KR101803060B1 - 와이어 본딩방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제작 단가가 낮고, 높은 전도성을 가지며, 와이어의 직경을 가변시키며 와이어 본딩 공정을 진행할 수 있는 전도성 고분자 복합체, 이를 이용한 고분자 복합체 용액 및 와이어 본딩방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 지지체 역할을 하는 비전도성 고분자 매트릭스; 전도성을 높이기 위하여 상기 고분자 매트릭스와 혼합되는 전도성 금속 나노입자; 상기 전도성 금속 나노입자들을 전기적으로 연결해주기 위한 전도성 탄소체; 그리고 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자 사이의 접촉 저항을 줄이기 위한 전도성 고분자;를 포함하는 전도성 고분자 복합체를 제공한다.
이를 위해, 본 발명은 지지체 역할을 하는 비전도성 고분자 매트릭스; 전도성을 높이기 위하여 상기 고분자 매트릭스와 혼합되는 전도성 금속 나노입자; 상기 전도성 금속 나노입자들을 전기적으로 연결해주기 위한 전도성 탄소체; 그리고 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자 사이의 접촉 저항을 줄이기 위한 전도성 고분자;를 포함하는 전도성 고분자 복합체를 제공한다.
Description
본 발명은 전도성 고분자 복합체, 이를 이용한 고분자 복합체 용액 및 와이어 본딩방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제작 단가가 낮고, 높은 전도성을 가지며, 와이어의 직경을 가변시키며 와이어 본딩 공정을 진행할 수 있는 전도성 고분자 복합체, 이를 이용한 고분자 복합체 용액 및 와이어 본딩방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조 공정 중 하나인 와이어 본딩 공정은 반도체 부품의 전극에 리드선 등을 붙여 전극간의 전기적 연결이 가능하도록 수행되는 공정으로, 보다 상세하게는 미세 직경을 갖는 금(Au), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 등과 같은 재질로 가공된 도전성 와이어의 일측 단부를 미세한 내경을 가지는 팁에 삽입한 상태에서, 도전성 와이어의 단부를 초음파 또는 방전에 의하여 볼(Ball) 형태로 가공한 후, 반도체 칩의 본딩 패드에 볼을 본딩하고, 타측 단부를 외부 기기와 접속되는 리드에 에지 본딩을 수행하여 전극간의 전기적 연결을 하는 공정을 말한다.
그러나 와이어 본딩 공정을 수행하기 위해서는 고가의 와이어 본딩 장치와, 와이어 본딩 공정에 사용되는 금속 리드선이 요구되는 문제점이 있다.
또한, 기존의 와이어 본딩 장치에서는 도전성 와이어의 단부를 볼(ball)형태로 가공한 후 전극과의 접합과정을 진행할 때에도 와이어와 전극간의 접합이 용이하게 진행되지 않으며, 전극과 와이어의 접합 이후에도 와이어가 전극에서 쉽게 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 상기 와이어 본딩 장치가 설치된 장소에서만 와이어 본딩이 가능해 공정 장소의 제한이 크다는 문제점이 있다.
또한, 와이어 본딩 공정에서 사용되는 와이어의 직경에 따라 팁을 구비하여야만 와이어 본딩 공정이 수행될 수 있으며, 초음파 또는 방전에 의해 와이어의 단부를 볼 형태로 가공하는 과정에서 팁의 단부가 쉽게 막히는 문제점이 있다.
이에 따라, 팁을 수시로 교체해주어야 하므로, 공정 과정에서의 불필요한 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 제작 단가가 낮고, 높은 전도성을 가지며, 와이어의 직경을 가변시키며 와이어 본딩 공정을 진행할 수 있는 전도성 고분자 복합체, 이를 이용한 고분자 복합체 용액 및 와이어 본딩방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 위하여, 본 발명은 지지체 역할을 하는 비전도성 고분자 매트릭스; 전도성을 높이기 위하여 상기 고분자 매트릭스와 혼합되는 전도성 금속 나노입자; 상기 전도성 금속 나노입자들을 전기적으로 연결해주기 위한 전도성 탄소체; 그리고 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자 사이의 접촉 저항을 줄이기 위한 전도성 고분자;를 포함하는 전도성 고분자 복합체를 제공한다.
상기 고분자 매트릭스에 대한 상기 전도성 금속 나노입자의 중량비가 2.4 내지 2.8일 수 있다.
상기 고분자 매트릭스는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이며, 상기 전도성 금속 나노입자는 은(Ag)나노 입자이며, 상기 전도성 탄소체는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)이며, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린(PANI)일 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시 형태에 의하면, 상기 고분자 매트릭스, 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자 및 상기 전도성 금속 나노입자의 혼합을 위한 제 1 용매;와, 휘발성을 가지며 상기 제 1 용매와의 상대적인 양을 바탕으로 용액의 휘발 정도를 조율하기 위한 제 2 용매;를 포함하며, 상기 고분자 매트릭스, 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자, 상기 전도성 금속 나노입자, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 혼합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 고분자 복합체 용액을 제공한다.
상기 제 1 용매는 디메틸포름아미드(DMF)이며, 상기 제 2 용매는 톨루엔(toluene)일 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시 형태에 의하면, 전도성을 가지는 고분자 복합체 용액을 제조하는 고분자 복합체 용액 제조단계; 상기 고분자 복합체 용액을 모세관에 주입하는 고분자 복합체 용액 주입단계; 제 1 전극의 제 1 포인트와, 상기 제 1 전극과 일정 간격 떨어진 제 2 전극의 제 2 포인트에 상기 고분자 복합체 용액을 떨어뜨리는 포인팅 용액 형성단계; 상기 제 1 포인트의 제 1 포인팅 용액과 상기 제 2 포인트의 제 2 포인팅 용액이 휘발되어 고체가 되기 전에 상기 모세관으로부터 상기 고분자 복합체 용액을 토출하면서 상기 제 1 포인팅 용액과 상기 제 2 포인팅 용액을 연결하는 전극 연결단계;를 포함하는 와이어 본딩 방법을 제공한다.
상기 전극 연결단계는, 상기 모세관이 상기 제 1 포인팅 용액과 접촉하여 상기 제 1 전극과 상기 모세관 내에 주입된 고분자 복합체 용액이 접합 되는 고분자 복합체 용액 접합단계; 상기 모세관이 상기 제 1 전극으로부터 상기 고분자 복합체 용액을 배출하며 이동함에 따라 상기 고분자 복합체 용액이 건조되어 와이어로 형성되는 와이어 형성단계; 그리고 상기 와이어의 일단이 상기 제 2 포인팅 용액에 접합 되어 상기 와이어가 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어로 형성되는 전도성 와이어 형성단계;를 포함할 수 있다.
상기 와이어 형성단계에서는 상기 모세관으로부터 배출된 상기 고분자 복합체 용액의 이동과정에서 휘발 되어 고체화될 수 있다.
상기 와이어 형성단계에서 형성된 상기 와이어의 배치구조는 상기 전도성 고분자가 상기 전도성 탄소체 외부를 감싸며, 상기 전도성 탄소체의 외부영역에 상기 전도성 금속 나노입자가 배치되어 있고, 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자, 상기 전도성 금속 나노입자의 외측을 고분자 매트릭스가 감싸며 형성될 수 있다.
상기 와이어 형성단계에서는 상기 모세관이 상기 고분자 복합체 용액을 배출하며 이동하는 속도와, 상기 고분자 복합체 용액의 휘발 정도에 따라 상기 와이어의 직경이 가변될 수 있다.
상기 와이어 형성단계에서 형성되는 와이어의 직경은 30μm 내지 45μm일 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체, 이를 이용한 고분자 복합체 용액 및 와이어 본딩방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 고분자 매트릭스, 전도성 탄소체, 전도성 고분자 및 전도성 금속 나노입자를 혼합하여 고분자 복합체를 제조함으로써 제작 단가가 낮고, 높은 전도성을 가지는 이점이 있다.
둘째, 고분자 매트릭스, 전도성 탄소체, 전도성 고분자, 전도성 금속 나노입자, 디메틸포름아미드와 톨루엔을 사용하여 휘발성을 가지는 고분자 복합체 용액을 제조함으로써 와이어의 직경을 가변시킬 수 있는 이점이 있다.
셋째, 별도의 와이어 본딩 장치 없이 와이어 본딩 공정을 진행할 수 있으므로, 공정이 진행될 수 있는 장소의 제한이 줄어드는 이점이 있다.
넷째, 고분자 복합체 용액이 모세관에서 배출되면서 이동하는 속도에 따라 형성되는 와이어의 직경을 가변시킬 수 있는 이점이 있다.
다섯째, 와이어 본딩 공정이 진행되는 전극 중 와이어가 접합되는 부분에 포인팅 용액을 형성함으로써 보다 안정적이고, 편리하게 와이어 본딩 공정을 진행할 수 있는 이점이 있다.
여섯째, 전도성 탄소체 및 금속나노입자를 비전도성 고분자 매트릭스가 감싸고 있기 때문에 와이어 본딩 후 와이어 외부에 절연성질이 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와이어 형상의 전도성 고분자 복합체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 본딩 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 본딩의 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 형성단계에서 형성된 와이어를 직경에 따라 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 본딩 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 본딩의 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 형성단계에서 형성된 와이어를 직경에 따라 도시한 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 을 참조하여 본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 전도성 고분자 복합체는 고분자 매트릭스(13), 전도성 탄소체, 전도성 고분자(12) 및 전도성 금속 나노입자(11)를 포함한다.
상기 고분자 매트릭스(13)는 비전도성을 띄며, 본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체의 지지체 역할을 수행한다.
본 발명에서 상기 고분자 매트릭스(13)로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Polymethylmethacrylate)가 될 수 있다.
상기 전도성 금속 나노입자(11)는 본 발명에 의해 제조되는 전도성 고분자 복합체의 전도성을 높이기 위하여 상기 고분자 매트릭스(13)와 혼합된다.
본 발명에서 상기 전도성 금속 나노입자(11)는 은(Ag) 나노 입자가 사용될 수 있다.
상기 전도성 탄소체는 상기 전도성 금속 나노입자(11)들이 연속적으로 배치되어 있는 않을 경우에, 상기 금속 나노입자들을 전기적으로 연결해준다.
본 발명에서 전도성 탄소체는 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT: Single-Walled Carbon nanotube)가 사용될 수 있다.
상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자(11)의 연결에 있어서, 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자(11)는 평면 접촉이 아닌 복수개의 점 접촉을 통해 전류가 흐르게 되는데, 이때 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자(11)가 접촉된 부분으로 전류가 집중됨에 따라 접촉저항이 발생하게 된다.
상기 전도성 고분자(12)는 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자(11) 사이에 위치함으로써 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자(11) 사이의 접 접촉을 평면 접촉 형태로 변형시킨다.
이에 따라 상기 전도성 탄소체와 상기 전도성 금속 나노입자(11)로 인해 발생되는 접촉저항이 감소되므로, 본 발명에 의해 제조되는 전도성 고분자 복합체의 전도성이 극대화 된다.
본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체를 제작함에 있어서, 상기 전도성 고분자 복합체를 구성하는 물질에 따라 상기 전도성 고분자 복합체의 저항이 가변될 수 있다.
상기 전도성 탄소체와 상기 고분자 매트릭스(13)만을 포함하여 제작되는 전도성 고분자 복합체의 경우 1Mohm/cm~100Mohm/cm의 저항이 측정된다.
상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12) 그리고 상기 고분자 매트릭스(13)만을 포함하여 제작되는 전도성 고분자 복합체의 경우 1Mohm/cm~100Mohm/cm의 저항이 측정된다.
또한, 본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체를 이루는 상기 전도성 금속 나노입자(11), 상기 전도성 고분자(12), 상기 고분자 매트릭스(13), 상기 전도성 탄소체중 어느 하나의 구성이 제외되고 나머지 3개의 구성으로 전도성 고분자 복합체가 형성될 경우에 모두 1Mohm/cm~100Mohm/cm의 저항값이 측정된다.
반면, 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12), 상기 고분자 매트릭스(13) 그리고 상기 전도성 금속 나노입자(11)를 포함하여 제작되는 전도성 고분자 복합체의 경우 10ohm/cm 이하의 저항이 측정된다.
여기서 상기 고분자 매트릭스(13)의 중량비는 10wt%이다.
결과적으로, 본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체는 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12), 상기 고분자 매트릭스(13) 그리고 상기 전도성 금속 나노입자(11)를 모두 포함함으로써 10ohm/cm 이하의 저항을 가지며, 이에 따라 높은 전도성을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체를 제작함에 있어서, 상기 고분자 매트릭스(13)와 상기 전도성 금속 나노입자(11)의 중량비에 따라 상기 전도성 고분자 복합체의 저항이 가변된다.
상기 전도성 금속 나노입자(11)와 상기 고분자 매트릭스(13)의 중량비가 1:3의 비율을 가지는 전도성 고분자 복합체의 경우 10Mohm/cm 이상의 저항이 측정된다.
상기 전도성 금속 나노입자(11)와 상기 고분자 매트릭스(13)의 중량비가 2:1의 비율을 가지는 전도성 고분자 복합체의 경우 500kohm/cm~1Mohm/cm의 저항이 측정된다.
상기 전도성 금속 나노입자(11)와 상기 고분자 매트릭스(13)의 중량비가 2.6:1의 비율을 가지는 전도성 고분자 복합체의 경우 100ohm/cm~100kohm/cm의 저항이 측정된다.
결과적으로, 본 발명에 따른 전도성 고분자 복합체는 고분자 매트릭스(13)에 대한 상기 전도성 금속 나노입자(11)의 중량비가 2.4~2.8의 범위 내로 제작되는 것이 바람직하며, 이에 따라 낮은 저항값과 높은 전도성을 기대할 수 있다.
다만, 전도성 고분자 복합체가 사용되는 용도와 목적에 따라 상기 고분자 매트릭스(13)에 대한 상기 전도성 금속 나노입자(11)의 중량비를 자유롭게 조절하여 제작하며 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 고분자 복합체 용액을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고분자 복합체 용액은 상기 고분자 매트릭스(13), 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12) 상기 전도성 금속 나노입자(11), 제 1 용매 및 제 2 용매를 포함한다.
상기 제 1 용매는 휘발성이 낮은 물질이며, 상기 고분자 매트릭스(13), 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12) 및 상기 전도성 금속 나노입자(11)를 혼합한다.
상기 제 2 용매는 상기 제 1 용매와 비교하여 휘발성이 높은 물질이며, 상기 고분자 매트릭스(13)를 수용하고, 상기 제 1 용매와의 상대적인 양을 바탕으로 본 발명에 따른 고분자 복합체 용액(100)의 휘발 정도를 조율한다.
본 발명에 따른 고분자 복합체 용액은 상기 고분자 매트릭스(13), 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12) 상기 전도성 금속 나노입자(11), 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 혼합에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 고분자 복합체 용액의 상기 제 1 용매로는 상기 전도성 탄소체와의 혼합이 용이한 디메틸포름아미드(DMF: dimethylformamide)을 사용하며, 상기 제 2 용매로는 상기 고분자 매트릭스(13)와의 혼합이 용이한 톨루엔(toluene)을 사용한다.
본 발명에 따른 고분자 복합체 용액의 구체적인 제조 방법은 다음과 같다.
우선, 50μl의 전도성 고분자(12)와, 상기 전도성 탄소체가 혼합된 제 1 용매를 혼합시킨다.
이때, 상기 제 1 용매에 혼합된 상기 전도성 탄소체는 5wt%의 중량비를 갖는다.
이후, 이전 단계에서 제작된 용액과, 100μl의 상기 고분자 매트릭스(13)가 혼합된 제 1 용매를 혼합시킨다.
이때, 상기 제 1 용매에 혼합된 상기 고분자 매트릭스(13)는 10wt%의 중량비를 갖는다.
이후, 이전 단계에서 제작된 용액과, 100μl의 상기 고분자 매트릭스(13)가 혼합된 제 2 용매를 혼합시킨다.
이때, 상기 제 2 용매에 혼합된 상기 고분자 매트릭스(13)는 10wt%의 중량비를 갖는다.
마지막으로, 이전 단계에서 제작된 용액과, 1.1g의 전도성 금속 나노입자(11)를 혼합하여 본 발명에 따른 고분자 복합체 용액을 제조한다.
상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매는 서로 다른 휘발성을 가지는 것이 바람직하며, 상기 제 1 용매 및 상기 제 2 용매의 비율에 따라 제작되는 고분자 복합체 용액(100)의 휘발 정도가 가변된다.
이와 같은 과정을 거쳐 제조된 상기 고분자 복합체 용액이 제 1 용매 및 제 2 용매가 휘발되어 와이어 형상을 가지게 되면, 도 1과 같은 배치 구조를 가지게 된다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 와이어 본딩방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 와이어 본딩방법은 고분자 복합체 용액 제조단계(S100), 고분자 복합체 용액 주입단계(S200), 포인팅 용액 형성단계(S300), 그리고 전극 연결단계(S400)를 포함한다.
상기 고분자 복합체 용액 제조단계(S100)에서는 와이어 본딩 공정에 사용되는 전도성을 가지는 고분자 복합체 용액(100)을 제조한다.
상기 고분자 복합체 용액 주입단계(S200)에서는 상기 고분자 복합체 용액(100)을 와이어(1000) 형상으로 형성하기 위하여 모세관(20)에 상기 고분자 복합체 용액(100)을 주입한다.
상기 포인팅 용액 형성단계(S300)에서는 와이어 본딩 공정을 통해 전기적 연결이 이루어 지는 제 1 전극(31) 및 제 2 전극(32)에 있어서, 상기 제 1 전극(31)의 제 1 포인트와, 상기 제 1 전극(31)과 일정 간격 떨어진 상기 제 2 전극(32)의 제 2 포인트에 상기 고분자 복합체 용액(100)을 떨어뜨린다.
상기 포인팅 용액 형성단계(S300)에서 형성된 상기 제 1 포인트의 제 1 포인팅 용액(31a)과, 상기 제 2 포인트의 제 2 포인팅 용액(32a)은 상기 모세관(20)에서 배출되는 상기 고분자 복합체 용액(100)과의 접합을 용이하게 하기 위해 형성된다.
상기 전극 연결단계(S400)에서는 상기 제 1 포인트의 제 1 포인팅 용액(31a)과 상기 제 2 포인트의 제 2 포인팅 용액(32a)이 휘발되어 고체가 되기 전에 상기 모세관(20)으로부터 상기 고분자 복합체 용액(100)을 토출하면서 상기 제 1 포인팅 용액(31a)과 상기 제 2 포인팅 용액(32a)을 연결한다.
구체적으로, 상기 전극 연결단계(S400)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 고분자 복합체 용액 접합단계(S410), 와이어 형성단계(S420) 그리고 전도성 와이어 형성단계(S430)를 포함한다.
도 2 내지 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 고분자 복합체 용액 접합단계(S410)에서는 상기 모세관(20)이 상기 제 1 포인팅 용액(31a)과 접촉하여 상기 제 1 전극(31)과, 상기 모세관(20) 내에 주입된 고분자 복합체 용액(100)이 접합된다.
상기 고분자 복합체 용액 접합단계(S410)는 상기 제 1 포인팅 용액(31a)이 휘발되어 고체화 되기 전에 수행되는 것이 바람직 하다.
도 2 내지 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 형성단계(S420)에서는 상기 모세관(20)이 상기 제 1 전극(31)으로부터 상기 고분자 복합체 용액(100)을 배출하며 이동함에 따라 상기 고분자 복합체 용액(100)이 건조되어 와이어(1000)로 형성된다.
상기 와이어 형성단계(S420)에서는 상기 모세관(20)으로부터 배출된 상기 고분자 복합체 용액(100)의 이동과정에서 휘발 되어 고체화된다.
이에 따라, 상기 와이어 형성단계(S420)에서는 상기 모세관(20)이 상기 고분자 복합체 용액(100)을 배출하며 이동하는 속도와, 상기 고분자 복합체 용액(100)의 휘발 정도에 따라 상기 와이어(1000)의 직경이 가변된다.
상기 와이어 형성단계(S420)에서 형성된 와이어(1000)는 다양한 크기의 직경을 가지며, 와이어(1000)의 직경에 따라 측정되는 저항값이 변화된다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 형성단계(S420)에서 형성된 와이어(1000)가 30μm~45μm 범위 내의 직경을 가지는 경우 상기 와이어(1000)의 저항값은 10ohm/cm으로 측정된다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 형성단계(S420)에서 형성된 와이어(1000)가 20μm~30μm 범위 내의 직경을 가지는 경우 상기 와이어(1000)의 저항값은 10ohm/cm ~ 10kohm/cm으로 측정된다.
도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 형성단계(S420)에서 형성된 와이어(1000)가 5μm~10μm 범위 내의 직경을 가지는 경우 상기 와이어(1000)의 저항값은 10kohm/cm ~ 100Mohm/cm으로 측정된다.
따라서, 본 발명에 따른 와이어(1000)의 직경은 저항값이 비교적 가장 낮은 30μm~45μm 범위 내로 제작되는 것이 바람직하다.
다만, 상기 와이어(1000)의 용도 및 목적에 따라 상기 와이어(1000)의 직경을 자유롭게 조절하여 이용할 수 있을 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 와이어 형성단계(S420)에서 형성된 상기 와이어(1000)의 배치구조는 다음과 같다.
상기 전도성 고분자(12)는 상기 전도성 탄소체 외부를 감싸며, 상기 전도성 탄소체의 외부 영역에는 상기 전도성 금속 나노입자(11)가 배치되어 있고, 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12) 및 상기 전도성 금속 나노입자(11)의 외측을 고분자 매트릭스(13)가 감싸며 상기 와이어(1000)가 형성된다.
상기 전도성 탄소체는 제 1 전도성 탄소체(14a)와, 상기 제 1 전도성 탄소체(14a)와 연결되어 있지 않은 제 2 전도성 탄소체(14b)를 포함할 수 있다.
상기 금속 나노입자(11)는 상기 제 1 전도성 탄소체(14a)와 상기 제 2 전도성 탄소체(14b)를 연결시키며, 이에 따라 상기 제 1 전도성 탄소체(14a)와 상기 제 2 전도성 탄소체(14b)의 전기적 연결이 가능해진다.
결과적으로, 상기 와이어(1000)는 상술한 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자(12), 상기 전도성 금속 나노입자(11) 및 상기 고분자 매트릭스(13)의 결합에 의하여 쉽게 부스러지거나 끊어지지 않고, 낮은 저항값과 높은 전도성을 가지며 제작될 수 있다.
도 2 내지 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 전도성 와이어 형성단계(S430) 에서는 상기 와이어(1000)의 일단이 상기 제 2 포인팅 용액(32a)에 접합 되어 상기 와이어(1000)가 상기 제 1 전극(31)과 상기 제 2 전극(32)을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어(10000)로 형성된다.
상기 전도성 와이어 형성단계(S430)는 상기 제 2 포인팅 용액(32a)이 휘발 되어 고체화되기 전에 수행되는 것이 바람직하다.
결과적으로, 상기 고분자 복합체 용액(100)을 상기 미세관(20)에 주입하고, 제 1 전극(31)와 상기 미세관(20)이 접촉될 시 상기 고분자 복합체 용액(100)이 흘러나오면서 제 1 전극(31)을 일정부분 적시게 되며, 상기 미세관(20)이 상기 고분자 복합체 용액(100)을 배출하면서 이동한 후 상기 제 2 전극(32)의 일정부분을 적시고, 상기 미세관(20)이 상기 제 1 전극(31)에서 상기 제 2 전극(32)으로 이동하면서 배출된 상기 고분자 복합체 용액(100)은 휘발됨에 따라 와이어 형태로 고체화되어 상기 제 1 전극(31)과 상기 제 2 전극(32)을 전기적으로 연결하는 상기 전도성 와이어(10000)가 된다.
상술된 과정을 통해 형성된 상기 전도성 와이어(10000)는 3차원의 아치 형상을 가지며 제작될 수 있다.
이에 따라, 전기적 연결이 요구되는 전극과 전극 사이에 구조물이 배치되어 있는 경우나, 전극 사이에 공간이 형성되어 있는 경우에 상술한 와이어 본딩방법을 통해 전극의 전기적 연결을 진행할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 와이어 본딩방법은 와이어 본딩 공정을 위한 별도의 장치 및 장소에 구애받지 않으며 비교적 자유로운 환경에서 와이어 본딩 공정을 진행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
11: 전도성 금속 나노입자 12: 전도성 고분자
13: 고분자 매트릭스 14a: 제 1 전도성 탄소체
14a: 제 1 전도성 탄소체 100: 고분자 복합체 용액
1000: 와이어 10000: 전도성 와이어
20: 모세관 31: 제 1 전극
31a: 제 1 포인팅 용액 32: 제 2 전극
32a: 제 2 포인팅 용액
13: 고분자 매트릭스 14a: 제 1 전도성 탄소체
14a: 제 1 전도성 탄소체 100: 고분자 복합체 용액
1000: 와이어 10000: 전도성 와이어
20: 모세관 31: 제 1 전극
31a: 제 1 포인팅 용액 32: 제 2 전극
32a: 제 2 포인팅 용액
Claims (11)
- 전도성을 가지는 고분자 복합체 용액을 제조하는 고분자 복합체 용액 제조단계;
상기 고분자 복합체 용액을 모세관에 주입하는 고분자 복합체 용액 주입단계;
제 1 전극의 제 1 포인트와, 상기 제 1 전극과 일정 간격 떨어진 제 2 전극의 제 2 포인트에 상기 고분자 복합체 용액을 떨어뜨리는 포인팅 용액 형성단계; 및
상기 제 1 포인트의 제 1 포인팅 용액과 상기 제 2 포인트의 제 2 포인팅 용액이 휘발되어 고체가 되기 전에 상기 모세관으로부터 상기 고분자 복합체 용액을 토출하면서 상기 제 1 포인팅 용액과 상기 제 2 포인팅 용액을 연결하는 전극 연결단계;를 포함하고
상기 전극 연결단계는,
상기 모세관이 상기 제 1 포인팅 용액과 접촉하여 상기 제 1 전극과 상기 모세관 내에 주입된 고분자 복합체 용액이 접합 되는 고분자 복합체 용액 접합단계;
상기 모세관이 상기 제 1 전극으로부터 상기 고분자 복합체 용액을 배출하며 이동함에 따라 상기 고분자 복합체 용액이 건조되어 와이어로 형성되는 와이어 형성단계; 그리고
상기 와이어의 일단이 상기 제 2 포인팅 용액에 접합 되어 상기 와이어가 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 전기적으로 연결하는 전도성 와이어로 형성되는 전도성 와이어 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 복합체 용액은,
고분자 매트릭스, 전도성 탄소체, 전도성 고분자 및 전도성 금속 나노입자의 혼합을 위한 제 1 용매;와,
상기 제 1 용매의 휘발성보다 높은 휘발성을 가지며, 상기 제 1 용매와의 상대적인 양을 바탕으로 용액의 휘발 정도를 조율하기 위한 제 2 용매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 용매는 디메틸포름아미드(DMF)이며, 상기 제 2 용매는 톨루엔(toluene)인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와이어 형성단계에서는 상기 모세관으로부터 배출된 상기 고분자 복합체 용액이 이동과정에서 휘발되어 고체화되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 고분자 복합체 용액은 고분자 매트릭스, 전도성 탄소체, 전도성 고분자 및 전도성 금속 나노입자를 포함하고,
상기 와이어 형성단계에서 형성된 상기 와이어의 배치구조는 상기 전도성 고분자가 상기 전도성 탄소체 외부를 감싸며, 상기 전도성 탄소체의 외부 영역에 상기 전도성 금속 나노입자가 배치되어 있고, 상기 전도성 탄소체, 상기 전도성 고분자, 상기 전도성 금속 나노입자의 외측을 고분자 매트릭스가 감싸며 형성되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법. - 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 와이어 형성단계에서는 상기 모세관이 상기 고분자 복합체 용액을 배출하며 이동하는 속도와, 상기 고분자 복합체 용액의 휘발 정도에 따라 상기 와이어의 직경이 가변되는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 와이어 형성단계에서 형성되는 와이어의 직경은 30μm 내지 45μm인 것을 특징으로 하는 와이어 본딩방법.
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| KR1020160102147A KR101803060B1 (ko) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | 와이어 본딩방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020160102147A KR101803060B1 (ko) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | 와이어 본딩방법 |
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-
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