JP4982640B2 - 配線及びその製造方法並びに配線を用いた電子部品及び電子機器 - Google Patents
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Description
この場合、更に助触媒として、ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、及びアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1つ又は2つ以上の化合物を含んでいてもよい。
また、基材の表面に配列した導電性微粒子層は基材の表面に結合固定されているので、高い耐剥離強度を有すると共に、カップリング反応により形成された結合を介して配線を1層ずつ積層固定するので、パターン状の配線の膜厚を導電性微粒子のサイズのレベルで容易に制御できる。
さらに、導電性微粒子層の積層固定にバインダーを用いないため、導体密度が高く電気伝導性の高い配線を形成できる。
請求項7に記載の配線においては、第1〜第(n+1)の膜化合物の形成する被膜が全て単分子膜であるので、基材及び導電性微粒子の本来の物性や機能を損なうことがない。
請求項18に記載の配線の製造方法においては、第3の膜化合物の形成する被膜が単分子膜であるので、導電性微粒子の本来の物性や機能を損なうことがない。
ここで、図1(a)は本発明の第1の実施の形態に係るパターン状の単層配線の断面構造を模式的に表した説明図、図1(b)は本発明の第2の実施の形態に係るパターン状の積層配線の断面構造を模式的に表した説明図、図2(a)は本発明の第3の実施の形態に係るパターン状の単層配線の断面構造を模式的に表した説明図、図2(b)は本発明の第4の実施の形態に係るパターン状の積層配線の断面構造を模式的に表した説明図、図3は、本発明の第1〜第4の実施の形態に係るパターン状の配線の製造方法において、ガラス基板の表面に第1の膜化合物の被膜を形成する工程を説明するために分子レベルまで拡大した概念図であり、図3(a)は反応前のガラス基板の断面構造、図3(b)はエポキシ基を有する膜化合物の単分子膜が形成されたガラス基板の断面構造をそれぞれ表し、図4(a)は同配線の製造方法におけるパターン形成処理を行う工程を説明するために分子レベルまで拡大した概念図であり、図4(b)は変形例に係るパターン形成処理を行う工程を説明するために分子レベルまで拡大した概念図、図5は本発明の第1〜第4の実施の形態に係る配線の製造方法において、銀微粒子の表面に第2の膜化合物の被膜を形成する工程を説明するために分子レベルまで拡大した概念図であり、図5(a)は反応前の銀微粒子の断面構造、図5(b)はエポキシ基を有する膜化合物の単分子膜が形成された銀微粒子の断面構造をそれぞれ表す。
図1(a)に示すように、単層配線1は、ガラス基板11(基材の一例)の表面のパターン部分にのみ銀微粒子31(導電性微粒子の一例)が配列した銀微粒子層(導電性微粒子層の一例)が1層結合固定されたパターン状の配線である。
ガラス基板11の表面のパターン部分には、分子の一端にエポキシ基(第1の官能基の一例)を有し、他端でパターン部分の表面に結合した第1の膜化合物の単分子膜13(被膜の一例)が形成され、更にその表面には、エポキシ基とカップリング反応して結合を形成するアミノ基及びイミノ基(第1及び第2のカップリング反応基の一例)を分子内に1つずつ有する2−メチルイミダゾール(第1のカップリング剤の一例)のアミノ基とエポキシ基とのカップリング反応により形成された結合を介して固定された2-メチルイミダゾールの単分子膜15(被膜の一例)が形成されている。
銀微粒子31の表面には、分子の一端にエポキシ基(第2の官能基の一例)を有し、銀微粒子31の表面に結合した第2の膜化合物の単分子膜33(被膜の一例)が形成されている。
ガラス基板11と銀微粒子31との間は、エポキシ基と2−メチルイミダゾールのアミノ基又はイミノ基とのカップリング反応により形成された結合を介して互いに結合固定されている。
工程Aでは、エポキシ基を有する膜化合物をガラス基板11に接触させ、第1の膜化合物の単分子膜13を形成する(図3参照)。
なお、ガラス基板11の大きさには特に制限はない。
用いることのできるエポキシ基を有する膜化合物の具体例としては、下記(1)〜(12)に示したアルコキシシラン化合物が挙げられる。
(2) (CH2OCH)CH2O(CH2)7Si(OCH3)3
(3) (CH2OCH)CH2O(CH2)11Si(OCH3)3
(4) (CH2CHOCH(CH2)2)CH(CH2)2Si(OCH3)3
(5) (CH2CHOCH(CH2)2)CH(CH2)4Si(OCH3)3
(6) (CH2CHOCH(CH2)2)CH(CH2)6Si(OCH3)3
(7) (CH2OCH)CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3
(8) (CH2OCH)CH2O(CH2)7Si(OC2H5)3
(9) (CH2OCH)CH2O(CH2)11Si(OC2H5)3
(10) (CH2CHOCH(CH2)2)CH(CH2)2Si(OC2H5)3
(11) (CH2CHOCH(CH2)2)CH(CH2)4Si(OC2H5)3
(12) (CH2CHOCH(CH2)2)CH(CH2)6Si(OC2H5)3
縮合触媒の添加量は、好ましくはアルコキシシラン化合物の0.2〜5質量%であり、より好ましくは0.5〜1質量%である。
カルボン酸金属塩ポリマーの具体例としては、ジブチルスズマレイン酸塩ポリマー、ジメチルスズメルカプトプロピオン酸塩ポリマーが挙げられる。
カルボン酸金属塩キレートの具体例としては、ジブチルスズビスアセチルアセテート、ジオクチルスズビスアセチルラウレートが挙げられる。
チタン酸エステルキレート類の具体例としては、ビス(アセチルアセトニル)ジ−プロピルチタネートが挙げられる。
縮合触媒として上述の金属塩のいずれかを用いた場合、縮合反応の完了までに要する時間は2時間程度である。
更に、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、あるいはそれらの混合物を用いることもできる。
用いることのできるアミノ基を有する膜化合物の具体例としては、下記(21)〜(28)に示したアルコキシシラン化合物が挙げられる。
(22) H2N(CH2)5Si(OCH3)3
(23) H2N(CH2)7Si(OCH3)3
(24) H2N(CH2)9Si(OCH3)3
(25) H2N(CH2)5Si(OC2H5)3
(26) H2N(CH2)5Si(OC2H5)3
(27) H2N(CH2)7Si(OC2H5)3
(28) H2N(CH2)9Si(OC2H5)3
したがって、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物を用いる場合には、カルボン酸スズ塩、カルボン酸エステルスズ塩、カルボン酸スズ塩ポリマー、カルボン酸スズ塩キレートを除き、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物の場合と同様の化合物を単独で又は2種類以上を混合して縮合触媒として用いることができる。
用いることのできる助触媒の種類及びそれらの組み合わせ、溶媒の種類、アルコキシシラン化合物、縮合触媒、及び助触媒の濃度、反応条件並びに反応時間についてはエポキシ基を有するアルコキシシラン化合物の場合と同様であるので、説明を省略する。
また、基材材料として合成樹脂を用いる場合には、プラズマ処理等により活性水素基を有する化合物をグラフトする等の処理を行うことにより、膜化合物としてアルコキシシラン化合物を用いることができる。
(以上工程A)
露光に用いるマスクとしては、半導体素子の製造等におけるフォトリソグラフィーに用いられるレチクル用材料等の、光を透過せず、少なくとも露光の間は照射光による損傷を受けない任意の材質のものを用いることができる。また、露光は等倍露光でもよく、微細なパターンを形成する場合等には縮小投影露光を用いてもよい。
照射した部分以外への入熱を抑制するため、パルスレーザーを用いるパルスレーザーアブレーション法により、エポキシ化された膜化合物を除去することが好ましい。
レーザー光の強度は、0.1〜0.3J・cm−2であることが好ましい。レーザー光の強度が0.1J・cm−2未満である場合には、十分にエポキシ基を有する膜化合物を除去することができず、0.3J・cm−2を上回る場合には、エポキシ化ガラス基板14のガラス部材が除去されるため、いずれも好ましくない。
また、レーザー光の強度が上記範囲内である場合、パルス幅としては5〜50nsが好ましい。
用いることができる光重合開始剤としては、ジアリールヨードニウム塩等のカチオン性光重合開始剤が挙げられる。光源としては、高圧水銀灯、キセノンランプ等が挙げられる。
(以上工程B)
なお、ハロシラン化合物を用いた場合と異なり、縮合反応の際に生成するハロゲン化水素により銀微粒子31の表面が腐食を受けることはない。
反応後、銀微粒子31の表面を溶媒で洗浄せずに空気中に放置すると、表面に残ったアルコキシシラン化合物の一部が空気中の水分により加水分解を受け、生成したシラノール基がアルコキシシリル基と縮合反応を起こす。その結果、エポキシ化銀微粒子34の表面にポリシロキサンよりなる極薄のポリマー膜が形成される。このポリマー膜は、銀微粒子31の表面に共有結合により固定されていないが、エポキシ基を含んでいるため、第2の膜化合物の単分子膜33と同様の反応性を有している。そのため、洗浄を行わなくても、工程D以降の製造工程に特に支障をきたすことはない。
また、本実施の形態においては工程Aと同一のアルコキシシラン化合物を用いているが、異なるアルコキシシラン化合物を用いてもよい。ただし、工程Dにおいて用いるカップリング剤のカップリング反応基と反応して結合を形成する官能基を有するものでなければならない。
また、微粒子が、表面に活性水素基を有しない金(Au)や表面にAuメッキが施された金属微粒子等の場合には、第2の結合基として、−SH基やトリアジンチオール基を有する膜化合物(例えば、一般式H2N(CH2)n−SH(nは整数)で表される化合物(ω−アミノアルカンチオール)で、具体例としては、3−アミノプロパンチオール(前記一般式においてn=3である化合物)等が挙げられる)を用いれば、硫黄原子を介して結合したアミノ基を含む膜化合物の単分子膜が形成された金微粒子を製造することができる。勿論、アミノ基の代わりにエポキシ基を有するチオールやトリアジン誘導体を用いることもできる。
(以上工程C)
反応液の製造には、2−メチルイミダゾールが可溶な任意の溶媒を用いることができるが、価格、室温での揮発性、及び毒性等を考慮すると、イソプロピルアルコール、エタノール等の低級アルコール系溶媒が好ましい。
2−メチルイミダゾールの添加量、塗布する溶液の濃度、反応温度及び反応時間は、用いる基材及び導電性微粒子の種類、形成する配線の膜厚等に応じて適宜調節される。
このようにして得られた、2−メチルイミダゾールの単分子膜15が表面に形成されたガラス基板11の表面に、第2の膜化合物の単分子膜33が表面に形成された銀微粒子31の分散液を塗布後加熱し、エポキシ基と2−メチルイミダゾールに由来するイミノ基とのカップリング反応により形成された結合を介して銀微粒子31をガラス基板11の表面に結合固定し、単層の銀微粒子層を有する単層配線1を製造する。
加熱温度は、100〜200℃が好ましい。加熱温度が100℃未満だと、カップリング反応の進行に長時間を要し、200℃を上回ると、エポキシ基を有する単分子膜13、33及び2−メチルイミダゾールの単分子膜15の分解反応が起こり、均一な単層配線1が得られない。
(31) 2−メチルイミダゾール(R2=Me、R4=R5=H)
(32) 2−ウンデシルイミダゾール(R2=C11H23、R4=R5=H)
(33) 2−ペンタデシルイミダゾール(R2=C15H31、R4=R5=H)
(34) 2−メチル−4−エチルイミダゾール(R2=Me、R4=Et、R5=H)
(35) 2−フェニルイミダゾール(R2=Ph、R4=R5=H)
(36) 2−フェニル−4−エチルイミダゾール(R2=Ph、R4=Et、R5=H)
(37) 2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(R2=Ph、R4=Me、R5=CH2OH)
(38) 2−フェニル−4,5−ビス(ヒドロキシメチル)イミダゾール(R2=Ph、R4=R5=CH2OH)
なお、Me、Et、及びPhは、それぞれメチル基、エチル基、及びフェニル基を表す。
これらのジイソシアネート化合物の添加量は、2−メチルイミダゾールの場合と同様、エポキシ化銀微粒子の5〜15重量%が好ましい。この場合、反応液の製造に用いることのできる溶媒としては、キシレン等の芳香族有機溶媒が挙げられる。
また、イミノ基やアミノ基を有する膜化合物を用いる場合、カップリング剤としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル等の2又は3以上のエポキシ基を有する化合物を用いることもできる。
(以上工程D)
図1(b)に示すように、積層配線3において、銀微粒子層はガラス基板11側から空気との界面側に向かって第1層から第n層(nは2以上の整数で、本実施の形態においてはn=2)まで順次積層している。
第1層目の銀微粒子層を形成している銀微粒子31の表面には、分子の一端にエポキシ基を有する第2の膜化合物の単分子膜33が形成されている。
第2層目の銀微粒子層を形成している銀微粒子41の表面は、分子の一端にエポキシ基(第3の官能基の一例)を有する第3の膜化合物の単分子膜43(被膜の一例)が形成され、2−メチルイミダゾール(第2のカップリング剤の一例)のアミノ基(第3のカップリング反応基の一例)とエポキシ基とのカップリング反応により形成された結合を介して固定された2-メチルイミダゾールの単分子膜45(被膜の一例)が更に形成されている。
なお、図1(b)に示すように、2-メチルイミダゾールの単分子膜45の被膜が表面に形成された銀微粒子41は、第1層目の銀微粒子層を形成している銀微粒子31(エポキシ化銀微粒子34)の側面にも結合することができるが、図1(b)では、説明のために、実際のパターンの大きさに対して導電性微粒子の大きさを誇張して描写しているので、実際にはそれによりパターン形状が損なわれることは殆どない。
工程A〜Dは、単層配線1の製造方法と同様であるので、説明を省略する。
用いられる2−メチルイミダゾール溶液の濃度、反応条件等は、溶液を塗布するのではなく、銀微粒子41を溶液中に分散させて加熱することを除くと、工程Dにおけるガラス基板11の表面に2−メチルイミダゾールの単分子膜15を形成する場合と同様であるので、詳しい説明を省略する。他に用いることのできるカップリング剤についても、工程Dと同様である。
(以上工程E)
工程Fにおける反応条件については、工程Eと同様であるので、詳しい説明を省略する。
(以上工程F)
更に、n≧4の場合には、n層の銀微粒子層が形成されるまで工程F及び工程Gを交互に繰り返し行う工程Hを更に有する。なお、工程Hは、工程F及び工程Gのいずれで終えてもよい。例えば、n=4の場合、工程Hにおいて、工程Fのみを1度だけ行う。n=5の場合には、工程Fの後に工程Gを行い、n=6の場合には、工程Gを行った後に更にもう1度工程Fを行う。
また、本実施の形態において、第1及び第2のカップリング剤として共に2−メチルイミダゾールを用いているが、それぞれ異なるカップリング剤を用いてもよい。或いは、基材と第1番目の銀微粒子層との間、及び各銀微粒子層の間毎にそれぞれ異なるカップリング剤を用いてもよい。
図2(a)に示すように、単層配線2は、ガラス基板11の表面のパターン部分22にのみ銀微粒子31が配列した銀微粒子層が1層結合固定されたパターン状の配線である。
ガラス基板11の表面のパターン部分22には、分子の一端にエポキシ基を有し、他端でパターン部分の表面に結合した第1の膜化合物の単分子膜13が形成されている。
銀微粒子31の表面には、分子の一端にエポキシ基を有し、銀微粒子31の表面に結合した第2の膜化合物の単分子膜33が形成され、更にその表面には、エポキシ基とカップリング反応して結合を形成するアミノ基及びイミノ基とを分子内に1つずつ有する2−メチルイミダゾールのアミノ基(第2のカップリング反応基の一例)とエポキシ基とのカップリング反応により形成された結合を介して固定された2-メチルイミダゾール(第1のカップリング剤の一例)の単分子膜35が形成されている。
ガラス基板11と銀微粒子31との間は、エポキシ基と2−メチルイミダゾールのアミノ基又はイミノ基(第1のカップリング反応基の一例)とのカップリング反応により形成された結合を介して互いに結合固定されている。
図2(b)に示すように、積層配線4においては、銀微粒子層は、ガラス基板11側から空気との界面側に向かって第1層から第n層(nは2以上の整数で、本実施の形態においてはn=2)まで順次積層している。
第1層目の銀微粒子層を形成している銀微粒子31の表面には、分子の一端にエポキシ基を有する第2の膜化合物の単分子膜33が形成され、更にその表面には、2−メチルイミダゾールのアミノ基とエポキシ基とのカップリング反応により形成された結合を介して固定された2-メチルイミダゾールの単分子膜35が形成されている。
第2層目の銀微粒子層を形成している銀微粒子41の表面は、分子の一端にエポキシ基(第1の官能基の一例)を有し他端に第3の結合基を有する第3の膜化合物の単分子膜46(被膜の一例)が形成されている。
なお、図2(b)に示すように、第3の膜化合物の単分子膜46の被膜が表面に形成された銀微粒子41は、第1層目の銀微粒子層を形成している、2-メチルイミダゾールの単分子膜35が形成された銀微粒子31の側面にも結合することができるが、図2(b)では、説明のために、実際のパターンの大きさに対して導電性微粒子の大きさを誇張して描写しているので、実際にはそれによりパターン形状が損なわれることは殆どない。
なお、積層配線4の製造方法においても、n≧3の場合、銀微粒子層の表層に位置する、第3の膜化合物の単分子膜46が表面に形成された銀微粒子41の表面に2−メチルイミダゾールの単分子膜35が表面に形成された銀微粒子31を接触させ、エポキシ基とイミノ基とのカップリング反応により結合を形成させ、2−メチルイミダゾールの単分子膜35が表面に形成された銀微粒子31を第3の膜化合物の単分子膜46が表面に形成された銀微粒子41の銀微粒子層の上に結合固定し、次いで結合固定されなかった銀微粒子31を除去する工程Gを更に有している。
更に、n≧4の場合には、n層の銀微粒子層が形成されるまで工程F及び工程Gを交互に繰り返し行う工程Hを更に有する。なお、工程Hは、工程F及び工程Gのいずれで終えてもよい。例えば、n=4の場合、工程Hにおいて、工程Fのみを1度だけ行う。n=5の場合には、工程Fの後に工程Gを行い、n=6の場合には、工程Gを行った後に更にもう1度工程Fを行う。
また、本実施の形態において、1種類のカップリング剤(2−メチルイミダゾール)を用いているが、基材と第1番目の銀微粒子層との間、及び各銀微粒子層の間毎にそれぞれ異なるカップリング剤を用いてもよい。
同様に、積層配線2、4を形成しているエポキシ化銀微粒子は、エポキシ基を有する膜化合物の単分子膜33、43でその表面が被覆されているが、その厚さは高々数nmであり、導電性には殆ど影響を与えていないと考えられる。
ガラス基板を用意し、洗浄後よく乾燥した。
3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(化8、信越化学工業株式会社製)0.99重量部、及びジブチルスズビスアセチルアセトナート(縮合触媒)0.01重量部を秤量し、これを100重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、反応液を調製した。
その後、クロロホルムで洗浄し、余分なアルコキシシラン化合物及びジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去した。この方法により、ガラス基板の表面にエポキシ基を有する膜化合物の単分子膜(膜厚約1nm)を形成できた。
実施例1でガラス基板の表面に形成したエポキシ基を有する膜化合物の単分子膜に、形成されるパターン部分を覆うマスクを介してKrFエキシマレーザー(波長248nm、パルス幅10ns、レーザー強度0.15J/cm2)を照射し、パターン部分以外の部分を被覆するエポキシ基を有する単分子膜を、レーザーアブレーションにより除去した。この方法によりパターン形成処理を行うことができた。
粒径が100nm程度の銀微粒子を用意し、よく乾燥した。
3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(化8)0.99重量部、及びジブチルスズビスアセチルアセトナート(縮合触媒)0.01重量部を秤量し、これを100重量部のヘキサメチルジシロキサン溶媒に溶解し、反応液を調製した。
その後、トリクレンで洗浄し、余分なアルコキシシラン化合物及びジブチルスズビスアセチルアセトナートを除去した。この方法により、銀微粒子の表面にも水酸基が存在するので、エポキシ基を有する膜化合物の単分子膜を形成できた。
実施例2でパターン形成処理を行ったガラス基板の表面に、2−メチルイミダゾールのエタノール溶液を塗布し、100℃で加熱すると、エポキシ基と2−メチルイミダゾールのアミノ基とが反応して2−メチルイミダゾールの単分子膜が形成された。エタノールで洗浄することにより余分な2−メチルイミダゾールを除去した。
実施例3で表面に2−メチルイミダゾールの単分子膜を形成した銀微粒子を、2−メチルイミダゾールのエタノール溶液中に分散して、100℃で加熱すると、エポキシ基と2−メチルイミダゾールのアミノ基とが反応して、銀微粒子表面に2−メチルイミダゾールの単分子膜を形成できた。その後、エタノールで洗浄することにより余分な2−メチルイミダゾールを除去した。
実施例4で、2−メチルイミダゾールの単分子膜を形成したガラス基板の表面に、実施例3で表面にエポキシ基を有する膜化合物の単分子膜を形成した銀微粒子のエタノール分散液を塗布し、100℃で加熱した。反応後、エタノールで洗浄し、余分な銀微粒子を除去した。このようにして得られた単層配線の膜厚は、銀微粒子の平均粒径とほぼ同一の100nmであり、極めて均一性が高いため、干渉色は観測されなかった。
このようにして得られた、銀微粒子層が1層積層した単層配線の表面に、実施例5で表面に2−メチルイミダゾールの単分子膜を更に形成した銀微粒子のエタノール分散液を塗布し、100℃で加熱した。反応後、エタノールで洗浄し、余分な銀微粒子を除去すると、2層の銀微粒子層が積層した積層配線が得られた。
また、積層配線について電気伝導度を測定したところ、約0.2×106S・cm−1という測定値を得た。
実施例2でパターン形成処理したエポキシ化ガラス基板の表面に、表面に2−メチルイミダゾールの単分子膜を更に形成した銀微粒子のエタノール分散液を塗布し、100℃で加熱した。反応後、水で洗浄し、余分な銀微粒子を除去した。
このようにして得られた、銀微粒子層が1層積層した単層配線の表面に、実施例3で表面に3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランの単分子膜を形成した銀微粒子のエタノール分散液を更に塗布し、100℃で加熱した。反応後、水で洗浄し、余分な銀微粒子を除去すると、2層の銀微粒子層が積層した積層配線が得られた。このようにして得られた積層配線についても電気伝導度を測定したところ、約0.2×106S・cm−1という実施例6と同様の測定値を得た。
Claims (27)
- 基材の表面のパターン部分にのみ導電性微粒子が配列した導電性微粒子層が1層結合固定されたパターン状の配線であって、
前記基材の表面の前記パターン部分には、分子の一端に第1の官能基を有し、他端で該パターン部分の表面に結合した第1の膜化合物の被膜が形成され、
前記導電性微粒子の表面には、分子の一端に第2の官能基を有し、他端で該導電性微粒子の表面に結合した第2の膜化合物の被膜が形成され、
前記導電性微粒子は、前記第1の官能基とカップリング反応して結合を形成する少なくとも1つの第1のカップリング反応基と、前記第2の官能基とカップリング反応して結合を形成する少なくとも1つの第2のカップリング反応基とを有する第1のカップリング剤と、前記第1及び前記第2の官能基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記基材上に固定されていることを特徴とする配線。 - 請求項1記載の配線において、前記第1の膜化合物と前記第2の膜化合物とが同一の化合物であることを特徴とする配線。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載の配線において、前記第1及び第2の膜化合物の形成する被膜の一方又は双方が単分子膜であることを特徴とする配線。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線において、前記カップリング反応により形成された結合が、アミノ基又はイミノ基とエポキシ基との反応により形成されたN−CH2CH(OH)結合であることを特徴とする配線。
- 基材の表面のパターン部分にのみ、導電性微粒子が配列した導電性微粒子層が、前記基材側から空気との界面側に向かって第1層から第n層(nは2以上の整数)まで順次積層したパターン状の配線であって、
前記基材の表面の前記パターン部分には、分子の一端に第1の官能基を有し、他端で該パターン部分の表面に結合した第1の膜化合物の被膜が形成され、
前記導電性微粒子の第1層の表面には、分子の一端に第2の官能基を有し、他端で該導電性微粒子の表面に結合した第2の膜化合物の被膜が形成され、
第x番目(xは整数で、2≦x≦n)の前記導電性微粒子層を形成している前記導電性微粒子の表面は、第(x+1)の官能基を有する第(x+1)の膜化合物の形成する被膜で被覆され、
前記導電性微粒子の第1層は、前記第1の官能基とカップリング反応して結合を形成する少なくとも1つの第1のカップリング反応基と、前記第2の官能基とカップリング反応して結合を形成する少なくとも1つの第2のカップリング反応基とを有する第1のカップリング剤と、前記第1及び前記第2の官能基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記基材上に固定されており、
前記導電性微粒子層の第(x−1)層と第x層は、第xの官能基とカップリング反応して結合を形成する少なくとも1つの第xのカップリング反応基と、前記第(x+1)の官能基とカップリング反応して結合を形成する少なくとも1つの第(x+1)のカップリング反応基とを有する第xのカップリング剤と、前記第xの官能基と前記第xのカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合、及び前記第(x+1)の官能基と前記第(x+1)のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して互いに固定されていることを特徴とする配線。 - 請求項5記載の配線において、前記第1〜第(n+1)の膜化合物、並びに前記第1〜第nのカップリング剤がそれぞれ同一の化合物であることを特徴とする配線。
- 請求項5及び6のいずれか1項に記載の配線において、前記第1〜第(n+1)の膜化合物が形成する被膜が全て単分子膜であることを特徴とする配線。
- 請求項5〜7のいずれか1項に記載の配線において、前記カップリング反応により形成された結合が、アミノ基又はイミノ基とエポキシ基との反応により形成されたN−CH2CH(OH)結合であることを特徴とする配線。
- 基材の表面のパターン部分にのみ導電性微粒子が配列した導電性微粒子層が結合固定されたパターン状の配線を製造する方法であって、
分子の両端にそれぞれ第1の官能基及び第1の結合基を有する第1の膜化合物を含む溶液を前記基材の表面に接触させ、前記第1の結合基と前記基材の表面との間で結合を形成させ、前記第1の膜化合物の形成する被膜で前記基材の表面を被覆する工程Aと、
前記パターン部分を覆うマスクを通して、前記被覆された基材の表面にエネルギー線の照射を行い、前記パターン部分にのみ前記第1の膜化合物の形成する被膜を残すパターン形成処理を行う工程Bと、
分子の両端にそれぞれ第2の官能基及び第2の結合基を有する第2の膜化合物を含む溶液を前記導電性微粒子の表面に接触させ、前記第2の結合基と前記導電性微粒子の表面との間で結合を形成させ、前記導電性微粒子の表面に前記第2の膜化合物の形成する被膜を形成する工程Cと、
前記第1の官能基とカップリング反応して結合を形成する1つ又は2つ以上の第1のカップリング反応基と、前記第2の官能基とカップリング反応して結合を形成する1つ又は2つ以上の第2のカップリング反応基とを有する第1のカップリング剤を、前記パターン形成処理を行った基材及び前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子の表面にそれぞれ接触させ、前記第1の官能基と前記第1のカップリング反応基とのカップリング反応、及び前記第2の官能基と前記第2のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して、前記導電性微粒子からなる1層の前記導電性微粒子層を前記基材の表面に結合固定し、次いで、前記基材の表面に固定されなかった前記導電性微粒子を除去する工程Dとを有することを特徴とする配線の製造方法。 - 請求項9記載の配線の製造方法において、前記工程Bにおける前記パターン形成処理は、レーザーアブレーション法を用いて前記パターン部分以外の前記第1の膜化合物の被膜を除去することにより行われることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9記載の配線の製造方法において、工程Bにおける前記パターン形成処理は、前記エネルギー線の照射により前記パターン部分以外の前記第1の官能基を他の官能基に変換することにより行われることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9〜11のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記工程Dでは、まず、前記パターン形成処理を行った基材の表面に前記第1のカップリング剤を接触させ、前記第1の官能基と前記第1のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記パターン部分の表面のみに選択的に該第1のカップリング剤の被膜を更に形成し、次いで、該第1のカップリング剤の被膜が形成された基材と前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子とを接触させ、前記第2の官能基と前記第2のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記パターン部分の表面のみに選択的に前記導電性微粒子を結合固定することを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9〜11のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記工程Dでは、まず、前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子の表面に前記第1のカップリング剤を接触させ、前記第2の官能基と前記第2のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介してその表面に該第1のカップリング剤の被膜を更に形成し、次いで、該第1のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子と前記パターン形成処理を行った基材とを接触させ、前記第1の官能基と前記第1のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記パターン部分の表面のみに選択的に前記導電性微粒子を結合固定することを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9〜13のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記第1の膜化合物と前記第2の膜化合物とが同一の化合物であることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9〜14のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記工程A及び前記工程Cにおいて、未反応の前記第1及び第2の膜化合物は洗浄除去され、前記基材及び前記導電性微粒子の表面上で前記第1及び第2の膜化合物がそれぞれ形成する被膜は、単分子膜であることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項12記載の配線の製造方法において、前記基材上には、前記導電性微粒子層が前記基材側から空気との界面側に向かって第1層から第n層(nは2以上の整数)まで順次積層した配線の製造方法であって、
分子の両端にそれぞれ第3の官能基及び第3の結合基を有する第3の膜化合物を含む溶液を前記導電性微粒子の表面に接触させ、前記第3の結合基と前記導電性微粒子の表面との間で結合を形成させ、前記導電性微粒子の表面に前記第3の膜化合物の被膜を形成し、次いで、前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子の表面に、前記第2のカップリング反応基と、前記第3の官能基とカップリング反応して結合を形成する1つ又は2つ以上の第3のカップリング反応基とを有する第2のカップリング剤を接触させ、前記第3の官能基と前記第3のカップリング反応基とのカップリング反応により形成させた結合を介して、前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子の表面に前記第2のカップリング剤の被膜を更に形成する工程Eと、
前記導電性微粒子層の表層に位置する前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子と前記第2のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子とを接触させ、前記第2の官能基と前記第2のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して、前記第2のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子を前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子の上に結合固定し、次いで、結合固定されなかった前記第2のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子を除去する工程Fとを有し、
n≧3の場合、前記導電性微粒子層の表層に位置する前記第2のカップリング剤の被膜を有する導電性微粒子の表面に前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子を接触させ、前記第2の官能基と前記第2のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子を前記第2のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子の上に結合固定し、次いで、結合固定されなかった前記第2の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子を除去する工程Gを更に有し、n≧4の場合、n層の前記導電性微粒子層が形成されるまで前記工程F及びGを交互に繰り返し行う工程Hとを更に有することを特徴とする配線の製造方法。 - 請求項16記載の配線の製造方法において、前記第1〜第3の膜化合物が同一の化合物であることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項16及び17のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記工程Eにおいて、未反応の前記第3の膜化合物は洗浄除去され、前記導電性微粒子の表面上で前記第3の膜化合物が形成する被膜は、単分子膜であることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項13記載の配線の製造方法において、前記基材上には、前記導電性微粒子層が前記基材側から空気との界面側に向かって第1層から第n層(nは2以上の整数)まで順次積層した配線の製造方法であって、
分子の両端にそれぞれ前記第1の官能基及び第3の結合基を有する第3の膜化合物を含む溶液を前記導電性微粒子の表面に接触させ、前記第3の結合基と前記導電性微粒子の表面との間で結合を形成させ、前記導電性微粒子の表面に前記第3の膜化合物の形成する被膜を形成する工程Eと、
前記導電性微粒子層の表層に位置する前記第1のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子と前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子とを接触させ、前記第1の官能基と前記第1のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して、前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子を前記第1のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子の上に結合固定し、次いで、結合固定されなかった前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子を除去する工程Fとを有し、
n≧3の場合、前記導電性微粒子層の表層に位置する前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子と前記第1のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子とを接触させ、前記第1の官能基と前記第1のカップリング反応基とのカップリング反応により形成された結合を介して前記第1のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子を前記第3の膜化合物の被膜が形成された導電性微粒子の上に結合固定し、次いで、結合固定されなかった前記第1のカップリング剤の被膜が形成された導電性微粒子を除去する工程Gを更に有し、n≧4の場合、n層の前記導電性微粒子層が形成されるまで前記工程F及びGを交互に繰り返し行う工程Hとを更に有することを特徴とする配線の製造方法。 - 請求項9〜15のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記第1及び第2の膜化合物は全てアルコキシシラン化合物であり、前記第1及び第2の膜化合物を含む溶液は、更に縮合触媒として、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステル、及びチタン酸エステルキレートからなる群から選択される1つ又は2つ以上の化合物を含むことを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9〜15のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記第1及び第2の膜化合物は全てアルコキシシラン化合物であり、前記第1及び第2の膜化合物を含む溶液は、更に縮合触媒として、ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、及びアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1つ又は2つ以上の化合物を更に含むことを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項16〜19のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記第1〜第3の膜化合物は全てアルコキシシラン化合物であり、前記第1〜第3の膜化合物を含む溶液は、更に縮合触媒として、カルボン酸金属塩、カルボン酸エステル金属塩、カルボン酸金属塩ポリマー、カルボン酸金属塩キレート、チタン酸エステル、及びチタン酸エステルキレートからなる群から選択される1つ又は2つ以上の化合物を含むことを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項16〜19のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記第1〜第3の膜化合物は全てアルコキシシラン化合物であり、前記第1〜第3の膜化合物を含む溶液は、更に縮合触媒として、ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、及びアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1つ又は2つ以上の化合物を更に含むことを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項20及び22のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、更に助触媒として、ケチミン化合物、有機酸、アルジミン化合物、エナミン化合物、オキサゾリジン化合物、及びアミノアルキルアルコキシシラン化合物からなる群より選択される1つ又は2つ以上の化合物を含むことを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項9〜24のいずれか1項に記載の配線の製造方法において、前記カップリング反応により形成された結合が、アミノ基又はイミノ基とエポキシ基との反応により形成されたN−CH2CH(OH)結合であることを特徴とする配線の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の配線を用いた電子部品。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の配線を用いた電子機器。
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