[发明专利]含有碳纳米管的导电浆料和使用其的印刷电路板

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2008年5月30日提交到韩国知识产权局的韩国 专利申请第10-2008-0051231号的优先权，将其全部内容引入本文 以供参考。

技术领域

本发明涉及含有碳纳米管的导电浆料和使用其的印刷电路板。

背景技术

从比电阻和经济性的角度考虑，铜(Cu)已经被用于电气设备 和部件之间以及上层与下层之间的电连接。根据通过实验所获得的 结果，当实施的电路线路空间的横截面积小于块状金属中电子的平 均自由程(MFP)时，已知相比于金属本身所具有的比电阻，电路 中的比电阻的增加更为显著。

铜的MFP为40nm。因此，当实施了横截面积小于该值的电路 时，铜的原始比电阻特性并不是所希望的。根据文献，这种情况的 发生是由于电子表面散射和晶界散射。即，因为诸如铜的金属导电 浆料不能够容易地施加至精细电路，所以增加了对于制造一种取代 金属导电浆料的浆料的需求。

碳纳米管的直径一般为几纳米，以便可以非常有利地将其应用 于超精细布线。碳纳米管的最大可允许电流比铜(10⁶A/cm²，CNT： 10¹⁰A/cm²)要好约1000倍。因此，对于在电路板的信号布线的互 联(X-Y互联)，以及电路板的上方和下方的铜箔信号层的互联(Z- 互联)中使用碳纳米管替代诸如铜之类的金属进行了广泛的研究。

为了实施X-Y互联，通过使用原子力显微镜的尖端人为地对碳 纳米管施力以形成所要的图案形状(pattern)。然而，碳纳米管的原 始特性(柔性或弹性等)在碳纳米管的弯曲过程中丧失了。因此， 在X-Y互联的实现中不存在进一步的发展。

仅着手对连接电路板上方和下方的铜箔信号层的Z-互联进行 了相对积极地研究。碳纳米管不得不生长至用于Z-互联的某一高 度，而这种生长主要可通过化学气相沉积法获得。

然而，使用化学气相沉积法时会产生一些缺点，诸如i)在 500-800℃的高温下处理，ii)由于高温处理而带来的对用作基质材 料的限制，iii)由于间歇过程带来的电子产品的大量生产时间，其 意味着前置时间延长，iv)由于该工艺在真空室中进行所带来的对 操作规模的限制，以及v)制造成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电浆料，该浆料具有优异的导电 性，而不会丧失碳纳米管自身固有的特性，并实施了X-Y互联且同 时实施了Z-互联，本发明还提供了使用这种导电浆料的印刷电路 板。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种包括碳纳米管、具 有低熔点的金属合金和粘结剂的导电浆料。

根据本发明的一种实施方式，导电浆料可包括70-90wt％的碳 纳米管、1-25wt％的具有低熔点的金属合金、以及1-15wt％的粘结 剂。

该导电浆料可进一步包括金属颗粒，且该金属颗粒可按1-10 wt％的量添加。

该金属颗粒可选自银、铜、锡、铟、镍及它们的混合物。

碳纳米管可选自单壁纳米管、多壁纳米管及它们的混合物。

具有低熔点的金属合金可以是选自锡、铋、铟、银和镉中的至 少两种。

具有低熔点的金属合金可以是选自锡/铋、铋/锡/镉、铟/锡和铟 /锡/铋的合金。

锡/铋合金可含有40-45wt％的锡和55-60wt％的铋；铋/锡/镉合 金含有45-50wt％的铋、15-40wt％的锡和15-40wt％的镉；铟/锡合 金含有50-70wt％的铟和30-50wt％的锡；以及铟/锡/铋合金含有 5-30wt％的铟、30-60wt％的锡和25-45wt％的铋。

粘结剂可选自热固性树脂、热塑性树脂、UV固化树脂、自由 基固化树脂及它们的混合物。

热固性树脂可选自环氧树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、 聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、酚树脂及它们的混合物。

热塑性树脂可选自液晶聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺酰亚胺 树脂(polyamidimide)及它们的混合物。

导电浆料可进一步包括染料、颜料、增稠剂、润滑剂、消泡剂、 分散剂、匀染剂(labeling agent)、增白剂、触变剂、阻燃剂、氧化 物去除剂(pickling agent)、有机填料、无机填料及它们的混合物。