铜银合金的合成方法、导通部的形成方法、铜银合金、以及导通部技术

提供：可以低温且短时间地简单地合成铜银合金的铜银合金的合成方法、及导通部的形成方法、及铜银合金、及导通部。本发明专利技术具备如下工序：墨调制工序，将铜盐颗粒、胺系溶剂、及银盐颗粒混合从而调制铜银墨；涂布工序，将铜银墨涂布于被涂布构件；晶核生成工序，由铜银墨生成晶体粒径为0.2μm以下的铜的晶核及晶体粒径为0.2μm以下的银的晶核中的至少一者；以及，晶核合成工序，合成铜的晶核及前述银的晶核。

Synthesis method of copper silver alloy, formation method of conducting part, copper silver alloy and conducting part

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜银合金的合成方法、导通部的形成方法、铜银合金、以及导通部
本专利技术涉及能够低温且短时间地简单地合成铜银合金的合成方法、及导通部的形成方法、及铜银合金、及导通部。
技术介绍
近年来，可穿戴式设备急速发展。可穿戴式设备被预想为佩戴在身体上使用，要求小型化、薄型化。为了应对该要求，对用于该装置的电子部件也有同样的要求。由于电子部件的小型化、薄型化伴随耐热性的降低，因此提出了能够通过短时间加热、低温接合等简单的工序形成的布线材料。这些布线材料中使用铜墨、银墨、及铜银墨等导电性墨，因此正在研究导电性墨及使用导电性墨的布线形成技术。专利文献1提出了一种电导通部位的制造方法，其能够在以铜作为主要成分的电导通部位的形成中，在可以将树脂用作基材的程度的低温范围内形成电导通部位。作为专利文献1记载的制造方法，公开了于基板上印刷铜墨后，在60～300℃的温度区域内进行10～60分钟的加热处理的工序。另外，专利文献1公开了一种墨组合物，其含有具有还原作用的由羧酸和铜离子形成的铜盐、以还原作用的稳定化为目的的配位性化合物、和以还原作用的促进为目的的金属银、金属羧酸银。具体而言，同文献的实施例7中记载了：调制具有铜盐微粒、六甲基亚胺、及银微粒的墨组合物并将其涂布于基材后，在氮气流通的气氛下，在140℃下对基材进行30分钟加热处理，从而形成导通部位。专利文献2公开了一种为了使印刷于基板上的组合物的图案高效地导电化，而使用包含具有扁平状的形状的氧化金属颗粒、还原剂及粘结剂树脂的组合物，并对组合物照射脉冲光或微波的导电图案形成方法。作为专利文献2记载的导电图案形成方法，公开了将混合有扁平状氧化铜颗粒、还原剂及树脂的糊剂印刷于基板上，并单次照射电压为250V、脉冲宽度为1600微秒、脉冲能量为3.47J/cm2的脉冲波。专利文献3公开了一种不包含铜与银的共晶体的铜银合金的制造方法。详细而言，公开了一种制造方法，其通过将包含铜离子和银离子的流体与包含还原剂的流体混合，从而使粒径为50nm以下且不包含共晶体的铜银合金的颗粒析出。专利文献3并未明确公开对基板形成导通部的方法，但由于使用粒径为50nm以下的铜银合金粉末，因此可以通过低温下的涂布烧成工序而在塑料基板上形成电路。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-147929号专利文献2：日本特开2013-196881号公报专利文献3：国际公开第2013/073241号非专利文献非专利文献1：长崎诚三、平林真编著，“二元合金状态图集”，2013年5月30日，AGNEGijutsuCenterInc.，p.4
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1记载的专利技术中规定了加热处理时间、加热处理温度，但是其以挥发去除配位性化合物并还原铜离子为目的。另外，专利文献1中记载了为了达成该目的，未形成促进铜离子的还原的金属颗粒、金属盐与铜盐的微粒的复合体微粒。因此，专利文献1记载的专利技术中，未采用将两颗粒合金化的方法等复合化方法。此处，专利文献1仅记载了只要在60～300℃的温度区域进行10～60分钟的加热处理，就可以形成由铜形成的电导通构件。即，可以说该加热条件为不会进行铜微粒与银微粒的合金化的条件。因此，通过专利文献1记载的制造方法得到的导通构件由铜形成，从而得到的导通构件有氧化导致电阻率上升的问题。专利文献2记载的专利技术中，若仅着眼于使导电图案形成用组合物导电化的工序则可以说其是高效的，但必须准备扁平状氧化颗粒、还原剂及树脂。专利文献2只公开了扁平状氧化铜颗粒的制造方法，尚不清楚对于其他氧化金属颗粒而言是否也可以以同样的方法得到扁平状的颗粒。在只能得到球状的氧化金属颗粒的情况下，必须通过球磨机等进行扁平化，制造工序会变得复杂。另外，专利文献2中照射脉冲光是以将还原剂和颗粒表面的氧化物一同去除作为目的的。因此，专利文献2公开了可以组合使用合金的金属颗粒，但其原本就并未设想通过脉冲光来形成铜的合金。因此，通过专利文献2记载的制造方法得到的导通构件由于以铜作为主要成分而与专利文献1同样，得到的导通构件存在氧化导致电阻率上升的问题。如上所述，铜容易被氧化，为了进行烧结，需要脉冲光照射、还原真空中、氢气气氛等还原气氛。并且，由于制作的铜布线的宽度微细，因此，氧化在大气中容易进一步推进。另一方面，如专利文献1记载的那样，银墨价格高，有时会因迁移导致布线发生短路。因此，为了解决银及铜的各种问题，专利文献1记载的墨中还考虑了进行铜微粒与银微粒的合金化。但是，虽然会因各颗粒的粒径而异，但在想要形成均匀分散的铜银合金时，如非专利文献1的Ag-Cu二元状态图所明确的那样，需要在1200℃左右的高温下长时间的加热。另外，会成为粗大的晶体粒径，因而无法得到均匀的组织。因此，从合金形成温度及组织这两个观点来看，难以应用于可穿戴式设备。另外，专利文献1记载的专利技术及专利文献2记载的专利技术均以铜的布线形成作为目的，并没有设想到合金化。因此，基于这两个专利技术无法想到形成铜银合金。在如专利文献3那样想要通过还原法形成铜银颗粒时，铜和银由于氧化还原电位的差而难以同时发生还原反应。因此，难以设想会如专利文献3公开的那样仅通过将包含铜离子和银离子的流体、与包含还原剂的流体混合就可以得到铜银合金，为了降低氧化还原电位的差需要花费很多功夫，有工序复杂化的担心。进而，专利文献2及3记载的专利技术中，有使用特殊的还原剂的需要，因此难以降低制造成本。如此，在以往的方法中，难以与可穿戴式设备的急速发展相应地、低温且短时间地简单地合成铜银合金并形成使用其的导通部。因此，本专利技术的课题在于，提供可以低温且短时间地简单地合成铜银合金的铜银合金的合成方法、及导通部的形成方法、及铜银合金、及导通部。用于解决问题的方案本专利技术人等为了避免铜导致的氧化的问题及银导致的迁移的问题，将使用铜银合金作为前提。另外，为了像专利文献3那样不使用还原剂而形成铜银合金，着眼于铜银合金烧结时的行为。本专利技术人等得到了如下见解：生成银和铜的微细的晶核，铜和银以该晶核作为起点扩散生长会形成铜银合金。此处，以往的铜银合金的制作方法中，除了前述的高温熔融方法、液相还原法之外，还有雾化法等。然而，这些的处理温度均为高温，另外，需要复杂的工序。另外，在使用还原剂的方法中存在成本上升等问题。因此，难以应用于耐热性低的挠性基板、部件。本专利技术人等着眼于使银和铜的微细的晶核生成从而合成铜银合金，特意对降低加热温度、且通过短时间的加热来合成的方法进行了研究。首先，作为添加的银微粒，本专利技术人等通过添加银盐而使其在墨中均匀扩散，并基于规定的加热温度及加热时间使金属铜和金属银的微细的晶核生成。但是，仅凭此并不能以专利文献1记载的可应用于可穿戴式设备的条件来对铜和银进行合金化。虽然为了合金化而在低温下进行长时间的加热被认为是有效的，但为了简化制造工序并不期望长时间的加热。即便使用还原法也会为了降低铜和银的氧化还原电位的差而使工序复杂化。因此，在通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜银合金的合成方法，其特征在于，具备如下工序：/n墨调制工序，将铜盐颗粒、胺系溶剂、及银盐颗粒混合从而调制铜银墨；/n涂布工序，将所述铜银墨涂布于被涂布构件；/n晶核生成工序，由所述铜银墨生成晶体粒径为0.2μm以下的铜的晶核及晶体粒径为0.2μm以下的银的晶核中的至少一者；以及，/n晶核合成工序，对所述铜的晶核及所述银的晶核进行合成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170725 JP 2017-1440381.一种铜银合金的合成方法，其特征在于，具备如下工序：
墨调制工序，将铜盐颗粒、胺系溶剂、及银盐颗粒混合从而调制铜银墨；
涂布工序，将所述铜银墨涂布于被涂布构件；
晶核生成工序，由所述铜银墨生成晶体粒径为0.2μm以下的铜的晶核及晶体粒径为0.2μm以下的银的晶核中的至少一者；以及，
晶核合成工序，对所述铜的晶核及所述银的晶核进行合成。


2.根据权利要求1所述的铜银合金的合成方法，其中，在所述晶核生成工序中实施第1加热，所述第1加热以70～300℃将涂布有所述铜银墨的被涂布构件加热1～300分钟。


3.根据权利要求1或2所述的铜银合金的合成方法，其中，在所述晶核合成工序中实施第2加热，所述第2加热以照射时间为1秒以内且能量密度为0.5～5.0J/cm2的脉冲光照射所述铜的晶核及所述银的晶核。


4.根据权利要求1～3中的任一项所述的铜银合金的合成方法，其中，在所述晶核生成工序后且所述晶核合成工序前，将所述被涂布构件冷却至不足60℃的温度区域。


5.根据权利要求1～4中的任一项所述的铜银合金的合成方法，其中，所述铜银墨还含有分散介质。...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒金婷，上岛稔，菅沼克昭，李万里，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP