金属材料的处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属材料的处理装置，其具有：内部收纳样品的密闭容器，从由该密闭容器排出的气体抽出氧分子的氧泵，将该气体返回该密闭容器中的循环装置，以及处于该密闭容器内、将从该循环装置返回的该气体进行等离子体化，照射该样品的等离子体化装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属材料的处理装置
本专利技术涉及金属材料的处理装置、特别是金属微粒的烧结装置。
技术介绍
对于工业上形成电路的一般方法而言，对在基板一面上成膜的金属·半导体·绝缘体等电子材料的膜通过光刻法进行加工。即，在膜上涂布光刻胶，通过曝光·显影，残留作为电路所必需部分的光刻胶，通过蚀刻除去不需要的电子材料，残留的光刻胶也被除去，重复上述操作。这样，大量的电子材料变成废弃，由于电子材料·光刻胶的废液处理，不得不成为对环境负荷高的工序。因此，近年来，使用印刷的电路形成法作为可将必要的材料配置在必要场所的技术，从节省资源和节能的观点考虑，备受瞩目。因此，对于在电路中形成布线部分来说，可使用含有金属微粒的油墨或糊料，通过喷墨或丝网印刷法等各种印刷手法，在基板上形成布线图案。由于该油墨或糊料是液体，因此除了金属微粒以外含有溶剂，一般还含有防止金属微粒之间的凝集的分散剂、用于确保对基板的密合性的粘合剂、用于调整液体粘度的溶剂等有机物。因此，在布线图案形成后，有必要通过热处理分解这些有机物，在金属微粒间形成传导通路。作为进行印刷的基板，优选具有挠性的树脂，从其耐热温度的极限考虑，要求降低热处理温度(例如200℃左右以下)。例如，作为耐热性高的树脂，存在聚酰亚胺(可在260℃以上使用)。但是，与其他树脂相比价格高。因此，为了能够使用价格较低的树脂，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，使用温度上限约180℃)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，使用温度上限约120℃)，期望将热处理温度降低至180℃以下、优选120℃以下。对于含有作为金属的银的微粒的油墨或糊料，通过在大气中进行低温的热处理，开发了各种发挥良好的导电性的制品(专利文献1)。另一方面，在含有铜的情况下，由于在大气中进行了热处理，导致生成作为绝缘体的氧化铜，得不到具有导电性的布线。为了避免该问题，有必要在煅烧处理中，通过某种手段使铜粒的周边至少局部地成为还原性气氛。作为其手段，已知有下述方法：(1)在氢(非专利文献1)、甲酸蒸气(专利文献2)、极低氧气氛(专利文献3、专利文献4、非专利文献2)等某种还原性气体中的热处理，(2)使用甲酸铜等通过热分解从油墨成分产生还原性气体的油墨，在阻断氧的基础上的热处理(非专利文献3、专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2012-144795公报专利文献2：特开2013-80919公报专利文献3：专利第3921520号说明书专利文献4：专利第4621888号说明书专利文献5：国际公开第2013/073349号非专利文献非专利文献1：ThinSolidFilms520(2012)2789非专利文献2：Jpn.J.Appl.Phys.52(2013)05DB19非专利文献3：Mater.Res.Bull.47(2012)4107
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述以往技术中，虽然存在使用氢、甲酸蒸气、甲酸铜的技术，但优选不依赖于这样的材料，尽可能地减少环境负荷。另外，为了制成在大气中稳定的低电阻率的材料，优选在低温下使金属材料的粒子成长或结晶成长。本专利技术正是鉴于上述问题点而完成的。具体地，其目的在于，提供能够实现以下(1)～(3)的装置：(1)不需要根据需要要求废弃处理的气体成分，(2)即使在低温下也使金属材料的粒子成长或结晶成长，(3)制成低电阻率的膜或布线。解决课题的装置本专利技术为了达成上述目的，采用以下的装置。[1]金属材料的处理装置，其具有内部收纳样品的密闭容器、从由该密闭容器排出的气体抽出氧分子的氧泵、将该气体返回该密闭容器中的循环装置、和处于该密闭容器内、将从该循环装置返回的该气体进行等离子体化，照射该样品的等离子体化装置。[2]金属材料的处理装置，其具有内部收纳样品的密闭容器、从由该密闭容器排出的气体抽出氧分子的氧泵、将该气体返回该密闭容器中的循环装置、将从该循环装置返回的该气体加热的加热器、和处于该密闭容器内、将从该循环装置返回的该气体进行等离子体化，照射该样品的等离子体化装置。[3]如[1]或[2]所述的装置，其中，在上述密闭容器内具有用于保持上述样品的样品台。[4]如[3]所述的装置，其中，上述样品台具备加热样品的加热器。[5]如[1]～[4]任一项所述的装置，其中，上述循环装置将从上述密闭容器排出的气体加压而返回到该密闭容器中。[6]如[1]～[5]任一项所述的装置，其中，上述金属材料为金属或金属化合物的微粒。[7]如[1]～[6]任一项所述的装置，其中，可进行上述金属材料的烧结和还原、或者烧结或还原。[8]如[1]～[7]任一项所述的装置，其中，从上述循环装置返回且等离子体化的该气体的总压力按绝对压计为0.1个气压以上且小于10个气压。[9]如[1]～[8]任一项所述的装置，其中，构成上述金属材料的金属为铜。[10]如[1]～[9]任一项所述的装置，其中，上述气体含有氮气。[11]如[1]～[10]任一项所述的装置，其中，返回上述密闭容器内的气体中的氧分压为10-25气压以下。[12]如[1]～[11]任一项所述的装置，其中，上述氧泵具备具有氧离子传导性的固体电解质体以及配设在其内侧和外侧的电极。[13]如[12]所述的装置，其中，上述固体电解质体为稳定化氧化锆制。[14]如[12]或[13]所述的装置，其中，上述电极是沿着固体电解质体的表面设置的多孔质电极。专利技术效果本专利技术的金属材料的处理装置可实现通过金属材料的新方法进行处理。另外，根据本专利技术的装置，(1)可不需要根据需要要求废弃处理的气体成分。(2)即使在低温下也能使原料的金属材料的粒子成长或结晶成长。(3)能够制成低电阻率的膜。本专利技术的上述和其他的特征和优点参照适宜的附图，从下述记载明显可知。附图说明[图1]用于说明本专利技术的优选实施方式的金属材料的处理装置的装置构成图。[图2]模式性地示出等离子体发生装置的侧面图。[图3]模式性地示出气体用加热器的截面图。[图4]模式性地示出氧泵的要部的截面图。[图5]模式性地示出氧泵的氧除去机构的截面图。[图6]是超微细流体喷射的装置构成图。[图7]是模式性地示出实施例中使用的金属材料的样品(待处理膜)的描绘图案的平面图。[图8]是示出实施例1中制作的金属材料的经处理的膜(烧结膜)的扫描离子显微镜照片的图代用照片。[图9]是示出实施例3中制作的金属材料的经处理的膜(烧结膜)的扫描离子显微镜照片的图代用照片。[图10]是专利文献4中公开的图1(相图)。[图11]是示出比较例中制作的金属材料的经处理的膜的扫描离子显微镜照片的图代用照片。具体实施方式以下，关于本专利技术的金属材料的处理装置，基于实施例详细地说明，但本专利技术不解释为限定于此。[处理装置]图1是示出本专利技术的优选实施方式的金属材料的处理装置的全体的装置说明图。本实施方式的装置具有密闭容器1。构成密闭容器的材料和材质没有特别限制，通常，采用不锈钢等金属。作为形态，期望为箱状容器且能够将内部抽真空的结构。密闭容器1、氧泵2和循环装置3之间通过配管8a、8b、8c连接，形成气体的循环通路8。从密闭容器1排出的气体通过氧泵2而除去氧，例如成为保持10-27气压以下的氧分压的极低氧状态。关于氧泵和由此的氧的除去机构，如后所述。在本说明书中，氧分压只要没有特别说明，通过加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属材料的处理装置，其具有：内部收纳样品的密闭容器，从由该密闭容器排出的气体抽出氧分子的氧泵，将该气体返回该密闭容器中的循环装置，和处于该密闭容器内、将从该循环装置返回的该气体进行等离子体化，照射该样品的等离子体化装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.13 JP 2014-1650321.金属材料的处理装置，其具有：内部收纳样品的密闭容器，从由该密闭容器排出的气体抽出氧分子的氧泵，将该气体返回该密闭容器中的循环装置，和处于该密闭容器内、将从该循环装置返回的该气体进行等离子体化，照射该样品的等离子体化装置。2.金属材料的处理装置，其具有：内部收纳样品的密闭容器，从由该密闭容器排出的气体抽出氧分子的氧泵，将该气体返回该密闭容器中的循环装置，将从该循环装置返回的该气体加热的加热器，和处于该密闭容器内、将从该循环装置返回的该气体进行等离子体化，照射该样品的等离子体化装置。3.权利要求1或2所述的装置，其中，在上述密闭容器内具有用于保持上述样品的样品台。4.权利要求3所述的装置，其中，上述样品台具备加热样品的加热器。5.权利要求1～4任一项所述的装置，其中，上述循环装置将从上述密闭容器排出的气体加压而返回到该...

【专利技术属性】
技术研发人员：白川直树，村田和广，
申请(专利权)人：独立行政法人产业技术综合研究所，
类型：发明
国别省市：日本,JP