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导电性金属糊用金属微粒子以及导电性金属糊和金属膜

摘要

本发明为导电性金属糊用金属微粒子以及导电性金属糊和金属膜。提供一种能够在低温下且短时间内烧成、而且与基材的密合性优异的金属微粒子。该金属微粒子是金属微粒子的表面被保护剂被覆的导电性金属糊用金属微粒子,通过来自于外部的热源进行烧成时,外部热源温度在200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的金属微粒子产生500J以上的热量。

著录项

  • 公开/公告号CN102214495A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2011-10-12

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 日立电线株式会社;

    申请/专利号CN201110054164.9

  • 发明设计人 石川大;阿部富也;

    申请日2011-03-04

  • 分类号H01B1/02;H01B5/14;B22F1/02;C23C24/00;

  • 代理机构北京银龙知识产权代理有限公司;

  • 代理人钟晶

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-12-18 03:21:45

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-06-17

    授权

    授权

  • 2014-03-26

    专利申请权的转移 IPC(主分类):H01B1/02 变更前: 变更后: 登记生效日:20140306 申请日:20110304

    专利申请权、专利权的转移

  • 2013-03-13

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01B1/02 申请日:20110304

    实质审查的生效

  • 2011-10-12

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路形成和软焊料材料用、镀覆材料用、电线防护层形成中使用的、导电性金属糊用金属微粒子以及导电性金属糊和金属膜。

背景技术

众所周知,金属微粒子是指,意味着粒径在1~100nm左右的金属粒子,对于该金属微粒子而言,随着表面积相对于粒子体积的急速增加,将会产生熔点下降的现象(以下称作熔点下降现象)。因此,金属微粒子在比块体金属的熔点低的温度下,在粒子界面处会产生扩散,通过进行融合,形成金属结合(例如,参照非专利文献1)。

金属微粒子其单体是非常不稳定的,即使在室温附近,也会进行粒子彼此的凝集或粒子的融合。因此,需要用对于金属微粒子的表面表现出吸附性的、被称为保护剂的有机物,覆盖金属微粒子的表面,来抑制金属微粒子的凝集或融合。用保护剂被覆了表面的导电性金属糊用金属微粒子和溶剂组合物构成的糊状组合物作为导电性金属糊的情况下,利用金属微粒子的熔点下降现象能够在低温下烧结,并且能够形成显示出导电性的金属膜。但是,把导电性金属糊烧结之后的金属膜,通常存在对基材的密合性低这样的问题。该密合性根据基材的种类而发生如下的变化。

在基材是金属的情况下,在烧结后的金属膜和基材金属的界面处,有时还会形成金属结合或者合金层,密合性的问题会得到一些改进。但是,没有形成金属结合或者合金层时,则密合性比通过由蒸镀法和镀覆法等形成的金属膜差,在很多情况下不能满足实际使用时所必须的膜密合性。

另外,在基材为陶瓷的情况下,在金属膜与陶瓷的界面处,通过形成被称为金属陶瓷(cermet)层的金属与陶瓷的固溶层,也会取得密合性。但是,对于没有形成金属陶瓷层的金属和陶瓷的组合,密合性依然较低。

在基材为高分子的情况下,烧结后的金属膜和基材的界面只是不同种物质进行物理接触,几乎没有得到密合性。

为了解决这些密合性问题,存在以下所列举的现有技术。作为现有技术的方法,大致分为改善了导电性金属糊自身的方法以及改善了基材侧的方法。

作为改善了导电性金属糊的方法有如下方法:在导电性金属糊中微量地添加与基材具有密合性这样的新的另外的金属微粒子、陶瓷粒子、粘合剂树脂等化合物(以下称为现有技术1)。

作为改善了基材侧的方法有如下方法:在涂布有导电性金属糊的基材上,使用另外的金属糊、陶瓷糊、有机糊等,预先形成具有密合性的基体层(以下称为现有技术2)。另外,还有改变基材表面的性状的方法,通过化学上的处理来实施表面改性的方法,通过大气压等离子体法等使基材表面进行物理上地粗糙化来得到锚固效果的方法(以下称为现有技术3)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:金属纳米粒子糊的喷墨微细配线(金属ナノ粒子ペ一ストのインクジエツト微細配線)CMC出版2006年

发明内容

发明要解决的课题

现有技术1中的问题在于,未必能够得到充分的高导电性。其原因在于,在陶瓷粒子和粘合剂存在的情况下,金属微粒子彼此之间的熔合被阻碍,烧成后在金属膜中还会残存陶瓷粒子和粘合剂。由于不参与烧结的陶瓷粒子和粘合剂存在于金属微粒子的周围,所以金属微粒子彼此进行接触的概率降低,其结果是,金属微粒子的熔合被阻碍。陶瓷粒子和粘合剂由于它们自身为绝缘体,所以残存在金属膜中而导致金属膜的导电性的降低。也就是说,为了提高与基材的密合性,而在导电性金属糊内添加一些化合物这样的上述方法,会产生导电性降低这样的新的问题。

现有技术2中的问题在于,扩大成本,而且导致生产率的降低。其原因有以下的两点。第一,由于为了形成基体层要增加新的材料,会使原料费增多。第二,增加了用于形成基体层的工序,制造速度降低。另外,由于基材所要求的成本、特性、结构等的条件的制约,有不能够使用形成基体层的方法本身的情况。

现有技术3中的问题在于,扩大成本,而且使用受到限制。成本扩大的理由是,为了实施用于使表面改性的新的化学上、物理上的处理,而增加使用的药液或者装置。所谓使用受到限制是指,由于在基材侧所要求的特性的原因,有不能够进行表面改性处理的情况。另外,如果是金属膜与基材的亲和性非常低的组合,那么表面改性处理有可能不能解决密合性的问题。

本发明是鉴于这些现有的问题而完成的,目的在于提供一种能够在低温下并且在短时间内烧成,而且与基材的密合性优异的导电性金属糊用金属微粒子以及导电性金属糊和金属膜。

解决课题的手段

本发明是为了实现上述目的而创造的发明,权利要求1的发明是一种导电性金属糊用金属微粒子,其是金属微粒子的表面被保护剂被覆的导电性金属糊用金属微粒子,通过来自于外部的热源进行烧成时,外部热源温度在200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的所述金属微粒子产生500J以上的热量。

权利要求2的发明是根据权利要求1的所述的导电性金属糊用金属微粒子,所述保护剂选自由二丙胺、二丁胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、丁基硫醇、戊基硫醇、己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇、十二烷基硫醇组成的组中的至少一种以上。

权利要求3的发明是根据权利要求1或2所述的导电性金属糊用金属微粒子,相对于所述金属微粒子的质量,所述保护剂的含量在0.1~20质量%的范围内。

权利要求4的发明是一种导电性金属糊,含有权利要求1~3中任意一项所述的导电性金属糊用金属微粒子、以及溶剂组合物而成。

权利要求5项发明是一种金属膜,是通过权利要求4所述的导电性金属糊而形成的。

发明的效果

根据本发明,能够提供一种可以在低温下并且在短时间内烧成、而且与基材的密合性优异的导电性金属糊用金属微粒子以及导电性金属糊和金属膜。

附图说明

图1是表示实施例1中Ag微粒子的粉末的X射线衍射测定结果的图。

图2是实施例1中Ag微粒子的FE-SEM照片。

图3是表示实施例1中Ag微粒子的差示扫描量热法测定的结果的图。

具体实施方式

下面说明本发明的优选的实施方式。

本发明者们发现了以下新颖的事实,即,在一定的烧成温度范围内,金属微粒子的发热量(J/g)为500以上时,由含有该金属微粒子而成的导电性金属糊所形成的金属膜与基材的密合性,比现有的导电性金属糊要高,进一步进行深入研究,完成了以下的发明。

在本发明中的金属微粒子的发热量,优选在外部加热温度为200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的金属微粒子的发热量为500J以上。在使用金属微粒子作为导电性金属糊的情况下,对于实用上超过300℃的温度,虽然根据基材的种类和性质而有所差异,但是基材的材质会因高温而有软化或者产生化学变化的危险。因此,希望金属微粒子在300℃以下的温度范围内发热、烧结。在金属微粒子的发热量不到500J的情况下,作为导电性金属糊时,有不能得到充分的密合性的危险。

相对于导电性金属糊的全部质量,导电性金属糊内的金属微粒子的含量优选在5~90质量%的范围内。如果金属微粒子的含量大于90质量%,那么导电性金属糊的粘度会变得非常高,有对涂布性带来影响的危险。另一方面,对于金属微粒子为不到5质量%的含量,金属微粒子的发热量小,而且在烧成导电性金属糊时,由于有可能难以得到破裂和空孔少的平滑的金属膜,所以不优选。关于含量,虽然能够根据目标的金属膜厚度和糊的粘度而进行适当的调节,但是更加优选的是30~80质量%的范围,在该范围内,容易得到随着烧成时的溶剂组合物和保护剂的除去而产生的体积收缩少、并且平滑的金属膜。

在本发明中所使用的金属微粒子的种类,可以更加具体地选择下面金属中的至少一种以上的金属:Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir、Al、Zn、Sn、Co、Ni、Fe、In、Mg、W、Ti、Ta、Mn;也可以使用多种以上组合的金属微粒子或者合金的金属微粒子。

金属微粒子的平均粒径可以从1nm~1000nm的范围内进行选择,但是更加希望优选在1nm~100nm的范围内。对于粒径为100nm以下,金属微粒子的熔点下降现象变得特别显著,作为导电性金属糊变得在低温下容易烧成。另一方面,如果粒径超过1000nm,那么熔点是与块体金属相同的值,虽然产生一定程度的凝集和烧结,但是从原理上来说在低温下的烧成会变得困难,所以不优选。另外,关于金属微粒子的形状,并没有特别的限制,可以为球状、柱状、它们以外的形状。考虑到先前所述的熔点下降现象,无论是什么样形状的金属粒子,更优选其最大直径在不超过1000nm的范围内。

通常认为,本发明中的导电性金属糊中的金属微粒子的发热现象,在微观上按照下面的方式进行。导电性金属糊用金属微粒子的发热,是由吸附于金属微粒子表面的保护剂的燃烧热所引起的,如果产生保护剂的燃烧热,那么金属微粒子表面的氛围气温度会成为比外部热源所设定的温度还高的高温,金属微粒子特有的熔点下降现象也会起作用,金属微粒子彼此急速地融合在一起。不仅金属微粒子单体,而且在混合有溶剂组合物的导电性金属糊中,也确认出该发热现象。导电性金属糊的密合性提高的效果,说明如下。在烧成导电性金属糊时,在一定的温度下引起了金属微粒子表面的保护剂的燃烧,此时所产生的热具有把金属微粒子扩散至基材中的效果,进一步地,如果是熔点比较低的基材,那么还具有熔融基材表面的效果。由此,金属微粒子变得容易与基材形成粘接层。所形成的粘接层根据基材的种类而有所不同,如果基材为金属,那么形成金属结合层、合金层等;如果基材为陶瓷层,那么形成金属陶瓷层;如果基材为高分子,那么形成具有锚固效果的层,即,金属膜嵌入到高分子表面内;无论在哪种情况下,通过层的形成都会提高金属膜与基材之间的密合性。导电性金属糊的高温,由于促进包含在导电性金属糊内的另外的保护剂、溶剂、添加剂等的蒸发或者分解,所以能够在比较低的温度下、短时间内得到在金属膜中并没有残留有机物的导电性优异的金属膜。

作为覆盖金属微粒子表面的保护剂,可以使用对金属微粒子能够配位吸附的化合物。特别是具有含有氮或者硫或者氧等具有非共有电子对的原子的化合物,能够利用非共有电子对进行对金属表面的配位吸附。作为含有氮、硫、氧的官能团,氨基(-NH2)、硫醇基(-SH)、羧基(-COOH)等是其例子。

具有作为本发明中的金属微粒子表面的保护剂的功能的、并且在烧成金属微粒子时容易产生大的燃烧热的化合物,可以举出:二丙胺、二丁胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、丁基硫醇、戊基硫醇、己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇、十二烷基硫醇等,可以适当地使用。所述的保护剂,在金属微粒子的制造阶段或者表面改性阶段添加,能够使其吸附在金属微粒子表面。

选自所述组中的保护剂的含量,相对于金属微粒子的质量,优选为0.1~20质量%的范围。保护剂的含量相对于金属微粒子的质量不到0.1质量%时,即使燃烧保护剂,由于含量少,所以导电性金属糊全体不能够成为充分的高温氛围气,其结果是,金属膜和基材之间的密合性也会较低。另一方面,保护剂的含量相对于金属微粒子的质量比20质量%过量时,伴随着保护剂的燃烧的发热就会过分激烈,容易产生所形成的金属膜的破裂和空孔,其结果是,导电性降低,进而不表现出与基材的密合性的危险高。

被覆金属微粒子的保护剂的纯度,优选为99%以上。在纯度不到99%时,由杂质的影响有弱化保护剂的燃烧热的危险。另外,由杂质的存在而阻碍金属微粒子的熔合的可能性高,其结果是,金属膜的导电性也会变低,所以不是优选的。

作为本发明中的金属微粒子表面的保护剂,还可以利用如下所示的化合物。作为具有胺基的胺化合物,有例如:丁胺、戊胺、己胺、环己胺、辛胺、十二胺、硬脂胺、油胺、苄铵、二戊胺、二己胺、双(2-乙基己基)胺、二环己胺、二辛胺、二月桂胺、二硬脂胺、二油胺、二苄铵、硬脂基单乙醇胺、癸基单乙醇胺、己基单丙醇胺、苄基单乙醇胺、苯基单乙醇胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三环己胺、三辛胺、三月桂胺、三硬脂胺、三油胺、三苄胺、二油基一乙醇胺、二月桂基单丙醇胺、二辛基单乙醇胺、二己基单丙醇胺、二丁基单丙醇胺、油基二乙醇胺、硬脂基二丙醇胺、月桂基二乙醇胺、辛基二丙醇胺、丁基二乙醇胺、苄基二乙醇胺、苯基二乙醇胺、甲苯基二丙醇胺、二甲苯基二乙醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺等。

作为具有硫醇基的硫醇化合物,例如有:丙基硫醇、环己基硫醇、苯硫酚、4-氯苯硫酚、2-苯胺硫醇、1,2-乙二硫醇、2,2’-氧二乙硫醇(2,2’-oxydiethanethiol)、2,2’-硫二乙硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,5-戊二硫醇、1,6-己二硫醇、1,9-壬二硫醇、季戊四硫醇、1,4-环己二硫醇、1,4-苯二硫醇、2,4-甲苯二硫醇、α,α’-邻苯二甲基二硫醇、α,α’-间苯二甲基二硫醇、α,α’-对苯二甲基二硫醇、1,2,6-己三硫醇等。

作为具有羧基的羰基化合物,例如有:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、庚酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、十八烷酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、富马酸、马来酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、二苯基醚-4,4’-二羧酸、丁烷-1,2,4-三羧酸、环己烷-1,2,3-三羧酸、苯-1,2,4-三羧酸、萘-1,2,4-三羧酸、丁烷-1,2,3,4-四羧酸、环丁烷-1,2,3,4-四羧酸、苯-1,2,4,5-四羧酸、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸以及3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸等。

所述的组的保护剂,可以与前面列举的、二丙胺、二丁胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、丁基硫醇、戊基硫醇、己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、癸基硫醇、十一烷基硫醇、十二烷基硫醇等保护剂适宜地组合而使用,而且,优选其添加量的比例,相对于前面列举的保护剂的比例为50质量%以下。尽管取决于组合的方式,但是如果超过50质量%的比例时,有变得难以得到充分的燃烧热的可能性。

作为在本发明中能够利用的溶剂的种类,可以从水、醇类、醛类、胺类、硫醇类、单糖类、多糖类、直链的烃类、脂肪酸类、芳香族类组成的组中选择。在所述的组中,优先选择与覆盖金属微粒子的保护剂有亲和性的溶剂。相对于金属微粒子、由非共有电子对而吸附的保护剂,通过与吸附关关的原子以外的结构的作用,而分散在溶剂中。因此,在与吸附关关的原子以外的结构为疏水性时,易于分散到有机溶剂、非极性溶剂中。考虑到这些,可以选择适当的溶剂。另外,如果是与保护剂的亲和性过分高的溶剂,那么吸附于金属微粒子的表面的保护剂有时会溶解到溶剂中,其结果是,金属微粒子和溶剂产生分离,因此不优选。另外,对于保护剂和溶剂显示出化学反应而分别变化成另外的化合物这样的组合,由于也会成为金属微粒子凝集的原因,因此应该避免使用。

保护剂的燃烧所产生的热量,由于被导电性金属糊中的溶剂组合物吸收了很多,因此如果在保护剂燃烧时过剩地存在溶剂组合物,那么金属微粒子所接受的热的比例就会变小,有向基材不进行扩散而密合性变贫乏的危险。因此,对于溶剂而言,优选在金属微粒子发热的时候,大部分的溶剂挥发或者蒸发。考虑到金属微粒子在200℃~300℃的温度范围内发热,优选溶剂的沸点比发热为显著的温度低、或者在金属微粒子的发热为显著的温度下、大部分的溶剂挥发。另外,可以考虑与基材的亲和性和所要求的粘度等,来选择溶剂。如果还考虑在室温附近的处理,那么适用沸点在100℃~300℃范围的低极性溶剂或者非极性溶剂。

另外,为了调节导电性金属糊的成型性、粘度等,也可以在溶剂中微量添加蜡和树脂作为添加剂。通过控制添加剂的种类和量,虽然可以提高导电性金属糊的成型性,调节粘度为适宜,但是通常情况下这些添加剂的蒸发温度和分解温度高,如果大量地添加,有即使是由发热的效果也不能除去的危险,因此过量添加是不优选的。

如上所说明的那样,对于含有在由来自于外部的热源而进行烧成时,外部热源温度在200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的金属微粒子产生500J以上的热量的本发明的导电性金属糊用金属微粒子的导电性金属糊而言,通过发热的效果可以把金属微粒子扩散至基材之中,其结果是,可以提高金属膜与基材之间的密合性。另外,由该发热可以促进金属微粒子彼此的熔合速度,还能够在短时间内烧成。另外,由于该导电性金属糊的密合力是以导电性金属糊自身的本身发热为特征的密合力,不需要在导电性金属糊中加入其它的添加剂,所以不会有损害金属膜的导电性的危险,另外,由于也可以省略将基材侧进行改善的必要,所以与现有技术相比,降低了制造成本,进一步提高了生产效率。

另外,本发明并不限于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,还可以有各种变化。

实施例

下面举出具体例,使用表1,2更加具体的说明本发明。

表1

表2

各实施例、各比较例中的各种物性的测定按照如下的方式进行。

(1)定性分析

对于金属微粒子的相鉴定而言,使用粉末X射线衍射装置“RINT 2000”(日本理学株式会社(Rigaku Corporation)制)。

(2)金属微粒子的平均粒径

对于粒子观察使用FE-SEM(日立制S-5000)。

(3)金属微粒子的发热行为

使用差示扫描量热仪“Q 200”(TA Instrument日本株式会社制),测定金属微粒子的发热量。

(4)金属膜的膜厚以及体积电阻率(膜电阻率)

对于膜厚测定使用FE-SEM测定。金属膜的电阻率使用4探针电阻测定装置。

(5)金属膜的密合性

通过带剥离试验(带试验)以及微划痕实验,来评价金属膜的密合性。另外,在带试验中表中的记号的定义如下。金属膜没有剥离的情况为○,金属膜有部分剥离的情况为△,金属膜完全剥离的情况为×。

实施例1

进行大约吸附有15质量%的三乙胺的、粒径为9nm的Ag微粒子的合成。进行微粒子的粉末X射线衍射测定的结果为,得到了显示有如图1所示的金属Ag的fcc结构的衍射峰,确认出微粒子为金属Ag。从图2所示的FE-SEM观察结果确认该Ag微粒子的粒径。Ag微粒子的DSC测定结果是,得到了图3所示的结果,在DSC的加热氛围气温度为200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的Ag微粒子,确认出2000J以上的发热。把Ag微粒子分散于甲苯溶剂中,使金属含量为65质量%,来制作导电性金属糊。对于用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),通过旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.27μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是6μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Ag膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为31mN。

实施例2

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布实施例1中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.27μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是6μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Ag膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为27mN。

实施例3

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布实施例1中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.27μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是6μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Ag膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为20mN。

实施例4

把吸附有7.2质量%的三乙胺和0.8质量%的十二胺的、粒径为9nm的Ag微粒子分散于甲苯中,制作导电性金属糊。Ag微粒子的DSC测定结果是,在DSC的加热氛围气温度为200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的Ag微粒子,确认出1000J以上的发热。相对于该导电性金属糊全部质量,Ag的含有率约为50质量%。对用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),由旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.25μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是8μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Ag膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为26mN。

实施例5

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布实施例4中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.25μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是8μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Ag膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为24mN。

实施例6

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布实施例4中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.25μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是8μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Ag膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为17mN。

实施例7

把大约吸附有15质量%的辛基硫醇的、粒径为9nm的Au微粒子分散于甲苯中,制作导电性金属糊。Au微粒子的DSC测定结果是,在DSC的加热氛围气温度为200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的Au微粒子,确认出1800J以上的发热。相对于该导电性金属糊全部质量,Au的含有率约为30质量%。对用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),由旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.15μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是8μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为33mN。

实施例8

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布实施例7中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.15μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是8μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为25mN。

实施例9

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布实施例7中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.15μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是8μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为18mN。

实施例10

把吸附有7.2质量%的辛基硫醇和0.8质量%的十二胺的、粒径为9nm的Au微粒子分散于甲苯中,制作导电性金属糊。Au微粒子的DSC测定结果是,在DSC的加热氛围气温度为200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的Au微粒子,确认出500J以上的发热。相对于该导电性金属糊全部质量,Au的含有率约为30质量%。对用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),由旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、270℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.20μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是12μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为20mN。

实施例11

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布实施例10中的导电性金属糊,在电炉中、270℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.20μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是12μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为16mN。

实施例12

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布实施例10中的导电性金属糊,在电炉中、270℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.20μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是12μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为10mN。

实施例13

把大约吸附有15质量%的十二烷基硫醇的、粒径为9nm的Au微粒子分散于甲苯中,制作导电性金属糊。Au微粒子的DSC测定结果是,在DSC的加热氛围气温度为200℃~300℃的范围内,每单位质量(g)的Au微粒子,确认出1500J以上的发热。相对于该导电性金属糊全部质量,Au的含有率约为30质量%。对用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),由旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、300℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.18μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是10μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为33mN。

实施例14

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布实施例13中的导电性金属糊,在电炉中、300℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.18μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是10μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为25mN。

实施例15

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布实施例13中的导电性金属糊,在电炉中、300℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.18μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是10μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是得到了Au膜没有被剥离的结果。微划痕实验的结果是膜密合性为15mN。

比较例1

合成大约吸附有15质量%的十二胺的、粒径为9nm的Ag微粒子。Ag微粒子的200℃~300℃的温度范围内的发热量为400J/g。将Ag微粒子分散于甲苯之中,制作导电性金属糊。相对于该导电性金属糊全部质量,Ag的含有率约为50质量%。对用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),由旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.28μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是24μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是Ag膜的一部分剥离。微划痕实验的结果是膜密合性为7mN。

比较例2

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布比较例1中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.28μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是24μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是Ag膜的全部剥离。微划痕实验的结果是膜密合性为2mN。

比较例3

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布比较例1中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.28μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是24μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是Ag膜的全部剥离。微划痕实验的结果是膜被剥离,不能进行测定。

比较例4

合成大约吸附有8质量%的十二胺的、粒径为9nm的Au微粒子。Au微粒子的200℃~300℃的温度范围内的发热量为220J/g。将Au微粒子分散于甲苯之中,制作导电性金属糊。相对于该导电性金属糊全部质量,Au的含有率约为30质量%。对用1%的稀硫酸溶液洗净了表面的Cu基板(1cm×1cm),由旋涂法涂布导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.23μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是35μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是Au膜的一部分剥离。微划痕实验的结果是膜密合性为5mN。

比较例5

通过旋涂法对玻璃基板(2cm×2cm)涂布比较例4中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.23μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是35μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是Au膜的全部剥离。微划痕实验的结果是膜密合性为1mN。

比较例6

通过旋涂法对聚酰亚胺基板(2cm×2cm)涂布比较例4中的导电性金属糊,在电炉中、250℃烧成30分钟。烧成后的金属膜厚约为0.23μm。进行金属膜的导电率测定时,其结果是35μΩcm。通过带试验进行密合性评价时,其结果是Au膜的全部剥离。微划痕实验的结果是膜被剥离,不能进行测定。

由以上的结果可知,含有由来自于外部的热源烧成时、在外部热源温度为200℃~300℃的温度范围内、每单位质量(g)的金属微粒子产生500J以上热量的导电性金属糊用金属微粒子的导电性金属糊,能够在低温下且短时间内烧成,并且与基材的密合性优异。

另外,在比较例1~6中作为保护剂使用的“十二胺”,如果为单体很难产生燃烧热,但是由于“十二胺”自身有作为保护剂的功能,所以可以与二丙胺、二丁胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、丁基硫醇、戊基硫醇、己基硫醇、庚基硫醇、辛基硫醇、壬基硫醇、庚基硫醇、十一烷基硫醇以及十二烷基硫醇等容易产生燃烧热的化合物组合。

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