KR20160051520A - Flexible PCB(printed circuit board) - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 인쇄회로기판(PCB: printed circuit board)에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 유연성(flexibility) 또는 신축성(stretchability)을 갖는 인쇄회로기판에 관한 것이다.This disclosure relates to a printed circuit board (PCB), and more particularly to a printed circuit board having flexibility or stretchability.
잘 알려져 있는 바와 같이, PCB는, 전도성 트랙(tracks), 패드(pads) 및 기타 수단을 사용하여, 전자부품들을 기계적으로 지지하고 전기적으로 연결하는 부재이다. 전통적인 PCB는 비전도성 기재 위에 적층된 구리 시트를 에칭함으로써 제조되며, 딱딱하다.As is well known, a PCB is a member that mechanically supports and electrically connects electronic components using conductive tracks, pads, and other means. Conventional PCBs are manufactured by etching a copper sheet laminated onto a nonconductive substrate and are rigid.
유연성 PCB(flexible PCB)가 요구되고 있다. 예를 들어, 유연성 PCB는, 딱딱한 PCB들을 연결하는 굴곡성 연결 부재(bendable connecting-member)로서 사용될 수 있다. 그에 따라, 유연성 PCB는, 복잡한 구조를 갖는 소형 전자제품의 제조에 있어서 딱딱한 PCB가 갖는 약점을 극복할 수 있게 한다. A flexible PCB (flexible PCB) is required. For example, a flexible PCB may be used as a bendable connecting-member connecting rigid PCBs. Accordingly, flexible PCBs overcome the weaknesses of rigid PCBs in the manufacture of miniaturized electronic products having complex structures.
그러나, 유연성 PCB는, 표면 실장 공정(surface mounting process) 및 커넥터 본딩 공정(connector-bonding process)과 관련하여, 열악한(poor) 작업성(workability) 및 열악한 신뢰성(reliability)을 갖는다는 단점을 갖는 것으로 알려져 있다. Flexible PCBs, however, have the disadvantage of having poor workability and poor reliability in connection with the surface mounting process and the connector-bonding process It is known.
이러한 단점을 회피하기 위한 실용적인 대안 중의 하나는, 표면 실장 공정 및 커넥터 본딩 공정과 관련하여 우수한 작업성 및 우수한 신뢰성을 갖는 딱딱한 PCB와, 굴곡성 연결 부재(bendable connecting-member)로서 사용될 수 있는 유연성 PCB를, 조합하여 사용하는 것일 수 있다. One practical alternative to avoid this disadvantage is the use of rigid PCBs with good workability and good reliability in connection with surface mount processes and connector bonding processes and flexible PCBs that can be used as bendable connecting- , And may be used in combination.
어느 경우이든, 유연성 PCB에 대하여, 더욱 향상된 신축성(stretchability) 및 더욱 향상된 내구성(즉, 반복적인 굽힘 충격에 대한 내성: resistance to repeated bending stress)이 요구되고 있다. In either case, there is a demand for more flexible stretchability and improved durability (i.e., resistance to repeated bending stress) for flexible PCBs.
본 개시에서는 더욱 향상된 신축성 및 더욱 향상된 내구성을 갖는 유연성 PCB를 제공하고자 한다. 특히, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙(tracks) 또는 전도성 패드(pads)가 파괴되지 않는 유연성 PCB가 제공된다. 또한, 전도성 트랙 또는 전도성 패드와 기재와의 부착력이 매우 향상되어, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙 또는 전도성 패드가 기재로부터 박리되지 않는 유연성 PCB가 제공된다. 그에 따라, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙 또는 전도성 패드의 전기전도도가 매우 작게 변화하는 유연성 PCB가 제공된다.The present disclosure seeks to provide a flexible PCB that has further improved stretchability and improved durability. In particular, a flexible PCB is provided in which conductive tracks or conductive pads are not destroyed, even if repetitive bending impacts are applied. In addition, the adhesive force between the conductive track or the conductive pad and the substrate is greatly improved, so that a flexible PCB is provided in which the conductive track or the conductive pad is not peeled off from the substrate even if a repetitive bending impact is applied. Thereby, even if a repetitive bending impact is applied, a flexible PCB is provided in which the electrical conductivity of the conductive track or the conductive pad changes very small.
본 개시의 일 측면에 따른 유연성 PCB의 일 구현예는, One embodiment of a flexible PCB, according to one aspect of the present disclosure,
유연성, 신축성 또는 탄성을 갖는 제1 폴리머 기재; A first polymer substrate having flexibility, stretch or elasticity;
유연성, 신축성 또는 탄성을 갖는 제2 폴리머 기재;A second polymer substrate having flexibility, stretch or elasticity;
상기 제1 폴리머 기재와 상기 제2 폴리머 기재의 사이에 개재된 전도성 트랙으로서 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙; 및A conductive track containing metal nanowires as conductive tracks interposed between the first polymer substrate and the second polymer substrate; And
상기 전도성 트랙을, 상기 제1 폴리머 기재 및 상기 제2 폴리머 기재 중 적어도 하나에 부착시키는 실란계 커플링제 경화물;A silane-based coupling agent cure to attach the conductive track to at least one of the first polymeric substrate and the second polymeric substrate;
을 포함한다. .
본 개시의 다른 측면에 따른 유연성 PCB 제조 방법의 일 구현예는,One embodiment of a flexible PCB manufacturing method according to another aspect of the present disclosure,
제1 폴리머 기재 위에, 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙 패턴을 형성하는 단계;Forming a conductive track pattern on the first polymer substrate, the conductive track pattern containing metal nanowires;
상기 전도성 트랙 패턴 위에, 실란계 커플링제 함유 용액을 도포하는 단계;Applying a silane-based coupling agent-containing solution onto the conductive track pattern;
상기 도포된 실란계 커플링제 함유 용액 위에, 제2 폴리머 기재를 배치하는 단계; 및Disposing a second polymer substrate on the applied silane-based coupling agent-containing solution; And
상기 실란계 커플링제 함유 용액을 경화하는 단계;를 포함한다.And curing the silane-based coupling agent-containing solution.
본 개시에서 제공되는 유연성 PCB의 구현예들은 더욱 향상된 신축성 및 더욱 향상된 내구성을 갖는다. 특히, 본 개시에서 제공되는 유연성 PCB의 구현예들에 있어서는, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙(tracks) 또는 전도성 패드(pads)가 파괴되지 않는다. 또한, 본 개시에서 제공되는 유연성 PCB의 구현예들에 있어서는, 전도성 트랙 또는 전도성 패드와 기재와의 부착력이 매우 향상되어, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙 또는 전도성 패드가 기재로부터 박리되지 않는다. 그에 따라, 본 개시에서 제공되는 유연성 PCB의 구현예들에 있어서는, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙 또는 전도성 패드의 전기전도도가 매우 작게 변화하거나 실질적으로 거의 변화하지 않는다. Embodiments of the flexible PCB provided in this disclosure have improved stretchability and improved durability. In particular, in the flexible PCB embodiments provided in this disclosure, conductive tracks or conductive pads are not destroyed, even if repetitive bending impacts are applied. In addition, in the flexible PCB embodiments provided in this disclosure, the adhesion of the conductive track or conductive pad to the substrate is greatly enhanced, so that the conductive track or conductive pad is not stripped from the substrate, even though repetitive bending impacts are applied . Accordingly, in embodiments of the flexible PCB provided in this disclosure, the electrical conductivity of the conductive track or conductive pad does not change very much or substantially do not change, even if repetitive bending impacts are applied.
도 1은 본 개시의 일 측면에 따른 유연성 PCB의 일 구현예를 도식적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 구현예를 잡아늘인 구현예의 단면도이다.
도 3은, 도 1의 구현예를 구부린 구현예의 단면도이다.1 is a cross-sectional view diagrammatically illustrating an embodiment of a flexible PCB according to an aspect of the present disclosure;
Figure 2 is a cross-sectional view of an embodiment of the embodiment of Figure 1;
Figure 3 is a cross-sectional view of an embodiment of the bent embodiment of Figure 1;
이하에서는, 도 1 내지 3을 참조하여, 본 개시의 일 측면에 따른 유연성 PCB의 일 구현예를 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, one embodiment of a flexible PCB according to one aspect of the present disclosure will be described in more detail with reference to Figures 1-3.
도 1의 구현예는, 유연성, 신축성 또는 탄성을 갖는 제1 폴리머 기재(100); 유연성, 신축성 또는 탄성을 갖는 제2 폴리머 기재(200); 제1 폴리머 기재(100)와 제2 폴리머 기재(200)의 사이에 개재된 전도성 트랙으로서 금속 나노와이어(310)를 함유하는 전도성 트랙(300); 및 전도성 트랙(300)을, 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200) 중 적어도 하나에 부착시키는 실란계 커플링제 경화물(400);을 포함한다.1 embodiment includes a
제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)는, 유연성 PCB에 유연성, 신축성 또는 탄성을 부여하는 역할을 한다. 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)는, 예를 들면, 시트 형태를 가질 수 있다. 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)는 서로 대향하고 있다. The
제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)의 각각의 두께는, 예를 들면, 약 10 ㎛ 내지 약 3,000 ㎛일 수 있다. 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)의 각각의 두께가 너무 얇으면, 기재의 낮은 형태 안정성으로 인한 물리적 손상이 발생할 수 있다. 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)의 각각의 두께가 너무 두꺼우면, 낮은 굽힘 및 신장 특성을 나타낼 수 있다. The thickness of each of the
제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)는 유연성, 신축성 또는 탄성을 갖는 폴리머를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)는, 각각 독립적으로, PDMS(polydimethylsiloxane)계 수지, PI(polyimide)계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 또는 이들의 2종 이상의 조합일 수 있다. The
특히, 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200)는 PDMS(polydimethylsiloxane)계 수지일 수 있다. PDMS는 점탄성(viscoelastic properties)을 갖는 탄성고분자(elastomer)이다. PDMS는 실리콘계 점착제 조성물(silicon-based adhesive composition)에 사용되고 있다. PDMS는, 예를 들어 PET(polyethylene terephthalate) 또는 유리와 같은 지지체에 부착될 수 있으며, 또한, 우수한 내구성, 내후성 및 유연성을 발휘할 수 있다. PDMS는 약 30% 만큼의 선형 신장률을 가질 수 있으며, 그에 따라, 유연성 PCB에 신축성을 부여할 수 있다. PDMS는 화학적으로 불활성이며, 우수한 내열성을 가질 수 있다. 또한, PDMS는 우수한 투명성을 가질 수 있다.
In particular, the
전도성 트랙(300)은 유연성 PCB에 전자 이동 통로를 제공한다. 전도성 트랙(300)은 제1 폴리머 기재(100)와 제2 폴리머 기재(200)의 사이에 개재된다. 그에 따라, 전도성 트랙(300)이 유연성 PCB의 외부로 떨어져 나오는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. 전도성 트랙(300)은 임의의 패턴을 가질 수 있다. The
전도성 트랙(300)은 금속 나노와이어(310)를 함유할 수 있다. 예를 들어, 전도성 트랙(300)은 다수의 금속 나노와이어(310)들의 집합체일 수 있다. 다수의 금속 나노와이어(310)들은 서로 접촉함으로써, 전자전도성 네트워크를 형성한다. 그에 따라, 다수의 금속 나노와이어(310)들은 효과적으로 전도성 트랙(300)을 형성할 수 있다. 하나의 금속 나노와이어(310)는, 그 길이 방향에 걸쳐서, 인접한 다른 금속 나노와이어(310)를 위한 접촉점을 풍부하게 제공할 수 있다. 그에 따라, 유연성 PCB가 굽혀지거나 늘어나더라도(도 2 및 도 3 참조), 다수의 금속 나노와이어(310)들은 여전히 서로 접촉함으로써, 전자전도성 네트워크를 여전히 유지할 수 있다. 게다가, 하나의 금속 나노와이어(310)는, 그 길이 방향에 걸쳐서, 인접한 다른 금속 나노와이어(310)를 위한 접촉점을 풍부하게 제공할 수 있으므로, 유연성 PCB가 무수히 반복적으로 굽혀지거나 늘어나더라도, 다수의 금속 나노와이어(310)들은 여전히 서로 접촉함으로써, 전자전도성 네트워크를 여전히 유지할 수 있다. 결과적으로, 반복적인 굽힘 충격이 가해지더라도, 전도성 트랙(300)의 전기전도도는 매우 작게 변화하거나 실질적으로 거의 변화하지 않을 수 있다. The
금속 나노와이어(310)의 평균 종횡비(즉, 금속 나노와이어(310)의 평균 길이 대 금속 나노와이어(310)의 평균 직경의 비율)는, 예를 들면, 약 20 내지 약 300 일 수 있다. 금속 나노와이어(310)의 평균 종횡비가 너무 낮으면, 와이어와 같은 형태를 갖지 못하고 단단하여(rigid) 굽힘 및 굴곡 특성에 적합하지 않을 수 있다. 금속 나노와이어(310)의 평균 종횡비가 너무 높으면, 형태안정성이 떨어져 섬유 가닥과 같이 엉킴 현상으로 인해 균일하게 존재하지 않을 수 있다. The average aspect ratio of the metal nanowires 310 (i.e., the ratio of the average length of the
금속 나노와이어(310)의 평균 직경은, 예를 들면, 약 1 nm 내지 약 500 nm일 수 있다. 금속 나노와이어(310)의 평균 직경이 너무 작으면, 강도 저하로 인해 파괴, 변형 등 쉽게 기계적인 손상을 입을 수 있다. 금속 나노와이어(310)의 평균 직경이 너무 크면, 나노와이어의 특성 대신 단단한(rigid) 특성으로 인하여 유연성이 저하될 수 있다. The average diameter of the
금속 나노와이어(310)의 평균 길이는, 예를 들면, 약 5 ㎛ 내지 약 30 ㎛일 수 있다. 금속 나노와이어(310)의 평균 길이가 너무 작으면, 마찬가지로, 스트레칭 환경에서 나노와이어간 컨택에 불리하여 전기적 특성이 저하될 수 있다. 금속 나노와이어(310)의 평균 길이가 너무 크면, 코팅성이 저하되며 특정 크기의 패턴 형성이 어려울 수 있다. The average length of the
전도성 트랙(300)의 두께는 전도성 트랙(300)의 단위 면적 당 금속 나노와이어(310)의 평균 개수(즉, 개체밀도(population density))로 대표될 수 있다. 전도성 트랙(300) 내의 금속 나노와이어(310)의 평균 개체밀도는, 약 100 개/cm2 내지 약 200,000 개/cm2일 수 있다. 상기 평균 개체밀도가 너무 낮으면, 나노와이어간의 접촉 개수가 줄어들어 저항이 증가될 수 있다. 상기 평균 개체밀도가 너무 높으면, 스트레칭 및 굽힘 환경에서 금속 나노와이어 층간 분리가 일어날 수 있다. The thickness of the
금속 나노와이어(310)는, 예를 들면, Ag, Au, Cu, Pt, Pd, Ni, Co, 이들의 합금, 또는 이들의 조합(즉, 서로 다른 금속에 기초한 나노 와이어들의 혼합물)일 수 있다. The
특히, 금속 나노와이어(310)는 Ag일 수 있다. Ag 나노와이어는 특히 강한 유연성, 매우 높은 투명도, 및 특히 높은 전기전도도를 가질 수 있다. 특히, Ag 나노와이어는, 예를 들어, 약 30 내지 약 200에 달하는, 매우 높은 평균 종횡비를 가질 수 있다. Ag 나노와이어가 특히 높은 평균 종횡비를 갖게 되는 경우 나노와이어간 접촉이 증가되는 효과로 전기전도도가 향상될 수 있다.
In particular, the
실란계 커플링제 경화물은(400)는 금속 나노와이어(310)를, 제1 폴리머 기재(100) 및 제2 폴리머 기재(200) 중 적어도 하나에 접착(adhesion)하는 역할을 한다. 실란계 커플링제 경화물(400)은 금속 나노와이어(310)와 제1 폴리머 기재(100) 사이의 계면에 제공될 수 있다. 또는, 실란계 커플링제 경화물(400)은 금속 나노와이어(310)와 제2 폴리머 기재(200) 사이의 계면에 제공될 수 있다. 또는, 실란계 커플링제 경화물(400)은 금속 나노와이어(310)와 제1 폴리머 기재(100) 사이의 계면과, 금속 나노와이어(310)와 제2 폴리머 기재(200) 사이의 계면 모두에 제공될 수 있다. 또는, 실란계 커플링제 경화물(400)은 금속 나노와이어(310)가 분산되어 있는 매트릭스의 역할을 할 수도 있다. 또한, 실란계 커플링제 경화물(400)은, 제1 폴리머 기재(100)와 제2 폴리머 기재(200) 사이의 계면 중, 금속 나노와이어(310)가 존재하지 않는 부분에 제공될 수도 있으며, 그에 따라, 제1 폴리머 기재(100)와 제2 폴리머 기재(200)의 접착을 제공할 수 있다. The silane
실란계 커플링제 경화물(400)은, 특히, PDMS계 수지와 매우 효과적으로 결합할 수 있다. PDMS계 수지는 낮은 표면특성으로 인해, 금속 나노와이어(310)와 직접 결합하기가 어렵다. 그러나, 실란계 관능기를 갖는 커플링제를 사용함으로써, PDMS계 수지를 포함하는 제1 폴리머 기재(100) 또는 제2 폴리머 기재(200)와 금속 나노와이어(310)의 접착을 매우 효과적으로 달성할 수 있다.The silane-based coupling agent cured product (400) can be particularly effectively bonded to the PDMS-based resin. Due to the low surface properties of the PDMS resin, it is difficult to bond directly with the
실란 커플링제 경화물(400)은, 예를 들면, RnSiX(4-n)의 화학식으로 표시되는 실란 커플링제로부터 형성될 수 있다. The silane coupling agent cured
여기서, X 작용기는 금속 나노와이어(310)와의 결합에 관여된다. 즉, X와 Si의 결합이 Si와 금속 나노와이어(310)와의 결합에 의하여 대체될 수 있다. X는, 예를 들면, 알콕시기, 아실록시기, 아민기 또는 할로겐 원자와 같은 가수분해성 기일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는, 예를 들면, 1 내지 4일 수 있다. 알콕시기는, 대표적인 예를 들면, 메톡시 또는 에톡시일 수 있다. 아실록시기의 탄소수는, 예를 들면, 1 내지 4일 수 있다. 아실록시기는, 대표적인 예를 들면, 아세톡시기일 수 있다. Here, the X functional group is involved in bonding with the
R은 비가수분해성 유기 라디칼이다. R을 통하여, 제1 폴리머 기재(100) 또는 제2 폴리머 기재(200)와, 실란 커플링제(400)가 결합한다. R은, 예를 들면, 에폭시기, (메트)아크릴레이트기, 이소시아네이트기, 비닐기, 스티릴기, 아미노기, 이소시아누레이트기, 우레이드기(Ureide), 메르캅토기, 또는 술피드기를 함유할 수 있다. R is a nonhydrolyzable organic radical. R, the
구체적인 예를 들면, R이 에폭시기를 함유하고 있는 실란 커플링제는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 (2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 (3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), 2-(3,4-에폭시시클로헥실) 에틸트리에톡시실란 (2-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane), 5,6-에폭시헥실트리에톡시실란 (5,6-EPOXYHEXYLTRIETHOXYSILANE), (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란 ((3-GLY CIDOXYPROPYL)METHYLDIETHOXYSILANE), (3-글리시독시프로필)메틸디메톡시실란 ((3-GLYCIDOXYPROPYL)METHYLDIMETHOXY SILANE), (3-글리시독시프로필)디메틸에톡시실란 ((3-GLYCIDOXYPROPYL)DIMETHYLETHOXYSILANE), 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, the silane coupling agent in which R contains an epoxy group is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3- 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 5,6-epoxyhexyltriethoxysilane, (3-GLYCIDOXYPROPYL) METHYLDIETHOXYSILANE, (3-GLYCIDOXYPROPYL) METHYLDIMETHOXY SILANE (3-GLYCIDOXYPROPYL), (3-GLYCIDOXYPROPYL) (3-GLYCIDOXYPROPYL) DIMETHYLETHOXYSILANE), or a combination thereof. The term " (3-glycidoxypropyl) dimethylethoxysilane "
구체적인 예를 들면, R이 (메트)아크릴레이트기를 함유하고 있는 실란 커플링제는 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란 (3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane), 메타크릴록시프로필트리메톡시실란 (METHACRYLOXYPROPYLTRIMETHOXYSILANE), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란 (N-(3-ACRYLOXY-2-HYDROXYPROPYL)-3-AMINO PROPYLTRIETHOXYSILANE), O-(메타크릴록시에틸)-N-(트리에톡시-실릴프로필)우레탄 (O-(METHACRYLOXYETHYL)-N-(TRIETHOXY-SILYLPROPYL)URETHANE), N-(3-메타크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란 (N-(3-METHACRYLOXY-2-HYDROXYPROPYL)-3-AMINOPROPYLTRIETHOXYSILANE), 메타크릴록시 메틸트리에톡시실란 (METHACRYLOXY METHYLTRIETHOXYSILANE), 메타크릴록시메틸트리메톡시실란 (METHACRYLOXYMETHYLTRIMETHOXY-SILANE), 메타크릴록시프로필 트리에톡시실란 (METHACRYLOXYPROPYL TRIETHOXYSILANE), (3-아크릴록시프로필)메틸디메톡시실란 ((3-ACRYLOXYPROPYL)METHYLDIMETHOXYSILANE), (메타크릴록시메틸)메틸디에톡시실란 ((METHACRYLOXYMETHYL) METHYL-DIETHOXYSILANE), (메타크릴록시메틸)메틸디메톡시실란 ((METHACRYLOXYMETHYL)METHYL-DIMETHOXYSILANE), (메트)아크릴록시프로필메틸디에톡시실란 (METH- ACRYLOXYPROPYLMETHYLDI-ETHOXYSILANE), 메타크릴록시프로필메틸디메톡시실란 (METHACRYLOXYPROPYLMETHYLDI-METHOXYSILANE), 메타크릴록시프로필디메틸에톡시실란 (METHACRYLOXYPROPYLDIMETHYLETHOXY-SILANE), 메타크릴록시프로필디메틸메톡시실란 (METHACRYLOXYPROPYLDIMETHYLMETHOXY SILANE), 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, the silane coupling agent containing R in the (meth) acrylate group may be 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, N- (3-acryloxy-2-hydroxypropyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, N- (3- - (triethoxy-silylpropyl) urethane (O- (METHACRYLOXYETHYL) -N- (TRIETHOXY-SILYLPROPYL) URETHANE), N- (3-methacryloxy-2-hydroxypropyl) -3-aminopropyltriethoxy But not limited to, silane (N- (3-METHACRYLOXY-2-HYDROXYPROPYL) -3-AMINOPROPYLTRIETHOXYSILANE), METHACRYLOXY METHYLTRIETHOXYSILANE, METHACRYLOXYMETHYLTRIMETHOXY- SILANE, METHACRYLOXYPROPYL TRIETHOXYSILANE, (3-acryl (3-ACRYLOXYPROPYL) METHYLDIMETHOXYSILANE, (METHACRYLOXYMETHYL) METHYL-DIETHOXYSILANE, (METHACRYLOXYMETHYL) METHYL (METHYLRYXYMETHYL) METHYL METHACRYLOXYPROPYLMETHYLDI-ETHOXYSILANE, METHACRYLOXYPROPYLMETHYLDI-METHOXYILANE, METHACRYLOXYPROPYLDIMETHYLETHOXY-SILANE, METHACRYLOXYPROPYLMETHYLETHOXY-SILANE, METHACRYLOXYPROPYLDIMETHYLMETHOXY SILANE, or a combination thereof.
구체적인 예를 들면, R이 이소시아네이트기를 함유하고 있는 실란 커플링제는 이소시아노토프로필트리에톡시실란 (Isocyanotopropyltriethoxysilane), (이소시아네이토메틸)메틸디메톡시실란 ((isocyanatomethyl)methyldimethoxysilane), 3-이소시아네이토프로필트리메톡시실란 (3-Isocyanatopropyltrimethoxysilane), 트리스[3-(트리메톡시실릴)프로필]이소시아누레이트 (Tris[3-(trimethoxysilyl)propyl] isocyanurate), (3-트리에톡시실릴프로필)-t-부틸카바메이트 ((3-triethoxysilylpropyl)-t-butylcarbamate), 트리에톡시실릴프로필에틸카바메이트 (Triethoxysilylpropylethylcarbamate), 3-티오시아네이토프로필 트리에톡시실란 (3-Thiocyanatopropyl triethoxysilane), 또는 이들의 조합일 수 있다.Specific examples of the silane coupling agent in which R contains an isocyanate group include isocyanatopropyltriethoxysilane, (isocyanatomethyl) methyldimethoxysilane, 3-iso (3-isocyanatopropyltrimethoxysilane), tris [3- (trimethoxysilyl) propyl] isocyanurate, Tris [3- (trimethoxysilyl) propyl] isocyanurate, (3-triethoxysilylpropyl) -t-butylcarbamate, triethoxysilylpropylethylcarbamate, 3-thiocyanatopropyl triethoxysilane, or Or a combination thereof.
구체적인 예를 들면, R이 비닐 및 올레핀 작용기를 함유하는 실란 커플링제는, 알릴트리메톡시실란 (ALLYLTRIMETHOXYSILANE), 3-(N-스티릴 메틸-2-아미노에틸아미노)-프로필트리메톡시실란 (3-(N-STYRYL METHYL-2-AMINOETHYLAMINO)- PROPYLTRIMETHOXYSILANE), 비닐트리아세톡시실란 (VINYLTRIACETOXY SILANE), 비닐트리에톡시실란 (VINYLTRIETHOXYSILANE), 비닐트리이소프로펜옥시실란 (VINYLTRIISOPROPENOXYSILANE), 비닐트리이소프로폭시실란 (VINYLTRIISOPROPOXY SILANE), 비닐트리메톡시실란 (VINYLTRIMETHOXYSILANE), 또는 이들의 조합일 수 있다.As a specific example, a silane coupling agent in which R contains a vinyl and olefinic functional group is selected from the group consisting of allyltrimethoxysilane, 3- (N-styrylmethyl-2-aminoethylamino) -propyltrimethoxysilane Vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, VINYL TRIISOPROPOXY SILANE, VINYL TRIMETHOXYSILANE, or a combination thereof.
구체적인 예를 들면, R이 아미노 작용기를 함유하는 실란 커플링제는, 3-아미노프로필트리에톡시실란 (3-AMINOPROPYLTRIETHOXYSILANE), 3-아미노프로필트리메톡시실란 (3-AMINOPROPYL TRIMETHOXYSILANE), 4-아미노부틸트리에톡시실란 (4-AMINOBUTYLTRIETHOXYSILANE), m-아미노페닐트리메톡시실란 (m-AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE), p-아미노페닐트리메톡시실란 (p-AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE), 아미노페닐트리메톡시실란 (AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE), 3-아미노프로필 트리스(메톡시에톡시-에톡시)실란 (3-AMINOPROPYL TRIS(METHOXYETHOXY- ETHOXY)SILANE, 또는 이들의 조합일 수 있다.Specifically, for example, the silane coupling agent in which R contains an amino functional group is preferably selected from the group consisting of 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, m-AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, p-AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, 3- (3-aminophenylmethoxy) silane, Aminopropyltris (methoxyethoxy-ethoxy) silane (3-AMINOPROPYL TRIS (METHOXYETHOXY-ETHOXY) SILANE, or a combination thereof.
구체적인 예를 들면, R이 에스테르 작용기를 함유하는 실란 커플링제는, 아세톡시메틸트리에톡시실란 (ACETOXYMETHYLTRIETHOXYSILANE), 아세톡시메틸트리메톡시실란 (ACETOXYMETHYL TRIMETHOXYSILANE), 아세톡시프로필트리메톡시실란 (ACETOXYPROPYLTRIMETHOXYSILANE), 벤조일록시프로필트리메톡시실란 (BENZOYLOXYPROPYLTRIMETHOXY SILANE), 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, the silane coupling agent containing an ester functional group as R may be selected from the group consisting of acetoxymethyl triethoxysilane, acetoxymethyl triethoxysilane, acetoxymethyl triethoxysilane, acetoxymethyl triethoxysilane, , Benzoyloxypropyltrimethoxysilane (BENZOYLOXYPROPYLTRIMETHOXY SILANE), or a combination thereof.
실란 커플링제가 가수분해를 겪으면, X 치환기가 실라놀(silanol)기로 대체된다. 한 분자 내의 실라놀기는 다른 분자 내의 실라놀기와 축합(condensation)되어, 실록산 연결(siloxane linkages)을 형성할 수 있으며, 그에 따라, 실란 커플링제는 경화될 수 있다. 또는, 한 분자 내의 R 치환기(예를 들어, 에폭시기, (메트)아크릴레이트기, 또는 이소시아네이트기)가 다른 분자 내의 R치환기(예를 들어, 에폭시기, (메트)아크릴레이트기, 또는 이소시아네이트기)와 축합 또는 중합됨으로써, 실란 커플링제는 경화될 수 있다. When the silane coupling agent undergoes hydrolysis, the X substituent is replaced by a silanol group. The silanol groups in one molecule can condense with the silanol groups in other molecules to form siloxane linkages, whereby the silane coupling agent can be cured. Or an R substituent in one molecule (for example, an epoxy group, a (meth) acrylate group, or an isocyanate group) is bonded to an R substituent (for example, epoxy group, (meth) acrylate group, or isocyanate group) By condensation or polymerization, the silane coupling agent can be cured.
특히, 폴리올의 존재하에서, 이소시아네이트기를 갖는 실란 커플링제를 경화함으로써, 높은 탄성을 갖는 폴리우레탄계 수지가 생성될 수 있다. 이 경우, 실란 커플링제 경화물(400) 자체도 높은 탄성을 갖게 되므로, 유연성 PCB의 탄성이 더욱 향상될 수 있다.
Particularly, in the presence of a polyol, a silane coupling agent having an isocyanate group is cured, whereby a polyurethane resin having high elasticity can be produced. In this case, since the silane coupling agent cured
도 1의 구현예는, 전도성 패드(500)를 더 포함할 수 있다. 전도성 패드(500)는 접촉 단자의 역할을 할 수 있다. 또한, 전도성 패드(500)는 반도체 소자의 솔더링 포인트를 제공할 수 있다. 비록, 도 1의 구현예에서는, 전도성 패드(500)가 전도성 트랙(300)의 양단에 배치되어 있으나, 전도성 패드(500)는 전도성 트랙(300)의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 전도성 패드(500)는 임의의 전기전도성 재료로 형성될 수 있다. 전도성 패드(500)는, 예를 들면, Ag, Au, Cu, Pt, Pd, Ni, Co, 또는 이들의 조합일 수 있다.
The embodiment of FIG. 1 may further include a
이하에서는, 본 개시의 다른 측면에 따른 유연성 PCB 제조 방법의 일 구현예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, one embodiment of a flexible PCB manufacturing method according to another aspect of the present disclosure will be described in detail.
유연성 PCB 제조 방법의 일 구현예는,One embodiment of a flexible PCB manufacturing method comprises:
제1 폴리머 기재 위에, 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙 패턴을 형성하는 단계;Forming a conductive track pattern on the first polymer substrate, the conductive track pattern containing metal nanowires;
상기 전도성 트랙 패턴 위에, 실란계 커플링제 함유 용액을 도포하는 단계;Applying a silane-based coupling agent-containing solution onto the conductive track pattern;
상기 도포된 실란계 커플링제 함유 용액 위에, 제2 폴리머 기재를 배치하는 단계; 및Disposing a second polymer substrate on the applied silane-based coupling agent-containing solution; And
상기 실란계 커플링제 함유 용액을 경화하는 단계;를 포함한다.
And curing the silane-based coupling agent-containing solution.
제1 폴리머 기재 위에, 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙 패턴을 형성하는 단계는, 예를 들면, 금속 나노와이어 콜로이드 용액을, 제1 폴리머 기재 위에, 예를 들어, 페인팅, 스프레잉 또는 프린팅과 같은 도포 수단을 사용하여, 패턴을 갖도록 도포함으로써, 수행될 수 있다. 전도성 트랙 패턴 내의 금속 나노와이어의 개체밀도는, 예를 들면, 금속 나노와이어 콜로이드 용액 중의 금속 나노와이어의 함량을 조절하거나, 또는, 제1 폴리머 기재 위에 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙 패턴을 형성하는 단계의 반복 횟수를 조절함으로써, 조절될 수 있다.The step of forming the conductive track pattern containing the metal nanowires on the first polymer substrate may include, for example, coating the metal nanowire colloid solution onto the first polymer substrate, for example, by painting, spraying or printing For example, by using a coating means and applying it so as to have a pattern. The individual density of the metal nanowires in the conductive track pattern can be adjusted, for example, by adjusting the content of the metal nanowires in the metal nanowire colloid solution, or by forming a conductive track pattern containing the metal nanowires on the first polymer substrate By adjusting the number of repetitions of the step, it can be adjusted.
금속 나노와이어 콜로이드 용액의 분산매는, 예를 들면, 물, 유기용매(예를 들어, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤 등), 또는 이들의 조합일 수 있다. 금속 나노와이어 콜로이드 용액 중의 금속 나노와이어의 함량은, 예를 들면, 약 0.01 내지 약 30 중량%일 수 있다.
The dispersion medium of the metal nanowire colloid solution may be, for example, water, an organic solvent (for example, ethanol, propanol, butanol, acetone, etc.), or a combination thereof. The content of metal nanowires in the metal nanowire colloid solution may be, for example, from about 0.01 to about 30 weight percent.
전도성 트랙 패턴 위에 실란계 커플링제 함유 용액을 도포하는 단계는, 예를 들면, 실란계 커플링제 함유 용액을, 페인팅, 스프레잉 또는 프린팅과 같은 도포 수단을 사용하여, 도포함으로써, 수행될 수 있다. 또한, 실란계 커플링제 함유 용액은 전도성 트랙 패턴 영역 뿐만아니라, 제1 폴리머 기재 위의 다른 영역에도 도포될 수 있다. The step of applying the silane-based coupling agent-containing solution onto the conductive track pattern can be performed, for example, by applying a silane-based coupling agent-containing solution using a coating means such as painting, spraying or printing. In addition, the silane-based coupling agent containing solution can be applied not only to the conductive track pattern region but also to other regions on the first polymer substrate.
실란계 커플링제 함유 용액은, 예를 들면, 물, 알코올 및 실란 커플링제를 함유하는 혼합물일 수 있다. The silane-based coupling agent-containing solution may be, for example, a mixture containing water, an alcohol and a silane coupling agent.
물의 양은, 예를 들면, 실란 커플링제 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 중량부 내지 약 30 중량부일 수 있다. The amount of water may be, for example, from about 0.01 parts by weight to about 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the silane coupling agent.
알코올은, 예를 들면, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 또는 이들의 조합일 수 있다. 알코올의 양은, 예를 들면, 실란 커플링제 100 중량부를 기준으로, 약 20 중량부 내지 약 90 중량부일 수 있다. The alcohol may be, for example, ethanol, propanol, butanol, or a combination thereof. The amount of alcohol may be, for example, from about 20 parts by weight to about 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the silane coupling agent.
실란계 커플링제 함유 용액은 광개시제 및 열경화제의 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 광개시제는, 예를 들면, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 184, Irgacure 651, 트리페닐술포늄 트리플레이트 (Triphenylsulfonium triflate), 트리아릴술포늄 헥사플루오로포스페이트 염 (Triarylsulfonium hexafluorophosphate salts), 트리스(4-tert-부틸페닐)술포늄 트리플레이트 (Tris(4-tert- butylphenyl)sulfonium triflate), 또는 이들의 조합일 수 있다. 열경화제는, 예를 들면, 디에틸아미노프로필아민 (Diethylamino propyl amine), 메탄 디아민 (Menthane diamine), N-아미노에틸 피페라진 (N-aminoethyl piperazine), M-크실렌 디아민 (M-xylene diamine), 이소포론 디아민 (Isophorone diamine), 또는 이들의 조합일 수 있다. The silane-based coupling agent-containing solution may further include at least one of a photoinitiator and a thermosetting agent. The photoinitiator may be, for example, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 184, Irgacure 651, Triphenylsulfonium triflate, Triarylsulfonium hexafluorophosphate salts, (4-tert-butylphenyl) sulfonium triflate, or a combination thereof. The thermosetting agent may be selected from, for example, diethylamino propyl amine, Menthane diamine, N-aminoethyl piperazine, M-xylene diamine, Isophorone diamine, or a combination thereof.
실란계 커플링제 함유 용액은 폴리올을 더 함유할 수 있다. 이 경우, 이소시아네이트계 실란 커플링제를 사용하면, 폴리올과 이소시아네이트계 실란 커플링제가 반응함으로써, 폴리우레탄계 실란 커플링제 경화물을 얻을 수 있다. 폴리올은, 예를 들면, 폴리에틸렌옥사이드 (poly(ethylene oxide)), 폴리(테트라메틸렌 옥사이드) (poly(tetramethylene oxide)), 폴리(프로필렌 옥사이드) (poly(propylene oxide)), 폴리이소부틸렌옥사이드 (polyisobutylene oxide), 폴리(에틸렌 아디페이트) (poly(ethylene adipate)), 폴리카프로락톤 (polycaprolactone), 또는 이들의 조합일 수 있다.
The silane-based coupling agent-containing solution may further contain a polyol. In this case, when an isocyanate-based silane coupling agent is used, a polyurethane-based silane coupling agent cured product can be obtained by reacting the polyol with an isocyanate-based silane coupling agent. The polyol may be selected from, for example, poly (ethylene oxide), poly (tetramethylene oxide), poly (propylene oxide), polyisobutylene oxide polyisobutylene oxide, poly (ethylene adipate), polycaprolactone, or a combination thereof.
실란계 커플링제 함유 용액을 경화하는 단계는, 예를 들면, 열 또는 자외선을 가하여 실란계 커플링제를 축합 또는 중합시킴으로써, 수행될 수 있다. 경화 온도는, 예를 들면, 약 25 ℃ 내지 약 110 ℃일 수 있다. 실란계 커플링제 함유 용액을 경화함으로써, 실란계 커플링제 경화물이 생성된다. 실란계 커플링제 경화물에 의하여, 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙 패턴이, 제1 폴리머 기재 또는 제2 폴리머 기재에 효과적으로 접착될 수 있다. The step of curing the silane-based coupling agent-containing solution can be carried out, for example, by condensation or polymerization of the silane-based coupling agent by applying heat or ultraviolet rays. The curing temperature may be, for example, from about 25 ° C to about 110 ° C. By curing the silane-based coupling agent-containing solution, a silane-based coupling agent cured product is produced. Silane-Based Coupling Agents By curing, conductive track patterns containing metal nanowires can be effectively bonded to a first polymer substrate or a second polymer substrate.
Claims (18)
유연성, 신축성 또는 탄성을 갖는 제2 폴리머 기재;
상기 제1 폴리머 기재와 상기 제2 폴리머 기재의 사이에 개재된 전도성 트랙으로서 금속 나노와이어를 함유하는 전도성 트랙; 및
상기 전도성 트랙을, 상기 제1 폴리머 기재 및 상기 제2 폴리머 기재 중 적어도 하나에 부착시키는 실란계 커플링제 경화물;
을 포함하는 유연성 PCB.A first polymer substrate having flexibility, stretch or elasticity;
A second polymer substrate having flexibility, stretch or elasticity;
A conductive track containing metal nanowires as conductive tracks interposed between the first polymer substrate and the second polymer substrate; And
A silane-based coupling agent cure to attach the conductive track to at least one of the first polymeric substrate and the second polymeric substrate;
.
상기 전도성 트랙 패턴 위에, 실란계 커플링제 함유 용액을 도포하는 단계;
상기 도포된 실란계 커플링제 함유 용액 위에, 제2 폴리머 기재를 배치하는 단계; 및
상기 실란계 커플링제 함유 용액을 경화하는 단계;
를 포함하는 유연성 PCB 제조 방법.Forming a conductive track pattern on the first polymer substrate, the conductive track pattern containing metal nanowires;
Applying a silane-based coupling agent-containing solution onto the conductive track pattern;
Disposing a second polymer substrate on the applied silane-based coupling agent-containing solution; And
Curing the silane-based coupling agent-containing solution;
Of the flexible PCB.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
US14/930,866 US9942979B2 (en) | 2014-11-03 | 2015-11-03 | Flexible printed circuit board |
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---|---|---|---|
US201462074240P | 2014-11-03 | 2014-11-03 | |
US62/074,240 | 2014-11-03 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160051520A true KR20160051520A (en) | 2016-05-11 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150031960A KR20160051520A (en) | 2014-11-03 | 2015-03-06 | Flexible PCB(printed circuit board) |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20160051520A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210109135A (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-06 | 아주대학교산학협력단 | Foldable electrode structure and foldable electronic device having the electrode structure |
-
2015
- 2015-03-06 KR KR1020150031960A patent/KR20160051520A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210109135A (en) * | 2020-02-27 | 2021-09-06 | 아주대학교산학협력단 | Foldable electrode structure and foldable electronic device having the electrode structure |
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |