金属微粒子、导电性金属糊以及金属膜制造技术

本发明专利技术提供一种金属微粒子、导电性金属糊以及金属膜，该金属微粒子通过低温且短时间的烧成可以使作为保护剂的胺化合物迅速脱离。所述金属微粒子的表面至少覆盖有1种以上的胺化合物以及1种以上的对所述胺化合物具有烷基化作用的化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属微粒子、导电性金属糊以及金属膜，更具体来说，涉及表面被含有胺化合物的保护剂覆盖的金属微粒子、含有该金属微粒子的导电性金属糊以及使用该导电性金属糊形成的金属膜。
技术介绍
所谓导电性金属糊是指由金属微粒子、覆盖金属微粒子表面的保护剂以及溶剂组合物构成的糊状的组合物，通过烧成会表现出高导电性的材料。众所周知，所谓金属微粒子是指粒径为1 IOOnm左右的微细的金属粒子，由于金属粒子的表面积相对于金属粒子的粒子体积表面积而急剧增加，将会产生熔点下降的现象。因此，金属微粒子在比块状金属的熔点低的温度下在粒子界面发生扩散，通过进行熔合而形成金属键(非专利文献1)。金属微粒子的单体非常不稳定，即使在室温附近也会发生金属微粒子彼此间的凝集或熔合。因此，需要将对于金属微粒子的表面显示出吸附性的有机物(称为保护剂)覆盖金属微粒子的表面，来抑制金属微粒子的凝集和熔合，对于导电性金属糊中使用的金属微粒子，其表面也覆盖有保护剂(非专利文献1)。很多保护剂在其化学结构中具有包括硫原子⑶、氮原子(N)、氧原子(0)等原子的官能团。S、N、0等原子具有非共有电子对，由于该非共用电子对的效果而能对金属进行配位吸附。具体来说，具有硫烃基(-SH)、胺基(-NH)、羧基(-C00H)等官能团的结构的化合物被用作保护剂。由用保护剂覆盖的金属微粒子和溶剂组合物构成的导电性金属糊，利用金属微粒子的熔点下降现象而能够通过低温烧成形成导电膜(金属膜)。但是，存在的问题是，导电膜中容易残存来自保护剂或溶剂组合物的有机物。特别是，如果在金属微粒子表面残存有保护剂则会妨碍金属微粒子的接触和熔合，因此会显著降低金属膜的导电性。通过持续高温下长时间烧成，金属微粒子的保护剂可以脱离或者发生燃烧而从金属膜中放出，一般情况下，通过对导电性金属糊用进行低温短时间烧成来制作金属膜，因此保护剂的残存就成为问题。为了克服该保护剂的残存问题，存在以下举出的现有技术。有一种为了积极地除去保护剂而添加对胺类保护剂具有反应性的酸酐或者有机酸的方法(专利文献1)。另外， 有一种在金属微粒子的合成时，把胺化合物以及羧基化合物两者用作保护剂以覆盖金属微粒子表面的方法(专利文献2、；3)。这些现有技术的设计思想在于，希望通过在烧成时使胺化合物与酸酐、有机酸或者羧基化合物反应生成酰胺等，从而积极地从金属微粒子表面除去保护剂。专利文献1 :W02002-035554号公报专利文献2 日本特开2007-63580号公报专利文献3 日本特开2009_6沈11号公报非专利文献1:金属纳米粒子糊的喷墨微细配线(金属少7粒子《一 7卜Q 4 > 夕”工,卜微細配線)CMC出版2006年
技术实现思路
但是，上述现有技术的问题在于不一定能得到充分的高导电性。其理由是，胺系保护剂和有机酸(包括酸酐和羧基化合物)反应而生成的酰胺化合物(酰胺结构/ 键-C0NH-)没有从金属微粒子表面彻底脱离。由于在酰胺结构中存在具有非共有电子对的N和0，因此一些酰胺化合物以吸附于金属微粒子表面的状态而直接残存下来。也就是说，在上述现有技术的化学反应中，由于保护剂反应时N和0形成具有非共有电子对的化合物，所以从金属微粒子表面除去保护剂成分本质上很困难。本专利技术的目的在于提供通过低温且短时间的烧成可以使作为保护剂的胺化合物迅速脱离的金属微粒子、含有该金属微粒子的导电性金属糊以及利用该导电性金属糊形成的金属膜。本专利技术的第1项专利技术是一种金属微粒子，金属微粒子的表面至少覆盖有1种以上的胺化合物以及1种以上的对所述胺化合物具有烷基化作用的化合物。本专利技术的第2项专利技术是，根据第1项专利技术的金属粒子，其中，所述对所述胺化合物具有烷基化作用的化合物是商代烷化合物。本专利技术的第3项专利技术是，根据第1或第2项专利技术的金属微粒子，其中，所述卤代烷化合物包含以下物质中的至少1种以上碘甲烷、碘乙烷、1-碘丙烷、2-碘丙烷、1-碘丁烷、 1-碘-2-甲基丙烷、1-碘戊烷、1-碘-3-甲基丁烷、1-碘己烷、1-碘庚烷、1-碘辛烷、1-碘壬烷、1-碘癸烷、1-碘十一烷、1-碘十二烷、1-碘十三烷、1-碘十四烷、1-碘十五烷、1-碘十六烷、I"碘十七烷、I"碘十八烷、I"碘十九烷、I"碘二十烷。本专利技术的第4项专利技术是一种导电性金属糊，含有第1 第3项专利技术中任何一项所述的金属微粒子和溶剂组合物。本专利技术的第5项专利技术是一种导电性金属糊，含有第1 第3项专利技术中任何一项所述的金属微粒子、氧化银粒子以及溶剂组合物。本专利技术的第6项专利技术是一种金属膜，由第4或第5项专利技术所述的导电性金属糊形成。根据本专利技术，可以提供通过低温且短时间的烧成而可以使作为保护剂的胺化合物迅速脱离的金属微粒子以及含有该金属微粒子的导电性金属糊。另外，利用本专利技术的导电性金属糊可以形成高导电性的金属膜。具体实施例方式本专利技术者发现，通过使覆盖金属微粒子表面的胺保护剂发生烷基化，可以从金属微粒子表面除去胺保护剂，而且由含有该金属微粒子的导电性金属糊形成的金属膜，与以前的由导电性金属糊形成的金属膜相比，电阻会变低，进而完成了以下的专利技术。下面对本专利技术涉及的金属微粒子、导电性金属糊以及金属膜的一个实施方式进行说明。对于本实施方式的金属微粒子而言，金属微粒子的表面至少覆盖有1种以上的胺4化合物和1种以上的对所述胺化合物显示出烷基化作用的化合物。由于金属微粒子的表面被胺化合物(保护剂)所覆盖的同时，也被对胺化合物显示出烷基化作用的化合物(烷基化剂)所覆盖，因此通过烧成时的加热，胺化合物发生烷基化，从而作为保护剂的胺化合物容易从金属微粒子表面脱离。尤其是，作为对胺化合物显示出烷基化作用的化合物，如果使用卤代烷化合物，那么胺化合物经过烷基化反应最终形成铵盐。由于铵盐的N原子不具有非共有电子对，因此就不必担心形成的铵盐会再次吸附到金属微粒子表面。因此，通过把混合有本实施方式的金属微粒子和溶剂组合物的导电性金属糊在电子基板等对象物上进行涂布等之后进行低温短时间的烧成，能够迅速而且确实地使作为保护剂的胺化合物脱离，与使用以前的导电性金属糊而形成的金属膜相比，能够形成电阻更低的金属膜。本实施方式的金属微粒子和导电性金属糊用于形成电路、软钎料材料、镀敷材料、 形成电线防护层等用途。金属微粒子作为上述金属微粒子的金属种类，可以从411、48、01、？1 (1、诎、1 11、08、11~、41、&1、 Sn、Co、NiJe、In、Mg、W、Ti、Ta、Mn中选择至少一种以上的金属。另外，也可以使用由组合多种金属微粒子构成的金属微粒子或者由合金构成的金属微粒子。金属微粒子的平均粒径可以从Inm IOOOnm的范围内选择，但是更优选在Inm IOOnm的范围内。如果平均粒径在IOOnm以下，那么金属微粒子的熔点下降现象会特别显著，作为导电性金属糊容易在低温下烧成。另一方面，如果平均粒径超过lOOOnm，那么熔点与块状金属同值，虽然会发生一定程度的凝集或者烧成，但是从原理上来说低温下的烧成变得困难，所以不优选。另外关于金属微粒子的形状并没有特别限制，可以是球状、柱状以及这些以外的形状。如果考虑金属微粒子的熔点下降现象，那么无论什么形状的金属微粒子都更加优选其最大直径在不超过IOOOnm的范围内。相对于导电性金属糊本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种金属微粒子，其特征在于，在金属微粒子的表面至少覆盖有１种以上的胺化合物以及１种以上的对所述胺化合物具有烷基化作用的化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石川大，阿部富也，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP