JP2009105040A - Conductive material forming method, conductive material formed using the same, and device with conductive material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銅微粒子分散液を用いた導電材の形成方法、該形成方法により形成された導電材及び該導電材を有する各種デバイスに関する。 The present invention relates to a method for forming a conductive material using a copper fine particle dispersion, a conductive material formed by the forming method, and various devices having the conductive material.
近年、電子機器における微細な配線パターンや微小な導電性部品の形成に、インクジェット法やスクリーン印刷法等、各種印刷方法が用いられている。例えば、特許文献１には、金属ナノ粒子の表面が有機化合物で被覆され、有機溶媒中に安定に分散した金属微粒子分散液を用いて、インクジェットやスクリーン印刷等の手法によって、回路パターンを形成することが提案されている。 In recent years, various printing methods such as an ink jet method and a screen printing method have been used to form fine wiring patterns and fine conductive parts in electronic devices. For example, in Patent Document 1, the surface of metal nanoparticles is coated with an organic compound, and a circuit pattern is formed by a technique such as ink jet or screen printing using a metal fine particle dispersion that is stably dispersed in an organic solvent. It has been proposed.
また、ナノインプリント技術を利用して、微細な配線パターンを形成する方法が提案されている。例えば、特許文献２には、凹凸を含むパターニングが施された樹脂製テンプレートの表面に、導電性粒子を含むペースト（溶媒中に導電性粒子が分散されている液体）を塗布し、当該表面を基板上に押し当てる、すなわちコンタクトプリントを行うことにより基板上に導電材のパターンを形成することが提案されている。 Also, a method for forming a fine wiring pattern using nanoimprint technology has been proposed. For example, in Patent Document 2, a paste containing conductive particles (a liquid in which conductive particles are dispersed in a solvent) is applied to the surface of a resin template subjected to patterning including unevenness, and the surface is applied. It has been proposed to form a conductive material pattern on a substrate by pressing on the substrate, that is, contact printing.
上記の印刷方法及びナノインプリント方法においては、金属ナノ粒子を溶媒中に分散させた金属微粒子分散液を基板へ吐出、塗布、あるいは転写によって付与し、乾燥、焼成することによって微細配線パターンを形成する。このような方法は、現在広く用いられているフォトリソグラフィー技術を利用した導体回路形成方法と比較して、工程の簡略化及びそれに伴う製造コストの低減が可能で、且つ、多品種少量生産に適していることから、新たな回路形成方法としてエレクトロニクス分野を中心に幅広い分野において注目されている。
微細な配線パターン及び微小な導電性部品に使用する金属微粒子としては、金属材料自体が金、銀及びニッケル等に比較して格段に安価であり、且つ、銀を使用するときのようなエレクトロマイグレーションに起因する配線間の短絡を回避する観点から、銅を利用することが望まれる。
しかしながら、銅、銅合金、又は銅化合物の微粒子（以下、単に銅微粒子という）の分散液を使用する場合、酸化雰囲気中で加熱すると銅が酸化して導電性が低下するため、不活性ガス雰囲気あるいは水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で加熱する必要がある。このため、上記特許文献１のように、金属微粒子の分散性を考慮して表面が厚い高分子化合物層で被覆されているような場合には、耐熱性の高い高分子は、酸素の存在しない不活性ガス又は還元性ガス雰囲気中では分解され難く、金属微粒子同士の焼結が阻害されて、最終的に得られる焼結配線の導電性が不十分となってしまう。
As metal fine particles used for fine wiring patterns and fine conductive parts, the metal material itself is much cheaper than gold, silver, nickel, etc., and electromigration like when silver is used From the viewpoint of avoiding a short circuit between wirings caused by the above, it is desired to use copper.
However, when using a dispersion of fine particles of copper, copper alloy, or copper compound (hereinafter simply referred to as copper fine particles), the copper is oxidized and reduced in conductivity when heated in an oxidizing atmosphere, so that the inert gas atmosphere Or it is necessary to heat in reducing gas atmosphere, such as hydrogen gas. For this reason, when the surface is coated with a thick polymer compound layer in consideration of the dispersibility of the metal fine particles as in Patent Document 1, the high heat-resistant polymer is free of oxygen. It is difficult to be decomposed in an inert gas or reducing gas atmosphere, and sintering of metal fine particles is hindered, resulting in insufficient conductivity of the sintered wiring finally obtained.
導電性を向上させるためには、高分子化合物を昇華させるような高温で焼成することが考えられるが、そのような高温で焼成を行う場合、耐熱温度の低いプラスチック基板への応用や、熱による影響を受けやすい有機材料が周囲に存在するデバイスへの応用が困難であり、用途が制限されるという問題がある。 In order to improve the conductivity, it is conceivable that the polymer compound is baked at a high temperature that sublimates the polymer compound. However, when baking at such a high temperature, application to a plastic substrate having a low heat-resistant temperature, or by heat There is a problem that application to a device in which an organic material that is easily affected is present is difficult, and the application is limited.
なお、上記特許文献１では、金属ナノ粒子として銀を用いた場合について、２５０℃以下の焼成温度で回路パターンを形成することが記載されているが、金属ナノ粒子として銅を使用する場合の問題点については何ら考慮されていない。すなわち、銅微粒子を使用する場合には、酸化されにくい銀を使用する場合と異なり、不活性ガス雰囲気あるいは水素ガス等の還元性ガス雰囲気中で加熱する必要があること、それにより銅微粒子を被覆する高分子が低温焼結では分解され難く、焼結配線の導電性が不十分になることについて考慮されてなく、耐熱温度の低いプラスチック基板や有機材料が周囲に存在するデバイスへ適用することはできない。
また、上記特許文献２でも、銀ナノペーストを用いた場合について、２２０℃で焼成して、銀配線パターンを形成することが記載されているが、特許文献１と同様、銅を使用する場合の問題点については何ら考慮されていない。
In addition, in the said patent document 1, about the case where silver is used as a metal nanoparticle, although it describes describing forming a circuit pattern at the baking temperature of 250 degrees C or less, the problem at the time of using copper as a metal nanoparticle No point is taken into consideration. That is, when using copper fine particles, it is necessary to heat in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere such as hydrogen gas unlike when using silver that is not easily oxidized, thereby covering the copper fine particles. It is difficult to decompose the polymer to be sintered at low temperature, and it is not considered that the conductivity of the sintered wiring becomes insufficient, and it can be applied to a plastic substrate with a low heat resistance temperature or a device where organic materials exist around Can not.
Further, in Patent Document 2, it is described that when silver nanopaste is used, it is fired at 220 ° C. to form a silver wiring pattern. No consideration is given to the problem.
本発明の目的は、安価で且つエレクトロマイグレーションの生じない銅を使用して、低温焼成であっても高導電性を有する導電材を形成する方法、該方法により形成された導電材及び該導電材を備えた各種デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to use a cheap copper that does not cause electromigration and to form a conductive material having high conductivity even at low temperature firing, a conductive material formed by the method, and the conductive material It is in providing the various devices provided with.
本発明の第１の態様は、一次粒子の平均粒径が１〜１５０ｎｍの銅微粒子（Ｐ）を、
（ｉ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）５〜９０体積％と、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒（Ｂ）５〜４５体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）５〜９０体積％とを含む分散媒（Ｓ１）、
（ｉｉ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）５〜９５体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）５〜９５体積％とを含む分散媒（Ｓ２）、
（ｉｉｉ）常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）を含む分散媒（Ｓ３）、
（ｉｖ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）２４〜６４体積％と、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒（Ｂ）５〜３９体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）３０〜７０体積％と、アミン系化合物を含む有機溶媒（Ｅ）１〜４０体積％とを含む分散媒（Ｓ４）
（ｖ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）３０〜９４体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）３０〜９４体積％,アミン系化合物を含む有機溶媒（Ｅ）１〜４０ 体積％と、を含む分散媒（Ｓ５）及び、
（ｖｉ）常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）６０〜９９体積％と、アミン系化合物を含む有機溶媒（Ｅ）１〜４０ 体積％と、含む分散媒（Ｓ６）
から選択される分散媒（Ｓ）に分散させて銅微粒子分散液を調整する工程と、
前記銅微粒子分散液を、吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって被塗布体上に付与して、所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を形成する工程と、
前記所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を焼成して焼結導電層を形成する工程
とを有することを特徴とする導電材の形成方法である。
In the first aspect of the present invention, copper fine particles (P) having an average primary particle diameter of 1 to 150 nm are
(I) 5 to 90% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, 5 to 45% by volume of a low boiling point organic solvent (B) having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure, and a boiling point at normal pressure A dispersion medium (S1) containing an organic solvent (C) of 5 to 90% by volume, which exceeds 100 ° C. and comprises alcohol and / or polyhydric alcohol,
(Ii) 5 to 95% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, and 5 to 95% by volume of an organic solvent (C) having a boiling point exceeding 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol. A dispersion medium (S2) containing
(Iii) Dispersion medium (S3) containing an organic solvent (C) whose boiling point at normal pressure exceeds 100 ° C. and comprising alcohol and / or polyhydric alcohol,
(Iv) 24 to 64% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, 5 to 39% by volume of a low boiling point organic solvent (B) having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure, and a boiling point at normal pressure Is a dispersion medium (S4) containing 30 to 70% by volume of an organic solvent (C) made of alcohol and / or polyhydric alcohol and 1 to 40% by volume of an organic solvent (E) containing an amine compound. )
(V) 30 to 94% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, and 30 to 94% by volume of an organic solvent (C) having a boiling point exceeding 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol. A dispersion medium (S5) containing 1 to 40% by volume of an organic solvent (E) containing an amine compound, and
(Vi) An organic solvent (C) having a boiling point of more than 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol (C) 60 to 99% by volume, and an organic solvent (E) 1 to 40% by volume containing an amine compound. And a dispersion medium containing (S6)
A step of adjusting the copper fine particle dispersion by dispersing in a dispersion medium (S) selected from:
Applying the copper fine particle dispersion on the substrate by any one of discharge, application and transfer to form a liquid film of the copper fine particle dispersion having a predetermined pattern;
Forming a sintered conductive layer by firing a liquid film of a copper fine particle dispersion having the predetermined pattern.
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る導電材の形成方法において、
前記分散媒（Ｓ）中の銅微粒子（Ｐ）は、
（ａ）表面に高分子分散剤が実質的に存在しないか、又は、
（ｂ）高分子分散剤（Ｄ）と銅微粒子（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）が０＜Ｄ／Ｐ＜０．００１の範囲で、表面に高分子分散剤（Ｄ）が付着していることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method for forming a conductive material according to the first aspect,
The copper fine particles (P) in the dispersion medium (S) are:
(A) substantially no polymer dispersant is present on the surface, or
(B) The polymer dispersant (D) adheres to the surface when the weight ratio (D / P) of the polymer dispersant (D) and the copper fine particles (P) is in the range of 0 <D / P <0.001. It is characterized by that.
本発明の第３の態様は、前記第１又は第２の態様に係る導電材の形成方法において、前記銅微粒子分散液の液膜を焼成する際の温度は、１９０〜３００℃の範囲であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method for forming a conductive material according to the first or second aspect, a temperature at which the liquid film of the copper fine particle dispersion is fired is in a range of 190 to 300 ° C. It is characterized by that.
本発明の第４の態様は、前記第１から第３のいずれかの態様に係る導電材の形成方法において、前記銅微粒子分散液の吐出、塗布及び転写方法は、インクジェット法、スクリーン印刷法、ナノインプリント法、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法及びロールコート法を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for forming a conductive material according to any one of the first to third aspects, the copper fine particle dispersion is discharged, applied, and transferred by an inkjet method, a screen printing method, It includes a nanoimprint method, a wire bar coating method, a blade coating method, and a roll coating method.
本発明の第５の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様に係る導電材の形成方法により形成された導電材である。 A fifth aspect of the present invention is a conductive material formed by the method for forming a conductive material according to any one of the first to fourth aspects.
本発明の第６の態様は、前記第５の態様に係る導電材を、配線として有する基板である。 A sixth aspect of the present invention is a substrate having the conductive material according to the fifth aspect as a wiring.
本発明の第７の態様は、前記第６の態様に係る基板において、前記基板は、一方の面に半導体素子が搭載され他方の面に実装基板が接合されるインターポーザ、プリント配線板及び、電子部品を内蔵する部品内蔵基板を含むことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the substrate according to the sixth aspect, the substrate includes an interposer, a printed wiring board, and an electronic device in which a semiconductor element is mounted on one surface and a mounting substrate is bonded to the other surface. It includes a component-embedded substrate that incorporates a component.
本発明の第８の態様は、前記第５の態様に係る導電材を、配線又は電極として有する表示装置である。 An eighth aspect of the present invention is a display device having the conductive material according to the fifth aspect as a wiring or an electrode.
本発明の第９の態様は、前記第８の態様に係る表示装置において、前記表示装置は、有機ＥＬディスプレイ及び液晶ディスプレイを含むことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the display device according to the eighth aspect, the display device includes an organic EL display and a liquid crystal display.
本発明の第１０の態様は、前記第５の態様に係る導電材を、配線として有することを特徴とする光モジュールである。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical module comprising the conductive material according to the fifth aspect as a wiring.
本発明の第１１の態様は、前記第５の態様に係る導電材を、配線又は電極として有する半導体素子である。 An eleventh aspect of the present invention is a semiconductor element having the conductive material according to the fifth aspect as a wiring or an electrode.
本発明の導電材の形成方法では、銅微粒子を上記特定の有機溶媒を含む分散媒（Ｓ）に分散させた銅微粒子分散液を、吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって被塗布体上に付与して、所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を形成する。銅微粒子をこのような特定の有機溶媒を含む分散媒に分散させることで、表面に高分子化合物が実質的に存在しない、あるいは、ごく少量の高分子化合物で被覆された銅微粒子であっても、微粒子の分散性を高めることができ、被塗布体への吐出、塗布、あるいは転写を安定して行うことができる。そして、表面に高分子化合物が実質的に存在しない、あるいは、ごく少量の高分子化合物で被覆された銅微粒子の分散液を使用することで、銅微粒子同士の焼結の阻害要因を排除又は低減することができ、低温焼成が可能となる。これより、耐熱温度の低いプラスチック基板や有機材料が周囲に存在するデバイスへの適用が可能となり、安価で且つエレクトロマイグレーションの生じない銅を使用して、低温焼成であっても高導電性を有する導電材を形成することができる。 In the method for forming a conductive material according to the present invention, a copper fine particle dispersion liquid in which copper fine particles are dispersed in the dispersion medium (S) containing the specific organic solvent is applied to the object to be coated by any one of discharge, coating and transfer methods. To form a liquid film of a copper fine particle dispersion having a predetermined pattern. By dispersing copper fine particles in a dispersion medium containing such a specific organic solvent, even if the copper fine particles are substantially free of polymer compounds on the surface or coated with a very small amount of polymer compound. In addition, the dispersibility of the fine particles can be improved, and the ejection, coating, or transfer to the coated body can be performed stably. And, by using a dispersion of copper fine particles that are substantially free of polymer compounds on the surface or coated with a very small amount of polymer compound, the inhibiting factor of sintering between copper fine particles can be eliminated or reduced. And low temperature firing is possible. As a result, it can be applied to plastic substrates with low heat-resistant temperatures and devices with organic materials in the surroundings, and it has high conductivity even at low-temperature firing using copper that is inexpensive and does not cause electromigration. A conductive material can be formed.
以下に、本発明の実施の形態に係る導電材の形成方法について説明する。
本発明の導電材の形成方法は、一次粒子の平均粒径が１〜１５０ｎｍの銅微粒子（Ｐ）を、
（ｉ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）５〜９０体積％と、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒（Ｂ）５〜４５体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）５〜９０体積％とを含む分散媒（Ｓ１）、
（ｉｉ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）５〜９５体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）５〜９５体積％とを含む分散媒（Ｓ２）、
（ｉｉｉ）常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）を含む分散媒（Ｓ３）、
（ｉｖ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）２４〜６４体積％と、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒（Ｂ）５〜３９体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）３０〜７０体積％と、アミン系化合物を含む有機溶媒（E）１〜４０体積％とを含む分散媒（Ｓ４）、
（ｖ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）３０〜９４体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）３０〜９４体積％,アミン系化合物を含む有機溶媒（E）１〜４０ 体積％と、を含む分散媒（Ｓ５）及び、
（ｖｉ）常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）６０〜９９体積％と、アミン系化合物を含む有機溶媒（E）１〜４０ 体積％と、含む分散媒（Ｓ６）
から選択される分散媒（Ｓ）に分散させて銅微粒子分散液を調整する工程と、
前記銅微粒子分散液を、吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって被塗布体上に付与して、所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を形成する工程と、
前記所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を焼成して焼結導電層を形成する工程と
を有する。
Below, the formation method of the electrically conductive material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
In the method for forming a conductive material of the present invention, copper fine particles (P) having an average primary particle size of 1 to 150 nm are
(I) 5 to 90% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, 5 to 45% by volume of a low boiling point organic solvent (B) having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure, and a boiling point at normal pressure A dispersion medium (S1) containing an organic solvent (C) of 5 to 90% by volume, which exceeds 100 ° C. and comprises alcohol and / or polyhydric alcohol,
(Ii) 5 to 95% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, and 5 to 95% by volume of an organic solvent (C) having a boiling point exceeding 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol. A dispersion medium (S2) containing
(Iii) Dispersion medium (S3) containing an organic solvent (C) whose boiling point at normal pressure exceeds 100 ° C. and comprising alcohol and / or polyhydric alcohol,
(Iv) 24 to 64% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, 5 to 39% by volume of a low boiling point organic solvent (B) having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure, and a boiling point at normal pressure Is a dispersion medium (S4) containing 30 to 70% by volume of an organic solvent (C) composed of alcohol and / or polyhydric alcohol and 1 to 40% by volume of an organic solvent (E) containing an amine compound. ),
(V) 30 to 94% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, and 30 to 94% by volume of an organic solvent (C) having a boiling point exceeding 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol. A dispersion medium (S5) containing 1 to 40% by volume of an organic solvent (E) containing an amine compound, and
(Vi) An organic solvent (C) having a boiling point of more than 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol (C) 60 to 99% by volume, and an organic solvent (E) 1 to 40% by volume containing an amine compound. And a dispersion medium containing (S6)
A step of adjusting the copper fine particle dispersion by dispersing in a dispersion medium (S) selected from:
Applying the copper fine particle dispersion on the substrate by any one of discharge, application and transfer to form a liquid film of the copper fine particle dispersion having a predetermined pattern;
Firing a liquid film of a copper fine particle dispersion having the predetermined pattern to form a sintered conductive layer.
（銅微粒子分散液）
まず、本発明で使用する銅微粒子分散液の構成成分について説明する。
(Copper fine particle dispersion)
First, the components of the copper fine particle dispersion used in the present invention will be described.
−銅微粒子−
本発明の銅微粒子は、銅、銅合金及び銅化合物の微粒子を含み、銅化合物は、銅及び銅合金の酸化物を含む。遷移金属粒子である銅微粒子は、酸化物がまったく含まれないものは少なく、この場合の酸化レベルは微粒子生成時および保管時の雰囲気、温度、保持時間によりさまざまであるが、微粒子の最表面だけ薄く酸化されて内側は金属のままの場合、微粒子が殆ど酸化されている場合もある。本発明でいう銅化合物はこのようなさまざまな酸化状態の粒子をすべて含有する。
-Copper fine particles-
The copper fine particles of the present invention contain fine particles of copper, a copper alloy and a copper compound, and the copper compound contains an oxide of copper and a copper alloy. Copper particles that are transition metal particles do not contain any oxides at all, and the oxidation level in this case varies depending on the atmosphere, temperature, and holding time during particle generation and storage, but only the outermost surface of the particles. If it is thinly oxidized and the inside remains metal, the fine particles may be mostly oxidized. The copper compound referred to in the present invention contains all such particles in various oxidation states.
また、銅微粒子は、
（ａ）表面に高分子分散剤が実質的に存在しないか、又は、
（ｂ）高分子分散剤（Ｄ）と銅微粒子（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）が０＜Ｄ／Ｐ＜０．００１の範囲で、表面に高分子分散剤（Ｄ）が付着している状態で、後述する分散媒（Ｓ）中に分散される。
Copper fine particles
(A) substantially no polymer dispersant is present on the surface, or
(B) The polymer dispersant (D) adheres to the surface when the weight ratio (D / P) of the polymer dispersant (D) and the copper fine particles (P) is in the range of 0 <D / P <0.001. In this state, it is dispersed in a dispersion medium (S) described later.
−有機溶媒（Ａ）−
有機溶媒（Ａ）は、アミド基（−ＣＯＮＨ−）を有するアミド系化合物、又は、アミド系化合物を含む有機溶媒である。有機溶媒（Ａ）は、分散媒中で分散性と保存安定性を向上し、更に銅微粒子を含有している状態で被塗布体上に焼成した場合に被塗布体に対する密着性を向上する作用を有する。
-Organic solvent (A)-
The organic solvent (A) is an amide compound having an amide group (—CONH—) or an organic solvent containing an amide compound. The organic solvent (A) improves the dispersibility and storage stability in the dispersion medium, and further improves the adhesion to the coated body when baked on the coated body in a state containing copper fine particles. Have
アミド系化合物としては、Ｎ−メチルアセトアミド（191.3 at 32℃）、Ｎ−メチルホルムアミド（182.4 at 20℃）、Ｎ−メチルプロパンアミド(172.2 at 25℃)、ホルムアミド（111.0 at 20℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（37.78 at 25℃）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（37.6 at 25℃）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（36.7 at 25℃）、１−メチル−２−ピロリドン（32.58 at 25℃）、ヘキサメチルホスホリックトリアミド（29.0 at 20℃）、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、アセトアミド等が挙げられ、これらを混合して使用することもできる。尚、上記アミド系化合物名の後の括弧中の数字は各溶媒の測定温度における比誘電率を示す。これらの中でも比誘電率が１００以上である、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、ホルムアミド、アセトアミドなどが好適に使用できる。尚、Ｎ−メチルアセトアミド（融点：２６〜２８℃）のように常温で固体の場合には他の溶媒と混合して作業温度で液状として使用することができる。 Examples of amide compounds include N-methylacetamide (191.3 at 32 ° C), N-methylformamide (182.4 at 20 ° C), N-methylpropanamide (172.2 at 25 ° C), formamide (111.0 at 20 ° C), N, N-dimethylacetamide (37.78 at 25 ° C.), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (37.6 at 25 ° C.), N, N-dimethylformamide (36.7 at 25 ° C.), 1-methyl-2-pyrrolidone ( 32.58 at 25 ° C.), hexamethylphosphoric triamide (29.0 at 20 ° C.), 2-pyrrolidinone, ε-caprolactam, acetamide, and the like. The number in parentheses after the amide compound name indicates the relative dielectric constant at the measurement temperature of each solvent. Among these, N-methylacetamide, N-methylformamide, formamide, acetamide and the like having a relative dielectric constant of 100 or more can be preferably used. In addition, when it is solid at normal temperature like N-methylacetamide (melting point: 26-28 degreeC), it can mix with another solvent and can be used as a liquid state at working temperature.
−有機溶媒（Ｂ）−
有機溶媒（Ｂ）は、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒である。常圧における沸点が２０℃未満であると、有機溶媒（Ｂ）を含む微粒子分散液を常温で保存した際、容易に有機溶媒（Ｂ）の成分が揮発し、分散液中の溶媒組成が変化してしまうおそれがある。また常圧における沸点が１００℃以下の場合に、該溶媒添加による溶媒分子間の相互引力を低下させ、微粒子の分散性を更に向上させる効果が有効に発揮されることが期待できる。
-Organic solvent (B)-
The organic solvent (B) is a low-boiling organic solvent having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure. When the fine particle dispersion containing the organic solvent (B) is stored at room temperature when the boiling point at normal pressure is less than 20 ° C., the components of the organic solvent (B) easily volatilize and the solvent composition in the dispersion changes. There is a risk of it. In addition, when the boiling point at normal pressure is 100 ° C. or less, it can be expected that the effect of further reducing the mutual attractive force between solvent molecules by the addition of the solvent and further improving the dispersibility of the fine particles can be expected.
また、有機溶媒（Ｂ）は、分散媒中で溶媒分子間の相互作用を低下させ、分散粒子の溶媒に対する親和性を向上する作用を有していると考えられる。有機溶媒（Ｂ）の中でも特にエーテル系化合物が、その溶媒分子間の相互作用を低減する効果が大きいことから好ましい。 Further, the organic solvent (B) is considered to have an action of reducing the interaction between solvent molecules in the dispersion medium and improving the affinity of the dispersed particles to the solvent. Among the organic solvents (B), ether compounds are particularly preferable because they have a large effect of reducing the interaction between the solvent molecules.
また、有機溶媒（Ｂ）を使用すると、超音波等の照射により微粒子分散液を調製する際に撹拌時間を著しく短縮する、例えば１／２程度に短縮することが可能である。また、分散媒中に有機溶媒（Ｂ）が存在していると、一端微粒子が凝集状態になってもより容易に再分散させることが可能である。 Further, when the organic solvent (B) is used, it is possible to remarkably shorten the stirring time when preparing the fine particle dispersion by irradiation with ultrasonic waves, for example, to about 1/2. Further, when the organic solvent (B) is present in the dispersion medium, it can be easily redispersed even if the fine particles are in an aggregated state.
有機溶媒（Ｂ）としては、一般式Ｒ１−Ｏ−Ｒ２（Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立にアルキル基で、炭素原子数は１〜４である。）で表されるエーテル系化合物（Ｂ１）、一般式Ｒ３−ＯＨ（Ｒ３は、アルキル基で、炭素原子数は１〜４である。）で表されるアルコール(Ｂ２)、一般式Ｒ４−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ５（Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立にアルキル基で、炭素原子数は１〜２である。）で表されるケトン系化合物(Ｂ３)が例示できる。
以下に上記有機溶媒（Ｂ）を例示するが、化合物名の後のカッコ内の数字は常圧における沸点を示す。
As the organic solvent (B), an ether compound (B1) represented by the general formula R1-O-R2 (R1 and R2 are each independently an alkyl group and 1 to 4 carbon atoms), Alcohol (B2) represented by general formula R3-OH (R3 is an alkyl group and has 1 to 4 carbon atoms), general formula R4-C (= O) -R5 (R4 and R5 are And a ketone compound (B3) each independently represented by an alkyl group and having 1 to 2 carbon atoms.
Examples of the organic solvent (B) are shown below, but the number in parentheses after the compound name indicates the boiling point at normal pressure.
前記エーテル系化合物（Ｂ１）としては、ジエチルエーテル（３５℃）、メチルプロピルエーテル（３１℃）、ジプロピルエーテル（８９℃）、ジイソプロピルエーテル（６８℃）、メチル-t-ブチルエーテル（５５．３℃）、t-アミルメチルエーテル（８５℃）、ジビニルエーテル(２８．５℃)、エチルビニルエーテル（３６℃）、アリルエーテル（９４℃）等が例示出来る。 Examples of the ether compound (B1) include diethyl ether (35 ° C.), methyl propyl ether (31 ° C.), dipropyl ether (89 ° C.), diisopropyl ether (68 ° C.), methyl t-butyl ether (55.3 ° C.). ), T-amyl methyl ether (85 ° C.), divinyl ether (28.5 ° C.), ethyl vinyl ether (36 ° C.), allyl ether (94 ° C.) and the like.
前記アルコール（Ｂ２）としては、メタノール（６４．７℃）、エタノール（７８．０℃）、１−プロパノール（９７．１５℃）、２−プロパノール（８２．４℃）、２−ブタノール（１００℃）、２−メチル２−プロパノール（８３℃）等が例示できる。 As said alcohol (B2), methanol (64.7 degreeC), ethanol (78.0 degreeC), 1-propanol (97.15 degreeC), 2-propanol (82.4 degreeC), 2-butanol (100 degreeC) ), 2-methyl 2-propanol (83 ° C.) and the like.
前記ケトン系化合物（Ｂ３）としては、アセトン（５６．５℃）、メチルエチルケトン（７９．５℃）、ジエチルケトン(１００℃)等が例示できる。 Examples of the ketone compound (B3) include acetone (56.5 ° C.), methyl ethyl ketone (79.5 ° C.), diethyl ketone (100 ° C.) and the like.
−有機溶媒（Ｃ）−
有機溶媒（Ｃ）は、常圧における沸点が１００℃を超える、分子中に１又は２以上の水酸基を有するアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機化合物であるが、この場合、アルコールと多価アルコールは共に常圧における沸点が１００℃を超えるものである。また、炭素数が５以上のアルコールあるいは炭素数が２以上の多価アルコールが好ましく、常温で液状であり、比誘電率が高いもの、例えば１０以上のものが好ましい。
-Organic solvent (C)-
The organic solvent (C) is an organic compound composed of an alcohol and / or a polyhydric alcohol having a boiling point exceeding 100 ° C. and having one or two or more hydroxyl groups in the molecule. Both alcohols have boiling points exceeding 100 ° C. at normal pressure. Further, alcohols having 5 or more carbon atoms or polyhydric alcohols having 2 or more carbon atoms are preferable, and those having a high relative dielectric constant, such as those having 10 or more, are liquid at room temperature.
有機溶媒（Ａ）と有機溶媒（Ｂ）とを含有する混合有機溶媒は、撹拌により優れた分散性を有するが、一般に有機溶媒において時間の経過により微粒子同士が接合する傾向にある。有機溶媒（Ｃ）を分散媒中に存在させると、このような接合をより効果的に抑制して、銅微粒子の分散性の向上及び、分散液の長期安定性化を図ることが可能になる。また、有機溶媒（Ｃ）は、加熱分解時に還元性物質を発生し、銅微粒子の酸化被膜を還元することができるので、後述する焼成工程において、還元性ガス雰囲気を必要としないという効果を奏する。そして、有機溶媒（Ｃ）を含む銅微粒子分散液を、被塗布体に塗布、焼成した際には、有機溶媒（Ｃ）の有する高い分散能及び還元促進能により、焼結体の均一性及び導電性を向上させることができる。 The mixed organic solvent containing the organic solvent (A) and the organic solvent (B) has excellent dispersibility by stirring, but generally the fine particles tend to join with each other over time in the organic solvent. When the organic solvent (C) is present in the dispersion medium, it is possible to more effectively suppress such bonding, thereby improving the dispersibility of the copper fine particles and improving the long-term stability of the dispersion. . Moreover, since the organic solvent (C) can generate a reducing substance at the time of thermal decomposition and can reduce the oxide film of the copper fine particles, there is an effect that a reducing gas atmosphere is not required in the firing step described later. . And, when the copper fine particle dispersion containing the organic solvent (C) is applied to the object to be coated and fired, the uniformity of the sintered body and the high dispersibility and reduction promoting ability of the organic solvent (C) The conductivity can be improved.
有機溶媒（Ｃ）の具体例としては、エチレングリコ−ル、ジエチレングリコ−ル、１，２−プロパンジオ−ル、１，３−プロパンジオ−ル、１，２−ブタンジオ−ル、１，３−ブタンジオ−ル、１，４−ブタンジオ−ル、２−ブテン−１，４−ジオール、２，３−ブタンジオ−ル、ペンタンジオ−ル、ヘキサンジオ−ル、オクタンジオ−ル、グリセロール、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール等が例示できる。 Specific examples of the organic solvent (C) include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3- Butanediol, 1,4-butanediol, 2-butene-1,4-diol, 2,3-butanediol, pentanediol, hexanediol, octanediol, glycerol, 1,1,1- Examples include trishydroxymethylethane, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,3-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, etc. it can.
また、トレイトール（D-Threitol）、エリトリト−ル(Erythritol)、ペンタエリスリト−ル（Pentaerythritol）、ペンチト−ル(Pentitol)、ヘキシト−ル(Hexitol)等の糖アルコ−ル類も使用可能であり、ペンチトールには、キシリトール(Xylitol)、リビトール(Ribitol)、アラビトール(Arabitol)が含まれる。前記ヘキシトールには、マンニトール(Mannitol)、ソルビトール(Sorbitol)、ズルシトール(Dulcitol)等が含まれる。更に、グリセリンアルデヒド(Glyceric aldehyde)、ジオキシアセトン(Dioxy-acetone)、トレオース(threose)、エリトルロース(Erythrulose)、エリトロース(Erythrose)、アラビノース(Arabinose)、リボース(Ribose)、リブロース(Ribulose)、キシロース(Xylose)、キシルロース(Xylulose)、リキソース(Lyxose)、グルコ−ス(Glucose)、フルクト−ス(Fructose)、マンノース(Mannose)、イドース(Idose)、ソルボース(Sorbose)、グロース(Gulose)、タロース(Talose)、タガトース(Tagatose)、ガラクトース(Galactose)、アロース(Allose)、アルトロース(Altrose)、ラクト−ス(Lactose)、キシロ−ス(Xylose)、アラビノ−ス(Arabinose)、イソマルト−ス(Isomaltose)、グルコヘプト−ス(Gluco-heptose)、ヘプト−ス(Heptose)、マルトトリオース(Maltotriose)、ラクツロース(Lactulose)、トレハロース(
Trehalose)、等の糖類も使用可能である。
上記アルコール類のなかでは、分子中に２個以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールがより好ましく、エチレングリコール(Ethylene glycol)及びグリセリン(Glycerin)が特に好ましい。
Sugar alcohols such as D-Threitol, Erythritol, Pentaerythritol, Pentitol and Hexitol can also be used. Yes, pentitol includes xylitol, ribitol, and arabitol. Examples of hexitol include mannitol, sorbitol, dulcitol and the like. Furthermore, glyceraldehyde (Glyceric aldehyde), dioxyacetone (Dioxy-acetone), threose (threose), erythrulose (Erythrulose), erythrose (Erythrose), arabinose (Arabinose), ribose (Ribose), ribulose (Ribulose), xylose ( Xylose, Xylulose, Lyxose, Glucose, Fructose, Mannose, Idose, Sorbose, Gulose, Talose ), Tagatose, Galactose, Allose, Altrose, Lactose, Xylose, Arabinose, Isomaltose , Glucoheptose (Gluco-heptose), heptose (Heptose), maltotriose (Maltotriose), lactulose (Lactulose), trehalose (
Sugars such as Trehalose) can also be used.
Among the alcohols, polyhydric alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule are more preferable, and ethylene glycol (Ethylene glycol) and glycerin (Glycerin) are particularly preferable.
−有機溶媒（Ｅ）−
有機溶媒（Ｅ）は、常圧における沸点が２０℃以上である、脂肪族第一アミン、脂肪族第二アミン、脂肪族第三アミン、脂肪族不飽和アミン、脂環式アミン、芳香族アミン及びアルカノールアミンの中から選択される１種又は２種以上のアミン系化合物、又は、これらアミン系化合物を含む有機溶媒である。
アミン系化合物としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n-プロピルアミン、n-ブチルアミン、ｔ-プロピルアミン、ｔ-ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、テトラメチルプロピレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、モノ−ｎオクチルアミン、モノ−２エチルヘキシルアミン、ジ−ｎオクチルアミン、ジ−２エチルヘキシルアミン、トリ−ｎオクチルアミン、トリ−２エチルヘキシルアミン、トリイソブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリイソオクチルアミン、トリイソノニルアミン、トリフェニルアミン、ジメチルココナットアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、メタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノールアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ブタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ,Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ,Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、および2−(2−アミノエトキシ)エタノール等が例示できる。
アミン系化合物が常温で気体又は固体の場合には、他の溶媒に溶解して作業温度で液体として使用することができる。
-Organic solvent (E)-
The organic solvent (E) is an aliphatic primary amine, aliphatic secondary amine, aliphatic tertiary amine, aliphatic unsaturated amine, alicyclic amine, aromatic amine having a boiling point of 20 ° C. or higher at normal pressure. And one or more amine compounds selected from alkanolamines, or an organic solvent containing these amine compounds.
As amine compounds, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, n-butylamine, t-propylamine, t-butylamine, ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, tetramethylpropylene Diamine, pentamethyldiethylenetriamine, mono-n octylamine, mono-2ethylhexylamine, di-noctylamine, di-2ethylhexylamine, tri-noctylamine, tri-2ethylhexylamine, triisobutylamine, trihexylamine, Triisooctylamine, triisononylamine, triphenylamine, dimethyl coconutamine, dimethyloctylamine, dimethyldecylamine, dimethyllaur Ruamine, dimethylmyristylamine, dimethylpalmitylamine, dimethylstearylamine, dimethylbehenylamine, dilaurylmonomethylamine, diisopropylethylamine, methanolamine, dimethanolamine, trimethanolamine, ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, propanolamine, Isopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, butanolamine, N-methylethanolamine, N-methyldiethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-diethylethanol Amines, Nn-butylethanolamine, Nn-butyldiethanolamine, and 2- (2-a Examples include minoethoxy) ethanol and the like.
When the amine compound is a gas or a solid at room temperature, it can be dissolved in another solvent and used as a liquid at the working temperature.
―分散媒（Ｓ）−
分散媒（Ｓ）は、以下の分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）のいずれかから選択される。
-Dispersion medium (S)-
The dispersion medium (S) is selected from any of the following dispersion media (S1) to (S6).
−分散媒（Ｓ１）−
分散媒（Ｓ１）は、上記有機溶媒（Ａ）５〜９０体積％と、上記有機溶媒（Ｂ）５〜４５体積％および、上記有機溶媒（Ｃ）５〜９０体積％を含む混合有機溶媒である。
有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｂ）及び、有機溶媒（Ｃ）から前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で、更に本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶媒成分を配合してもよいが、この場合、有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｂ）及び、有機溶媒（Ｃ）からなる成分が９０体積％以上含まれていることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。
上記以外の他の有機溶媒成分を配合する場合には、テトラヒドロフラン、ジグライム、エチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の極性有機溶媒を使用することが好ましい。
-Dispersion medium (S1)-
The dispersion medium (S1) is a mixed organic solvent containing 5 to 90% by volume of the organic solvent (A), 5 to 45% by volume of the organic solvent (B), and 5 to 90% by volume of the organic solvent (C). is there.
The organic solvent (A), the organic solvent (B), and the organic solvent (C) may be blended so that the blending ratio is 100% by volume, and further within the range of the blending ratio, Other organic solvent components may be blended within a range that does not impair the effect. In this case, 90% by volume or more of the component consisting of the organic solvent (A), the organic solvent (B), and the organic solvent (C) is included. It is preferable that it is 95 volume% or more.
When other organic solvent components other than the above are blended, it is preferable to use polar organic solvents such as tetrahydrofuran, diglyme, ethylene carbonate, propylene carbonate, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like.
銅微粒子を、このような特定の有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｂ）及び有機溶媒（Ｃ）を含む分散媒（Ｓ１）に分散させることで、表面に高分子化合物が実質的に存在しないか、又は、高分子分散剤（Ｄ）と銅微粒子（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）が０＜Ｄ／Ｐ＜０．００１の範囲で、表面に高分子分散剤（Ｄ）が付着している銅微粒子であっても、微粒子の分散性を高めることができる。このような、表面に高分子化合物が実質的に存在しないか、又は、ごく少量の高分子化合物が付着した銅微粒子の分散液を使用することで、銅微粒子同士の焼結の阻害要因を排除又は低減することができるので、後述する焼成工程において、低温焼成が可能となる。そして、分散媒（Ｓ１）を用いた銅微粒子分散液を、被塗布体上に塗布、焼成することにより、低温焼成であっても導電性が高く、且つ、被塗布体に対する密着性に優れた焼結体を得ることができる。
このような特徴を効果的に発揮するには、分散媒（Ｓ1）中の有機溶媒（Ａ）の配合量は、５０〜９０体積％がより好ましく、６０〜８０体積％が更に好ましい、有機溶媒（Ｂ）の配合量は、５〜４０体積％がより好ましく、１０〜３０体積％が更に好ましく、また、有機溶媒（Ｃ）の配合量は、５〜４５体積％がより好ましく、１０〜３０体積％が更に好ましい。
By dispersing the copper fine particles in the dispersion medium (S1) containing such a specific organic solvent (A), organic solvent (B), and organic solvent (C), there is substantially no polymer compound on the surface. Or the weight ratio (D / P) of the polymer dispersant (D) to the copper fine particles (P) is in the range of 0 <D / P <0.001, and the polymer dispersant (D) is on the surface. Even if the copper fine particles are adhered, the dispersibility of the fine particles can be improved. By using a dispersion of copper fine particles that are substantially free of polymer compounds on the surface or that have a very small amount of high-molecular compound attached thereto, the factors that inhibit sintering of copper fine particles are eliminated. Alternatively, since it can be reduced, low-temperature firing is possible in the firing step described later. And, by applying and baking the copper fine particle dispersion using the dispersion medium (S1) on the object to be coated, the electroconductivity is high even in low-temperature firing and excellent adhesion to the object to be coated. A sintered body can be obtained.
In order to effectively exhibit such characteristics, the amount of the organic solvent (A) in the dispersion medium (S1) is more preferably 50 to 90% by volume, and further preferably 60 to 80% by volume. The blending amount of (B) is more preferably 5 to 40% by volume, still more preferably 10 to 30% by volume, and the blending amount of the organic solvent (C) is more preferably 5 to 45% by volume, and 10 to 30%. Volume% is more preferable.
−分散媒（Ｓ２）−
分散媒（Ｓ２）は、上記有機溶媒（Ａ）５〜９５体積％と、上記有機溶媒（Ｃ）５〜９５体積％とを含む混合有機溶媒である。
分散媒（Ｓ２）中で、有機溶媒（Ａ）及び有機溶媒（Ｃ）が前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で更に、本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶媒成分を配合してもよい。この場合、有機溶媒（Ａ）及び有機溶媒（Ｃ）からなる成分が９０体積％以上含まれることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。
-Dispersion medium (S2)-
The dispersion medium (S2) is a mixed organic solvent containing 5 to 95% by volume of the organic solvent (A) and 5 to 95% by volume of the organic solvent (C).
In the dispersion medium (S2), the organic solvent (A) and the organic solvent (C) may be blended so that the blending ratio is 100% by volume, and further within the range of the blending ratio, the present invention. You may mix | blend another organic solvent component in the range which does not impair the effect of this. In this case, it is preferable that the component which consists of an organic solvent (A) and an organic solvent (C) is 90 volume% or more, and 95 volume% or more is more preferable.
上記以外の他の有機溶媒成分を配合する場合には、テトラヒドロフラン、ジグライム、エチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、スルホラン、ジメチルスルホキシド、等の極性有機溶媒が使用できる。
銅微粒子を、このような特定の有機溶媒（Ａ）及び有機溶媒（Ｃ）を含む分散媒（Ｓ２）に分散させることで、上記分散媒（Ｓ１）と同様に、微粒子の分散性を高めることができ、後述する焼成工程において、低温焼成が可能である。さらに、低温焼成であっても導電性が高く、且つ、被塗布体に対する密着性に優れた焼結体を得ることができる。
このような特徴を効果的に発揮するには、分散媒（Ｓ２）中の有機溶媒（Ａ）の配合量は、５０〜９０体積％がより好ましく、６０〜８０体積％が更に好ましい、また、有機溶媒（Ｃ）の配合量は、１０〜５０体積％がより好ましく、２０〜４０体積％が更に好ましい。
When other organic solvent components other than the above are blended, polar organic solvents such as tetrahydrofuran, diglyme, ethylene carbonate, propylene carbonate, sulfolane and dimethyl sulfoxide can be used.
By dispersing the copper fine particles in the dispersion medium (S2) containing such a specific organic solvent (A) and organic solvent (C), the dispersibility of the fine particles can be improved in the same manner as the dispersion medium (S1). In the firing step described later, low temperature firing is possible. Furthermore, even if it is low-temperature baking, the electroconductivity and the sintered compact which was excellent in the adhesiveness with respect to a to-be-coated body can be obtained.
In order to effectively exhibit such characteristics, the blending amount of the organic solvent (A) in the dispersion medium (S2) is more preferably 50 to 90% by volume, and further preferably 60 to 80% by volume. 10-50 volume% is more preferable, and, as for the compounding quantity of an organic solvent (C), 20-40 volume% is still more preferable.
−分散媒（Ｓ３）−
分散媒（Ｓ３）は、上記有機溶媒（Ｃ）を含む有機溶媒である。分散媒（Ｓ３）は、前記有機溶媒（Ｓ１）と有機溶媒（Ｓ２）と比較して、分散性に多少劣るものの、後述する焼成工程において、低温焼成が可能であり、低温焼成であっても導電性の高い焼結体を得ることができる。
このような特徴を効果的に発揮する限り、有機溶媒（Ｃ）に他の有機溶媒を配合して使用することが可能であり、この場合、他の有機溶媒の配合量は、１０体積％以内が好ましく、５体積％以内がより好ましい。
-Dispersion medium (S3)-
The dispersion medium (S3) is an organic solvent containing the organic solvent (C). Although the dispersion medium (S3) is somewhat inferior in dispersibility as compared with the organic solvent (S1) and the organic solvent (S2), the dispersion medium (S3) can be fired at a low temperature in the firing step described later. A highly conductive sintered body can be obtained.
As long as such characteristics are exhibited effectively, it is possible to use the organic solvent (C) in combination with another organic solvent. In this case, the amount of the other organic solvent is within 10% by volume. Is preferable, and 5 vol% or less is more preferable.
−分散媒（Ｓ４）−
分散媒（Ｓ４）は、上記有機溶媒（Ａ）２４〜６４体積％と、上記有機溶媒（Ｂ）５〜３９体積％と、上記有機溶媒（Ｃ）３０〜７０体積％及び上記有機溶媒（Ｅ）１〜４０体積％とを含む混合有機溶媒である。
-Dispersion medium (S4)-
The dispersion medium (S4) comprises 24 to 64% by volume of the organic solvent (A), 5 to 39% by volume of the organic solvent (B), 30 to 70% by volume of the organic solvent (C), and the organic solvent (E ) A mixed organic solvent containing 1 to 40% by volume.
有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｂ）、有機溶媒（Ｃ）及び有機溶媒（Ｅ）から前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で、更に本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶媒成分を配合してもよい。この場合、有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｂ）、有機溶媒（Ｃ）及び有機溶媒（Ｅ）からなる成分が９０体積％以上含まれていることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。
上記以外の他の有機溶媒成分を配合する場合には、テトラヒドロフラン、ジグライム、エチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の極性有機溶媒を使用することが好ましい。
The organic solvent (A), the organic solvent (B), the organic solvent (C), and the organic solvent (E) may be blended so that the blending ratio is 100% by volume, and within the blending ratio range. Furthermore, you may mix | blend another organic solvent component in the range which does not impair the effect of this invention. In this case, it is preferable that the component which consists of an organic solvent (A), an organic solvent (B), an organic solvent (C), and an organic solvent (E) is contained 90 volume% or more, and 95 volume% or more is more preferable.
When other organic solvent components other than the above are blended, it is preferable to use polar organic solvents such as tetrahydrofuran, diglyme, ethylene carbonate, propylene carbonate, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like.
−分散媒（Ｓ５）−
分散媒（Ｓ５）は、上記有機溶媒（Ａ）３０〜９４体積％と、上記有機溶媒（Ｃ）３０〜９４体積％及び,上記有機溶媒（Ｅ）１〜４０ 体積％とを含む混合有機溶媒である。有機溶媒（Ａ）が３０体積％未満では、極性有機溶媒における金属等の微粒子（Ｐ）の分散性と保存安定性が不十分になるおそれがある。
-Dispersion medium (S5)-
The dispersion medium (S5) is a mixed organic solvent containing 30 to 94% by volume of the organic solvent (A), 30 to 94% by volume of the organic solvent (C), and 1 to 40% by volume of the organic solvent (E). It is. If the organic solvent (A) is less than 30% by volume, the dispersibility and storage stability of the fine particles (P) such as metals in the polar organic solvent may be insufficient.
有機溶媒（Ｃ）は、分散媒（Ｓ５）中に３０体積％以上含まれていることが必要である。有機溶媒（Ｃ）をこのような配合割合とすることにより、分散媒（Ｓ５）において、長期間保存しても銅微粒子（Ｐ）が凝集するのを抑制して分散安定性がより向上し、またその微粒子分散液を焼結した際に得られる焼成膜の緻密性および導電性もより向上する。 The organic solvent (C) needs to be contained in the dispersion medium (S5) in an amount of 30% by volume or more. By setting the organic solvent (C) to such a blending ratio, the dispersion medium (S5) suppresses aggregation of the copper fine particles (P) even when stored for a long period of time, and the dispersion stability is further improved. Further, the denseness and conductivity of the fired film obtained when the fine particle dispersion is sintered are further improved.
有機溶媒（Ｅ）は、分散媒（Ｓ５）中に１〜４０体積％含まれていることが必要である。有機溶媒（Ｅ）をこのような配合割合とすることにより、分散媒（Ｓ５）において、分散粒子の溶媒に対する親和性が向上するため、長期間保存しても銅微粒子（Ｐ）が凝集するのを抑制して分散安定性がより向上する。 The organic solvent (E) needs to be contained in 1 to 40% by volume in the dispersion medium (S5). By setting the organic solvent (E) to such a blending ratio, the affinity of the dispersed particles for the solvent is improved in the dispersion medium (S5), so that the copper fine particles (P) aggregate even if stored for a long period of time. And the dispersion stability is further improved.
なお、分散媒（Ｓ５）では、有機溶媒（Ｃ）および（Ｅ）を共存させるため、有機溶媒（Ｃ）および（Ｅ）のそれぞれの一部が、分散媒（Ｓ５）中で銅微粒子（Ｐ）表面を覆うようにして存在していると考えられる。よって、有機溶媒（Ｃ）が分散媒（Ｓ５）において、その微粒子分散液を焼結した際に得られる焼成膜の緻密性および導電性をより向上する作用を発揮するには、有機溶媒（Ｃ）を３０体積％以上配合することが必要であり、よって、上述したような効果を発するためには、有機溶媒（Ａ）を３０〜９４体積％とする必要がある。 In the dispersion medium (S5), since the organic solvents (C) and (E) coexist, a part of each of the organic solvents (C) and (E) is made of copper fine particles (P ) It is considered to exist so as to cover the surface. Therefore, in order for the organic solvent (C) to exhibit the effect of further improving the denseness and conductivity of the fired film obtained when the fine particle dispersion is sintered in the dispersion medium (S5), the organic solvent (C ) In an amount of 30% by volume or more. Therefore, in order to produce the above-described effects, the organic solvent (A) needs to be 30 to 94% by volume.
有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｃ）及び有機溶媒（Ｅ）から前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で、更に本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶媒成分を配合してもよい。この場合、有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｃ）及び有機溶媒（Ｅ）からなる成分が９０体積％以上含まれていることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。
上記以外の他の有機溶媒成分を配合する場合には、テトラヒドロフラン、ジグライム、エチレンカルボナート、プロピレンカルボナート、スルホラン、ジメチルスルホキシド等の極性有機溶媒を使用することが好ましい。
The organic solvent (A), the organic solvent (C), and the organic solvent (E) may be blended so that the blending ratio is 100% by volume, and further within the range of the blending ratio, the effect of the present invention is further achieved. You may mix | blend another organic solvent component in the range which does not impair. In this case, it is preferable that the component which consists of an organic solvent (A), an organic solvent (C), and an organic solvent (E) is contained 90 volume% or more, and 95 volume% or more is more preferable.
When other organic solvent components other than the above are blended, it is preferable to use polar organic solvents such as tetrahydrofuran, diglyme, ethylene carbonate, propylene carbonate, sulfolane, dimethyl sulfoxide and the like.
−分散媒（Ｓ６）−
分散媒（Ｓ６）は、上記有機溶媒（Ｃ）６０〜９９体積％及び上記有機溶媒（Ｅ）１〜４０体積％を含む混合有機溶媒である。
-Dispersion medium (S6)-
The dispersion medium (S6) is a mixed organic solvent containing 60 to 99% by volume of the organic solvent (C) and 1 to 40% by volume of the organic solvent (E).
有機溶媒（Ｃ）及び有機溶媒（Ｅ）（Ｄ）から前記配合割合で１００体積％となるように配合されていてもよく、また前記配合割合の範囲内で、更に本発明の効果を損なわない範囲で他の有機溶媒成分を配合してもよい。この場合、有機溶媒（Ｃ）及び有機溶媒（Ｅ）からなる成分が９０体積％以上含まれていることが好ましく、９５体積％以上がより好ましい。 It may be blended from the organic solvent (C) and the organic solvent (E) (D) so that the blending ratio is 100% by volume, and the effect of the present invention is not further impaired within the blending ratio. You may mix | blend another organic-solvent component in the range. In this case, it is preferable that the component which consists of an organic solvent (C) and an organic solvent (E) is 90 volume% or more, and 95 volume% or more is more preferable.
有機溶媒（Ｃ）は、分散媒（Ｓ６）中に６０体積％以上含まれていることが必要である。有機溶媒（Ｃ）をこのような配合割合とすることにより、分散媒（Ｓ６）において、長期間保存しても銅微粒子（Ｐ）が凝集するのを抑制して分散安定性がより向上し、またその微粒子分散液を焼結した際に得られる焼成膜の緻密性および導電性もより向上する。 The organic solvent (C) needs to be contained in the dispersion medium (S6) in an amount of 60% by volume or more. By setting the organic solvent (C) to such a blending ratio, in the dispersion medium (S6), the dispersion of the copper fine particles (P) is suppressed even when stored for a long period of time, and the dispersion stability is further improved. Further, the denseness and conductivity of the fired film obtained when the fine particle dispersion is sintered are further improved.
有機溶媒（Ｅ）は、分散媒（Ｓ６）中に１〜４０体積％含まれていることが必要である。有機溶媒（Ｄ）をこのような配合割合とすることにより、分散媒（Ｓ６）において、分散粒子の溶媒に対する親和性が向上するため、長期間保存しても銅微粒子（Ｐ）が凝集するのを抑制して分散安定性がより向上する。 The organic solvent (E) needs to be contained in 1 to 40% by volume in the dispersion medium (S6). By setting the organic solvent (D) to such a mixing ratio, the affinity of the dispersed particles for the solvent is improved in the dispersion medium (S6), so that the copper fine particles (P) are aggregated even if stored for a long period of time. And the dispersion stability is further improved.
少なくとも表面の一部に高分子分散剤（Ｄ）が付着している銅微粒子（Ｐ）の分散液を調製する方法としては、銅微粒子（Ｐ）が液相還元で形成される場合には、前記分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）から選択されるいずれかの分散媒（Ｓ）中に銅微粒子（Ｐ）と高分子分散剤（Ｄ）を添加、撹拌する方法が挙げられる。また、予め他の溶媒中で、銅微粒子（Ｐ）と高分子分散剤（Ｄ）を撹拌後、該溶媒中でその表面に高分子分散剤（Ｄ）が付着した銅微粒子（Ｐ）を形成し、該銅微粒子（Ｐ）を溶媒中で凝集、沈殿等させて、少なくともその表面の一部に高分子分散剤（Ｄ）で覆われた銅微粒子（Ｐ）を回収し、回収した銅微粒子（Ｐ）を前記分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）から選択されるいずれかの分散媒（Ｓ）中に再分散させてもよい。銅微粒子（Ｐ）を分散媒（Ｓ）へ再分散させる方法としては、公知の撹拌方法を採用することができるが、超音波照射方法を採用するのが好ましい。 As a method of preparing a dispersion of copper fine particles (P) having a polymer dispersant (D) attached to at least a part of the surface, when the copper fine particles (P) are formed by liquid phase reduction, A method of adding and stirring the copper fine particles (P) and the polymer dispersant (D) in any one of the dispersion media (S) selected from the dispersion media (S1) to (S6) can be mentioned. Further, after stirring the copper fine particles (P) and the polymer dispersant (D) in another solvent in advance, the copper fine particles (P) having the polymer dispersant (D) attached on the surface thereof are formed in the solvent. Then, the copper fine particles (P) are agglomerated and precipitated in a solvent, and at least a part of the surface of the copper fine particles (P) covered with the polymer dispersant (D) is recovered, and the recovered copper fine particles (P) may be redispersed in any of the dispersion media (S) selected from the dispersion media (S1) to (S6). As a method for redispersing the copper fine particles (P) in the dispersion medium (S), a known stirring method can be employed, but an ultrasonic irradiation method is preferably employed.
上記したように、有機溶媒（Ｃ）を少なくとも有し、有機溶媒（Ａ）、有機溶媒（Ｂ）及び有機溶媒（Ｅ）をそれぞれ一定割合含む分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）は、超音波等の撹拌により容易に分散して、かつ分散溶媒中の微粒子の分散性にも優れており、一端、粒子が凝集状態になっても容易に再分散させることが可能である。また、長期の分散安定性に優れ、その微粒子分散液を基板上に塗布焼結した際、比較的定温での焼結が可能となる。 As described above, the dispersion media (S1) to (S6) having at least the organic solvent (C) and containing the organic solvent (A), the organic solvent (B), and the organic solvent (E) at a certain ratio are ultrasonic waves. It is easily dispersed by stirring such as the above, and the dispersibility of the fine particles in the dispersion solvent is excellent, and can be easily redispersed even when the particles are in an aggregated state. Moreover, it is excellent in long-term dispersion stability, and when the fine particle dispersion is applied and sintered on a substrate, sintering at a relatively constant temperature becomes possible.
分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）は、有機溶媒（Ｃ）を含むことで、加熱分解時に還元性物質を発生し、銅微粒子の酸化被膜を還元することができるので、焼成工程において、還元性ガス雰囲気を必要としないという効果を奏する。そして、有機溶媒（Ｃ）を含む銅微粒子分散液を、被塗布体に塗布、焼成した際には、有機溶媒（Ｃ）の有する高い分散能及び還元促進能により、焼結体の均一性及び導電性を向上させることができる。
また、有機溶媒（Ａ）と有機溶媒（Ｂ）とを含有する混合有機溶媒は、撹拌により優れた分散性を有するが、一般に有機溶媒において時間の経過により微粒子同士が接合する傾向にある。有機溶媒（Ｃ）を分散媒中に存在させると、このような接合をより効果的に抑制して、銅微粒子の分散性の向上及び、分散液の長期安定性化を図ることが可能になる。
Since the dispersion media (S1) to (S6) contain the organic solvent (C), a reducing substance can be generated at the time of thermal decomposition and the oxide film of the copper fine particles can be reduced. There is an effect that a gas atmosphere is not required. And, when the copper fine particle dispersion containing the organic solvent (C) is applied to the object to be coated and fired, the uniformity of the sintered body and the high dispersibility and reduction promoting ability of the organic solvent (C) The conductivity can be improved.
Moreover, the mixed organic solvent containing the organic solvent (A) and the organic solvent (B) has excellent dispersibility by stirring, but generally the fine particles tend to be joined to each other over time in the organic solvent. When the organic solvent (C) is present in the dispersion medium, it is possible to more effectively suppress such bonding, thereby improving the dispersibility of the copper fine particles and improving the long-term stability of the dispersion. .
本発明で使用する分散媒（Ｓ１）及び（Ｓ２）においては、実用的には、有機溶媒（Ｃ）濃度を２０〜９０体積％程度とするのがより好ましい。分散媒（Ｓ４）、（Ｓ５）においては、有機溶媒（Ａ）及び有機溶媒（Ｅ）が共存し、かつ、得られる焼成膜の緻密性および導電性をより向上する作用を発揮するには、有機溶媒（Ｃ）を３０〜６０体積％以上配合することが必要である。また、分散媒（Ｓ６）においては、有機溶媒（Ｅ）との共存により、実用的には、有機溶媒（Ｃ）濃度を７０〜９０体積％程度とするのがより好ましい。 In the dispersion media (S1) and (S2) used in the present invention, it is more preferable that the concentration of the organic solvent (C) is practically about 20 to 90% by volume. In the dispersion media (S4) and (S5), the organic solvent (A) and the organic solvent (E) coexist, and in order to exhibit the effect of further improving the denseness and conductivity of the obtained fired film, It is necessary to blend 30 to 60% by volume or more of the organic solvent (C). In addition, in the dispersion medium (S6), the concentration of the organic solvent (C) is more preferably about 70 to 90% by volume due to the coexistence with the organic solvent (E).
本発明において、分散媒に分散されている銅微粒子（Ｐ）の一次粒子の平均粒径は、１〜１５０ｎｍであるが、本発明の分散媒は銅微粒子（Ｐ）の分散性に優れているので、これらの銅微粒子（Ｐ）からなる二次凝集粒子の平均二次凝集サイズを超音波照射等の撹拌により５００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下とすることは容易に可能である。 In the present invention, the average particle diameter of the primary particles of the copper fine particles (P) dispersed in the dispersion medium is 1 to 150 nm, but the dispersion medium of the present invention is excellent in the dispersibility of the copper fine particles (P). Therefore, the average secondary aggregate size of the secondary aggregate particles composed of these copper fine particles (P) can be easily adjusted to 500 nm or less, preferably 300 nm or less by stirring such as ultrasonic irradiation.
（銅分散液の調整工程）
次に、銅微粒子分散液の調整工程について説明する。
銅微粒子分散液は、前記銅微粒子を、前記分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）から選択される分散媒（Ｓ）中に分散させることで調整される。
具体的には、例えば、水溶液中で、高分子分散剤（Ｄ）の存在下に銅イオンの液相還元反応、又は公知の還元反応によりにより得られた銅微粒子（Ｐｃ）から、高分子分散剤（Ｄ）を含む不純物を除去し、高分子分散剤（Ｄ）で表面が被覆されていない、あるいは比較的少量の高分子分散剤（Ｄ）で被覆された銅微粒子（Ｐ）を、上記分散媒（Ｓ）に再分散することで調整することができる。
(Copper dispersion adjustment process)
Next, the adjustment process of the copper fine particle dispersion will be described.
The copper fine particle dispersion is adjusted by dispersing the copper fine particles in a dispersion medium (S) selected from the dispersion media (S1) to (S6).
Specifically, for example, polymer dispersion from copper fine particles (Pc) obtained by a liquid phase reduction reaction of copper ions or a known reduction reaction in the presence of a polymer dispersant (D) in an aqueous solution. The copper fine particles (P) whose surface is not covered with the polymer dispersant (D) or whose surface is coated with the polymer dispersant (D) are removed by removing impurities including the agent (D). It can be adjusted by redispersing in the dispersion medium (S).
前記銅イオンの形成には、塩化銅、硝酸銅、亜硝酸銅、硫酸銅、酢酸銅等を使用することができる。
高分子分散剤（Ｄ）の除去方法としては、還元反応終了後に水溶液中に凝集促進剤を添加して、銅微粒子を凝集又は沈殿させた後、水溶液から該凝集又は沈殿した微粒子をろ過等の操作により分離する方法を採用することができる。これにより、高分子分散剤（Ｄ）が除去された銅微粒子（Ｐ）を得ることができる。
銅微粒子（Ｐ）を分散媒（Ｓ）へ再分散させる方法としては、公知の撹拌方法を採用することができるが、超音波照射方法を採用するのが好ましい。
For the formation of the copper ions, copper chloride, copper nitrate, copper nitrite, copper sulfate, copper acetate, or the like can be used.
As a method for removing the polymer dispersant (D), an aggregation accelerator is added to the aqueous solution after completion of the reduction reaction to aggregate or precipitate the copper fine particles, and then the aggregated or precipitated fine particles are filtered from the aqueous solution. A method of separating by operation can be employed. Thereby, the copper fine particles (P) from which the polymer dispersant (D) has been removed can be obtained.
As a method for redispersing the copper fine particles (P) in the dispersion medium (S), a known stirring method can be employed, but an ultrasonic irradiation method is preferably employed.
還元により生成される微粒子（Ｐ）の一次粒子の平均粒径は、１〜１５０ｎｍであり、実用上は１〜１００ｎｍが好ましい。ここで、一次粒径とは、二次粒子を構成する個々の金属等微粒子の一次粒子の直径を意味する。該一次粒径は、透過電子型顕微鏡を用いて測定することができる。また、平均粒径とは、金属等微粒子の数平均粒径を意味する。なお、二次粒子は、分散媒中において一次粒子が集合して形成されたものを指す。 The average particle diameter of the primary particles of the fine particles (P) produced by the reduction is 1-150 nm, and practically 1-100 nm is preferable. Here, the primary particle diameter means the diameter of primary particles of fine particles such as individual metals constituting the secondary particles. The primary particle size can be measured using a transmission electron microscope. The average particle size means the number average particle size of fine particles such as metals. The secondary particles refer to those formed by aggregating primary particles in a dispersion medium.
銅微粒子（Ｐ）は、有機溶媒中で一次粒径１〜１５０ｎｍの微粒子同士が再分散可能な弱い力で引き合っている軟凝集体である二次凝集体を形成するが、その二次凝集サイズを、動的光散乱型粒度分布測定装置により測定することができる。銅微粒子（Ｐ）を、有機溶媒（Ｓ）、有機溶媒（Ｓ）及び有機溶媒（Ｃ）を含む分散媒（Ｓ）に分散させることで、粒子分散性の高い（二次凝集サイズの小さい）微粒子分散液を得ることができるので、銅微粒子（Ｐ）からなる二次凝集粒子の平均二次凝集サイズを５００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以下とすることは容易に可能である。 Copper fine particles (P) form secondary agglomerates which are soft agglomerates in which fine particles having a primary particle diameter of 1 to 150 nm are attracted with a weak force capable of redispersion in an organic solvent. Can be measured by a dynamic light scattering type particle size distribution measuring apparatus. Copper fine particles (P) are dispersed in a dispersion medium (S) containing an organic solvent (S), an organic solvent (S), and an organic solvent (C), thereby achieving high particle dispersibility (small secondary aggregation size). Since a fine particle dispersion can be obtained, it is possible to easily make the average secondary aggregate size of the secondary aggregate particles composed of the copper fine particles (P) 500 nm or less, preferably 300 nm or less.
尚、銅微粒子（Ｐ）の一次粒子の平均粒径の制御は、銅イオン、高分子分散剤（Ｄ）、還元剤の種類と配合濃度の調整及び銅イオンを還元反応させる際の、かく拌速度、温度、時間、ｐＨ等の調整により行うことが可能である。具体的には、例えば、無電解の液相還元の場合には、水溶液中で、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、数平均分子量約３５００）の存在下に銅イオン（酢酸第二銅等）を水素化ホウ素ナトリウムで還元する際に、還元温度が８０℃程度であれば、一次粒子の平均粒径が１００ｎｍの銅微粒子を得ることが可
能である。
In addition, the control of the average particle diameter of the primary particles of the copper fine particles (P) is performed by stirring the copper ions, the polymer dispersing agent (D), adjusting the types and the concentration of the reducing agent, and reducing the copper ions. It can be carried out by adjusting the speed, temperature, time, pH and the like. Specifically, for example, in the case of electroless liquid phase reduction, copper ions (cupric acetate, etc.) are borohydride in the presence of polyvinylpyrrolidone (PVP, number average molecular weight of about 3500) in an aqueous solution. When reducing with sodium, if the reduction temperature is about 80 ° C., it is possible to obtain copper fine particles having an average primary particle diameter of 100 nm.
−高分子分散剤（Ｄ）−
高分子分散剤（Ｄ）は、水に対して溶解性を有していると共に、溶媒中で金属等からなる微粒子の表面を覆うように存在して、銅微粒子の凝集を抑制して分散性を良好に維持する作用を有する。
-Polymer dispersant (D)-
The polymer dispersant (D) has solubility in water and is present in the solvent so as to cover the surface of the fine particles made of metal or the like, and suppresses the aggregation of the copper fine particles and is dispersible. Has the effect of maintaining good.
本発明の高分子分散剤（Ｄ）は、例えば、銅微粒子（Ｐ）が水溶液中で銅イオンを電解還元又は還元剤を使用した無電解還元等の液相還元により製造される場合には、該水溶液中に水溶性の高分子分散剤（Ｄ）を溶解させておいて、還元反応により析出する銅微粒子（Ｐ）の凝集を抑制して、銅微粒子（Ｐ）を効率良く形成することができる。 The polymer dispersant (D) of the present invention is produced, for example, when the copper fine particles (P) are produced by liquid phase reduction such as electroless reduction of copper ions or electroless reduction using a reducing agent in an aqueous solution. It is possible to efficiently form the copper fine particles (P) by dissolving the water-soluble polymer dispersant (D) in the aqueous solution and suppressing aggregation of the copper fine particles (P) precipitated by the reduction reaction. it can.
本発明の高分子分散剤（Ｄ）は、水溶性であると共に、反応系中で析出した銅微粒子（Ｐ）の表面を覆うように存在している場合には、銅微粒子（Ｐ）の凝集を抑制して分散性を良好に維持する作用を有する。 When the polymer dispersant (D) of the present invention is water-soluble and is present so as to cover the surface of the copper fine particles (P) deposited in the reaction system, the copper fine particles (P) are aggregated. Has the effect of suppressing dispersibility and maintaining good dispersibility.
高分子分散剤（Ｄ）存在下の液相還元により、銅微粒子（Ｐ）を水溶液中で形成する場合には、これらの高分子分散剤（Ｄ）は、水に対して溶解性を有すると共に、析出した銅微粒子（Ｐ）の表面を覆うように存在して、金属等の微粒子（Ｐ）の凝集を抑制し、分散を維持する働きをする。 When the copper fine particles (P) are formed in an aqueous solution by liquid phase reduction in the presence of the polymer dispersant (D), these polymer dispersants (D) have solubility in water. It exists so as to cover the surface of the deposited copper fine particles (P), and functions to suppress the aggregation of fine particles (P) such as metals and maintain dispersion.
前記高分子分散剤（Ｄ）としては、その化学構造にもよるが分子量が１００〜１００,０００程度の、水に対して溶解性を有し、かつ水溶液で金属イオンから還元反応で析出した金属等微粒子を良好に分散させることが可能なものであればいずれも使用可能である。 The polymer dispersant (D) is a metal having a molecular weight of about 100 to 100,000, which is soluble in water, depending on its chemical structure, and deposited from a metal ion in a reduction reaction in an aqueous solution. Any material can be used as long as the fine particles can be dispersed well.
高分子分散剤（Ｄ）として好ましいのは、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン等のアミン系の高分子；ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース等のカルボン酸基を有する炭化水素系高分子；ポリアクリルアミド等のアクリルアミド；ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、更にはデンプン及びゼラチンの中から選択される１種又は２種以上である。 Preferred as the polymer dispersant (D) are amine polymers such as polyvinylpyrrolidone and polyethyleneimine; hydrocarbon polymers having a carboxylic acid group such as polyacrylic acid and carboxymethylcellulose; acrylamides such as polyacrylamide; One or more selected from polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, starch and gelatin.
上記例示した高分子分散剤（Ｄ）化合物の分子量の具体例として、ポリビニルピロリドン（分子量：１０００〜５００、０００）、ポリエチレンイミン（分子量：１００〜１００，０００）、カルボキシメチルセルロース（アルカリセルロースのヒドロキシル基Ｎａ塩のカルボキシメチル基への置換度：０．４以上、分子量：１０００〜１００，０００）、ポリアクリルアミド（分子量：１００〜６，０００，０００）、ポリビニルアルコール（分子量：１０００〜１００，０００）、ポリエチレングリコール（分子量：１００〜５０，０００）、ポリエチレンオキシド（分子量：５０，０００〜９００，０００）、ゼラチン（平均分子量：６１，０００〜６７，０００）、水溶性のデンプン等が挙げられる。 Specific examples of the molecular weight of the exemplified polymer dispersant (D) compound include polyvinylpyrrolidone (molecular weight: 1000 to 500,000), polyethyleneimine (molecular weight: 100 to 100,000), carboxymethyl cellulose (hydroxyl group of alkali cellulose). Degree of substitution of carboxymethyl group of Na salt: 0.4 or more, molecular weight: 1000 to 100,000, polyacrylamide (molecular weight: 100 to 6,000,000), polyvinyl alcohol (molecular weight: 1000 to 100,000) Polyethylene glycol (molecular weight: 100 to 50,000), polyethylene oxide (molecular weight: 50,000 to 900,000), gelatin (average molecular weight: 61,000 to 67,000), water-soluble starch, and the like.
上記かっこ内にそれぞれの高分子分散剤（Ｄ）の数平均分子量を示すが、このような分子量範囲にあるものは水溶性を有するので、本発明において好適に使用できる。尚、これらの２種以上を混合して使用することもできる。
その他、チオール、カルボン酸、アミド、カルボニトリル、エステル類が挙げられる。また、極性基を有するポリマーとしてポリメチルビニルエーテル等を例示できる。
The number average molecular weights of the respective polymer dispersants (D) are shown in the parentheses, and those having such a molecular weight range are water-soluble and can be used preferably in the present invention. In addition, these 2 or more types can also be mixed and used.
Other examples include thiols, carboxylic acids, amides, carbonitriles, and esters. Moreover, polymethyl vinyl ether etc. can be illustrated as a polymer which has a polar group.
前記凝集剤としては、常温又は操作温度で液状又は気体上であり、還元反応後に水溶液に添加することにより、微粒子を凝集又は沈殿させ、かつ高分子分散剤（Ｄ）を析出させないものであればとくに限定されるものではないが、好適な例として、ハロゲン系炭化水素等を挙げることができる。該ハロゲン系炭化水素としては、炭素原子数１〜４の塩素化合物、臭素化合物、等のハロゲン化合物、塩素系、臭素系統のハロゲン系芳香族化合物が好ましい。 The flocculant is liquid or gas at normal temperature or operating temperature, and is added to the aqueous solution after the reduction reaction to aggregate or precipitate the fine particles and not to precipitate the polymer dispersant (D). Although not particularly limited, a preferred example is a halogen-based hydrocarbon. The halogen-based hydrocarbon is preferably a halogen compound such as a chlorine compound or bromine compound having 1 to 4 carbon atoms, or a chlorine-based or bromine-based halogen-based aromatic compound.
以上のようにして、表面に高分子分散剤（Ｄ）が存在しないか、又は、高分子分散剤（Ｄ）と銅微粒子（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）が０＜Ｄ／Ｐ＜０．００１の範囲で、表面に高分子分散剤（Ｄ）が付着している銅微粒子の分散液を得ることができる。
微粒子分散液中の、銅微粒子（Ｐ）表面を覆っている高分子分散剤（Ｄ）と銅微粒子（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）の確認は、例えば、下記（ｉ）又は（ii）の方法により行うことができる。
（ｉ）微粒子分散液を採取して、遠心分離等の操作により、微粒子分散液から銅微粒子（Ｐ）を分離し、酸化性の溶液中で、高分子分散剤（Ｄ）が反応しない条件下で銅粒子を溶解した溶液を調製し、該溶液を液体クロマトグラフィー(Liquid Chromatography)等により定量分析して、重量比（Ｄ／Ｐ）を測定する。尚、該分析法による高分子分散剤（Ｄ）の検出限界は、０．０２重量％程度とすることが可能である。
（ii）微粒子分散液を採取して、遠心分離等の操作により、微粒子分散液から微粒子（Ｐ）を分離し、溶剤抽出等の操作により、微粒子（Ｐ）から高分子分散剤（Ｄ）を溶剤中に抽出した後に、必要がある場合には蒸発等の濃縮操作を行い、液体クロマトグラフィー、又は高分子分散剤（Ｄ）中の特定の元素（窒素、イオウ等）をＸ線光電子分光（ＸＰＳ(X-ray Photoelectron Spectroscopy)）、オージェ電子分光分析（ＡＥＳ(Auger Electron Spectroscopy)）等の分析により行うことが可能である。
As described above, the polymer dispersant (D) does not exist on the surface, or the weight ratio (D / P) of the polymer dispersant (D) to the copper fine particles (P) is 0 <D / P. In the range of <0.001, a dispersion of copper fine particles having the polymer dispersant (D) attached to the surface can be obtained.
The confirmation of the weight ratio (D / P) of the polymer dispersant (D) and the copper fine particles (P) covering the surface of the copper fine particles (P) in the fine particle dispersion is, for example, the following (i) or ( It can be carried out by the method ii).
(I) Collecting the fine particle dispersion, separating the copper fine particles (P) from the fine particle dispersion by an operation such as centrifugation, and the condition that the polymer dispersant (D) does not react in the oxidizing solution. Then, a solution in which copper particles are dissolved is prepared, and the solution is quantitatively analyzed by liquid chromatography or the like to measure the weight ratio (D / P). The detection limit of the polymer dispersant (D) by the analysis method can be about 0.02% by weight.
(Ii) Collecting the fine particle dispersion, separating the fine particles (P) from the fine particle dispersion by an operation such as centrifugation, and removing the polymer dispersant (D) from the fine particles (P) by an operation such as solvent extraction. After extraction into a solvent, if necessary, concentration operation such as evaporation is performed, and liquid chromatography or specific elements (nitrogen, sulfur, etc.) in the polymer dispersant (D) are subjected to X-ray photoelectron spectroscopy ( It can be performed by analysis such as XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) and Auger Electron Spectroscopy (AES).
（銅微粒子分散液の被塗布体への付与工程）
次に、上記工程により得られた銅微粒子分散液を、被塗布体に吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって被塗布体上に付与し、所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を形成する。
銅微粒子分散液の付与方法は、インクジェット法、スクリーン印刷法、ナノインプリント法、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法及びロールコート法などを適用可能である。これら付与方法については、後にさらに詳述する。
被塗布体を構成する材料としては、例えば、種々の合成樹脂、絶縁材料、セラミック、金属、半導体、紙、ガラス(ＳＯＧ膜含む）及びこれらの組合せが挙げられ、その形状については限定されない。
(Applying process of copper fine particle dispersion to coated body)
Next, the copper fine particle dispersion obtained by the above process is applied to the coated body by any of the methods of discharging, coating and transferring to the coated body, and a liquid film of the copper fine particle dispersion having a predetermined pattern is formed. Form.
As an application method of the copper fine particle dispersion, an inkjet method, a screen printing method, a nanoimprint method, a wire bar coating method, a blade coating method, a roll coating method, or the like can be applied. These application methods will be described in detail later.
Examples of the material constituting the object to be coated include various synthetic resins, insulating materials, ceramics, metals, semiconductors, paper, glass (including SOG film), and combinations thereof, and the shape thereof is not limited.
前記半導体材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＺｎＯ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＩｎＰ及びＧａＩｎＡｓＰ等が挙げられる。 Examples of the semiconductor material include Si, Ge, SiC, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, GaSb, InP, InAs, InSb, ZnO, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, PbS, PbSe, PbTe, AlGaAs, AlInAs, AlInP, GaAsP, GaInAs, GaInP, AlGaAsSb, AlGaInP, and GaInAsP.
（焼成工程）
次に、銅微粒子分散液の液膜を乾燥及び焼成して銅微粒子の焼結配線層を形成する。
このとき、銅微粒子は、表面に高分子分散剤（Ｄ）が存在しないか、又は、ごく少量の高分子分散剤（Ｄ）で被覆された状態であるので、従来の高分子化合物層で厚く被覆された銅微粒子のように銅微粒子同士の焼結が阻害されることがなく、１９０〜３００℃程度の低温焼成が可能となる。
(Baking process)
Next, the liquid film of the copper fine particle dispersion is dried and fired to form a sintered wiring layer of copper fine particles.
At this time, the copper fine particles are thick in the conventional polymer compound layer because the polymer dispersant (D) does not exist on the surface or is coated with a very small amount of the polymer dispersant (D). Sintering of copper fine particles is not hindered like the coated copper fine particles, and low-temperature firing at about 190 to 300 ° C. is possible.
具体的には、乾燥条件は、使用する溶媒にもよるが例えば１００〜２００℃で１５〜３０分程度であり、焼成条件は、塗布厚みにもよるが例えば１９０〜２５０℃で２０〜４０分間程度、好ましくは１９０〜２２０℃で２０〜４０分間程度である。
乾燥及び焼成は、水素ガス等の還元ガスを使用することなく、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
Specifically, although drying conditions depend on the solvent to be used, it is, for example, about 100 to 200 ° C. for about 15 to 30 minutes, and the firing conditions depend on the coating thickness, for example, for example, 190 to 250 ° C. for 20 to 40 minutes. Degree, preferably at 190 to 220 ° C. for about 20 to 40 minutes.
Drying and firing can be performed in an inert gas atmosphere such as argon without using a reducing gas such as hydrogen gas.
以上の工程により、金属材料自体が金、銀及びニッケル等に比較して格段に安価であり、且つ、銀を使用するときのようなエレクトロマイグレーションに起因する配線間の短絡が生じない、銅を使用した導電材が形成される。
得られた導電材は、低温焼成であっても導電性に優れ、その電気抵抗値は、１．０×１０−５Ωｃｍ〜１０×１０−４Ωｃｍ程度を達成することが可能である。
By the above process, the metal material itself is much cheaper than gold, silver, nickel, etc., and copper is not short-circuited due to electromigration as in the case of using silver. The used conductive material is formed.
The obtained conductive material is excellent in conductivity even when fired at a low temperature, and its electric resistance value can achieve about 1.0 × 10 −5 Ωcm to 10 × 10 −4 Ωcm.
また、分散媒（Ｓ１）〜（Ｓ６）は、銅微粒子分散液の乾燥、焼成の際に、銅微粒子の粒子間相互作用が強くなるように設計されているので、乾燥、焼成過程での銅微粒子の緻密な積層状態を得ることができ、銅微粒子の焼結時における収縮量を最小限に抑えることができる。より詳細には、分散媒として、比誘電率の高いものや、溶媒分子間の相互作用を低下させ分散粒子の溶媒に対する親和性を向上する作用を持つものを用いているため、分散液中の銅微粒子は良好な分散状態(粒子間相互作用が弱い状態)が保たれており、この状態から乾燥・焼成過程において溶媒が蒸発することにより、粒子間相互作用(粒子間引力)が強まり、銅粒子の緻密な積層状態を得ることができる。このため、焼結体内の熱歪みを緩和することができ、被塗布体に対する高い密着性を得ることが可能となる。 Further, since the dispersion media (S1) to (S6) are designed so that the interaction between the copper fine particles becomes strong when the copper fine particle dispersion is dried and fired, the copper in the drying and firing process is used. A fine layered state of fine particles can be obtained, and the amount of shrinkage during sintering of copper fine particles can be minimized. More specifically, as the dispersion medium, one having a high relative dielectric constant or one having an action of reducing the interaction between solvent molecules and improving the affinity of the dispersed particles to the solvent is used. The fine copper particles are kept in a well-dispersed state (a state where the interparticle interaction is weak), and from this state, the solvent evaporates during the drying and firing process, thereby increasing the interparticle interaction (interparticle attractive force). A dense layered state of particles can be obtained. For this reason, the thermal distortion in the sintered body can be relaxed, and high adhesion to the coated body can be obtained.
次に、上記銅微粒子分散液の付与方法として、インクジェット法、スクリーン印刷法、ナノインプリント法及びその他の塗布方法を用いた場合について、より具体的に説明する。 Next, the case where the inkjet method, the screen printing method, the nanoimprint method, and other coating methods are used as the method for applying the copper fine particle dispersion will be described more specifically.
−インクジェット法によるパターン形成−
インクジェット法においては、上記銅微粒子分散液をインクジェットプリンターのヘッドから吐出させ、被塗布体に直接描画することで所定のパターンを形成する。吐出面積及び吐出パターンは、コンピュータ制御により任意に設定することができる。インクジェット法としては、圧電素子を用いたピエゾジェット方式やエネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）方式が使用可能である。
-Pattern formation by inkjet method-
In the ink jet method, the copper fine particle dispersion is ejected from the head of an ink jet printer, and a predetermined pattern is formed by drawing directly on an object to be coated. The discharge area and the discharge pattern can be arbitrarily set by computer control. As the ink jet method, a piezo jet method using a piezoelectric element or a bubble jet (registered trademark) method using an electrothermal transducer as an energy generating element can be used.
−スクリーン印刷法によるパターン形成−
図１は、スクリーン印刷法を用いたパターン形成の一例を示す概略図である。図１に示すように、スクリーンマスク１１は、所定のパターン形状の孔１１ａが形成されている。スクリーンマスク１１と被塗布体である基板１６との間にある程度の間隔をもたせた状態で、スキージ１２を下降させてスクリーンマスク１１を基板１６に接触させ押圧する。次いで、スクリーンマスク１１を基板１６へ押圧した状態で、スキージ１２をスクリーンマスク１１上で摺動させ、パターン孔１１ａから銅微粒子分散液１３を基板１６へ塗布する。そして、スクリーンマスク１１を基板１６から離間させることで、所定のパターン１５が形成される。
-Pattern formation by screen printing-
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of pattern formation using a screen printing method. As shown in FIG. 1, the
−ナノインプリント法によるパターン形成−
図２は、ナノインプリント法を用いたパターン形成の一例を説明する概略図である。まず、図２（ａ）に示すような、スタンパー２１を準備する。スタンパー２１は、樹脂シート２１ａと、ナノメートルスケールの微細加工を施すことができるナノインプリント技術により形成された、凹凸による微細パターン２１ｃとを有する。次いで、スタンパー２１のパターンの形成された面上に、銅微粒子分散液をスピンコートする。これによりスタンパー２１上には、パターン２１ｃの凹凸にしたがい表面に起伏をもつ銅微粒子分散液の液膜２３が形成される。なお、銅微粒子分散液の塗布は、液膜２３を形成できる方法であればスピンコート以外によっても行うことができる。
次に、図２（ｂ）に示すように、銅微粒子分散液が塗布されたスタンパー２１を、被塗布体である基板２４に対して、所定の圧力で押し当ててコンタクトプリントを行う。
-Pattern formation by nanoimprint method-
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of pattern formation using the nanoimprint method. First, a
Next, as shown in FIG. 2B, contact printing is performed by pressing the
次に、図２（ｃ）に示すように、基板２４からスタンパー２１を離間させると、スタンパー２１の凸部の銅微粒子分散液が基板２４上に転写され、基板２４上に銅微粒子分散液のパターン２５が形成される。
Next, as shown in FIG. 2C, when the
−その他の塗布方法によるパターン形成−
まず、図３（ａ）に示すように、基板３４上に、例えばポリメチルメタクリレートからなる高分子樹脂をスピンコート等により塗布し、高分子樹脂膜で被覆された基板を得る。
次に、図３（ｂ）に示すように、基板３４及び高分子樹脂膜３３を樹脂のガラス転移温度（１１０℃）以上に加熱し、所定の微細パターンが形成されたスタンパー３１を、高分子樹脂膜３３対して、所定の温度及び圧力で押し当てる。
-Pattern formation by other coating methods-
First, as shown in FIG. 3A, a polymer resin made of, for example, polymethyl methacrylate is applied onto the
Next, as shown in FIG. 3B, the
次に、図３（ｃ）に示すように、スタンパー３１を基板３４から離間させる。これにより、スタンパー３１の微細パターンが高分子樹脂膜３３に転写される。
次に、図３（ｄ）に示すように、パターニングされた高分子樹脂膜３３の凹部に、銅微粒子分散液３６を充填する。充填方法としては、上記のインクジェット法及びスクリーン印刷法の他、ワイヤーバーコート法、ブレードコート法、ロールコート法等の塗布方法を利用することができる。これにより、被塗布体である基板３４上に銅微粒子分散液のパターン３６が形成される。
Next, as shown in FIG. 3C, the
Next, as shown in FIG. 3 (d), the copper
（基板）
次に、本発明の導電材の形成方法により形成された導電材を、配線として有する基板について説明する。
本発明の基板としては、一方の面に半導体素子が搭載され他方の面に実装基板が接合されるインターポーザ、プリント配線板、電子部品を内蔵する部品内蔵基板及び電子部品と他の電子部品とが実装されてモジュールを形成するモジュール基板等が挙げられる。
(substrate)
Next, the board | substrate which has the electrically conductive material formed by the formation method of the electrically conductive material of this invention as wiring is demonstrated.
The substrate of the present invention includes an interposer in which a semiconductor element is mounted on one surface and a mounting substrate is bonded to the other surface, a printed wiring board, a component-embedded substrate that incorporates electronic components, and electronic components and other electronic components. Examples include a module substrate that is mounted to form a module.
これら基板の材料としては、例えば、紙基材フェノール樹脂、紙基材エポキシ樹脂、紙基材ポリエステル樹脂、ガラス基材エポキシ樹脂、ガラス基材ポリイミド樹脂、ガラス基材フッ素樹脂などが挙げられる。ガラス基材としては、例えば、ソーダ硝子、無アルカリ硝子、石英ガラスなどを使用することができる。また、種々の合成樹脂；アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)、窒化アルミニウム(ＡｌＮ)、炭化ケイ素(ＳｉＣ)などのセラミックス；ノンドープシリコンなどであってもよい。 Examples of the material for these substrates include paper base phenol resin, paper base epoxy resin, paper base polyester resin, glass base epoxy resin, glass base polyimide resin, and glass base fluororesin. As the glass substrate, for example, soda glass, non-alkali glass, quartz glass and the like can be used. Further, various synthetic resins; ceramics such as alumina (Al 2 O 3), aluminum nitride (AlN), and silicon carbide (SiC); non-doped silicon may be used.
−インターポーザ−
以下に、一方の面に半導体素子が搭載され他方の面に実装基板が接合されるインターポーザにおいて、本発明の導電材を配線として用いた例について説明する。図４に、一例として、本発明の導電材の形成方法により形成した配線を有するインターポーザ４０の断面構造を示す。図４に示すように、インターポーザ４０は、基板４１と、絶縁樹脂層４３と、絶縁樹脂層４３を貫通する銅の貫通配線４５と、所定のパターンを有する上部配線４６とを有する。貫通配線４５は、例えば、無電解銅メッキ又は銅ペースト充填により形成される。そして、上部配線４６は、本発明の銅微粒子分散液を、吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって、被塗布体である絶縁樹脂層４３及び貫通配線４５上に付与、焼成して形成される。
-Interposer-
Hereinafter, an example in which the conductive material of the present invention is used as a wiring in an interposer in which a semiconductor element is mounted on one surface and a mounting substrate is bonded to the other surface will be described. FIG. 4 shows, as an example, a cross-sectional structure of an
所定のパターンを有する上部配線４６には、ＬＳＩチップのような半導体素子を搭載可能である。例えば、半導体素子に外部端子として予め形成された半田バンプ（不図示）とインターポーザ４０の上部配線４６に形成されたバンプ（不図示）とをフリップチップ接合することで、半導体素子が搭載された半導体パッケージが得られる。半導体パッケージは、貫通配線４５の外部露出面に半田ボールが形成され、実装基板に実装される。
インターポーザ４０の基板４１としては、上記のような基板材料から選択できるが、本発明においては、低温焼成が可能であることから、比較的耐熱温度の低い樹脂基板を使用することが可能となる。
このようなインターポーザにおいては、低温焼成であっても導電性に優れた配線が形成されるので、回路をより微細に形成することが可能となり、半導体素子及び半導体パッケージの小型化に対応できる。
A semiconductor element such as an LSI chip can be mounted on the
The
In such an interposer, a wiring having excellent conductivity is formed even when firing at a low temperature, so that a circuit can be formed more finely, and the semiconductor element and the semiconductor package can be reduced in size.
−部品内蔵基板−
次に、電子部品を内蔵する部品内蔵基板において、本発明の導電材を配線として用いた例について説明する。図５に、一例として、本発明の導電材の形成方法により形成した配線を有する部品内蔵基板５０の断面構造を示す。図５に示すように、部品内蔵基板５０は、例えばＰＥＴなどからなる絶縁性基材５１と、例えばエポキシ樹脂などからなる接着層５２と、突起電極５５を有する電子部品としてのＩＣチップ５３と、電極端子５６を有するチップ状のコンデンサ５４と、電子部品の固定と耐湿信頼性を確保するための絶縁層５７と、配線パターン５８とを有する。配線パターン５８は、ＩＣチップ５３の突起電極５５及びチップコンデンサ５４の電極端子５６の露出面に接続されている。そして、この配線パターン５８は、本発明の銅微粒子分散液を、吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって、被塗布体である絶縁層５７上に付与、焼成して形成される。このようにして、絶縁層５７の表面に配線パターン５８を備えた電子部品内蔵基板５０が得られる。
-Component built-in substrate-
Next, an example in which the conductive material of the present invention is used as a wiring in a component-embedded substrate that incorporates an electronic component will be described. FIG. 5 shows, as an example, a cross-sectional structure of a component built-in
絶縁層５７としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＢＴレジン（ビスマレイミドトリアジン）、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂などの樹脂材料を用いることができるが、本発明においては、低温焼成が可能であることから、比較的耐熱温度の低い樹脂材料を使用することが可能となる。
さらに、低温焼成が可能であることから、例えば、内蔵部品として積層コンデンサを用いる場合に、熱による内部クラックの発生を防止できるといった効果が得られる。
Examples of the insulating
Furthermore, since low temperature firing is possible, for example, when a multilayer capacitor is used as a built-in component, an effect of preventing the occurrence of internal cracks due to heat can be obtained.
また、上述のように、本発明の基板は配線の低温焼成が可能であり、その基板材料として樹脂を使用することができることから、各種電子機器の部品として、本発明による樹脂基板を使用すれば、電子機器の小型軽量化及び低コスト化に対する要求に応えることが可能となる。また、基板に形成された配線は被塗布体に対する密着性に優れるので、本発明の基板を備える電子機器の信頼性を高めることができる。
特に、携帯電話・デジタルカメラなど小型電子機器の場合、集積化に伴って配線導体が細く且つ薄くなり、高抵抗化してしまうが、本発明の導電性の高い配線材を用いることで、配線の微細化及び電子機器の小型化が進んでも高い導電性を持つため、電気信号の伝達性の低減が抑えられ、信頼性を高めることができる。また、大型のテレビ受像機や冷蔵庫など大型家電製品を作製する際には、大面積配線を低コストで実現することができる。さらに、導電性も高いので、高抵抗になりやすい長距離配線の際においても、電気信号伝達の信頼性も高くなる。
Further, as described above, the substrate of the present invention can be fired at a low temperature, and a resin can be used as the substrate material. Therefore, if the resin substrate according to the present invention is used as a component of various electronic devices, Therefore, it is possible to meet the demands for reducing the size and weight of electronic devices and reducing the cost. In addition, since the wiring formed on the substrate is excellent in adhesion to the object to be coated, the reliability of the electronic device including the substrate of the present invention can be improved.
In particular, in the case of small electronic devices such as mobile phones and digital cameras, the wiring conductors become thinner and thinner with the integration, resulting in higher resistance. However, by using the highly conductive wiring material of the present invention, Even if miniaturization and downsizing of electronic devices are advanced, the high conductivity is obtained, so that the reduction of electrical signal transmission can be suppressed and the reliability can be improved. Moreover, when manufacturing a large household appliance such as a large television receiver or a refrigerator, a large-area wiring can be realized at low cost. Furthermore, since the electrical conductivity is high, the reliability of electric signal transmission is improved even in the case of long-distance wiring that tends to have high resistance.
電子機器としては、上記の携帯電話、デジタルカメラ、テレビ受像機の他、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ゲーム機、ラジオ、ＣＤプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、ビデオカメラ、ハードディスクレコーダー、プリンター、電子手帳、電子卓上計算機、電子辞書、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ（Point-Of-Sale）端末などが挙げられるが、これらに限定されない。 Electronic devices include personal computers (PCs) and engineering workstations (EWS), game machines, radios, CD players, DVD players, video cameras, hard disk recorders, in addition to the mobile phones, digital cameras, and television receivers described above. Examples include, but are not limited to, a printer, an electronic notebook, an electronic desk calculator, an electronic dictionary, a car navigation device, and a POS (Point-Of-Sale) terminal.
（表示装置）
次に、本発明の導電材の形成方法により形成された導電材を、配線又は電極として有する表示装置について説明する。
表示装置としては、有機ＥＬディスプレイ及び液晶ディスプレイ等が挙げられる。
(Display device)
Next, a display device having a conductive material formed by the conductive material forming method of the present invention as a wiring or an electrode will be described.
Examples of the display device include an organic EL display and a liquid crystal display.
−有機ＥＬディスプレイ（１）−
以下に、有機ＥＬディスプレイにおいて、本発明の導電材を、駆動用回路に導通する配線として用いた例について説明する。
図６に、有機ＥＬディスプレイに含まれる、有機ＥＬ素子を用いたパッシブマトリックス型発光装置を示す。図６（ａ）は上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＰ−Ｐ’で切断した時の断面図である。
-Organic EL display (1)-
Hereinafter, in the organic EL display, an example in which the conductive material of the present invention is used as a wiring that conducts to the driving circuit will be described.
FIG. 6 shows a passive matrix light emitting device using an organic EL element included in an organic EL display. 6A is a top view, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line PP ′ shown in FIG. 6A.
図６（ａ）において、符号６１はプラスチック基板である。符号６２は酸化導電膜からなる走査線（陽極）であり、例えば、酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した酸化物導電膜を用いることができる。符号６３は金属膜からなるデータ線（陰極）であり、例えばビスマス膜を用いることができる。符号６４はアクリル樹脂からなるバンクであり、データ線６３を分断するための隔壁として機能する。走査線６２とデータ線６３は両方とも、ストライプ状に複数形成されており、互いに直交するように設けられている。図６（ａ）では図示していないが、走査線６２とデータ線６３の間には有機ＥＬ層が挟まれており、交差部６５が画素となる。
In FIG. 6A,
符号６８は走査線６２に接続された配線群を表し、符号６９はデータ線６３に接続された接続配線６６の集合からなる配線群を表す。これら配線群６８及び６９は、それぞれＴＡＢテープ５７を介して外部の駆動回路に接続されている。そして、これら配線群６８及び６９は、銅微粒子分散液を、被塗布体である基板６１上に付与、焼成して形成される。
基板６１としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＳ（ポリエチレンサルファイル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）もしくはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を板状、もしくはフィルム上にしたものを使用することができるが、本発明においては、低温焼成が可能であることから、比較的耐熱温度の低い樹脂材料を使用することが可能となる。
As the
また、図６で示した発光装置においては、配線群６８及び６９の低温焼成が可能であることから、配線群６８及び６９の近傍に存在する耐熱温度の低い有機ＥＬ層や樹脂部材等に与える熱影響を低減することができる。これにより、このような発光装置を備えた有機ＥＬディスプレイの長寿命化が可能になる。
In the light emitting device shown in FIG. 6, since the
−有機ＥＬディスプレイ（２）−
次に、有機ＥＬディスプレイにおいて、本発明の導電材を、駆動用回路に導通する配線として用いた他の例について説明する。
図７は、有機ＥＬディスプレイに含まれる、有機ＥＬユニット７００の一部分を拡大して示す分解斜視図である。有機ＥＬユニット７００は、複数のＩＣ（集積回路）基板７０１と、１枚の有機ＥＬパネル７１０を有している。各ＩＣ基板７０１のドライバＩＣ７０２は、フレキシブル配線板７０３を用いて、それぞれ有機ＥＬパネル７１０の裏面７１０Ｂ側の電気接続部分に電気的に且つ機械的に接続され、大型の有機ＥＬパネル７１０を、破線で示すように区分面７１１に分けてそれぞれ駆動する。
-Organic EL display (2)-
Next, in the organic EL display, another example in which the conductive material of the present invention is used as a wiring that conducts to the driving circuit will be described.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing an enlarged part of the organic EL unit 700 included in the organic EL display. The organic EL unit 700 includes a plurality of IC (integrated circuit)
図８は、ＩＣ基板７０１と有機ＥＬパネル７１０とが貼り合わされ、それぞれの電気接続部分が電気的に且つ機械的に接続された状態を示す断面図である。図８では、ＩＣ基板７０１は、第１基板７０１ａと第２基板７０１ｂとが積層された積層構造を有している。
図８において、透明基板７２１は、たとえばガラス基板やプラスラック基板を用いることができる。透明基板７２１がガラス基板の場合には、たとえばソーダ硝子、無アルカリ硝子、石英硝子などを使用することができ、プラスチック基板の場合には、たとえばＰＣ（ポリカーボネート）、フッ素ＰＩ（ポリイミド）、ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルフォン）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）、シクロ・オレフィン系樹脂などを用いることができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the
In FIG. 8, for example, a glass substrate or a plus rack substrate can be used as the
透明基板７２１の表面と裏面には、ガスバリア膜７２２が形成されている。一方のガスバリア膜７２２の上には、抵抗値を下げるための補助電極７２３が形成されている。この補助電極７２３は、たとえばクロムにより作られておりたとえば櫛状に形成されている。
補助電極７２３の上には、透明電極（陽極）７２４が形成されている。この透明電極７０４は、ストライプ状に形成されており、たとえばＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ膜）である。
透明電極７２４の上には第１絶縁層７２５が形成されている。第１絶縁層７２５の上には、有機ＥＬ膜７２６が形成されている。この有機ＥＬ膜７２６は、正孔輸送層と発光層とが積層された多層構造である。第１絶縁層７２５と有機ＥＬ膜７２６の上には、陰極（カソード電極）７２７が形成されている。第１絶縁層７２５は、たとえばＳｉＮ等により作られており、電気絶縁性ばかりでなく水分や酸素に対するガスバリア機能を有している。陰極７２７は、たとえばフッ化リチウム（ＬｉＦ）等からなる。第１絶縁層７２５と陰極７２７の上には、第２絶縁層７２８が形成されている。この第２絶縁層７２８は、素子全体に亘って形成されており、たとえばＳｉＮ、ＡｌＮ等により作られている。
A
A transparent electrode (anode) 724 is formed on the
A first insulating
第２絶縁層７２８と第１絶縁層７２５には、開口部７３０，７３１が形成されている。この開口部７３０，７３１には、それぞれ導電性を有する金属、たとえばＮｉの電極部分７３２，７３３が設けられている。第２絶縁層７２８の上には、接着剤７３４を介して、ＩＣ基板７０１が貼り付けられている。接着剤７３４は、たとえば両面粘着テープである。
そして、接着剤７３４の開口部７３５，７３６の中には、導電性の金属膜７４０が設けられている。この金属膜７４０は、銅微粒子分散液を、被塗布体である電極部分７３２，７３３上に付与、焼成して形成される。
A
ＩＣ基板７０１は、穴７５０を有しており、これらの穴７５０を形成する周囲部分７６０には、導電性の接続部分７５１があらかじめ形成されている。この導電性の接続部分７５１は、たとえばＣｕを採用することができる。導電性の接続部分７５１は、ＩＣ基板７０１の導体パターン７５２に電気的に接続されている。
また、溶融半田ボール７７０によって、ＩＣ基板７０１の導電性の接続部分７５１と、有機ＥＬパネル７１０の導電性の金属膜７４０とが、電気的かつ機械的に接続されている。これにより、ＩＣ基板７０１の各導体パターン７５２は、導電性の接続部分７５１、溶融半田ボール７７０及び導電性の金属膜７４０を介して、有機ＥＬパネル７１０の陰極７２７と透明電極７２４に対して電気的にかつ機械的に接続される。
The
In addition, the
このような有機ＥＬパネル７１０では、透明電極７２４と、陰極７２７の間に電流が印加されると、陰極７２７から注入された正孔が、有機ＥＬ膜の正孔輸送層を経て発光層に達するとともに、透明電極７２４から注入された電子が有機ＥＬ膜７２６の発光層に到達する。従って、発光層内で電子−正孔の再結合が生じる。この時に、所定の波長を持った光が発生し、この光は、透明基板７２１から外に射出することになる。
In such an
図７及び図８で示した有機ＥＬユニット７００においても、導電性の金属膜７４０の低温焼成が可能であることから、金属膜７４０の近傍に存在する耐熱温度の低い有機ＥＬ層７２６や樹脂部材等に与える熱影響を低減することができる。これにより、このような有機ＥＬユニットを備える有機ＥＬディスプレイの長寿命化が可能になる。
Also in the organic EL unit 700 shown in FIGS. 7 and 8, since the
また、各種電子機器の部品として、本発明による寿命の長い表示装置を使用すれば、電子機器自体を長寿命化することができる。また、表示装置内に形成された配線は被塗布体に対する密着性に優れるので、電子機器の信頼性を向上させることができる。
表示装置を備える電子機器としては、テレビジョン受像機、携帯電話、コンピュータのモニター装置、携帯情報端末、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯用ゲーム機などが挙げられるが、これらに限定されない。
Moreover, if the display device with a long lifetime according to the present invention is used as a component of various electronic devices, the lifetime of the electronic device itself can be extended. In addition, since the wiring formed in the display device is excellent in adhesion to an object to be coated, the reliability of the electronic device can be improved.
Examples of the electronic device provided with the display device include, but are not limited to, a television receiver, a mobile phone, a computer monitor device, a portable information terminal, a digital still camera, a video camera, and a portable game machine.
（光モジュール）
次に、本発明の導電材の形成方法により形成された導電材を、配線として有する光モジュールについて説明する。
(Optical module)
Next, an optical module having a conductive material formed by the conductive material forming method of the present invention as a wiring will be described.
−光モジュール（１）−
図９に、光モジュールの概略図を示す。符号９０５は受光素子９０１及び発光素子９０４を搭載するためのＳｉ基板である。発光素子９０１と受光素子９０４の間には、電気的クロストーク低減を目的として導体壁９１９が設置されている。受光素子９０１及び発光素子９０４を駆動するための配線パターン９０６ａ，９０６ｂは、導体壁９１９を挟む態様で導体壁９１９の両サイドに分離配置されている。発光素子９０１、受光素子９０４は、配線パターン９０６ａ，９０６ｂをアライメントマークとして用いて位置決めされ、半田により固定されている。両素子９０１，９０４の光出射方向および、光入射方向は、光ファイバ９１１と結合する方向に設置されている。
-Optical module (1)-
FIG. 9 shows a schematic diagram of the optical module.
符号９１３は、光モジュールの外形の一部を構成するリードフレームであり、受光素子９０１、発光素子９０４を搭載したＳｉ基板９０５の他、受光素子９０１からの検出電流を取り出すためのバイアス及び出力端子９１５、９１６、発光素子９０４の駆動電流を供給するための＋端子及び−端子９１７、９１８及び、接地端子９１４が設けられており、これに、光ファイバ９１１との接続を行うための光フェルール９１２が取り付けられる。
また、リードフレーム９１３上には、受光素子９０１からの検出信号を増幅して、光モジュール外部に送り出すためのプリアンプ２０３が取り付けられている。
On the
そして、Ｓｉ基板９０５上の各素子や配線パターン、あるいは、リードフレーム９１３上の端子やプリアンプ９０３は、配線９０２によって接続されている。これら配線９０２は、インクジェット法により、銅微粒子分散液を吐出、焼成して形成される。
Each element and wiring pattern on the
このように、従来のボンディングワイヤの代わりに、無加圧のインクジェット法により各素子や端子間を接続することにより、配線部の高さを低く抑えることができるので、光デバイスのパッケージの薄型化に対応可能である。
また、配線９０２の低温焼成が可能であることから、光デバイスのパッケージのコストダウンを目的としたパッケージ材料の樹脂化の要求に対しても対応可能である。また特に、パッケージ材料の樹脂化によって、パッケージ内に組み込まれる金属材料からなるヒートスプレッダーとの熱膨張係数のミスマッチが増加する場合には、低温焼成が有効となる。
In this way, instead of the conventional bonding wire, the height of the wiring part can be kept low by connecting each element and terminal by the non-pressurized ink jet method, so the package of the optical device is made thinner Can be supported.
In addition, since the
−光モジュール（２）−
図１０は、光モジュールの他の例を示す概略図である。この光モジュールは、光ファイバに結合されて光信号を受信する光受信器（ハイブリッド光受信モジュール）である。
図１０の光モジュールは、キャンパッケージ１０１内に導波路型受光素子１０２、プリアンプＩＣ１０４、バイパスコンデンサ１０６を実装して構成され、導波路型受光素子１０２を球レンズ１０５に光学的に結合させた構造を有する。導波路型受光素子２をその上面に実装されたプリアンプＩＣ１０４を、キャンパッケージ１０１のステム１０１ａに立設したピラー１０１ｂ上に実装し、このプリアンプＩＣ１０４を介して導波路型受光素子１０２を球レンズ１０５との光学的結合位置に位置付けるようにしている。また同時にプリアンプＩＣ１０４を導波路型受光素子２のヒートシンクとして機能させるものとなっている。
-Optical module (2)-
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating another example of the optical module. This optical module is an optical receiver (hybrid optical receiver module) that is coupled to an optical fiber and receives an optical signal.
The optical module of FIG. 10 is configured by mounting a waveguide type
導波路型受光素子１０２をプリアンプＩＣ４上に実装することによって生まれた前記ピラー１０１ｂ上の余剰スペースには、バイパスコンデンサ１０６が実装される。
そして、これらの導波路型受光素子１０２、プリアンプＩＣ１０４及びバイパスコンデンサ１０６との間を、配線１０７によって接続し、更にリード端子１０８との間を接続することで光モジュールが実現されている。これら配線１０７は、インクジェット法により、銅微粒子分散液を吐出、焼成して形成される。なお図１０では、便宜上、配線１０７をキャンパッケージ１０１内の空間に図示しているが、実際は、本発明の銅微粒子分散液は、キャンパッケージ１０１内壁やステム１０１ａなどの被塗布体上に塗布され、配線される。
このような光モジュールにおいても、配線１０７の低温焼成が可能であることから、光デバイスのパッケージのコストダウンを目的としたパッケージ材料の樹脂化の要求に対しても対応可能である。
A
An optical module is realized by connecting the waveguide type
Even in such an optical module, since the wiring 107 can be fired at a low temperature, it is possible to meet the requirement for resinization of the package material for the purpose of reducing the cost of the package of the optical device.
−光モジュール（３）−
図１１は、光モジュールのさらに他の例を示す概略図である。図１１の光モジュールは、基板１１２とパッケージ１１６とを備えている。基板１１２の搭載面１１２ｂには電気の配線パターン１１３が中央に複数形成され、これらの配線パターン１１３を挟む幅方向両側に２本のＶ溝１１２ｃが設けられている。また、基板１１２は、搭載面１１２ｂの前部に半導体レーザ（以下、単に「ＬＤ」という）１１４と光ダイオード１１５が搭載され、それぞれ所定の配線パターン１１３と接続されている。
-Optical module (3)-
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating still another example of the optical module. The optical module shown in FIG. 11 includes a
パッケージ１１６は、導電性金属からなる搭載部１１６ａと複数のリード１１９から成るリードフレームとが一体にモールド成形された板状の部材で、搭載部１１６ａ及び複数のリード１１９が表面に露出している。各リード１１９は、幅方向外方へ延出した後、上方又は下方へ垂下している。また、パッケージ１１６は、前部に段部１１６ｂが、後部に係合壁１１６ｃが、それぞれ形成され、幅方向両側には側壁１１６ｄが設けられている。
そして、各配線パターン１１３と対応するリード１１９との間は、配線１１８によって接続されている。これら配線１１８は、インクジェット法により、銅微粒子分散液を吐出、焼成して形成される。
The
Each
図１１に示す光モジュールにおいては、従来のボンディングワイヤの代わりに、無加圧のインクジェット法により各素子や端子間を接続することにより、配線１１８の配線長を短くすることができるので、配線１１８に起因する寄生インダクタンスの影響を低減することができる。
また、配線１１８の低温焼成が可能であることから、光デバイスのパッケージのコストダウンを目的としたパッケージ材料の樹脂化の要求に対しても対応可能である。
In the optical module shown in FIG. 11, the wiring length of the
In addition, since the
本発明の光モジュールは、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯型情報端末）、電子手帳など各種電子機器に備えられ、これらの電子機器において機器内部での情報通信や外部機器等との間における情報通信に用いられる。 The optical module of the present invention is provided in various electronic devices such as personal computers, PDAs (portable information terminals), electronic notebooks, etc., and in these electronic devices, information communication within the device, information between external devices, etc. Used for communication.
（半導体素子）
次に、本発明の導電材の形成方法により形成された導電材を、配線又は電極として有する半導体素子について説明する。
半導体素子としては、主に表示装置に応用される薄膜トランジスタや、シリコンあるいは化合物半導体を用いたＭＯＳトランジスタ集積回路（ＩＣ，ＬＳＩ）等が挙げられる。
(Semiconductor element)
Next, a semiconductor element having a conductive material formed by the conductive material forming method of the present invention as a wiring or an electrode will be described.
Examples of the semiconductor element include a thin film transistor mainly applied to a display device, a MOS transistor integrated circuit (IC, LSI) using silicon or a compound semiconductor, and the like.
−薄膜トランジスタ（１）−
薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）において、本発明の導電材を電極として用いた例について説明する。図１２に、一例として、薄膜トランジスタである有機ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む有機ＥＬパネルの画素の断面構造を示す。有機ＦＥＴは、有機ＥＬパネルの各画素のスイッチング素子として機能する。
-Thin film transistor (1)-
An example in which the conductive material of the present invention is used as an electrode in a thin film transistor (TFT) will be described. As an example, FIG. 12 shows a cross-sectional structure of a pixel of an organic EL panel including an organic FET (Field Effect Transistor) that is a thin film transistor. The organic FET functions as a switching element for each pixel of the organic EL panel.
図１２に示すように、有機ＥＬパネル１２００は、有機ＦＥＴ１２０１と有機ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１２０２とを有する。有機ＦＥＴ１２０１は、ガラス基板１２０３上に、ゲート電極１２０４と、ゲート絶縁膜１２０５と、ソース電極１２０６と、ドレイン電極１２０７と、有機化合物からなる半導体層１２０８が形成されている。有機ＬＥＤ１２０２は、ガラス基板１２０３上に、陽極としての透明導電膜１２１０、正孔輸送層１２１１，発光層１２１２及び陰極１２１３が、この順に形成されている。
As shown in FIG. 12, the
このような構成において、ゲート電極１２０４、ソース電極１２０６及びドレイン電極１２０７のうちの少なくとも１の電極は、インクジェット法により、銅微粒子分散液を吐出し、焼成して形成される。
有機ＥＬパネル１２００に・BR>ィいては、有機ＦＥＴ１２０１の電極の低温焼成が可能であるので、電極近傍に存在する有機半導体層１２０８や発光層１２１２に与える熱影響を低減することができ、有機ＥＬパネル１２００及びこれを備える有機ＥＬディスプレイの長寿命化が可能になる。
また、本発明の銅微粒子分散液を用いて形成された電極は、被塗布体に対する密着性に優れるので、このような有機ＦＥＴにおける電極のように、焼結時の収縮量が異なる異種材質間をつなぐ場合にも剥がれ難いという効果がある。
In such a structure, at least one of the
In the case of the
In addition, since the electrode formed using the copper fine particle dispersion of the present invention is excellent in adhesion to an object to be coated, between electrodes of different materials having different shrinkage amounts during sintering, such as an electrode in such an organic FET. This also has the effect that it is difficult to peel off when connecting.
−薄膜トランジスタ（２）−
図１３に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む液晶パネルの断面構造を示す。薄膜トランジスタは、液晶パネルの液晶素子のスイッチング素子として機能する。
図１３に示すＴＦＴのゲート電極、ソース電極及びドレイン電極のうちの少なくとも１の電極は、インクジェット法により、銅微粒子分散液を吐出し、焼成して形成される。
本発明の銅微粒子分散液を用いて形成された電極は、低温焼成であっても導電性に優れる。また、被塗布体に対する密着性に優れるので、このような液晶パネルのＴＦＴにおける電極においても、上記の有機ＥＦＴの電極と同様に剥がれ難いという効果がある。
-Thin film transistor (2)-
FIG. 13 shows a cross-sectional structure of a liquid crystal panel including a thin film transistor (TFT). The thin film transistor functions as a switching element of the liquid crystal element of the liquid crystal panel.
At least one of the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode of the TFT shown in FIG. 13 is formed by discharging a copper fine particle dispersion and baking it by an inkjet method.
An electrode formed using the copper fine particle dispersion of the present invention is excellent in conductivity even if it is fired at a low temperature. In addition, since the adhesiveness to the coated body is excellent, there is an effect that the electrode in the TFT of such a liquid crystal panel is hardly peeled off similarly to the electrode of the organic EFT.
−集積回路−
図１４に、ＣＭＯＳ ＬＳＩの断面構造を示す。Ｓｉ基板の上面に回路が形成されたＬＳＩ形成部がある。図中、ＬＳＩ形成部が位置する側を上部と称し、その反対側を下部と称する。図１４においては、この上部側を、下方向に向けて図示している。
ＬＳＩ形成部の上には、配線１、中間配線及びグローバル配線を含む多層配線部が形成されている。グローバル配線（下部配線）の配線ピッチは、１０〜２０μｍより大きいため、本発明の銅微粒子分散液を用いて、インクジェット法により形成することができる。
-Integrated circuit-
FIG. 14 shows a cross-sectional structure of the CMOS LSI. There is an LSI forming portion in which a circuit is formed on the upper surface of the Si substrate. In the figure, the side on which the LSI forming portion is located is referred to as the upper portion, and the opposite side is referred to as the lower portion. In FIG. 14, this upper side is illustrated downward.
A multilayer wiring portion including the wiring 1, the intermediate wiring, and the global wiring is formed on the LSI forming portion. Since the wiring pitch of the global wiring (lower wiring) is larger than 10 to 20 μm, it can be formed by the ink jet method using the copper fine particle dispersion of the present invention.
図１５は、グローバル配線（下部配線）の３次元的な構造を示す模式図である。配線層１５１と配線層１５２、配線層１５２と配線層１５３及び配線層１５３と配線層１５４は、それぞれビアによって接続されている。これらの配線層及びビアは、本発明の銅微粒子分散液を用いて、インクジェット法により形成される。 FIG. 15 is a schematic diagram showing a three-dimensional structure of global wiring (lower wiring). The wiring layer 151 and the wiring layer 152, the wiring layer 152 and the wiring layer 153, and the wiring layer 153 and the wiring layer 154 are connected by vias, respectively. These wiring layers and vias are formed by the inkjet method using the copper fine particle dispersion of the present invention.
図１６は、図１５に示すようなグローバル配線を形成するプロセスの一例を示す図である。まず、図１６（ａ）に示すように、第1の絶縁層１６１上に形成された第１の配線層１６２上に、第２の絶縁層１６３を形成し、この第２の絶縁層１６３にナノインプリント用のスタンパー１６５を押し当て、スタンパー１６５の形状を転写する。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a process for forming the global wiring as shown in FIG. First, as shown in FIG. 16A, a second insulating
次に、図１６（ｂ）に示すように、第２の絶縁層１６３を、さらに公知のエッチング技術によりエッチングし、第１の配線層１６２に達するビアホールとなる孔１６４を形成する。
Next, as shown in FIG. 16B, the second insulating
次に、図１６（ｃ）に示すように、インクジェット法により、孔１６４内に銅微粒子分散液を充填し、さらに第２の絶縁層１６２上に所定のパターンを直接描画して焼成する。これにより、第１の配線層１６２とビアを介して接続された第２の配線層１６６が形成される。
Next, as shown in FIG. 16C, the copper fine particle dispersion is filled in the
次に、図１６（ｄ）に示すように、第２の配線層１６６上に、第３の絶縁層１６７を形成し、この第３の絶縁層１６７にナノインプリント用のスタンパー１６８を押し当て、スタンパー１６８の形状を転写する。
Next, as shown in FIG. 16D, a third
次に、図１６（ｅ）に示すように、第３の絶縁層１６７を、さらに公知のエッチング技術によりエッチングし、第２の配線層１６６に達するビアホールとなる孔１６９を形成する。
Next, as shown in FIG. 16E, the third insulating
次に、図１６（ｆ）に示すように、インクジェット法により、孔１６９内に銅微粒子分散液を充填し、さらに第３の絶縁層１６７上に所定のパターンを直接描画して焼成する。これにより、第２の配線層１６６とビアを介して接続された第３の配線層１７０が形成される。
以上のプロセスにより、グローバル配線を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 16 (f), the copper fine particle dispersion is filled in the
The global wiring can be formed by the above process.
このようにして形成されたグローバル配線は、低温焼成であっても導電性に優れ、且つ、被塗布体に対する密着性にも優れるので、半導体素子の特性及び信頼性の向上に寄与することができる。 The global wiring formed in this manner is excellent in conductivity even at low-temperature firing, and also has excellent adhesion to an object to be coated, which can contribute to improvement in characteristics and reliability of a semiconductor element. .
本発明の半導体素子は、上述した基板を有する電子機器と同様の電子機器に備えられ、同様の効果を奏することができる。 The semiconductor element of the present invention is provided in an electronic device similar to the electronic device having the substrate described above, and can exhibit the same effects.
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(Example)
Next, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
まず、以下の実施例、比較例における評価方法を以下に記載する。 First, evaluation methods in the following examples and comparative examples are described below.
（１）焼成膜の電気抵抗
焼成膜の電気抵抗値は、直流四端子法（使用測定機：Ｋｅｉｔｈｌｅｙ社製、デジタルマルチメータＤＭＭ２０００型（四端子電気抵抗測定モード））を用いて測定した。電気抵抗値の評価は下記の方法によった。
○：１×１０-4[Ω・cm]未満
△：１×１０-2[Ω・cm]未満、１０×１０-4[Ω・cm]以上
×：１×１０-2[Ω・cm]以上
(1) Electrical resistance of fired film The electrical resistance value of the fired film was measured using a direct current four-terminal method (use measuring machine: Digital Multimeter DMM2000 type (four-terminal electrical resistance measurement mode) manufactured by Keithley). The electrical resistance value was evaluated by the following method.
○: Less than 1 × 10 −4 [Ω · cm] Δ: Less than 1 × 10 −2 [Ω · cm], 10 × 10 −4 [Ω · cm] or more ×: 1 × 10 −2 [Ω · cm] more than
（２）焼成膜の基板密着性
ＪＩＳ Ｄ０２０２−１９８８に準拠して焼成膜のテープ剥離試験を行った。評価試料の描画パターンを１ｍｍずつ、計１０マス区切り、セロハンテープ（「ＣＴ２４」，ニチバン（株）製）を用い、フィルムに密着させた後剥離した。判定は１０マスの内、剥離しないマス目の数から以下の規準により表した。
○：剥離したマス目が１マス以下
△：剥離したマス目が４〜２マス
×：５マス以上剥離した
(2) Substrate adhesion of the fired film A tape peel test of the fired film was performed in accordance with JIS D0202-1988. The drawing pattern of the evaluation sample was separated by 10 mm in total and divided into 10 squares in total, using cellophane tape (“CT24”, manufactured by Nichiban Co., Ltd.), and adhered to the film and then peeled off. Judgment was expressed according to the following criteria from the number of squares not peeled out of 10 squares.
○: The peeled square is 1 square or less Δ: The peeled square is 4 to 2 squares x: 5 squares or more are peeled
（３）焼成膜の耐曲げ歪み性
ステンレス棒に被塗布体の裏面を接触させて曲げることにより、曲げ歪み（ε）を加えた。このとき、曲げ歪みを加えない状態、および前述のような曲げ歪みを加えた状態で電気抵抗率を測定して、曲げ歪みを加えない場合の電気抵抗率と曲げ歪みを加えた状態の電気抵抗率の比較を行い、以下の基準により評価した。
○：曲げ歪みを加えても電気抵抗値がほとんど変化しない
△：曲げ歪みを加えることで電気抵抗値が増加（１０倍未満）
×：曲げ歪みを加えることで電気抵抗値が大きく増加（１０倍以上）
(3) Bending strain (ε) was applied by bending the back surface of the coated body in contact with the bending strain resistant stainless steel rod of the fired film. At this time, the electrical resistivity is measured in a state where no bending strain is applied and in the state where the bending strain is applied as described above. The ratios were compared and evaluated according to the following criteria.
○: The electric resistance value hardly changes even when bending strain is applied. Δ: The electric resistance value is increased by applying bending strain (less than 10 times).
×: Increased electrical resistance value by adding bending strain (10 times or more)
１．銅微粒子分散液の調整
まず、高分子分散剤で覆われた銅微粒子を下記方法で調製した。
銅微粒子の原料として酢酸銅（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃｕ・１Ｈ２Ｏ）０．２ｇを蒸留水１０ｍｌに溶解させた酢酸銅水溶液１０ｍｌと、金属イオンの還元剤として水素化ホウ素ナトリウムを５．０ｍｏｌ／リットル（ｌ）の濃度となるように蒸留水に溶解して、水素化ホウ素ナトリウム水溶液１００ｍｌを調製した。その後、上記水素化ホウ素ナトリウム水溶液に、更に高分子分散剤としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、数平均分子量約３５００）０．５ｇを添加して、攪拌溶解させた。
1. Preparation of Copper Fine Particle Dispersion First, copper fine particles covered with a polymer dispersant were prepared by the following method.
10 ml of an aqueous copper acetate solution prepared by dissolving 0.2 g of copper acetate ((CH 3 COO) 2 Cu · 1H 2 O) in 10 ml of distilled water as a raw material for copper fine particles, and 5.0 mol / liter (l of sodium borohydride as a metal ion reducing agent) ) Was dissolved in distilled water to obtain a concentration of) to prepare 100 ml of an aqueous sodium borohydride solution. Thereafter, 0.5 g of polyvinylpyrrolidone (PVP, number average molecular weight of about 3500) as a polymer dispersant was further added to the aqueous sodium borohydride solution, and dissolved by stirring.
窒素ガス雰囲気中で、前記還元剤と高分子分散剤とが溶解している水溶液に、上記酢酸銅水溶液１０ｍｌを滴下した。この還元反応液を約６０分間よく攪拌しながら反応させた結果、一次粒子の平均粒径５〜１０ｎｍの銅微粒子が水溶液中に分散した微粒子分散液が得られた。 In a nitrogen gas atmosphere, 10 ml of the aqueous copper acetate solution was dropped into an aqueous solution in which the reducing agent and the polymer dispersant were dissolved. As a result of reacting this reduction reaction liquid with sufficient stirring for about 60 minutes, a fine particle dispersion in which copper fine particles having an average primary particle diameter of 5 to 10 nm were dispersed in an aqueous solution was obtained.
次に、上記方法で得られた銅微粒子が分散した分散液１００ｍｌに、凝集促進剤としてクロロホルムを５ｍｌ添加してよく攪拌した。数分間攪拌した後、静置して反応液である水相を遠心分離機に供給し、銅微粒子を分離、回収した。その後、得られた銅微粒子と３０ｍｌの蒸留水とを試験管に入れ、超音波ホモジナイザーを用いてよく攪拌した後、遠心分離機で粒子成分を回収する水洗浄を３回、続いて、同じく試験管中で、得られた銅微粒子と３０ｍｌの１−ブタノールとを入れよく攪拌した後、遠心分離機で銅微粒子を回収するアルコール洗浄を３回行った。以上の工程により、最終分散溶媒に分散させる銅微粒子が得られた。 Next, 5 ml of chloroform as an aggregation accelerator was added to 100 ml of the dispersion liquid in which the copper fine particles obtained by the above method were dispersed, and stirred well. After stirring for several minutes, the mixture was allowed to stand, and the aqueous phase as a reaction solution was supplied to a centrifuge to separate and collect copper fine particles. After that, the obtained copper fine particles and 30 ml of distilled water are put in a test tube, stirred well using an ultrasonic homogenizer, and then washed three times with a centrifuge to recover the particle components, followed by the same test. In the tube, the obtained copper fine particles and 30 ml of 1-butanol were put and stirred well, and then alcohol washing for recovering the copper fine particles with a centrifuge was performed three times. Through the above steps, copper fine particles to be dispersed in the final dispersion solvent were obtained.
別途、本発明の混合有機溶媒の一例として、有機媒（Ａ）としてＮ-メチルアセトアミドを、有機溶媒（Ｂ）としてジエチルエーテルを、有機溶媒（Ｃ）としてエチレングリコールを、有機溶媒（Ｅ）としてトリエチルアミンを用い、これらを表１及び表２に示す溶媒混合比にて混合し、実施例１−１〜１−２５の混合有機溶媒をそれぞれ調整した。 Separately, as an example of the mixed organic solvent of the present invention, N-methylacetamide as the organic medium (A), diethyl ether as the organic solvent (B), ethylene glycol as the organic solvent (C), and organic solvent (E) as the organic solvent (E) Using triethylamine, these were mixed at the solvent mixing ratio shown in Table 1 and Table 2, and the mixed organic solvents of Examples 1-1 to 1-25 were respectively adjusted.
上記の方法によって得られた銅微粒子を、上記実施例１−１〜１−２５の有機混合溶媒１０ｍｌに分散させ、超音波ホモジナイザーを用いて分散液中に１時間超音波振動を与えることで、実施例１−１〜１−２５の銅微粒子分散液を調整した。 By dispersing the copper fine particles obtained by the above method in 10 ml of the organic mixed solvent of Examples 1-1 to 1-25 and applying ultrasonic vibration to the dispersion for 1 hour using an ultrasonic homogenizer, The copper fine particle dispersions of Examples 1-1 to 1-25 were prepared.
２．導電性評価
上記の方法で調製した銅微粒子分散液（実施例１−１〜１−２５）、並びに比較例１として、（株）アルバック (ULVAC, Inc.) 製、銅ナノ粒子分散液（商品名：Ｃｕナノメタルインク「Ｃｕ１Ｔ」）、比較例２として、蒸留水に上記の方法によって得られた銅微粒子を分散させた銅粒子分散液、比較例３−１〜３−７として、表３に示す混合比の溶媒に、上記の方法によって得られた銅微粒子を分散させた銅粒子分散液を用い、インクジェット用ヘッド（メクト社製：ＭＩＣＲＯＪＥＴ(登録商標) Ｍｏｄｅｌ ＭＪ−０４０）に入れ、幅が５０ｍｍ、厚みが５０μｍのポリイミドフィルム（(株)カネカ製、アピカルAH）上に直線パターンを１００本形成した。窒素雰囲気中１２０℃で３０分間乾燥した後、さらに窒素雰囲気中、１６０℃、１９０℃、２２０℃、２６０℃、３００℃でそれぞれ１時間熱処理することによって焼成膜を得た。得られた焼成膜の電気抵抗を測定した。
2. Conductivity evaluation Copper fine particle dispersions prepared by the above method (Examples 1-1 to 1-25) and Comparative Example 1 manufactured by ULVAC, Inc., copper nanoparticle dispersions (commodities) Name: Cu nanometal ink “Cu1T”), as Comparative Example 2, a copper particle dispersion obtained by dispersing copper fine particles obtained by the above method in distilled water, as Comparative Examples 3-1 to 3-7, in Table 3. Using a copper particle dispersion in which the copper fine particles obtained by the above method are dispersed in a solvent having the mixing ratio shown, the mixture is placed in an inkjet head (Mect: MICROJET (registered trademark) Model MJ-040), and the width is 100 linear patterns were formed on a polyimide film (manufactured by Kaneka Corporation, Apical AH) having a thickness of 50 mm and a thickness of 50 μm. After drying at 120 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, heat treatment was further performed in a nitrogen atmosphere at 160 ° C., 190 ° C., 220 ° C., 260 ° C., and 300 ° C. for 1 hour, thereby obtaining a fired film. The electric resistance of the obtained fired film was measured.
測定結果を表1〜３に示す。表1から、実施例１−１〜１−２５の銅微粒子分散液は、ポリイミドフィルム上にインクジェットによりパターン描画し乾燥した後、窒素雰囲気中２１０℃以上の温度での熱処理により導電性の良い焼成膜とすることができた。特に、有機溶媒（Ｃ）が９５体積％以上のような場合（実施例１−７、１−１３、１−２３）には、焼結温度が１８０℃の低温でも電気抵抗がよく、有機溶媒（Ｃ）が２０体積％未満の場合には、焼結温度１８０℃、１９０℃の低温側で電気抵抗があまりよくないことがわかった。
一方、比較例において得られた焼成膜は、250℃以上の温度で熱処理を行っても抵抗が高いままであった。
The measurement results are shown in Tables 1-3. From Table 1, the copper fine particle dispersions of Examples 1-1 to 1-25 were patterned on a polyimide film by ink jet and dried, and then fired with good conductivity by heat treatment at a temperature of 210 ° C. or higher in a nitrogen atmosphere. It was possible to make a membrane. In particular, when the organic solvent (C) is 95% by volume or more (Examples 1-7, 1-13, 1-23), the electrical resistance is good even at a low sintering temperature of 180 ° C., and the organic solvent When (C) was less than 20% by volume, it was found that the electrical resistance was not so good on the low temperature side of sintering temperatures of 180 ° C. and 190 ° C.
On the other hand, the fired film obtained in the comparative example remained high in resistance even when heat-treated at a temperature of 250 ° C. or higher.
３．密着性評価
また、上記の実施例１−１〜１−２５の銅微粒子分散液を用いて、上記の方法で２２０℃の熱処理により作製した焼成膜について、テープ剥離試験を行った。
3. Adhesion evaluation Moreover, the tape peeling test was done about the baking film produced by heat processing at 220 degreeC by said method using the copper fine particle dispersion liquid of said Examples 1-1 to 1-25.
試験結果を表1及び表２に示す。表1及び表２から、実施例１−１〜１−２５の銅微粒子分散液から得られた焼成膜は、密着性に優れていた。ただし、導電性評価において、焼結温度が１８０℃の低温でも電気抵抗がよかった、有機溶媒（Ｃ）が９５体積％以上のような場合（実施例１−７、１−１３、１−２３）では、密着性があまり優れているとはいえないことがわかった。 The test results are shown in Tables 1 and 2. From Tables 1 and 2, the fired films obtained from the copper fine particle dispersions of Examples 1-1 to 1-25 were excellent in adhesion. However, in the electrical conductivity evaluation, the electrical resistance was good even at a low sintering temperature of 180 ° C., and the organic solvent (C) was 95% by volume or more (Examples 1-7, 1-13, 1-23) Then, it turned out that it cannot be said that adhesiveness is very excellent.
以上より、有機溶媒（Ａ）〜（Ｄ）を所定の割合の範囲内で配合を行った分散媒を用いることで、導電性および密着性を両立した導電材を形成することができた。 From the above, by using a dispersion medium in which the organic solvents (A) to (D) were blended within a predetermined ratio range, a conductive material having both conductivity and adhesion could be formed.
次に、銅微粒子の表面を覆っている高分子分散剤の分析を行った。
まず、上記工程で得られた銅微粒子に、０．２Ｍ硝酸水溶液、０．２Ｍ塩酸水溶液、メタノールを１：１：２で混合することで調製した溶離液を入れ、銅粒子成分を溶解させた。得られた溶液を適量の水酸化ナトリウム水溶液で中和した後、昭和電工（株）製、ゲル濾過クロマトグラム（ＧＰＣ、ディテクター：Ｓｈｏｄｅｘ ＲＩ ＳＥ−６１、カラム：Ｔｏｓｏｈ ＴＳＫｇｅｌ Ｇ３０００ＰＷＸＬ）を用いて高分子分散剤成分の含有量を調べた。その結果、使用した高分子分散剤成分（ポリビニルピロリドン）はまったく検出されなかった。尚、該測定装置の検出限界は、０．０２重量％である。
この実験結果と測定装置の検出感度から、本製法により得られた銅微粒子に付着した高分子分散剤量（Ｄ）は、微粒子量（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）として、少なくとも０．００１未満であることが確認された。
Next, the polymer dispersant covering the surface of the copper fine particles was analyzed.
First, an eluent prepared by mixing a 0.2 M nitric acid aqueous solution, a 0.2 M hydrochloric acid aqueous solution, and methanol in a 1: 1: 2 ratio was added to the copper fine particles obtained in the above step to dissolve the copper particle components. . The resulting solution was neutralized with an appropriate amount of aqueous sodium hydroxide solution, and then polymerized using a gel filtration chromatogram (GPC, detector: Shodex RI SE-61, column: Tosoh TSKgel G3000PWXL) manufactured by Showa Denko K.K. The content of the dispersant component was examined. As a result, the used polymer dispersant component (polyvinylpyrrolidone) was not detected at all. The detection limit of the measuring device is 0.02% by weight.
From this experimental result and the detection sensitivity of the measuring device, the amount (D) of the polymer dispersant adhering to the copper fine particles obtained by this production method is at least 0 as the weight ratio (D / P) to the fine particle amount (P). It was confirmed to be less than 0.001.
１１ スクリーンマスク
１１ａ パターン孔
１３ 銅微粒子分散液
１５ パターン
１６ 基板
２１ スタンパー
２１ａ 樹脂シート
２１ｃ 微細パターン
２３ 液膜
２４ 基板
２５ 銅微粒子分散液パターン
３１ スタンパー
３３ 高分子樹脂膜
３４ 基板
３６ 銅微粒子分散液
４０ インターポーザ
４１ 基板
４３ 絶縁樹脂層
４５ 貫通配線
４６ 上部配線
５０ 部品内蔵基板
５１ 絶縁性基材
５２ 接着層
５５ 突起電極
５７ 絶縁層
５８ 配線パターン
６１ プラスチック基板
６８，６９ 配線群
１０２ 導波路型受光素子
１０４ プリアンプＩＣ
１０６ バイパスコンデンサ
１０７ 配線
１０８ リード端子
１１２ 基板
１１６ パッケージ
１１８ 配線
１１９ リード
７００ 有機ＥＬユニット
７０１ ＩＣ基板
７１０ 有機ＥＬパネル
７０３ フレキシブル配線板
７３２，７３３ 電極部分
７４０ 金属膜
９０１ 受光素子
９０２ 配線
９０４ 発光素子
９０５ Ｓｉ基板
９１３ リードフレーム
11
106 bypass capacitor 107
Claims (11)
（ｉ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）５〜９０体積％と、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒（Ｂ）５〜４５体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）５〜９０体積％とを含む分散媒（Ｓ１）、
（ｉｉ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）５〜９５体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、アルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）５〜９５体積％とを含む分散媒（Ｓ２）、
（ｉｉｉ）常圧における沸点が１００℃を超え、且つ分子中に１又は２以上の水酸基を有するアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）を含む分散媒（Ｓ３）、
（ｉｖ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）２４〜６４体積％と、常圧における沸点が２０〜１００℃である低沸点の有機溶媒（Ｂ）５〜３９体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）３０〜７０体積％と、アミン系化合物を含む有機溶媒（Ｅ）１〜４０体積％とを含む分散媒（Ｓ４）、
（ｖ）アミド系化合物を含む有機溶媒（Ａ）３０〜９４体積％と、常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）３０〜９４体積％,アミン系化合物を含む有機溶媒（Ｅ）１〜４０ 体積％と、を含む分散媒（Ｓ５）及び
（ｖｉ）常圧における沸点が１００℃を超え、且つアルコール及び／又は多価アルコールからなる有機溶媒（Ｃ）６０〜９９体積％と、アミン系化合物を含む有機溶媒（Ｅ）１〜４０体積％と、含む分散媒（Ｓ６）
から選択される分散媒（Ｓ）に分散させて銅微粒子分散液を調整する工程と、
前記銅微粒子分散液を、吐出、塗布及び転写のいずれかの方法によって被塗布体上に付与して、所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を形成する工程と、
前記所定パターンを有する銅微粒子分散液の液膜を焼成して焼結導電層を形成する工程と
を有することを特徴とする導電材の形成方法。 Copper fine particles (P) having an average primary particle diameter of 1-150 nm,
(I) 5 to 90% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, 5 to 45% by volume of a low boiling point organic solvent (B) having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure, and a boiling point at normal pressure A dispersion medium (S1) containing an organic solvent (C) of 5 to 90% by volume, which exceeds 100 ° C. and comprises alcohol and / or polyhydric alcohol,
(Ii) 5 to 95% by volume of an organic solvent (A) containing an amide-based compound, and 5 to 95% by volume of an organic solvent (C) having a boiling point exceeding 100 ° C. and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol at normal pressure. A dispersion medium (S2) containing
(Iii) Dispersion medium (S3) containing an organic solvent (C) consisting of an alcohol and / or a polyhydric alcohol having a boiling point at normal pressure exceeding 100 ° C. and having one or more hydroxyl groups in the molecule,
(Iv) 24 to 64% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, 5 to 39% by volume of a low boiling point organic solvent (B) having a boiling point of 20 to 100 ° C. at normal pressure, and a boiling point at normal pressure Is a dispersion medium (S4) containing 30 to 70% by volume of an organic solvent (C) made of alcohol and / or polyhydric alcohol and 1 to 40% by volume of an organic solvent (E) containing an amine compound. ),
(V) 30 to 94% by volume of an organic solvent (A) containing an amide compound, and 30 to 94% by volume of an organic solvent (C) having a boiling point exceeding 100 ° C. at normal pressure and comprising alcohol and / or a polyhydric alcohol. , An organic solvent (E) containing 1 to 40% by volume containing an amine compound, and (vi) an organic solvent consisting of alcohol and / or a polyhydric alcohol having a boiling point exceeding 100 ° C. at normal pressure Solvent (C) 60-99 volume%, organic solvent (E) 1-40 volume% containing an amine compound, and dispersion medium (S6)
A step of adjusting the copper fine particle dispersion by dispersing in a dispersion medium (S) selected from:
Applying the copper fine particle dispersion on the substrate by any one of discharge, application and transfer to form a liquid film of the copper fine particle dispersion having a predetermined pattern;
And forming a sintered conductive layer by firing a liquid film of a copper fine particle dispersion having the predetermined pattern.
（ａ）表面に高分子分散剤が実質的に存在しないか、又は、
（ｂ）高分子分散剤（Ｄ）と銅微粒子（Ｐ）との重量比（Ｄ／Ｐ）が０＜Ｄ／Ｐ＜０．００１の範囲で、表面に高分子分散剤（Ｄ）が付着していることを特徴とする請求項１に記載の導電材の形成方法。 The copper fine particles (P) in the dispersion medium (S) are:
(A) substantially no polymer dispersant is present on the surface, or
(B) The polymer dispersant (D) adheres to the surface when the weight ratio (D / P) of the polymer dispersant (D) and the copper fine particles (P) is in the range of 0 <D / P <0.001. The method for forming a conductive material according to claim 1, wherein:
A semiconductor element having the conductive material according to claim 5 as a wiring or an electrode.
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