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고도전성 멤브레인 배선판

전문가 제언: ○ 휴대용 전화기 등 나날이 경박 단소화 되어가는 전자기기의 발전을 가능케 한 유연성 회로기판(FPC)은 기판용 재료로 고내열성과 우수한 물성을 가진 폴리이미드 필름의 공헌이 컸다. 그 후 이보다 훨씬 경제성 있는 PET 필름을 사용하려는 꿈은 은의 도전입자를 고분자의 바인더에 분산시킨 고분자형 은 페이스트를 회로로 이용한 멤브레인 배선판에 실현되어 실용화되었으나, 비저항이 높아 용도에 제한이 있어 왔다. 이를 개선하려는 비고분자형 나노입자의 페이스트는 표면에너지가 매우 높아 180oC의 저온 소결에 의해 고도전성을 얻을 수 있었으나 PET의 낮은 내열성으로 이 소결 온도에도 견딜 수 없어 실용화가 어려웠다.

○ 많은 경쟁적 은 페이스트 기술이 있으나, 일본의 Fujikura사는 비고분자형의 은 페이스트에서 소결 온도가 높은 종전의 은 입자의 직접 소결 방식을 피해, 환원제가 필요 없는 특유의 산화은 미세입자 환원법을 개발했다. 산화은의 0.5㎛급 미세입자를 150oC의 저온에서 특수 기술로 환원시켜 은 입자를 얻으며, 동일한 저온에서 은 입자 간의 융착이 일어나는 고도전성 은 페이스트를 개발하였다. 미세입자는 큰 표면에너지를 가져 입자 간의 저온 융착을 돕는다.

○ 이 특수 환원 기술은 산화은 표면에 탄소성분을 흡착시키거나, 고분자 대신에 점도를 낮추어 분산을 쉽게 해주는 역할도 갖는 지방산과 은의 염을 섞어, 저온에서 은의 환원반응을 가능케 하며, 실온에서는 환원반응이 일어나지 않게 하여 장기 보관 안정성과 저온 반응성을 양립시켰다. 즉 150oC의 저온에서 60분간의 소결로 7X10-6Ωcm급의 낮은 비저항을 실현하여 멤브레인 배선판에 경제적 PET 필름 실용화의 꿈을 이루었다.

○ 이로써 PET 필름을 사용한 저원가의 고도전성 멤브레인 배선판을 실용화하는데 성공하여, FPC나 유연성 평형케이블의 일부를 대체하고 미세 피치 배선판에의 적용을 기대할 수 있게 되었다. 일본 전자 산업의 원가 및 기술상의 경쟁력은 원가 절감을 달성하려는 끊임없는 아이디어에 의한 불굴의 도전정신에 힘입은 바가 컸음을 배럴당 70달러를 넘는 고유가 진행 시대에 다시 한번 실감하였다.

저자: Akinobu Ono et al
자료유형: 학술정보