金属薄膜制造方法以及金属薄膜技术

提供使用金属微粒子的分散体能够在绝缘基板上获得低体积电阻率的导电层的金属薄膜的形成方法。金属薄膜的制造方法以及由该方法制造的金属薄膜，所述制造方法包括用过热水蒸气对含有金属微粒子分散体的涂膜实施加热处理的工序。上述涂膜优选在绝缘基板上涂布或印刷了金属微粒子分散体的涂膜。上述金属微粒子分散体可以是含有还原剂的金属微粒子分散体。此外，上述过热水蒸气可以是含有醇化合物的过热水蒸气。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由金属微粒子分散体制造导电性优异的低体积电阻率的金属薄膜的方法以及通过该方法制造的金属薄膜。
技术介绍
为了形成导电回路，在筛网印刷和分配器中使用采用了导电粒子的导电性糊。作为使用的导电粒子，为粒径在数μ m以上的薄片状金属粉等，将回路的厚度制成10 μ m以上以确保导电性。导电回路在近年来快速地高密度化。为了能够形成更高密度的回路，人们正在开发更微细的金属微粒子。根据生成的相，微粒子的制造方法分为固相法、气相法和液相法。在固相法的粉碎工序中，粒径以0. ιμπι左右为限。被称为纳米粒子的粒径在数十nm以下的粒子的制造中， 适用积层法(build up process)的气相法和液相法。气相法的例子有利用高温蒸气的冷却的物理冷凝法以及利用气相化学反应的粒子生成法。专利文献1中揭示了通过气相法可以得到粒径为数nm 数十nm的金属微粒子。另一方面，液相法与气相法相比，一般具有如下优点不仅能够低价进行制造，不仅适用于粒子的构成成分单一的情况，也适用于多成分系，能够使制造工序多样化，粒径的控制比较容易，能够简单地进行粒子的表面修饰等，人们研究了种种方法。液相法中，有人提出共沉法、溶胶-凝胶法、凝胶-溶胶法、逆胶束法、热皂卜〃 一法、喷雾热解法等。通过在保护聚合物的存在下、在溶液中还原金属盐的方法以胶态合成金属微粒子。专利文献2中公开了通过液相法获得20 41nm的铜微粒子。专利文献3中公开了通过液相法获得粒径20nm的氧化亚铜微粒子。专利文献4中公开了以多元醇为还原剂在液相中由金属化合物制造金属微粒子的方法。已知通过减少金属微粒子的粒径，可以大幅降低金属微粒子间的烧结温度。例如， 专利文献1中公开了使用分散了粒径IOOnm以下的金属微粒子的分散体配制金属糊、烧结金属糊涂膜形成金属薄膜的方法，通过该方法，可以形成电路和配线。此外，专利文献2、3 中公开了通过在氮气气氛下、300°C或350°C下对铜糊涂膜进行1小时的加热处理可以获得导电性优异的薄膜。但是，纳米粒子所代表的微粒子由于其表面积非常大，非常容易凝集、 难以分散，在实用上确保分散体的保存稳定性非常重要，专利文献1 3中公开的导电糊中这一点也不充分。此外，纳米粒子所代表的微粒子存在其表面活性变高、在表面容易形成氧化物覆膜的问题。金属微粒子的分散性可以通过使粘结剂树脂或分散剂吸附在金属微粒子上得以改善，可望能够防止微粒子的凝集并提高保存稳定性、确保分散体的流动性。但是，金属微粒子越微细化，越需要大量的粘结剂树脂或分散剂，粘结剂树脂或分散剂阻碍金属微粒子的相互接触，有阻碍导电性的提高的倾向。此时，需要通过升华或分解蒸发等除去粘结剂树脂或分散剂的操作。此外，由于烧结容易发生与薄膜或玻璃等基材的粘结性变差的情况。如果金属微粒子表面形成氧化物覆膜，会产生导电性的下降或烧结所必需的温度的上升，在有机物等耐热性比较低的基板上难以形成体积电阻率低的金属薄膜。尤其在铜微粒子中容易引起氧化带来的弊害，在空气中、150°C以上的温度下短时间在微粒子表面形成氧化物覆膜，或者在不足150°C的温度下虽然只是速度变慢但仍然形成氧化物覆膜、引起导电性的降低。因此，存在这样的问题铜微粒子的表面通常形成氧化物覆膜，为了得到低体积电阻率的金属薄膜，需要进行在高温且长时间的惰性气体气氛下的加热处理，难以获得以树脂薄膜等为基板的金属薄膜。此外，即便使用陶瓷等耐热性优异的基板时，也存在生产率变差且能耗大的问题。作为避免金属微粒子表面的氧化物覆膜的影响的对策，专利文献5中，使用含有乙二醇的氧化铜分散体、通过250°C的氢气，得到导电性优异的铜薄膜。但是，在爆发性高的氢气中进行高温处理很难说是一种生产率高的方法。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第2561537号公报专利文献2 日本专利特开2008-31491号公报专利文献3 日本专利特开2006-2^879号公报专利文献4 日本专利特公平4-24402号公报专利文献5 国际公开第2003/051562号
技术实现思路
本专利技术的课题是提供使用金属微粒子的分散体能够在绝缘基板上获得低体积电阻率的导电层的金属薄膜的形成方法。本专利技术优选的实施方式中，也可以将金属氧化物的微粒子或具有金属氧化物覆膜的金属微粒子用作为上述金属微粒子。此外，本专利技术优选的实施方式中，由含有大量树脂粘合剂或分散剂的金属微粒子分散体形成的涂膜也可以获得导电性优异的金属薄膜。进而，本专利技术优选的实施方式中，能够将加热处理温度降到比以往要低，使将树脂薄膜等用作为绝缘基板成为可能。本专利技术人为了解决上述课题进行专心研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术如下(1)金属薄膜的制造方法，包括用过热水蒸气对含有金属微粒子分散体的涂膜实施加热处理的工序。(2)如(1)记载的金属薄膜的制造方法，上述金属微粒子分散体是含有还原剂的金属微粒子分散体。(3)如(1)记载的金属薄膜的制造方法，上述过热水蒸气是含有醇化合物的过热水蒸气。(4)如(1)记载的金属薄膜的制造方法，上述涂膜是涂布或印刷了金属微粒子分散体的涂膜。(5)如(1)记载的金属薄膜的制造方法，上述金属微粒子的平均粒径在500nm以下。(6)如(1)记载的金属薄膜的制造方法，上述金属微粒子由铜、铜氧化物、银、银氧化物中的任意一个以上构成。(7)金属薄膜，由⑴ (6)中任意一种制造方法制得。专利技术的效果本专利技术的金属薄膜的形成方法包括用过热水蒸气对含有金属微粒子分散体的涂膜实施加热处理的工序。通过用过热水蒸气进行热处理，处理气氛变为无氧状态或低氧状态，即使是像铜微粒子这样在空气中容易引起氧化的金属微粒子，也能够通过热处理工序抑制被氧化。结果，不易引起氧化导致的导电性恶化。进而，由于金属的种类或处理条件引起微粒子表面的氧化物层的还原，有时可见导电性的提高。此外，上述涂膜是由于金属微粒子分散体的涂布或印刷而形成的涂膜时，通过使用过热水蒸气，促进金属微粒子吸附的有机物的解吸，结果，有时使金属微粒子之间的接触机会增加，进一步提高导电性。此外，由于过热水蒸气的加热效率比加热空气或加热氮气高，因此有时能够在短时间及/或低温下引起烧结。进而，能够将加热处理温度降得比以往的温度低时，可以将耐热性差的树脂薄膜等用作为绝缘基板。通过这样的效果，由本专利技术的方法形成的金属薄膜变成电阻值低的金属薄膜，能够用于金属/树脂层压体、电镀用导电材料、金属配线材料、导电回路材料等。本专利技术优选的实施方式包括在绝缘基板上形成由含有还原剂的金属微粒子分散体构成的涂膜、进而通过过热水蒸气进行加热处理的工序。通过使用过热水蒸气，有时会促进吸附在金属微粒子上的有机物的解吸，增加金属微粒子之间的接触机会，结果，导电性提高。此外，由于过热水蒸气的加热效率高于加热空气或加热氮气，因此，即使是醇或聚醚等还原力较弱的化合物也能够引起金属微粒子表面的氧化物覆膜还原，有时产生导电性的提高。此外，通过过热水蒸气的热处理，或产生还原剂的分解残渣和未反应物的蒸发挥散，结果，有时会获得导电性的提高。根据本专利技术的金属薄膜的形成方法，通过产生一个或多个上述的这些作用，发挥得到体积电阻率低的金属薄膜、使过热水蒸气处理温度降低、缩短过热水蒸气处理时间的效果中一个或多个。此外，当发挥使过热水蒸气处理温度降低、缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．金属薄膜的制造方法，包括：用过热水蒸气对含有金属微粒子分散体的涂膜实施加热处理的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：八塚刚志，
申请(专利权)人：东洋纺织株式会社，
类型：发明
国别省市：JP