DGEBA, DGEBF,Phenol novolac계열의 에폭시를 배합비율을 달리하여 혼합한 후 nano fumed silica 일정량을 배합하여 고르게 분산시키고, amine계 경화제(2-((dimethylamino)methyl)phenol, 2,4,6-tris((dimethylamino)methyl) phenol등)와 anhydride계 경화제(hexahydro-4-methylphthalic anhydride, pyromellitic anhydride 등), DICY, EMI 등을 사용하여 경화조건을 확립하고 DSC, TGA등의 분석기기 등을 통하여 열적 특성을 분석하였다.
이와 같은 실험 및 분석을 통하여 아래의 결과를 도출하였다. 변성실록산계 고분자를 적용하였을 때 열적 안정성 및 modulus등과 같은 열적 특성이 향상되었다. 그리고 pre-conditioning test를 통하여 Epoxy로 이루어진 접착제와 변성실록산계 고분자를 적용하였을 때를 비교하면 후자의 경우가 흡습성이 매우 낮음을 알 수 있었다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
- Hydrosilylation 반응을 활용한 변성실록산 고분자 변성 기술의 활용
- 향상된 접착성과 물성을 갖는 접착제 합성 기술 활립을 통한 국내 경쟁력 및 원천기술 확보
- Micro-Assembly 용 접착제 개발에 의한 MEMS 등과 같은 정밀소자 제작 가능
- Nano fumed silica의 사용을 통한 CTE, 접착 후 잔류 응력 등의 문제 해소
- Micro-capsule화를 통한 접착공정 시 빠른 경화반응으로 인한 무기입자의 aggregation 현상 해결
○ 경제적 성과
- Micro-Assembly 용 nano-fumed silica 함유 고기능성 접착제 개발을 통한 기존의 2액형 접착제 시장을 대체함으로서 연간 1억원 이상의 시장 점유율 예상
- MEMS packaging 용 고기능성 접착제 개발을 통한 국내 경쟁력 향상 및 원천기술 확보
- 고기능성 접착제 formulation 확립을 통한 타 산업으로의 적용 시 새로운 시장성 확보
○ 활용성과 등
- 무기물 첨가 및 제조 formulation 변화를 통한 micro-assembly 용 고기능성 접착제의 물성 향상
- 내열성 등 기계적 특성이 우수한 epoxy의 특성을 변화시킨 변성 epoxy에 대한 개발
- 기존 PI계 접착제의 개발을 통한 문제점 보완
4. 향후추진계획
광운대학교는 (주)가도와의 산학연협력사업을 통하여, 페닐변성 실록산 고분자에 nano-fumed silica를 혼합한 organic-inorganic micro-assembly 용 고기능성 접착제에 대한 formulation을 확립하였다. 본 과제의 연구기간 내에는 기반 기술 개발을 중점으로 하였으며 향후 본 연구 결과를 기반으로 하는 사업을 추진하여 접착제의 물성 향상 및 scale-up 기술개발을 통한 실용화를 이루어 현장 적용은 물론, 그 외의 고부가가치 섬유산업, 건축용 접착제 산업 및 자동차 산업 등 전 산업분야에 사용되는 접착제를 대체할 수 있는 고기능성 접착제의 개발을 추진하고 있다.
또한, 고기능성 접착제의 기능성을 최적화 시키고, 적용분야를 넓히기 위한 연구로서, 접착제의 microcapsule화의 동정을 완성하는 계획을 세우고, nano-fumed silica가 함유된 변성실록산 고분자 중합체를 core 물질로 하고 capsule 외부에 경화제를 두어, 외부의 특정한 힘에 의해서 capsule이 깨져 경화가 일어나는 microencapsuation 접착제에 대한 연구 및 상용화를 추진 하고자 한다.

목차 Contents

• 최종보고요약서(초록) ...1
• 개발결과 의견서 ...4
• 과제별 세부 집행내역 ...6
• 개발결과 의견서 ...8
• 최종보고요약서(초록) ...9
• 목차 ...11
• 제1장 서론 ...12
• 제1절 Micro-Assembly 용 접착제 ...12
• 제2절 기술개발의 필요성 및 중요성 ...14
• 제3절 기술개발의 목표 ...15
• 제2장 과제개발 내용 및 방법 ...16
• 제1절 개발 내용 및 방법 ...16
• 제2절 개발 결과 ...19
• 제3장 사업성과 ...23
• 제1절 기술적 성과 ...23
• 제2절 경제적 성과 ...24
• 제3절 활용성과 ...25
• 제4장 결론 ...26
• 제1절 결론 ...26
• 제2절 향후추진계획 ...26