本发明专利技术提供在低温短时间烧结下烧结、与基板的密合性良好且低电阻的银导电性膜和布线的制作可以实现的银纳米粒子组合物及使用其的物品。本发明专利技术提供一种银纳米粒子组合物，其特征为溶剂的主成分是水，组合物的pH在5.3～8.0的范围内，该组合物中所含的银纳米粒子由有机酸或其衍生物保护，该有机酸或其衍生物的含量相对于银在2～20质量％的范围内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对基材的密合性优良且可在低温下、短时间内形成金属膜或导电电路的银纳米粒子的组合物。
技术介绍
作为常用于电气制品的印刷基板的主要的布线法，有对铝或铜等金属箔进行蚀刻的方法。根据该现有的方法，会发生很多因蚀刻而引起的被除去部分的原材料的损失，因此从原材料的有效利用的观点来看，并不理想。而且，该方法由于会产生因蚀刻而引起的废液等，因此对环境的负荷也不小。近年来，逐渐盛行研讨从节省资源化、环境应对策略的观点出发，利用其它技术形成布线。这些研讨的新布线形成技术中，应用现有的印刷技术、形成布线和导电膜的“印刷电子”可大量且容易地获得所希望的产品而值得期待，因此特别受到关注。作为印刷电子的用途而受到关注的是，对印刷CPU、印刷照明、印刷标签、全印刷显示器、传感器、印刷布线板、有机太阳能电池、电子书、纳米压印LED、液晶*PDP平板、印刷储存器和RF-ID进行了研讨，其应用范围非常广泛。这种印刷电子的成功与否，受表现出导电性的金属成分的影响很大。因此，为了进一步促进印刷电子技术，从作为导电性粒子的金属粒子、特别是从对印刷法期待较大的精细布线领域和低温烧结性之类的观点出发，正广泛进行着关于具有纳米级别的粒径的金属纳米粒子的研讨(例如，参考专利文献1、2等)。众所周知的是，金属具有在呈纳米级别的尺寸时，与块状状态下的物性有很大不同的性质。该纳米级别的粒子的活性非常高，因此该状态下的粒子将变得不稳定。于是，通常纳米粒子以表面形成有主要由表面活性剂等有机物形成的被覆层的状态提供，作为组合物以使由表面活性剂被覆的金属粒子分散于主要为有机溶剂中的方式提供。如上所述的金属粒子是，粒子表面被表面活性剂等有机物被覆，以避免粒子之间的烧结或凝集。通过使用长链的表面活性剂，可以避免粒子之间的烧结或凝集、确保液中的粒子的独立性和保持稳定性。但是，即使将金属制成纳米级别，只要是构成外周的表面活性剂由高分子量的化合物构成，则在制成金属膜时，仍需要在高温下进行30分钟至1小时左右这样的长时间的处理，以用于除去或分解粒子表面的表面活性剂。该情况会使得对廉价、 耐热差的布线基板的利用变得困难，所以很有可能导致利用金属纳米粒子的用途的可能性变小。此外，从节省能源的观点来看，也不适合。还有，金属纳米粒子多分散于癸烷或萜品醇等有机溶剂中。将该有机溶剂废弃时如果不注意还将会成为导致环境污染的原因。此外，该蒸发的有机成分容易扩散，因此在进行大量处理时，还将需要设置局部排气装置等。当然，有时还会损坏身体。因此，无论是从环境方面还是从操作方面，都希望使用不以有机溶剂为主成分的分散介质。此外，金属纳米粒子的金属种类在其用途为导电材料时，从金属固有的电阻低、耐氧化性高、熔点低烧结容易和生金价格方面考虑，银最为合适。基于以上事实，本申请的专利技术人开发了具有低温烧结性、且短时间内能够形成金属膜的金属纳米粒子的技术，并在之前的申请中揭示了其内容(参考专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2005-200604号公报专利文献2 日本专利特开2005-310703号公报专利文献3 国际专利公报W02008/048316号文本
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术人利用专利文献3揭示的银纳米粒子组合物，显示出即使在低温下进行短时间的处理也可获得低电阻、膜密合性良好的导电膜。具体而言，在实验室内使用简易印刷机将组合物涂布于基材，使用干燥机等进行140°C以上30秒以上的热处理时，示出了良好的导电性。但是，采用实际工业上通常使用的卷对卷(Roll-to-roll)连续印刷，并采用PET 薄膜或纸等低价且低耐热性基板。进行印刷和热处理时，要求印刷速度在30m/分钟以上。 在这样的高速处理时，假定即使将印刷机附带的热处理炉内部设定在140°C，基材本身也将会在被加热至该温度之前被从热处理炉送出。此外，如果将设定温度设在高温度，则存在银纳米粒子组合物未烧成之前，基材就因受热而变形或烤焦等问题。其结果为，热处理工序中未使其充分烧结，而无法得到良好的导电性。所以，需要开发一种即使在低温下且短时间内进行处理，也可获得良好的电阻的组合物。本专利技术鉴于上述课题，以提供一种在更加低温、短时间内也能得到良好的电阻和良好的密合性的银纳米粒子组合物为目的。此外，本专利技术的其它的目的是提供使用上述银纳米粒子组合物而形成的银薄膜、 布线及使用它们的RF-ID天线、RF-ID天线插入物、EMI屏蔽罩、电子电路。解决课题所采用的手段上述课题可采用以下所述的构成来解决。第1本专利技术是使用一种银纳米粒子组合物，其特征为，溶剂的主成分是水，组合物的PH在5. 3 8. 0的范围内，该组合物中所含的银纳米粒子由有机酸或其衍生物保护，该有机酸或其衍生物的含量相对于银在2 20质量％的范围内。下面，对于其它的本专利技术的特征进行说明。第2本专利技术是使用第1本专利技术所述的银纳米粒子组合物，其特征在于，银纳米粒子的含量相对于组合物总量在15 75质量％的范围内。第3本专利技术是使用第1本专利技术或第2本专利技术所述的银纳米粒子组合物，其特征在于，组合物中的氨成分的存在量相对于组合物为大于0. 1质量％。第4本专利技术是使用第1本专利技术至第3本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物， 其特征在于，组合物中的硝酸成分的存在量相对于组合物为大于0. 1质量％。第5本专利技术是使用第1本专利技术至第4本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物，其特征在于，利用透射型电子显微镜测得的银纳米粒子的一次粒径在IOOnm以下。第6本专利技术是使用第1本专利技术至第5本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物， 其特征在于，含有使具有乙烯基的单体聚合而得的聚合物。第7本专利技术是使用第1本专利技术至第6本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物， 其特征在于，有机酸或其衍生物为碳数5 8的羧酸或其衍生物。第8本专利技术是使用第1本专利技术至第7本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物， 其特征在于，有机酸或其衍生物为庚酸及其衍生物。第9本专利技术是使用第6本专利技术至第8本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物， 其特征在于，使具有乙烯基的单体聚合而得的聚合物含有氯乙烯均聚物、氯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯共聚物中的至少任意一种以上。第10本专利技术是使用第1本专利技术至第9本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物， 其特征在于，含有特征在于玻璃化温度(Tg)为0°C以上100°C以下的聚合物。第11本专利技术是使用第1本专利技术至第10本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物，其特征在于，含有具有OH基、聚氧乙烯二醇基、聚乙二醇基的至少任意一种以上的基团的水分散性聚合物。第12本专利技术是使用第11本专利技术所述的银纳米粒子组合物，其特征在于，含有具有氨基甲酸酯键的聚合物。第13本专利技术是使用第1本专利技术至第12本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物，其特征在于，将第1本专利技术至第11本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物涂布于基材后，在大气中于60°C进行15秒热处理后的银薄膜的表面电阻率在100 Ω / □以下。第14本专利技术是使用采用第1本专利技术至第13本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物而形成的银薄膜及银布线。第15本专利技术是，使用RF-ID天线，通过烧成将通过将第1本专利技术至第13本专利技术中任一项所述的银纳米粒子组合物涂布于基材而形本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：格雷戈里·A·雅布隆斯基，迈克尔·A·马斯特罗彼得罗，佐藤王高，三好宏昌，藤田英史，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，珀凯姆联合有限公司，
类型：发明
国别省市：
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