导电膜形成方法与烧结助剂技术

在使用光烧结的导电膜形成方法中，容易地形成具有低电阻的导电膜。公开的是其中使用光烧结形成导电膜的导电膜形成方法，其包括以下步骤：在基板1上形成由铜颗粒分散体制成的液体膜2，将该液体膜2干燥以形成铜颗粒层3，对该铜颗粒层3施以光烧结以形成导电膜4，将烧结助剂5粘接到该导电膜4上，并对粘接有烧结助剂5的导电膜4进一步施以光烧结。所述烧结助剂5是从金属铜中除去氧化铜的化合物。由此，该烧结助剂5除去了导电膜4中铜颗粒21的表面氧化物膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用光烧结的导电膜形成方法，以及允许在所述导电膜形成方法中进行光烧结的烧结助剂。
技术介绍
迄今为止，存在其中在基板上通过光刻法形成由铜箔组成的电路的印刷电路板。光刻法需要蚀刻铜箔的步骤，处理由蚀刻等产生的废液需要高昂的成本。作为无需蚀刻的技术，以下方法是已知的：其中，使用含有分散在分散载体中的铜颗粒(铜纳米颗粒)的铜颗粒分散体(铜墨水)在基板上形成导电膜(参见例如专利文献1)。根据这种方法，在基板上形成铜颗粒分散体的液体膜，并将该液体膜干燥以形成铜颗粒层。该铜颗粒通过光照经受光烧结，由此形成具有低电阻的导电膜。但是，在上述方法中，光烧结可能不能充分进行，即使光烧结中照射的光能量很大，由此无法形成具有低电阻的导电膜。现有技术文献专利文献1:美国专利申请系列号2008/0286488
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题提出本专利技术以解决上述问题，其目的在于在使用光烧结的导电膜形成方法中容易地形成具有低电阻的导电膜。解决问题的手段本专利技术的导电膜形成方法是其中使用光烧结形成导电膜的方法，其特征在于包括以下步骤：在基板上形成由铜颗粒分散体制成的液体膜，将该液体膜干燥以形成铜颗粒层，对该铜颗粒层施以光烧结以形成导电膜，将烧结助剂粘接到该导电膜上，并对粘接有烧结助剂的导电膜进一步施以光烧结，所述烧结助剂是从金属铜中除去氧化铜的化合物。在该导电膜形成方法中，该烧结助剂优选选自酰胺类、酰亚胺类、酮类、氨基甲酸酯类、硫醚类、羧酸类和磷酸类。在该导电膜形成方法中，该烧结助剂优选选自聚酰胺酸、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、聚酰亚胺膜、聚酰亚胺清漆、聚酰胺酰亚胺、乙酰基丙酮、γ-丁内酯、乙酸、低分子量不饱和聚羧酸聚合物和磷酸酯。在该导电膜形成方法中，该烧结助剂可以选自醇类、糖类、醛类、肼类、醌类、酚类和胺类。在该导电膜形成方法中，该烧结助剂优选选自甲醇、异丙醇、乙二醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、二乙二醇单-2-乙基己基醚、聚乙二醇、L-山梨糖醇、肯特纸(Kent paper)、糠醛、肼、氢醌、羟基丁基茴香醚、羟胺、三乙醇胺和吗啉。在该导电膜形成方法中，在将烧结助剂粘接到导电膜上的步骤中，优选在导电膜上涂覆该烧结助剂。在该导电膜形成方法中，在将烧结助剂粘接到导电膜上的步骤中，该烧结助剂可以通过光照射粘接到该导电膜上。本专利技术的烧结助剂用于上述导电膜形成方法。本专利技术的优点根据本专利技术，由于烧结助剂在将该烧结助剂粘接到导电膜上之后的光烧结中除去了铜颗粒的表面氧化物膜，已经从其上除去表面氧化物膜的铜颗粒进一步烧结，并由此容易地形成具有低电阻的导电膜。附图说明[图1]图1(a)至1(f)是以时间顺序显示通过本专利技术的一个实施方式的导电膜形成方法形成导电膜的横截面示意图。具体实施方式将参照图1(a)至1(f)描述本专利技术的一个实施方式的导电膜形成方法。如图1(a)和1(b)中所示，在基板1上形成由铜颗粒分散体制成的液体膜2。通过将基底材料成型为板形来获得基板1。基底材料的实例包括但不限于玻璃、树脂、陶瓷和硅片等。该铜颗粒分散体是含有分散在其中的铜颗粒21的液体，并包括铜颗粒21、分散载体和分散剂。铜颗粒21是例如，具有1nm或更大且小于100nm的中值粒径的铜纳米颗粒。该分散载体是含有铜颗粒21的液体载体。该分散剂使得铜颗粒21能够分散在该分散载体中。由于颗粒表面被空气中的氧气氧化，铜颗粒21涂布有薄的表面氧化物膜。例如通过印刷法形成液体膜2。在印刷法中，铜颗粒分散体用作印刷墨水，通过印刷设备在基板1上印刷预先确定的图案，并形成具有该图案的液体膜2。接着，将液体膜2干燥。如图1(c)中所示，通过干燥液体膜2以便在基板1上形成由铜颗粒21组成的铜颗粒层3，由此使铜颗粒21保持在基板1上。接着，用光照射铜颗粒层3，铜颗粒层3经历光烧结。如图1(d)中所示，通过光烧结铜颗粒层3形成导电膜4。在室温下在大气空气下进行光烧结。用于光烧结的光源是例如氙灯。激光装置可用作光源。进行该光烧结至以下程度：即使在导电膜上施涂液体，铜颗粒21也不会被洗脱在该液体中。在以下条件下进行此类光烧结：例如，其中照射的光的能量为0.5J/cm2至30J/cm2，照射时间为0.1ms至10ms，并且照射数量为一次。在该光烧结中，导电膜4未能充分经历块化(bulking)，由此该导电膜4的电阻并未变得足够低。其原因被认为是在该导电膜4中存在未充分烧结的铜颗粒21。接着，如图1(e)中所示，将烧结助剂5粘接到导电膜4上。烧结助剂5粘接到导电膜4上还可以通过在导电膜4上涂覆烧结助剂5来实施。该烧结助剂5可以通过经由光照射的焊接或真空沉积粘接到导电膜4上。烧结助剂5是从金属铜中除去氧化铜的化合物。该烧结助剂5可以是例如酰胺类、酰亚胺类、酮类、氨基甲酸酯类、硫醚类、羧酸类或磷酸类。烧结助剂5的实例包括但不限于：酰胺类如聚酰胺酸、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺；酰亚胺类如聚酰亚胺膜、聚酰亚胺清漆和聚酰胺酰亚胺；酮类如乙酰基丙酮和γ-丁内酯；羧酸类如乙酸和低分子量不饱和聚羧酸聚合物；以及磷酸类如磷酸酯。可以认为，此类烧结助剂5通过蚀刻从金属铜中除去氧化铜。该烧结助剂5可以是醇类、糖类、醛类、肼类、醌类、酚类或胺类。烧结助剂5的实例包括但不限于醇类如甲醇、异丙醇、乙二醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、二乙二醇单-2-乙基己基醚和聚乙二醇；糖类如L-山梨糖醇和肯特纸；醛类如糠醛；肼类如肼；醌类如氢醌；酚类如羟基丁基茴香醚；胺类如羟胺、三乙醇胺和吗啉。此类烧结助剂5通过还原氧化铜从金属铜中除去氧化铜。这些烧结助剂5可以单独使用，或者两种或更多种类型的烧结助剂可以适当地混合和使用。接着，将粘接有烧结助剂5的导电膜4进一步施以光烧结。如图1(f)中所示，在该光烧结中，该导电膜4充分经历块化以形成具有低电阻的导电膜6。迄今为止，已经考虑过，通过光烧结中的光能量造成的光还原反应将铜颗粒21的表面氧化物膜还原为铜并随后除去。但是，根据本专利技术的专利技术人进行的试验，即使光烧结中照射的光的能量较大，铜颗粒层可能经受不充分的块化，这取决于铜颗粒分散体。由于照射在铜颗粒层上的过大的光能量可能造成铜颗粒层的破坏，对于光烧结中照射的光能量的量级存在限制。本专利技术的专利技术人考虑了存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电膜形成方法，其中使用光烧结形成导电膜，包括以下步骤：在基板上形成由铜颗粒分散体制成的液体膜，将所述液体膜干燥以形成铜颗粒层，对所述铜颗粒层施以光烧结以形成导电膜，将烧结助剂粘接到所述导电膜，和对粘接有烧结助剂的导电膜进一步施以光烧结，其中所述烧结助剂是从金属铜中除去氧化铜的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.03 JP 2012-1490141.一种导电膜形成方法，其中使用光烧结形成导电膜，包括以下步骤：
在基板上形成由铜颗粒分散体制成的液体膜，
将所述液体膜干燥以形成铜颗粒层，
对所述铜颗粒层施以光烧结以形成导电膜，
将烧结助剂粘接到所述导电膜，和
对粘接有烧结助剂的导电膜进一步施以光烧结，其中
所述烧结助剂是从金属铜中除去氧化铜的化合物。
2.根据权利要求1所述的导电膜形成方法，其中所述烧结助剂选自酰胺
类、酰亚胺类、酮类、氨基甲酸酯类、硫醚类、羧酸类和磷酸类。
3.根据权利要求2所述的导电膜形成方法，其中所述烧结助剂选自聚酰
胺酸、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、聚酰亚胺膜、聚酰
亚胺清漆、聚酰胺酰亚胺、乙酰基丙酮、γ-丁内酯、乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：川户祐一，宫本一诚，前田祐介，工藤富雄，
申请(专利权)人：日本石原化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP