저온 소결 Ag Paste 정의, 기술동향 및 문제점

1. 저온 소성(소결, 건조) Ag Paste 정의

저온 소성 Ag Paste는 150℃ ~ 250℃의 낮은 온도에서 소성될 수 있는 은(Ag) 페이스트입니다. 기존 고온 소성 Ag Paste (400℃ ~ 900℃)에 비해 낮은 온도에서 소송이 가능하여 열에 민감한 소자(Plastic Film) 및 기판에 적용될 수 있습니다. 또한, 낮은 소성 온도는 에너지 소비를 줄이고 생산 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.

 

소성전 Ag Powder

소성후 Ag Powder

 

 

2. 저온 소성(소결, 건조) Ag Paste 기술 동향

저온 소성 Ag Paste 기술은 다음과 같은 주요 동향을 보이고 있습니다.

• 소송온도 감소: 150℃ 이하의 극저온에서 소결 가능한 Ag Paste 개발
• 전기적 특성 향상: 높은 전도성과 접합 강도를 가진 Ag Paste 개발
• 미세 패턴 구현: 미세 선폭 및 간격 구현 가능한 Ag Paste 개발
• 친환경 소재 개발: 납, 카드뮴 등 유해 물질 함량을 줄인 Ag Paste 개발

3. 저온소성 Ag Paste 개발 업체

 

다나카 귀금속은 스크린 인쇄용 저온 소성 나노 은(Ag) 페이스트를 개발했습니다. 150°C~200°C의 낮은 온도에서 소성이 가능하며, 높은 전도성과 접합성을 가지고 있습니다. 터치 스크린, 태양 전지, RFID 태그 등에 적용할 수 있습니다.

 

창성은 저온 경화형 Ag 페이스트를 개발했습니다. 최적화된 Ag Flake 분말을 사용하여 우수한 인쇄 특성 및 전도도를 가지고 있습니다. 멤브레인 터치 스위치, PCB/FPCB, 터치스크린 전극, 절연 등에 적용할 수 있습니다.

 

잉크테크 : 20nm저온 소결타입 고 전기전도도, 열전도도, 유연인쇄전자용 전극재료등에 적용할 수 있습니다.

 

 해외 업체 : Henke, Johnson Matthey, DuPont, Heraeus, Indium Corporation

 

 

4. 저온 소성 Ag Paste 응용 분야

• 태양광 전지: 태양광 전지 셀의 전극 연결(기존 실리콘태양전지에서 저온 소성 film적용)
• 반도체 패키징: 칩과 패키징 사이의 전기적 연결
• LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic): 저온 소결 세라믹 기판의 전극 형성
• MEMS (Micro Electro Mechanical Systems): MEMS 소자의 전기적 연결
• FPCB (Flexible Printed Circuit Board): 휘어지는 전자 기기의 전로 형성
• 디스플레이: 디스플레이 패널의 전극 형성
• 센서: 센서 소자의 전기적 연결
• 자동차 부품 : 전자파 차폐 및 자동차의 각종 전극재료

5. 저온 소성 Ag Paste 적용기술의 어려움

•  Ag Powder 저온 소성을 위한 장기 유지 시간이 필요하고, 온도를 150℃이하 낮추기 어려움 (다양한 유연소재 적용을 위해서는 80~100℃온도에 소성이 되어야 함)
•  Ag Powder와 유기물 혼합 시 유기물에 의한 열전달 부족 및 유기물에 의한 단락으로, Ag Powder 소성 및 저항 향상이 되지 않음
•   고온 소성(400~900℃)과 같이 녹지 않고 표면만 미세하게 용용되어 옆파우더와 붙는 구조로 강도에 취약함
•   유연소재에 적용을 위해 저온 소성을 하지만 완전한 소성이 되지 않아 취성 개선이 필요함

 

저온 소결 Ag Paste 기술은 빠르게 발전하고 있으며, 다양한 분야에서 응용될 가능성이 높습니다.