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JP6277751B2 - Copper particle dispersion paste and method for producing conductive substrate - Google Patents

Copper particle dispersion paste and method for producing conductive substrate Download PDF

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JP6277751B2 JP2014019671A JP2014019671A JP6277751B2 JP 6277751 B2 JP6277751 B2 JP 6277751B2 JP 2014019671 A JP2014019671 A JP 2014019671A JP 2014019671 A JP2014019671 A JP 2014019671A JP 6277751 B2 JP6277751 B2 JP 6277751B2
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Description

本発明は、銅粒子分散ペースト、及びこれらを用いた導電性基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a copper particle-dispersed paste and a method for producing a conductive substrate using these.

金属粒子を分散させた金属粒子分散体を用いて、スクリーン印刷やインクジェット印刷などの印刷プロセスにより、基材に直接パターンを印刷し、金属粒子を焼結させることにより、回路パターンを形成する手法が注目されている。基材に直接パターンを印刷する手法によれば、従来のフォトレジスト法等と比較して、生産性が飛躍的に向上する。   A method of forming a circuit pattern by printing a pattern directly on a base material by a printing process such as screen printing or ink jet printing using a metal particle dispersion in which metal particles are dispersed, and sintering the metal particles. Attention has been paid. According to the technique of printing a pattern directly on a substrate, productivity is dramatically improved as compared with a conventional photoresist method or the like.

金属粒子は、微細化することにより、劇的に融点が低下することが知られている。これは、金属粒子の粒径が小さくなるのに伴って、粒子の比表面積が増加し、表面エネルギーが増大することによるものである。この効果を利用すれば、金属粒子同士の焼結を従来よりも低温で進行させることができ、従来用いることが困難であった、耐熱性の低い樹脂基材に対しても、印刷による回路形成が可能となると期待される。しかしながら、金属粒子の粒径を小さくするにつれて凝集しやすくなり、分散性や分散安定性を確保できなくなり、塗布時にカスレやスジが発生するというように塗布適性に問題が生じる。塗布適性に問題が生じて均一性の高い塗膜が形成できないと、回路パターンの精度が悪くなったり、金属粒子同士が均一且つ密に存在できず、焼結後の導電性が悪くなる。このように、金属粒子分散体の分散安定性や塗布適性と低温焼結性を両立することは、従来、困難であった。   It is known that the melting point of the metal particles dramatically decreases as the metal particles are refined. This is because the specific surface area of the particles increases and the surface energy increases as the particle size of the metal particles decreases. If this effect is utilized, the sintering of metal particles can proceed at a lower temperature than in the past, and circuit formation by printing is possible even for resin substrates with low heat resistance that have been difficult to use conventionally. Is expected to be possible. However, as the particle size of the metal particles is reduced, aggregation tends to occur, dispersibility and dispersion stability cannot be ensured, and there is a problem in application suitability such that scumming and streaks occur during application. If there is a problem in coating suitability and a highly uniform coating film cannot be formed, the accuracy of the circuit pattern will deteriorate, the metal particles will not be present uniformly and densely, and the conductivity after sintering will deteriorate. Thus, it has been difficult in the past to achieve both dispersion stability and coating suitability of the metal particle dispersion and low-temperature sintering.

また、銀粒子を用いた金属粒子分散体は、酸化し難く、導電性にも優れているが、銀自体が高価であったり、イオンマイグレーションの問題などがある。そこで、安価で耐マイグレーションに優れた金属として、銅を用いた金属粒子分散体の開発が求められている。しかしながら、銅粒子は一般的に銀粒子と比較して酸化されやすいため、導電性が発現しにくい課題がある。   Further, a metal particle dispersion using silver particles is difficult to oxidize and is excellent in conductivity, but silver itself is expensive or has problems of ion migration. Therefore, development of a metal particle dispersion using copper as an inexpensive metal with excellent migration resistance is required. However, since copper particles are generally more easily oxidized than silver particles, there is a problem that conductivity is difficult to be expressed.

基材に直接パターンを印刷する手法として、スクリーン印刷等の厚膜形成に好適な印刷法を用いる場合には、固形分濃度乃至粘度が高い金属粒子分散ペーストが用いられる。
特許文献1には、導電性粉末、有機バインダー、添加剤、及び溶剤を必須成分とする導電性ペーストにおいて、該有機バインダーとして熱硬化性樹脂および重量平均分子量1,000〜200万のヒドロキシスチレン系重合体及び/又はその誘導体を含有し、かつ、該添加剤として安息香酸および/またはその誘導体を含有することを特徴とする導電性ペーストが記載されている。特許文献1によれば、当該導電性ペーストを塗布又は印刷後、加熱硬化することにより、導電性、密着性、印刷性に優れた導電塗膜が形成できると記載されている。
しかしながら、特許文献1の技術では、熱硬化性樹脂を含むことが必須である。熱硬化性樹脂を含む導電性ペーストは、加熱時の樹脂の硬化収縮で粒子どうしを接触させることで導電性を発現させる。銅粒子を用いる場合、熱硬化性樹脂による硬化で酸化を抑制しつつ導電性を発現させるが、粒子同士の接触点を増やすために実質的には異形粒子を用いるため、分散性や塗布適性に課題があった。また、粒子同士の接触によるため、発現できる導電性にも限界がある。一方、ナノ粒子を用いた場合のように、粒子同士を焼結させて導電性を発現させる場合においては、熱硬化性樹脂は焼結を阻害する要因となってしまう。
As a method for printing a pattern directly on a substrate, when a printing method suitable for thick film formation such as screen printing is used, a metal particle-dispersed paste having a high solid content concentration or high viscosity is used.
In Patent Document 1, in a conductive paste having conductive powder, an organic binder, an additive, and a solvent as essential components, a thermosetting resin and a hydroxystyrene type having a weight average molecular weight of 1,000 to 2,000,000 are used as the organic binder. A conductive paste containing a polymer and / or a derivative thereof and containing benzoic acid and / or a derivative thereof as the additive is described. According to Patent Document 1, it is described that a conductive coating film excellent in conductivity, adhesion, and printability can be formed by applying or printing the conductive paste and then heat-curing.
However, in the technique of Patent Document 1, it is essential to include a thermosetting resin. The conductive paste containing a thermosetting resin exhibits conductivity by bringing particles into contact with each other by curing shrinkage of the resin during heating. In the case of using copper particles, conductivity is developed while suppressing oxidation by curing with a thermosetting resin, but in order to increase the contact points between particles, substantially deformed particles are used, so dispersibility and application suitability are increased. There was a problem. In addition, because of the contact between particles, there is a limit to the conductivity that can be expressed. On the other hand, as in the case of using nanoparticles, when the particles are sintered to express conductivity, the thermosetting resin becomes a factor that inhibits the sintering.

また、特許文献2には、銅粉と微細銅粉、更に(ジアルキルアミノ)アルキルアミンに溶解した脂肪族モノカルボン酸の銅塩を分散溶媒の脂肪族多価アルコールと共に均一に混合してなる導電性ペースト、或いは、銅粉と微細銅粉、更に(ジアルキルアミノ)アルキルアミンに分散した銅粒子を、分散溶媒の脂肪族多価アルコールと共に均一に混合してなる導電性ペーストが記載されている。特許文献2によれば、下地層との密着性、下地層との電気的接触の保持に熱硬化性樹脂又はガラスフリットを利用せず、厚膜の導電体層の作製にも適すると記載されている。
特許文献2の手法は、ミクロンサイズの銅粉に、微細銅粉や銅粒子を充填させて、300℃以上の加熱処理により、銅粒子を銅粉に融合させ、銅粒子同士を融着させることにより銅粉相互の接触面積を大きくし、抵抗率を低減する技術である。しかしながら、特許文献2の手法ではバインダー樹脂に相当する成分を含まないため、ペーストの塗布適性が悪いという課題があった。更に、当該導電性ペーストを用いると、焼結温度が高く、PETフィルム等の低耐熱フィルム上で使用するには更なる焼結温度の低温化が必要であった。
Patent Document 2 discloses a conductive material obtained by uniformly mixing copper powder, fine copper powder, and a copper salt of an aliphatic monocarboxylic acid dissolved in (dialkylamino) alkylamine together with an aliphatic polyhydric alcohol as a dispersion solvent. Or conductive paste obtained by uniformly mixing copper particles dispersed in copper powder and fine copper powder and further (dialkylamino) alkylamine together with aliphatic polyhydric alcohol as a dispersion solvent. According to Patent Document 2, it is described that it does not use a thermosetting resin or glass frit to maintain adhesion to the underlayer and electrical contact with the underlayer, and is suitable for the production of a thick conductor layer. ing.
In the technique of Patent Document 2, micron-sized copper powder is filled with fine copper powder or copper particles, and the heat treatment at 300 ° C. or higher is used to fuse the copper particles with the copper powder, thereby fusing the copper particles together. This increases the contact area between copper powders and reduces the resistivity. However, since the method of Patent Document 2 does not include a component corresponding to the binder resin, there is a problem in that paste applicability is poor. Further, when the conductive paste is used, the sintering temperature is high, and it is necessary to further lower the sintering temperature for use on a low heat-resistant film such as a PET film.

一方、本発明者らは、特許文献3に、低粘度でインクジェット適性が向上した金属微粒子分散体として、金属微粒子、分散剤、分散媒を含む分散体であって、前記分散剤として分子量が300〜500の脂肪族アルコールポリエーテル化合物及び/又は脂肪族アミンポリエーテル化合物である金属微粒子分散体を開示している。
特許文献3の金属微粒子分散体は、低粘度のため、厚膜化が難しく、また、濡れ広がりやすいので、細線を描画できず、微細なパターニングが難しいという問題があった。
On the other hand, the present inventors have disclosed in Patent Document 3 a dispersion containing metal fine particles, a dispersant, and a dispersion medium as a metal fine particle dispersion having low viscosity and improved ink jet suitability, and the molecular weight of the dispersant is 300. Disclosed are fine metal particle dispersions that are ˜500 aliphatic alcohol polyether compounds and / or aliphatic amine polyether compounds.
Since the metal fine particle dispersion of Patent Document 3 has a low viscosity, it is difficult to increase the thickness of the film, and it is easy to wet and spread, so that fine lines cannot be drawn and fine patterning is difficult.

特開2012−72418号公報JP 2012-72418 A 特開2013−47365号公報JP 2013-47365 A 特開2012−214641号公報JP 2012-214641 A

上述のように、銅粉を用いた導電性ペーストは、銀と比較して酸化しやすく、低抵抗化し難い問題がある。低抵抗化するために、バインダーに熱硬化性樹脂を用いて酸化を抑えつつ硬化させるか、バインダーを含まないペーストなどが提案されているものの、ペーストの分散性や塗付適性、特に印刷性に課題があった。銅粒子の分散性及び塗布適性に優れ、且つ、低温又は短時間での焼成後に高い導電性を有する膜が形成可能な銅粒子分散ペーストは得られていなかった。
本発明は、このような状況下になされたものであり、分散性、塗布適性に優れ、低温又は短時間での焼成後に高い導電性を有する膜が形成可能な銅粒子分散ペースト、並びに、低温又は短時間での焼成により、パターン精度が良好で、優れた導電性を有する導電性基板を得ることができる、導電性基板の製造方法を提供することを目的とする。
As described above, the conductive paste using copper powder has a problem that it is easy to oxidize compared to silver and it is difficult to reduce resistance. In order to reduce resistance, thermosetting resins are used as binders to cure while suppressing oxidation, or pastes that do not contain binders have been proposed, but paste dispersibility and application suitability, especially printability, have been proposed. There was a problem. A copper particle-dispersed paste excellent in copper particle dispersibility and coating suitability and capable of forming a film having high conductivity after firing at a low temperature or in a short time has not been obtained.
The present invention has been made under such circumstances, and is excellent in dispersibility and coating suitability, a copper particle-dispersed paste capable of forming a film having high conductivity after firing at a low temperature or in a short time, and a low temperature Alternatively, an object of the present invention is to provide a method for producing a conductive substrate, which can obtain a conductive substrate having good pattern accuracy and excellent conductivity by baking in a short time.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子に、熱可塑性樹脂を組み合わせ、特定の高粘度にしてペーストとする場合に、重量平均分子量が3000以下の特定の構造を有する3級アミンを分散剤として用いることにより、銅粒子の分散性、及び塗布適性に優れるとともに、低温又は短時間で焼成した場合であっても、高い導電性を有する膜が形成できるとの知見を得た。
本発明は、係る知見に基づいて完成したものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have combined a thermoplastic resin with copper particles having an average particle diameter of 10 nm to 1 μm, and when making a paste having a specific high viscosity, By using a tertiary amine having a specific structure having a weight average molecular weight of 3000 or less as a dispersant, the dispersibility of the copper particles and the coating suitability are excellent, and even when baked at a low temperature or in a short time, it is high. The knowledge that the film which has electroconductivity can be formed was acquired.
The present invention has been completed based on such knowledge.

また、本発明に係る銅粒子分散ペーストは、平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子と、下記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンと、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含有し、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上であり、前記銅粒子100質量部に対して、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部であることを特徴とする。
本発明に係る導電性基板の製造方法は、平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子と、下記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンと、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含有し、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上であり、前記銅粒子100質量部に対して、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部である銅粒子分散ペーストを、基材上に塗布して塗膜を形成する工程と、当該塗膜を焼成する工程とを有することを特徴とする。
Moreover, the copper particle-dispersed paste according to the present invention comprises copper particles having an average particle size of 10 nm to 1 μm, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the following general formula (I), a thermoplastic resin, contains a solvent state, and are shear rate of 1000 (1 / s) measured viscosity is 50 mPa · s or higher at 25 ° C., the relative copper particles 100 parts by weight, the thermoplastic resin is 1 to 25 mass and wherein the part der Rukoto.
The method for producing a conductive substrate according to the present invention includes a copper particle having an average particle size of 10 nm to 1 μm, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the following general formula (I), a thermoplastic resin, contains a solvent state, and are shear rate of 1000 (1 / s) measured viscosity is 50 mPa · s or higher at 25 ° C., the relative copper particles 100 parts by weight, the thermoplastic resin is 1 to 25 mass the parts der Ru copper particles dispersed paste, and a step of forming a coating film by coating on a substrate, characterized by a step of firing the coating film.

Figure 0006277751
(Rは炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、又は、−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基(m、nは0以上の整数であり、m及びnの少なくとも1つは1以上)である。)
Figure 0006277751
(R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 CH 2 O). n— (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H (m, n is an integer of 0 or more, and at least one of m and n is 1 or more).

本発明に係る銅粒子分散ペースト、及び導電性基板の製造方法においては、前記3級アミンが1〜10質量部であり、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部であることが、分散性と塗布適性と低温焼結性が優れる点から好ましい。   In the copper particle-dispersed paste and the method for producing a conductive substrate according to the present invention, the tertiary amine is 1 to 10 parts by mass, and the thermoplastic resin is 1 to 25 parts by mass. This is preferable from the viewpoint of excellent coating suitability and low-temperature sintering properties.

本発明に係る銅粒子分散ペースト、及び導電性基板の製造方法においては、前記熱可塑性樹脂がフェノキシ樹脂を含有することが好ましく、中でも前記熱可塑性樹脂がフェノキシ樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂を用いると、中でも印刷性に優れ、パターンの解像度に優れる。   In the copper particle-dispersed paste and the method for producing a conductive substrate according to the present invention, it is preferable that the thermoplastic resin contains a phenoxy resin, and it is preferable that the thermoplastic resin is a phenoxy resin. When a phenoxy resin is used as the thermoplastic resin, the printability is excellent and the pattern resolution is excellent.

本発明に係る導電性基板の製造方法においては、前記焼成する工程が、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマにより焼成する工程であるか、フラッシュ光の照射により焼成する工程であることが、低温焼結性が優れる点から好ましい。   In the method for manufacturing a conductive substrate according to the present invention, the baking step may be a step of baking by surface wave plasma generated by application of microwave energy or a step of baking by irradiation with flash light. From the viewpoint of excellent low-temperature sinterability.

本発明によれば、分散性、塗布適性に優れ、低温又は短時間での焼成後に高い導電性を有する膜が形成可能な銅粒子分散ペースト、並びに、低温又は短時間での焼成により、パターン精度が良好で、優れた導電性を有する導電性基板を得ることができる、導電性基板の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a copper particle-dispersed paste that is excellent in dispersibility and coating suitability and can form a film having high conductivity after baking at low temperature or in a short time, and pattern accuracy by baking at low temperature or in a short time Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a conductive substrate, which can provide a conductive substrate having good conductivity and excellent conductivity.

図1は、本発明の製造方法により得られる導電性基板の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a conductive substrate obtained by the production method of the present invention.

以下、本発明に係る銅粒子分散ペースト、及び導電性基板の製造方法について説明する。
なお、本発明において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルの各々を表し、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートの各々を表す。
Hereinafter, the copper particle dispersion paste according to the present invention and the method for producing a conductive substrate will be described.
In the present invention, (meth) acryl represents each of acryl and methacryl, and (meth) acrylate represents each of acrylate and methacrylate.

[銅粒子分散ペースト]
本発明に係る銅粒子分散ペーストは、平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子と、下記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンと、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含有し、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上であることを特徴とする。
[Copper particle dispersion paste]
The copper particle-dispersed paste according to the present invention includes copper particles having an average particle size of 10 nm to 1 μm, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the following general formula (I), a thermoplastic resin, and a solvent. And a viscosity measured at a shear rate of 1000 (1 / s) at 25 ° C. is 50 mPa · s or more.

Figure 0006277751
(Rは炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、又は、−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基(m、nは0以上の整数であり、m及びnの少なくとも1つは1以上)である。)
Figure 0006277751
(R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 CH 2 O). n— (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H (m, n is an integer of 0 or more, and at least one of m and n is 1 or more).

本発明においては、特定の平均粒径の銅粒子に、熱可塑性樹脂を組み合わせてペーストとし、更に、特定の構造と分子量を有する3級アミンを組み合わせたことから、以下のようなその相乗作用により、上述のような特定の効果を発揮すると推定される。
本発明においては、酸化され易い銅粒子を用いて高い導電性を得るために、酸化され難い低温又は短時間での焼成が可能な銅粒子分散ペーストとすることに着目した。熱硬化性樹脂をバインダー樹脂として用いると、高温加熱が必要な上、銅粉の焼結を阻害することから、本発明においては、特定の粘度を有するペースト状にするために、塗布適性を付与しつつ、銅粒子の焼結を阻害し難い熱可塑性樹脂を組み合わせる。所定の高粘度を有するペースト状の溶剤及び熱可塑性樹脂中において、銅粒子は沈降しにくいものの、凝集しやすい。銅粒子の分散性を付与するには、銅粒子表面に強く吸着する官能基を有する化合物を用いることが望ましいが、一方で、化合物の吸着が強すぎると焼成工程で当該化合物が銅粒子から脱離し難くなり、結果として導電性悪化の要因となると考えられる。その点、本発明においては、銅粒子表面に比較的弱く吸着する、比較的低分子量の特定構造を有する3級アミンを組み合わせている。当該特定の3級アミンは、脂肪族炭化水素鎖やアルキレンオキシド鎖により熱可塑性樹脂に十分な親和性がある一方で、窒素部位において銅粒子表面に比較的弱く吸着可能なため、銅粒子の熱可塑性樹脂中の分散性を向上させながら、焼成時の脱離性にも優れる。このように熱可塑性樹脂中で銅粒子を均一に分散させることができるため、塗布適性が向上し、更に、パターン印刷時のパターン精度が高くなる。また、当該特定の3級アミンの脂肪族炭化水素鎖やアルキレンオキシド鎖が、焼成時に分解されやすい構造であるため、低温又は短時間での焼成により、優れた導電性を有するようになると推定される。
更に、上記特定の3級アミンが、銅粒子表面に付着していることにより、本発明においては、銅粒子の酸化を抑制する効果が高くなっていることが推定される。そのため、焼成時の酸化による焼結阻害が生じ難くなり、焼成後に高い導電性を有する膜を形成可能になると推定される。
In the present invention, a copper resin having a specific average particle diameter is combined with a thermoplastic resin to form a paste, and further, a tertiary amine having a specific structure and molecular weight is combined. It is estimated that the specific effects as described above are exhibited.
In the present invention, in order to obtain high conductivity using copper particles that are easily oxidized, attention was paid to a copper particle-dispersed paste that is difficult to be oxidized and can be fired at a low temperature or in a short time. When a thermosetting resin is used as a binder resin, high temperature heating is required and sintering of copper powder is inhibited. Therefore, in the present invention, application suitability is imparted in order to form a paste having a specific viscosity. However, a thermoplastic resin that hardly inhibits the sintering of the copper particles is combined. In the paste-like solvent and thermoplastic resin having a predetermined high viscosity, the copper particles are not easily settled but are likely to aggregate. In order to impart dispersibility of the copper particles, it is desirable to use a compound having a functional group that strongly adsorbs to the copper particle surface. On the other hand, if the compound is adsorbed too strongly, the compound is removed from the copper particles in the firing step. It becomes difficult to separate, and as a result, it is considered that it becomes a factor of conductivity deterioration. In that regard, in the present invention, a tertiary amine having a specific structure with a relatively low molecular weight, which adsorbs relatively weakly on the surface of the copper particles, is combined. The specific tertiary amine has sufficient affinity for the thermoplastic resin by the aliphatic hydrocarbon chain or alkylene oxide chain, but can be adsorbed relatively weakly on the surface of the copper particle at the nitrogen site. While improving the dispersibility in a plastic resin, it is excellent also in the detachability at the time of baking. As described above, since the copper particles can be uniformly dispersed in the thermoplastic resin, the coating suitability is improved and the pattern accuracy at the time of pattern printing is increased. In addition, since the aliphatic hydrocarbon chain or alkylene oxide chain of the specific tertiary amine has a structure that is easily decomposed during firing, it is estimated that it will have excellent conductivity when fired at a low temperature or in a short time. The
Furthermore, it is presumed that in the present invention, the effect of suppressing oxidation of the copper particles is enhanced by the specific tertiary amine adhering to the surface of the copper particles. Therefore, it is estimated that sintering inhibition due to oxidation during firing hardly occurs, and a film having high conductivity can be formed after firing.

本発明の被覆銅粒子、銅粒子分散体は、上記必須成分の他、本発明の効果が損なわれない限り、他の成分を含有してもよいものである。
以下、本発明の銅粒子分散ペーストの各成分について順に詳細に説明する。
The coated copper particles and copper particle dispersion of the present invention may contain other components in addition to the above essential components as long as the effects of the present invention are not impaired.
Hereinafter, each component of the copper particle dispersion paste of the present invention will be described in detail in order.

<銅粒子>
本発明において銅粒子は、典型的には金属状態の銅粒子であるが、銅は非常に酸化され易い金属のため、金属状態の銅粒子の表面が一部酸化されて酸化物となっている場合が含まれていてもよいものである。
<Copper particles>
In the present invention, the copper particles are typically metallic copper particles. However, since copper is a metal that is very easily oxidized, the surface of the metallic copper particles is partially oxidized into an oxide. Cases may be included.

本発明において銅粒子は、平均粒径が10nm〜1μmの粒子が用いられる。10nm未満だと、分散安定性や塗布適性を付与するために、分散剤やバインダー樹脂が多量に必要となり、結果として導電性の悪化につながる。一方、1μmより大きくなると、低温での焼結が進行しにくく、また微細配線の印刷性に課題がある。本発明においては平均粒径が10nm〜1μmの範囲の粒子を用いることで、分散性、分散安定性、印刷性、低温焼成、及び導電性を両立させることが可能となった。中でも平均粒径が10nm〜600nmの範囲の粒子を用いることが、分散性、分散安定性、印刷性、低温焼成、及び導電性を両立させる点から好ましい。
なお、上記銅粒子の平均粒径は、電子顕微鏡写真から一次粒子の大きさを直接計測する方法で求めることができる。具体的には、透過型電子顕微鏡写真(TEM)(例えば、日立ハイテク製 H−7650)にて粒子像を測定し、ランダムに選択した30個の一次粒子の最長部の長さの平均値を平均一次粒径とすることができる。
In the present invention, copper particles having an average particle diameter of 10 nm to 1 μm are used. When the thickness is less than 10 nm, a large amount of a dispersant and a binder resin are required to impart dispersion stability and coating suitability, resulting in deterioration of conductivity. On the other hand, if it is larger than 1 μm, sintering at a low temperature is difficult to proceed, and there is a problem in printability of fine wiring. In the present invention, it is possible to achieve both dispersibility, dispersion stability, printability, low-temperature firing, and conductivity by using particles having an average particle size in the range of 10 nm to 1 μm. Among them, it is preferable to use particles having an average particle size in the range of 10 nm to 600 nm from the viewpoint of achieving both dispersibility, dispersion stability, printability, low-temperature firing, and conductivity.
In addition, the average particle diameter of the said copper particle can be calculated | required by the method of measuring the magnitude | size of a primary particle directly from an electron micrograph. Specifically, a particle image was measured with a transmission electron micrograph (TEM) (for example, H-7650 manufactured by Hitachi High-Tech), and an average value of the lengths of the longest portions of 30 primary particles selected at random was calculated. The average primary particle size can be obtained.

上記銅粒子の調製方法は、従来公知の方法から適宜選択すればよい。例えば、メカノケミカル法などにより金属粉を粉砕する物理的な方法;化学気相法(CVD法)や蒸着法、スパッタ法、熱プラズマ法、レーザー法のような化学的な乾式法;熱分解法、化学還元法、電気分解法、超音波法、レーザーアブレーション法、超臨界流体法、マイクロ波合成法等による化学的な湿式法等を用いて銅粒子を得ることができる。   What is necessary is just to select the preparation method of the said copper particle from a conventionally well-known method suitably. For example, a physical method of pulverizing metal powder by mechanochemical method, etc .; chemical dry method such as chemical vapor deposition method (CVD method), vapor deposition method, sputtering method, thermal plasma method, laser method; thermal decomposition method The copper particles can be obtained using a chemical wet method such as a chemical reduction method, an electrolysis method, an ultrasonic method, a laser ablation method, a supercritical fluid method, or a microwave synthesis method.

例えば、蒸着法では、高真空下で分散剤を含む低蒸気圧液体中に加熱蒸発した金属の蒸気を接触させて微粒子を製造する。
また、化学還元法の1種としては、錯化剤及び有機保護剤の存在下で、含銅化合物と還元剤とを溶剤中で混合して生成する方法が挙げられる。
なお、上記の方法の他、市販の銅粒子を適宜用いることができる。
粒子の形状は、特に限定されないが、分散性や印刷性の点から、球状が好ましい。
For example, in the vapor deposition method, fine particles are produced by bringing a vapor of a metal heated and brought into contact with a low vapor pressure liquid containing a dispersant under a high vacuum.
Further, as one type of chemical reduction method, there is a method in which a copper-containing compound and a reducing agent are mixed in a solvent in the presence of a complexing agent and an organic protective agent.
In addition to the above method, commercially available copper particles can be used as appropriate.
The shape of the particles is not particularly limited, but is preferably spherical from the viewpoint of dispersibility and printability.

本発明の銅粒子分散ペーストにおいて、銅粒子の含有量は、用途に応じて適宜選択されれば良いが、分散性の点から、銅粒子分散ペーストの全量に対して、20〜95質量%であることが好ましく、更に、25〜90質量%の範囲内であることがより好ましい。   In the copper particle-dispersed paste of the present invention, the content of the copper particles may be appropriately selected depending on the use, but from the viewpoint of dispersibility, it is 20 to 95% by mass with respect to the total amount of the copper particle-dispersed paste. It is preferable that it is within a range of 25 to 90% by mass.

<3級アミン>
本発明において使用される3級アミンは、下記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンである。
<Tertiary amine>
The tertiary amine used in the present invention is a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the following general formula (I).

Figure 0006277751
(Rは炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、又は、−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基(m、nは0以上の整数であり、m及びnの少なくとも1つは1以上)である。)
Figure 0006277751
(R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 CH 2 O). n— (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H (m, n is an integer of 0 or more, and at least one of m and n is 1 or more).

、R及びRにおいて、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状、分岐状、又は環状であってよく、また、飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基であってよい。
中でも、上記炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状又は分岐状の飽和脂肪族炭化水素基であることが、分散性及び焼成時の脱離性、分解性の点から好ましい。
上記炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、各種プロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種オクチル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、各種とは、直鎖のみならず各種分岐鎖を包含する意であり、例えば各種ブチル基とは、n−ブチル基だけでなく、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基を包含する意である。
In R 1 , R 2 and R 3 , the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms may be linear, branched or cyclic, and is a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group. It may be.
Among these, the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon group from the viewpoint of dispersibility, detachability during firing, and decomposability. preferable.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, various propyl groups, various butyl groups, various pentyl groups, various hexyl groups, various octyl groups, various decyl groups, and various dodecyl groups. , Various hexadecyl groups, various octadecyl groups, and the like, but are not limited thereto. Various types mean not only straight chain but also various branched chains. For example, various butyl groups include not only n-butyl group but also sec-butyl group, isobutyl group and t-butyl group. Is willing to do.

及びRにおける、−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基(m、nは0以上の整数であり、m及びnの少なくとも1つは1以上)において、m、nの上限は、用いられる3級アミンの重量平均分子量が3000以下となるように、適宜選択されれば良い。
アルキレンオキサイド鎖中に、エチレンオキサイド鎖又はプロピレンオキサイド鎖のみを含む場合、n又はmは、1〜30であることが好ましく、更に1〜10であることが好ましい。
また、アルキレンオキサイド鎖中に、エチレンオキサイド鎖とプロピレンオキサイド鎖の両方共が含まれていてもよく、その場合、n+mが2〜60であることが好ましく、更に2〜54であることが好ましい。
A group represented by — (CH 2 CH 2 O) n — (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H in R 2 and R 3 (m and n are integers of 0 or more; m and n The upper limit of m and n may be appropriately selected so that the weight average molecular weight of the tertiary amine used is 3000 or less.
When the alkylene oxide chain contains only an ethylene oxide chain or a propylene oxide chain, n or m is preferably 1 to 30, and more preferably 1 to 10.
The alkylene oxide chain may contain both an ethylene oxide chain and a propylene oxide chain. In that case, n + m is preferably 2 to 60, and more preferably 2 to 54.

本発明で用いられる前記一般式(I)で表される3級アミンは、重量平均分子量が3000以下であるが、中でも分散性の点から、重量平均分子量が250以上であることが好ましい。
また、本発明で用いられる前記一般式(I)で表される3級アミンは、経時の分散安定性、および焼成時の除去のしやすさの点から、沸点が150〜300℃であることが好ましい。
The tertiary amine represented by the general formula (I) used in the present invention has a weight average molecular weight of 3000 or less, and preferably has a weight average molecular weight of 250 or more from the viewpoint of dispersibility.
In addition, the tertiary amine represented by the general formula (I) used in the present invention has a boiling point of 150 to 300 ° C. from the viewpoint of dispersion stability over time and ease of removal during firing. Is preferred.

また、R、R及びRの全てが炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基の場合には、焼結膜の導電性が向上する点から好ましい。R、R及びRの全てが炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基のような脂肪族3級アミンの場合には、分散性が維持されやすく、かつ焼成時に膜中から除去されやすいため、焼結膜の導電性が向上すると推定される。R、R及びRの全てが炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基の場合、導電性向上の点から、中でも重量平均分子量が150〜500であることが好ましく、更に150〜300であることが好ましい。 Further, when all of R 1, R 2 and R 3 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, from the viewpoint of improving the conductivity of the sintered film. In the case where all of R 1 , R 2 and R 3 are aliphatic tertiary amines such as aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, dispersibility is easily maintained and they are removed from the film during firing. Therefore, it is estimated that the conductivity of the sintered film is improved. When all of R 1 , R 2 and R 3 are aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, the weight average molecular weight is preferably 150 to 500, more preferably 150 to 300, from the viewpoint of improving conductivity. It is preferable that

、R及びRの全てが炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基の場合の具体例としては、エチルジメチルアミン、プロピルジメチルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルドデシルアミン、ジメチルテトラデシルアミン、ジメチルヘキサデシルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples in the case where all of R 1 , R 2 and R 3 are aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms include ethyldimethylamine, propyldimethylamine, dimethylbutylamine, dimethyloctylamine, dimethyldecylamine, dimethyl Examples include dodecylamine, dimethyltetradecylamine, dimethylhexadecylamine, dimethyloctadecylamine, triethylamine, tripropylamine, and tributylamine, but are not limited thereto.

一方、R及びRの少なくとも1つに−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基を含む場合、中でも分散安定性の点からは、重量平均分子量が800〜3000であることが好ましく、更に1000〜3000であることが好ましい。このような場合には、塗工性が良好であるため、均一性の高い塗工膜が得られ、その結果焼成後の膜が高い導電性を有すると推定される。 On the other hand, when at least one of R 2 and R 3 contains a group represented by — (CH 2 CH 2 O) n — (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H, the dispersion stability is particularly important. The weight average molecular weight is preferably 800 to 3000, more preferably 1000 to 3000. In such a case, since the coating property is good, a highly uniform coating film is obtained, and as a result, it is estimated that the film after baking has high conductivity.

また、R及びRの少なくとも1つに−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基を含む場合、中でも低温焼結性の点からは、重量平均分子量が300未満であることが好ましい。このような場合には、低温・短時間の焼成で膜中から除去されやすいため、導電性の良好な膜を得ることができると推定される。 In addition, when at least one of R 2 and R 3 contains a group represented by — (CH 2 CH 2 O) n — (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H, the low-temperature sinterability is particularly high. From the viewpoint, the weight average molecular weight is preferably less than 300. In such a case, it is presumed that a film having good conductivity can be obtained because it is easily removed from the film by baking at a low temperature for a short time.

本発明で用いられる上記3級アミンは、1種の3級アミンを使用しても良いが、2種以上の3級アミンを混合して使用してもよい。
本発明の銅粒子分散ペーストにおいて、前記一般式(I)で表される3級アミンの含有量は、適宜選択されれば良いが、銅粒子の耐酸化性、分散性、及び低温焼結性の点から、前記銅粒子100質量部に対して、前記3級アミンが10質量部以下であることが好ましく、中でも1質量部〜10質量部であることが好ましく、更に2質量部〜10質量部であることが好ましい。
また、本発明の銅粒子分散ペーストにおいて、前記一般式(I)で表される3級アミンの含有量は、耐酸化性、分散性、及び低温焼結性の点から、銅粒子分散ペーストの全量に対して、1〜15質量%であることが好ましく、更に、1〜10質量%の範囲内であることがより好ましい。
As the tertiary amine used in the present invention, one kind of tertiary amine may be used, or two or more kinds of tertiary amines may be mixed and used.
In the copper particle-dispersed paste of the present invention, the content of the tertiary amine represented by the general formula (I) may be appropriately selected. However, the oxidation resistance, dispersibility, and low-temperature sinterability of the copper particles From the above point, the tertiary amine is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 2 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper particles. Part.
Moreover, in the copper particle dispersion paste of the present invention, the content of the tertiary amine represented by the general formula (I) is that of the copper particle dispersion paste from the viewpoint of oxidation resistance, dispersibility, and low temperature sinterability. It is preferable that it is 1-15 mass% with respect to the whole quantity, and it is still more preferable that it exists in the range of 1-10 mass%.

<熱可塑性樹脂>
本発明において用いられる熱可塑性樹脂は、加熱によって軟化する樹脂であり、銅粒子分散ペーストをペースト状にする粘度を付与するとともに、塗布適性を向上し、且つ加熱時に硬化せずに銅粒子から離脱することにより低温焼結を阻害しない。
本発明において用いられる熱可塑性樹脂としては、低温焼結性、及び焼結膜の導電性の点から、ガラス転移温度が150℃以下であることが好ましく、更に100℃以下であることが好ましい。なおここでのガラス転移温度は、JIS−K 7121に準じて測定した示差走査熱量分析(DSC)測定によるものである。
<Thermoplastic resin>
The thermoplastic resin used in the present invention is a resin that is softened by heating, imparts a viscosity that makes the copper particle-dispersed paste into a paste, improves application suitability, and is released from the copper particles without being cured during heating. Doing so does not hinder low-temperature sintering.
The thermoplastic resin used in the present invention preferably has a glass transition temperature of 150 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower, from the viewpoint of low-temperature sinterability and the conductivity of the sintered film. In addition, the glass transition temperature here is based on the differential scanning calorimetry (DSC) measurement measured according to JIS-K7121.

本発明において用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。   Examples of the thermoplastic resin used in the present invention include phenoxy resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl butyral resin, (meth) acrylic resin, polyester resin, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, and the like.

本発明において用いられる熱可塑性樹脂としては、中でも、フェノキシ樹脂が好ましく用いられる。フェノキシ樹脂は、ビスフェノール類とエピクロルヒドリンより合成されるポリヒドロキシポリエーテルである。フェノキシ樹脂としては、その水酸基の一部がアルキルエステル化又はアルキルエーテル化されていても良い。
本発明に係る銅粒子分散ペーストにおいて、フェノキシ樹脂を用いると、前記特定の3級アミンと組み合わせた場合に、塗布適性の中でも特に印刷性が向上し、パターン印刷を行った場合に、パターンの解像度が優れるというメリットがある。フェノキシ樹脂は、前記特定の3級アミンとの相溶性に加えて、印刷に必要なチキソ性を付与するのに適した樹脂であると推定される。
好適なフェノキシ樹脂は、全熱可塑性樹脂中に、50質量%以上含まれることが好ましく、更に70質量%以上含まれることが好ましく、より更に90質量%以上含まれることが好ましい。中でも、本発明において用いられる全熱可塑性樹脂中100質量%で用いることがパターンの解像度が優れる点から好ましい。
Among the thermoplastic resins used in the present invention, a phenoxy resin is preferably used. The phenoxy resin is a polyhydroxy polyether synthesized from bisphenols and epichlorohydrin. As the phenoxy resin, a part of the hydroxyl group may be alkyl esterified or alkyl etherified.
In the copper particle-dispersed paste according to the present invention, when a phenoxy resin is used, when combined with the specific tertiary amine, the printability is improved particularly among coating suitability, and the pattern resolution is improved when pattern printing is performed. Has the merit of being excellent. The phenoxy resin is presumed to be a resin suitable for imparting thixotropy necessary for printing in addition to the compatibility with the specific tertiary amine.
The suitable phenoxy resin is preferably contained in the total thermoplastic resin in an amount of 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. Especially, it is preferable from the point which is excellent in the resolution of a pattern to use at 100 mass% in all the thermoplastic resins used in this invention.

本発明において用いられる熱可塑性樹脂としては、印刷性と低温焼結性が優れる点から、重量平均分子量が、10000〜100000であることが好ましく、更に、30000〜60000であることが好ましい。なお、本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレンン換算)で測定することができる。   The thermoplastic resin used in the present invention preferably has a weight average molecular weight of 10,000 to 100,000, more preferably 30,000 to 60,000, from the viewpoint of excellent printability and low-temperature sinterability. In addition, the weight average molecular weight in this invention can be measured by the gel permeation chromatography (GPC) method (polystyrene conversion).

本発明の銅粒子分散ペーストにおいて、熱可塑性樹脂としては、1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の銅粒子分散ペーストにおいて、熱可塑性樹脂の含有量は、ペーストの粘度等諸物性に応じて適宜設定されれば良いが、分散性、印刷性、低温焼結性及び導電性に優れる点から、銅粒子100質量部に対して、25質量部以下であることが好ましく、更に1〜25質量部であることが好ましく、更に1〜10質量部であることが好ましく、より更に2〜10質量部であることが好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が上記下限値以上であれば、銅粒子分散ペーストの分散性及び分散安定性、並びに印刷性を優れたものとすることができる。また上記上限値以下であれば、低温焼結性、及び焼成後の膜の導電性に優れている。
In the copper particle dispersion paste of the present invention, one type of thermoplastic resin may be used, or two or more types may be used in combination.
In the copper particle-dispersed paste of the present invention, the content of the thermoplastic resin may be appropriately set according to various physical properties such as the viscosity of the paste, but is excellent in dispersibility, printability, low-temperature sinterability, and conductivity. From 100 parts by mass of the copper particles, it is preferably 25 parts by mass or less, more preferably 1 to 25 parts by mass, further preferably 1 to 10 parts by mass, and further 2 to 10 parts by mass. It is preferable that it is a mass part. If content of a thermoplastic resin is more than the said lower limit, it can be made excellent in the dispersibility and dispersion stability of a copper particle dispersion paste, and printability. Moreover, if it is below the said upper limit, it is excellent in low temperature sinterability and the electroconductivity of the film | membrane after baking.

<溶剤>
本発明の銅粒子分散ペーストおいて、溶剤は、銅粒子分散ペースト中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であればよく、特に限定されない。ペーストの固形分濃度によって、最適な溶剤を適宜選択すればよい。
中でも、本発明に用いられる溶剤としては、エーテルアルコールアセテート系溶剤やエーテル系溶剤が好適に用いられ、例えば、メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、又はこれらを混合したものが、3級アミンや熱可塑性樹脂の溶解性や印刷性の点から好ましい。
<Solvent>
In the copper particle dispersion paste of the present invention, the solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent that does not react with each component in the copper particle dispersion paste and can dissolve or disperse them. An optimum solvent may be appropriately selected depending on the solid content concentration of the paste.
Among them, as the solvent used in the present invention, ether alcohol acetate solvents and ether solvents are preferably used. For example, methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, propylene glycol monomethyl ether ), Dipropylene glycol monomethyl ether, or a mixture thereof is preferable from the viewpoints of solubility and printability of tertiary amines and thermoplastic resins.

本発明の銅粒子分散ペーストにおける溶剤の含有量は、該銅粒子分散ペーストの各構成を均一に溶解又は分散することができるものであればよく、特に限定されない。本発明においては、該銅粒子分散ペースト中の固形分含有量が、20〜95質量%の範囲が好ましく、25〜90質量%の範囲がより好ましい。上記範囲であることにより、印刷に適した粘度とすることができる。   The content of the solvent in the copper particle dispersion paste of the present invention is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse each component of the copper particle dispersion paste. In the present invention, the solid content in the copper particle-dispersed paste is preferably in the range of 20 to 95% by mass, and more preferably in the range of 25 to 90% by mass. By being the said range, it can be set as the viscosity suitable for printing.

<その他の成分>
本発明の被覆銅粒子、銅粒子分散ペーストには、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、例えば、錯化剤、有機保護剤、還元剤、濡れ性向上のための界面活性剤、密着性向上のためのシランカップリング剤、消泡剤、ハジキ防止剤、酸化防止剤、凝集防止剤、粘度調整剤等が挙げられる。また、本発明の効果が損なわれない限り、他の分散剤が含まれていてもよい。
<Other ingredients>
The coated copper particles and the copper particle-dispersed paste of the present invention may contain other components as necessary within a range not impairing the effects of the present invention.
Other components include, for example, complexing agents, organic protective agents, reducing agents, surfactants for improving wettability, silane coupling agents for improving adhesion, antifoaming agents, repellency inhibitors, and antioxidants. Agents, anti-aggregation agents, viscosity modifiers and the like. Moreover, as long as the effect of this invention is not impaired, the other dispersing agent may be contained.

<ペーストの粘度>
本発明においてペーストの粘度は、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上である。中でも、印刷性が良好な点から、前記粘度は、5000mPa・s以下であることが好ましく、更に、100〜3000mPa・sであることが好ましい。
なお、本発明においてペーストの粘度は、温度25℃における粘度を、粘弾性測定装置(例えば、製品名MCR301、アントンパール・ジャパン製)を用いて、せん断速度1000(1/s)の条件で測定することができる。
<Paste viscosity>
In the present invention, the viscosity of the paste measured at a shear rate of 1000 (1 / s) at 25 ° C. is 50 mPa · s or more. Among these, from the viewpoint of good printability, the viscosity is preferably 5000 mPa · s or less, and more preferably 100 to 3000 mPa · s.
In the present invention, the viscosity of the paste is measured at a shear rate of 1000 (1 / s) using a viscoelasticity measuring device (for example, product name MCR301, manufactured by Anton Paar Japan). can do.

<銅粒子分散ペーストの製造方法>
本発明において、銅粒子分散ペーストの製造方法は、銅粒子が良好に分散できる方法であればよく、従来公知の方法から適宜選択して用いることができる。
例えば、まず銅粒子を準備し、当該銅粒子と、前記一般式(I)で表される3級アミン、及び熱可塑性樹脂と、溶剤と、必要に応じて他の成分を混合し、公知の攪拌機、又は分散機等を用いて分散させることよって、銅粒子分散ペーストを調製することができる。また、例えば、前記熱可塑性樹脂を前記溶剤に混合、攪拌し、樹脂溶液を調製した後、当該樹脂溶液に、準備した銅粒子と、3級アミンと、必要に応じて他の成分を混合し、公知の攪拌機、又は分散機等を用いて分散させることよって、銅粒子分散ペーストを調製しても良い。
<Method for producing copper particle dispersion paste>
In this invention, the manufacturing method of a copper particle dispersion | distribution paste should just be a method in which a copper particle can disperse | distribute favorably, and can be suitably selected and used from a conventionally well-known method.
For example, first, copper particles are prepared, the copper particles, the tertiary amine represented by the general formula (I), a thermoplastic resin, a solvent, and other components are mixed as necessary, A copper particle-dispersed paste can be prepared by dispersing using a stirrer or a disperser. Also, for example, after the thermoplastic resin is mixed and stirred in the solvent to prepare a resin solution, the prepared copper particles, tertiary amine, and other components as necessary are mixed into the resin solution. Alternatively, a copper particle-dispersed paste may be prepared by dispersing using a known stirrer or disperser.

本発明で得られる銅粒子分散ペーストは、後述する導電性基板用途に好適に用いられ、中でも導電性パターン印刷用に好適に用いられる。本発明で得られる銅粒子分散ペーストは上記用途に限られず、各種金属膜に応用することができ、例えば、光学装置用の鏡面や、各種装飾用途等に用いることができる。   The copper particle-dispersed paste obtained in the present invention is suitably used for conductive substrate applications described later, and is particularly preferably used for conductive pattern printing. The copper particle-dispersed paste obtained in the present invention is not limited to the above-mentioned uses, and can be applied to various metal films. For example, it can be used for mirror surfaces for optical devices, various decoration uses, and the like.

[導電性基板の製造方法]
本発明に係る導電性基板の製造方法は、平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子と、前記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンと、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含有し、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上である銅粒子分散ペーストを、基材上に塗布して塗膜を形成する工程と、当該塗膜を焼成する工程とを有することを特徴とする。
[Method of manufacturing conductive substrate]
The method for producing a conductive substrate according to the present invention includes a copper particle having an average particle size of 10 nm to 1 μm, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the general formula (I), a thermoplastic resin, A step of applying a copper particle-dispersed paste containing a solvent and having a viscosity of 50 mPa · s or more measured at a shear rate of 1000 (1 / s) at 25 ° C. on a substrate; and And a step of firing the coating film.

本発明の導電性基板の製造方法によれば、上述のように、耐酸化性、分散性、塗布適性、及び低温又は短時間での焼結性に優れた、銅粒子分散ペーストを用いることから、酸化が抑制された銅粒子が均一且つ密に存在している、均一性の高い回路パターンの塗膜を印刷でき、パターン精度が良好で、焼結後に優れた導電性を有する導電性基板を得ることができる。   According to the method for producing a conductive substrate of the present invention, as described above, a copper particle-dispersed paste excellent in oxidation resistance, dispersibility, applicability, and sinterability at low temperature or in a short time is used. A conductive substrate having a highly uniform circuit pattern in which copper particles with suppressed oxidation are present uniformly and densely, having a good pattern accuracy, and having excellent conductivity after sintering. Can be obtained.

本発明に係る導電性基板の製造方法における、銅粒子分散ペーストを準備する工程については、上述した銅粒子分散ペーストを調製する工程と同様であってよいので、ここでの説明を省略する。
以下、塗膜を形成する工程と、当該塗膜を焼成する工程の各工程について、順に説明する。
なお、本発明に係る上記導電性基板の製造方法は、本発明の効果が損なわれない限り、必要に応じて他の工程を有していてもよいものである。
Since the step of preparing the copper particle dispersed paste in the method for producing a conductive substrate according to the present invention may be the same as the step of preparing the copper particle dispersed paste described above, the description thereof is omitted here.
Hereinafter, each process of the process of forming a coating film and the process of baking the said coating film is demonstrated in order.
In addition, the manufacturing method of the said electroconductive board | substrate which concerns on this invention may have another process as needed, unless the effect of this invention is impaired.

<銅粒子分散ペーストを含む塗布液を、基材上に塗布して塗膜を形成する工程>
本工程は、銅粒子分散ペーストを基材上に塗布して塗膜を形成する工程である。以下、本工程の詳細を説明する。なお、当該銅粒子分散ペーストの構成成分は、上記本発明に係る銅粒子分散ペーストと同様のものとすることができるので、ここでの説明は省略する。
<The process of apply | coating the coating liquid containing a copper particle dispersion paste on a base material, and forming a coating film>
This step is a step of forming a coating film by applying a copper particle-dispersed paste on a substrate. Hereinafter, details of this process will be described. In addition, since the component of the said copper particle dispersion | distribution paste can be made to be the same as that of the said copper particle dispersion | distribution paste which concerns on this invention, description here is abbreviate | omitted.

(基材)
本発明に用いられる基材は、導電性基板に用いられる基材の中から、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば、ガラス、アルミナ、シリカなどの無機材料を用いることができ、さらに高分子材料や、紙などを用いることもできる。前記本発明に係る導電性基板用金属微粒子分散体は、従来よりも低温で焼成処理しても導電性に優れた金属膜が得られることから、従来適用が困難であったソーダライムガラスや、高分子材料であっても好適に用いることができ、特に樹脂フィルムを用いることができる点で非常に有用である。
(Base material)
What is necessary is just to select the base material used for this invention suitably from the base materials used for an electroconductive board | substrate according to a use. For example, an inorganic material such as glass, alumina, or silica can be used, and a polymer material or paper can also be used. Since the metal fine particle dispersion for conductive substrate according to the present invention can obtain a metal film having excellent conductivity even when baked at a temperature lower than conventional, soda lime glass, which has been difficult to apply conventionally, Even a polymer material can be suitably used, and is particularly useful in that a resin film can be used.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ガラス−エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリノルボルネン等のポリシクロオレフィン、液晶性高分子化合物等が挙げられる。特に本発明においては、ガラス転移温度が100℃以下の樹脂フィルムを用いることも可能である。なお、ここでのガラス転移温度は、JIS K 7121に準じて測定した示差走査熱量分析(DSC)測定によるものである。   Examples of the resin film include polyimide, polyamide, polyamideimide, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyether sulfone, polycarbonate, polyether imide, epoxy resin, and phenol resin. , Glass-epoxy resins, polyphenylene ethers, acrylic resins, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polycycloolefins such as polynorbornene, and liquid crystalline polymer compounds. In particular, in the present invention, a resin film having a glass transition temperature of 100 ° C. or lower can be used. In addition, the glass transition temperature here is based on the differential scanning calorimetry (DSC) measurement measured according to JISK7121.

また、基材表面には、前記銅粒子分散ペーストの塗膜をパターン状に形成した場合におけるパターンの形状を制御したり、前記銅粒子分散ペーストの塗膜との間の密着性を付与するための処理を行ってもよい。基材表面の処理方法としては、従来公知の方法の中から適宜選択することができる。具体的には、例えば、コロナ処理、UV処理、真空紫外ランプ処理、プラズマ処理などのドライ処理、アミン系シランカップリング剤、イミダゾール系シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤処理などの薬液処理、多孔質シリカや、セルロース系受容層などの多孔質膜形成処理、活性エネルギー線硬化型樹脂層、熱硬化型樹脂層、熱可塑性樹脂層などの樹脂層形成処理を行うことができる。当該処理により、基材表面に撥液性を持たせることにより、基材に銅粒子分散ペーストの塗膜をパターン状に形成した際、前記ペーストの濡れ広がりを抑え、高精細なパターンを形成することが可能である。また、基材表面に多孔質膜などのインク受容層を形成することにより、溶媒成分が浸透し、高精細なパターンを形成することが可能である。逆に、基材表面に親液性を持たせることで、基材に対する塗布性を向上させることができる。これらの基材表面の処理は、用途や目的に応じて使い分けることができる。   Moreover, in order to control the shape of the pattern when the coating film of the copper particle dispersion paste is formed in a pattern on the substrate surface, or to provide adhesion between the coating film of the copper particle dispersion paste. You may perform the process of. The treatment method for the substrate surface can be appropriately selected from conventionally known methods. Specifically, for example, corona treatment, UV treatment, vacuum ultraviolet lamp treatment, dry treatment such as plasma treatment, amine silane coupling agent, imidazole silane coupling agent, titanium coupling agent, aluminum coupling agent treatment, etc. Chemical layer treatment, porous silica, porous membrane formation treatment such as cellulose-based receiving layer, active energy ray curable resin layer, thermosetting resin layer, thermoplastic resin layer and other resin layer formation treatment . By providing the substrate surface with liquid repellency by this treatment, when the coating film of the copper particle-dispersed paste is formed in a pattern on the substrate, the wet spread of the paste is suppressed and a high-definition pattern is formed. It is possible. In addition, by forming an ink receiving layer such as a porous film on the surface of the substrate, it is possible to penetrate the solvent component and form a high-definition pattern. On the contrary, the applicability | paintability with respect to a base material can be improved by giving lyophilic property to the base-material surface. These treatments on the surface of the substrate can be used properly according to the purpose and purpose.

当該基材の形状は、用途に応じて適宜選択すればよく、平板状であっても、曲面を有するものであってもよいが、通常は平板状である。平板状の基材を用いる場合、当該基材の厚みは、用途に応じて適宜設定すればよく、例えば10μm〜1mm程度のものとすることができる。   What is necessary is just to select the shape of the said base material suitably according to a use, and although it may be flat form or may have a curved surface, it is usually flat form. In the case of using a flat substrate, the thickness of the substrate may be appropriately set according to the application, and may be, for example, about 10 μm to 1 mm.

(塗布方法)
上記ペーストを上記基材上に塗布する方法は、従来公知の方法の中から適宜選択すればよい。中でも、上記銅粒子分散ペーストを用いて導電性パターンを印刷するに当たり、微細なパターニングを行うことができる点から、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、反転オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷が好ましい。
(Application method)
What is necessary is just to select suitably the method of apply | coating the said paste on the said base material from the conventionally well-known methods. Among these, gravure printing, gravure offset printing, reverse offset printing, flexographic printing, and screen printing are preferable from the viewpoint that fine patterning can be performed when the conductive pattern is printed using the copper particle dispersion paste.

基材上の銅粒子分散ペーストは、印刷後、通常の方法で乾燥してもよい。乾燥後の印刷部分の膜厚は、適宜塗布量や銅粒子の平均一次粒子径等を変化させて制御することができ、用途に応じて適宜調整すればよいものであるが、通常、0.01〜50μmの範囲であり、好ましくは、0.1〜20μmである。   The copper particle-dispersed paste on the substrate may be dried by a usual method after printing. The thickness of the printed portion after drying can be controlled by appropriately changing the coating amount, the average primary particle diameter of the copper particles, and the like, and may be adjusted as appropriate according to the application. It is the range of 01-50 micrometers, Preferably, it is 0.1-20 micrometers.

<塗膜を焼成処理する工程>
本工程は、上記工程で得られた塗膜を焼成処理して、金属膜を形成する工程である。
焼成方法は、従来公知の焼成処理方法の中から適宜選択して用いることができる。焼成方法の具体例としては、例えば、焼成炉(オーブン)により加熱する方法の他、赤外線加熱、還元ガス雰囲気下での焼成、レーザーアニールによる焼成、マイクロ波加熱などの方法が挙げられる。
本発明の銅粒子分散ペーストは、低温や、短時間で焼成可能なため、従来の方法よりも低温で焼成処理することができる。
<Step of baking the coating film>
This step is a step of baking the coating film obtained in the above step to form a metal film.
The firing method can be appropriately selected from conventionally known firing methods. Specific examples of the firing method include, for example, methods such as heating in a firing furnace (oven), infrared heating, firing in a reducing gas atmosphere, firing by laser annealing, microwave heating, and the like.
Since the copper particle-dispersed paste of the present invention can be fired at a low temperature or in a short time, it can be fired at a lower temperature than the conventional method.

本発明においては、中でも、焼成処理する工程が、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマにより焼成処理する工程(以下、プラズマ焼成と称することがある。)、又は、フラッシュ光の照射により焼成処理する工程(以下、フラッシュ光焼成と称することがある。)のいずれかであることが好ましい。
これらの方法を用いると、基材への熱ダメージを少なくすることができると共に、焼成時の金属の酸化も抑制できる。また、短時間焼成であるため、生産性が高いというメリットもある。
In the present invention, in particular, the firing process is a process of firing with surface wave plasma generated by application of microwave energy (hereinafter sometimes referred to as plasma firing), or firing by flash light irradiation. It is preferably one of the processing steps (hereinafter sometimes referred to as flash light baking).
When these methods are used, thermal damage to the substrate can be reduced, and oxidation of the metal during firing can be suppressed. Moreover, since it is baking for a short time, there also exists a merit that productivity is high.

(プラズマ焼成)
マイクロ波表面波プラズマを用いた焼成は、不活性ガス雰囲気下又は還元性ガス雰囲気下で行うのが、得られる焼結膜の導電性の観点から好ましい。
特に、本発明においては、マイクロ波表面波プラズマを、還元性ガス雰囲気下で発生させることが好ましく、中でも、水素ガス雰囲気下で発生させることがより好ましい。これにより、銅粒子表面に存在する絶縁性の酸化物が還元除去され、導電性能の良好な導電パターンが形成される。
(Plasma firing)
Firing using microwave surface wave plasma is preferably performed in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere from the viewpoint of the conductivity of the obtained sintered film.
In particular, in the present invention, the microwave surface wave plasma is preferably generated in a reducing gas atmosphere, and more preferably generated in a hydrogen gas atmosphere. As a result, the insulating oxide present on the surface of the copper particles is reduced and removed, and a conductive pattern with good conductive performance is formed.

前記マイクロ波表面波プラズマの発生方法は、従来公知の方法の中から適宜選択すればよい。例えば、国際公開第2011/040189号パンフレットに記載の方法を用いることができる。   The generation method of the microwave surface wave plasma may be appropriately selected from conventionally known methods. For example, the method described in International Publication No. 2011/040189 pamphlet can be used.

(フラッシュ光焼成)
フラッシュ光焼成とは、フラッシュ光の照射により極めて短時間で焼成する方法である。ここで、本発明においてフラッシュ光とは、点灯時間が比較的短時間の光のことをいい、当該点灯時間をパルス幅という。フラッシュ光の光源は特に限定されないが、キセノン等の希ガスが封入されたフラッシュランプやレーザー等が挙げられる。中でも、紫外線から赤外線までの連続的な波長スペクトルをもつ光を照射することが好ましく、具体的には、キセノンフラッシュランプを用いることが好ましい。このような光源を用いた場合には、加熱と同時にUV照射を行ったのと同様の効果を得ることができ、極めて短時間で焼成が可能となる。また、このような光源を用いた場合には、パルス幅と照射エネルギーを制御することにより、銅粒子分散ペーストの塗膜、及びその近傍のみを加熱することができ、基材に対する熱の影響を抑えることができる。
本発明において、フラッシュ光のパルス幅は、適宜調整すればよいものであるが、1μs〜10000μsの間で設定されることが好ましく、10μs〜5000μsの範囲内とすることがより好ましい。また、フラッシュ光の1回あたりの照射エネルギーは、0.1J/cm〜100J/cmが好ましく、0.5J/cm〜50J/cmがより好ましい。
フラッシュ光焼成においてフラッシュ光の照射回数は、塗膜の組成や、膜厚、面積などに応じて適宜調整すればよく、照射回数は1回のみであってもよく、2回以上繰り返し行ってもよい。中でも、照射回数を1〜100回とすることが好ましく、1〜50回とすることが好ましい。フラッシュ光を複数回照射する場合には、フラッシュ光の照射間隔は適宜調整すればよい。中でも照射間隔を10μ秒〜2秒の範囲内で設定することが好ましく、100μ秒〜1秒の範囲内に設定することがより好ましい。
フラッシュ光を上記のように設定することにより、基材への影響を抑えるとともに、銅粒子の酸化を抑制することが可能であり、且つ、銅粒子分散ペーストに含まれる上記特定の3級アミンや熱可塑性樹脂も脱離乃至分解しやすく導電性に優れた導電性基板を得ることができる。
(Flash light firing)
Flash light firing is a method of firing in an extremely short time by irradiation with flash light. Here, in the present invention, flash light refers to light having a relatively short lighting time, and the lighting time is referred to as a pulse width. The light source of the flash light is not particularly limited, and examples thereof include a flash lamp and a laser in which a rare gas such as xenon is sealed. Among them, it is preferable to irradiate light having a continuous wavelength spectrum from ultraviolet to infrared, and specifically, it is preferable to use a xenon flash lamp. When such a light source is used, the same effect as when UV irradiation is performed simultaneously with heating can be obtained, and baking can be performed in an extremely short time. In addition, when such a light source is used, by controlling the pulse width and irradiation energy, it is possible to heat only the coating film of the copper particle-dispersed paste and its vicinity, and the influence of heat on the substrate is affected. Can be suppressed.
In the present invention, the pulse width of the flash light may be appropriately adjusted, but is preferably set between 1 μs and 10,000 μs, and more preferably within the range of 10 μs to 5000 μs. The irradiation energy per one flash light is preferably 0.1J / cm 2 ~100J / cm 2 , 0.5J / cm 2 ~50J / cm 2 is more preferable.
In flash light firing, the number of times of flash light irradiation may be appropriately adjusted according to the composition, film thickness, area, etc. of the coating film, and the number of times of irradiation may be only once or may be repeated two or more times. Good. Especially, it is preferable to set the frequency | count of irradiation to 1-100 times, and it is preferable to set it as 1-50 times. When the flash light is irradiated a plurality of times, the irradiation interval of the flash light may be adjusted as appropriate. In particular, the irradiation interval is preferably set within a range of 10 μsec to 2 seconds, and more preferably set within a range of 100 μsec to 1 second.
By setting the flash light as described above, it is possible to suppress the influence on the base material and to suppress the oxidation of the copper particles, and the specific tertiary amine contained in the copper particle dispersed paste or A conductive substrate that is easy to desorb or decompose thermoplastic resin and has excellent conductivity can be obtained.

このようなフラッシュ光焼成は、銅粒子分散ペーストの塗膜、及びその近傍のみを加熱することができ、前記塗膜を低温かつ短時間で焼成処理することが可能であり、緻密かつ平滑な銅粒子焼結膜を形成することができる。フラッシュ光焼成は、フラッシュ光のパルス幅と照射エネルギーを適宜調整することで、加熱温度と処理深さを制御することができる。その結果、不均一な膜が形成されることが少なく、また粒成長を防ぐことができるため、非常に緻密で、平滑な膜が得られる。また、極めて短時間で焼成が可能であるので、銅粒子の酸化を抑えることができ、導電性に優れた焼結膜を得ることができる。
上記フラッシュ光焼成は、大気中、大気圧下で行うことが可能であるが、不活性雰囲気下、還元雰囲気下、減圧下で行ってもよい。また、塗膜を加熱しながら、フラッシュ光焼成を行ってもよい。
Such flash light baking can heat only the coating film of the copper particle-dispersed paste and the vicinity thereof, and the coating film can be fired at a low temperature in a short time. A particle sintered film can be formed. In the flash light firing, the heating temperature and the processing depth can be controlled by appropriately adjusting the pulse width and irradiation energy of the flash light. As a result, a non-uniform film is rarely formed and grain growth can be prevented, so that a very dense and smooth film can be obtained. Moreover, since baking is possible in a very short time, the oxidation of copper particles can be suppressed and a sintered film having excellent conductivity can be obtained.
The flash light baking can be performed in the air under atmospheric pressure, but may be performed under an inert atmosphere, a reducing atmosphere, or under reduced pressure. Moreover, you may perform flash light baking, heating a coating film.

このようにして得られた導電性基板の金属膜の厚みは、用途に応じて適宜調整すればよいものであるが、通常、厚みが0.01〜50μm程度であり、0.05nm〜30μmであることが好ましく、0.1〜20μmであることがより好ましい。
また、上記金属膜の体積抵抗率は、1.0×10−4Ω・cm以下であることが好ましい。
The thickness of the metal film of the conductive substrate thus obtained may be appropriately adjusted according to the use, but the thickness is usually about 0.01 to 50 μm, and 0.05 to 30 μm. It is preferable that the thickness is 0.1 to 20 μm.
The volume resistivity of the metal film is preferably 1.0 × 10 −4 Ω · cm or less.

本発明の製造方法は、基材上に、銅粒子分散ペーストをパターン状に塗布して、塗膜を形成し、該塗膜を焼成処理して、パターン状の金属膜を形成するパターン状導電性基板の製造方法であってもよい。
本発明の導電性基板の製造方法により得られた導電性基板は、パターン精度が良好で、優れた導電性を有する。このような導電性基板を用いた電子部材としては、表面抵抗の低い電磁波シールド用フィルム、導電膜、フレキシブルプリント配線板などに有効に利用することができる。
In the production method of the present invention, a copper particle-dispersed paste is applied in a pattern on a substrate, a coating film is formed, and the coating film is baked to form a patterned metal film. The manufacturing method of a conductive substrate may be sufficient.
The conductive substrate obtained by the method for producing a conductive substrate of the present invention has good pattern accuracy and excellent conductivity. An electronic member using such a conductive substrate can be effectively used for an electromagnetic wave shielding film having a low surface resistance, a conductive film, a flexible printed wiring board, and the like.

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本発明を制限するものではない。
(合成例1 平均粒径500nm銅粒子の製造)
酸化第二銅24g、錯化剤として3−メルカプトプロピオン酸0.065g、保護コロイドとしてゼラチン3.8gを400ミリリットルの純水に添加、混合し、10%の硫酸を用いて混合液のpHを4に調整した後、20分かけて室温から90℃まで昇温した。昇温後、撹拌しながら80%ヒドラジン一水和物を添加し、2時間かけて酸化第二銅と反応させ、銅粒子を得た。得られた銅粒子をTEMで観察したところ、平均一次粒径は、500nmであった。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These descriptions do not limit the present invention.
(Synthesis Example 1 Production of copper particles having an average particle size of 500 nm)
24 g of cupric oxide, 0.065 g of 3-mercaptopropionic acid as a complexing agent, and 3.8 g of gelatin as a protective colloid are added to 400 ml of pure water, mixed, and the pH of the mixed solution is adjusted with 10% sulfuric acid. After adjusting to 4, the temperature was raised from room temperature to 90 ° C. over 20 minutes. After heating, 80% hydrazine monohydrate was added with stirring and reacted with cupric oxide over 2 hours to obtain copper particles. When the obtained copper particles were observed with a TEM, the average primary particle size was 500 nm.

(合成例2 平均粒径50nmの銅粒子の製造)
酸化第二銅64gと、有機保護剤としてゼラチン5.1gを650mLの純水に添加し、混合して混合液とした。15%のアンモニア水を用いて、当該混合液のpHを10に調整した後、20分かけて室温から90℃まで昇温した。昇温後、攪拌しながら錯化剤として1%のメルカプト酢酸溶液6.4gと、80%のヒドラジン一水和物28gを150mLの純水に混合した液を添加し、1時間かけて酸化第二銅と反応させて、銅粒子を得た。得られた銅粒子をTEMで観察したところ、平均一次粒径は、50nmであった。
(Synthesis Example 2 Production of copper particles having an average particle diameter of 50 nm)
64 g of cupric oxide and 5.1 g of gelatin as an organic protective agent were added to 650 mL of pure water and mixed to prepare a mixed solution. The pH of the mixture was adjusted to 10 using 15% aqueous ammonia, and then heated from room temperature to 90 ° C. over 20 minutes. After the temperature rise, a solution prepared by mixing 6.4 g of a 1% mercaptoacetic acid solution and 28 g of 80% hydrazine monohydrate in 150 mL of pure water was added as a complexing agent with stirring. Reaction with dicopper gave copper particles. When the obtained copper particles were observed with a TEM, the average primary particle size was 50 nm.

(実施例1)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
容積50mLの軟膏ビンに、合成例1で得られた平均粒径500nmの銅粉10g、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンとしてソルスパース20000(モノジエチルアミノアルキルエーテル 重量平均分子量1000〜3000 ルーブリゾール社製)0.4g、熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂(PKHB、Inchem社製 重量平均分子量32000、ガラス転移温度84℃)0.4g、溶剤としてジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)(東邦化学工業製)0.8gを加え、真空脱泡攪拌機(あわとり錬太郎 シンキー社製)で2000rpm×2分×3passで攪拌した。攪拌後の混合溶液を3本ロールミル(小平製作所製)に5回通して、ペーストを作製した。
上記作製したペーストに対して、15%の重量比でDPMをさらに添加し、真空脱泡攪拌機で2000rpm×2分×3passで攪拌し、実施例1の銅粒子分散ペースト1を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
上記(1)で得られた銅粒子分散ペーストをPETフィルム(A4100 東洋紡製)にワイヤーバーで塗布した後、風乾式のオーブンを用いて、100℃10分の条件で乾燥させた。乾燥後の塗膜に対して、パルスドキセノンランプ装置(Xenon社製)を用いて、パルス幅500μ秒、照射回数1回の条件で、ランプと1インチの距離に塗膜を設置した状態で照射した。印加電圧は表1に示す。
Example 1
(1) Preparation of Copper Particle Dispersed Paste In an ointment bottle having a volume of 50 mL, 10 g of copper powder having an average particle diameter of 500 nm obtained in Synthesis Example 1, and 3 having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the above general formula (I) 0.4 g of Solsperse 20000 (monodiethylaminoalkyl ether, weight average molecular weight 1000-3000, manufactured by Lubrizol) as a secondary amine, and phenoxy resin (PKHB, manufactured by Inchem, weight average molecular weight 32000, glass transition temperature 84 ° C.) as a thermoplastic resin 4 g, 0.8 g of dipropylene glycol monomethyl ether (DPM) (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.) was added as a solvent, and the mixture was stirred at 2000 rpm × 2 minutes × 3 pass with a vacuum defoaming stirrer (manufactured by Awatori Rentaro Shinky). The mixed solution after stirring was passed five times through a three-roll mill (manufactured by Kodaira Seisakusho) to prepare a paste.
DPM was further added to the prepared paste at a weight ratio of 15%, and the mixture was stirred with a vacuum defoaming stirrer at 2000 rpm × 2 minutes × 3 pass to prepare the copper particle-dispersed paste 1 of Example 1.
(2) Production of conductive substrate by flash light baking After applying the copper particle-dispersed paste obtained in (1) above to a PET film (A4100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) with a wire bar, 100 ° C. using an air-dry oven. Dried for 10 minutes. Using a pulsed xenon lamp device (manufactured by Xenon), the coating film after drying is irradiated with a coating width of 1 inch from the lamp under the condition of a pulse width of 500 μsec and a single irradiation. did. The applied voltage is shown in Table 1.

(実施例2)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンを、ソルスパース20000から、アミート102(POE(2)ラウリルアミン 分子量270 花王製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の銅粒子分散ペースト2を調製した。
なお、POE(m)は、ポリオキシエチレン鎖(−(CHCHO)m−)を表す(mはPOEの繰り返し数)。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト2に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の導電性基板2を製造した。
(Example 2)
(1) Preparation of copper particle-dispersed paste In Example 1, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the above general formula (I) was converted from Solsperse 20000 to Amit 102 (POE (2) laurylamine, molecular weight). The copper particle-dispersed paste 2 of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was changed to 270 Kao).
POE (m) represents a polyoxyethylene chain (— (CH 2 CH 2 O) m—) (m is the number of repetitions of POE).
(2) Production of conductive substrate by flash light firing Except for changing the copper particle-dispersed paste to the copper particle-dispersed paste 2 obtained above, the conductive substrate 2 of Example 2 was prepared in the same manner as Example 1. Manufactured.

(実施例3)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンを、ソルスパース20000から、ナイミーンL207(POE(7)ラウリルアミン 分子量493 日油製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の銅粒子分散ペースト3を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト3に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の導電性基板3を製造した。
(Example 3)
(1) Preparation of copper particle-dispersed paste In Example 1, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the general formula (I) was converted from Solsperse 20000 to Nimine L207 (POE (7) laurylamine, molecular weight). The copper particle-dispersed paste 3 of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was changed to 493 NOF Corporation.
(2) Production of conductive substrate by flash light baking Except for changing the copper particle dispersion paste to the copper particle dispersion paste 3 obtained above, the conductive substrate 3 of Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1. Manufactured.

(実施例4)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンを、ソルスパース20000から、ファーミンDM2098(ジメチルラウリルアミン 分子量213 花王製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4の銅粒子分散ペースト4を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト4に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例4の導電性基板4を製造した。
Example 4
(1) Preparation of copper particle-dispersed paste In Example 1, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the above general formula (I) was converted from Solsperse 20000 to Farmin DM2098 (dimethyllaurylamine, molecular weight 213, Kao Corporation). The copper particle-dispersed paste 4 of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was changed to).
(2) Production of conductive substrate by flash light baking Except for changing the copper particle-dispersed paste to the copper particle-dispersed paste 4 obtained above, the conductive substrate 4 of Example 4 was prepared in the same manner as Example 1. Manufactured.

(実施例5)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンを、ソルスパース20000から、ファーミンDM0898(ジメチルオクチルアミン 分子量157 花王製)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例5の銅粒子分散ペースト5を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト5に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例5の導電性基板5を製造した。
(Example 5)
(1) Preparation of copper particle-dispersed paste In Example 1, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the above general formula (I) was converted from Solsperse 20000 to Farmin DM0898 (dimethyloctylamine, molecular weight 157, Kao). The copper particle-dispersed paste 5 of Example 5 was prepared in the same manner as Example 1 except that it was changed to).
(2) Production of conductive substrate by flash light firing Except for changing the copper particle-dispersed paste to the copper particle-dispersed paste 5 obtained above, the conductive substrate 5 of Example 5 was changed in the same manner as in Example 1. Manufactured.

(実施例6)
(銅粒子分散ペーストの調製)
実施例1において、熱可塑性樹脂を、フェノキシ樹脂から、アクリル樹脂(ダイヤナールBR105 三菱レイヨン製、重量平均分子量55000、ガラス転移温度50℃)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例6の銅粒子分散ペースト6を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト6に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例6の導電性基板6を製造した。
(Example 6)
(Preparation of copper particle dispersion paste)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the thermoplastic resin was changed from a phenoxy resin to an acrylic resin (Dainal BR105, manufactured by Mitsubishi Rayon, weight average molecular weight 55000, glass transition temperature 50 ° C.) in Example 1. The copper particle dispersion paste 6 of Example 6 was prepared.
(2) Production of conductive substrate by flash light firing Except for changing the copper particle-dispersed paste to the copper particle-dispersed paste 6 obtained above, the conductive substrate 6 of Example 6 was changed in the same manner as Example 1. Manufactured.

(実施例7)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、熱可塑性樹脂を、フェノキシ樹脂から、ビニルアセタール樹脂(エスレックSV12 積水化学製、重量平均分子量30000、ガラス転移温度77℃)に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例7の銅粒子分散ペースト7を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト7に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例7の導電性基板7を製造した。
(Example 7)
(1) Preparation of copper particle dispersion paste In Example 1, except that the thermoplastic resin was changed from a phenoxy resin to a vinyl acetal resin (manufactured by S-LEC SV12 Sekisui Chemical, weight average molecular weight 30000, glass transition temperature 77 ° C). In the same manner as in Example 1, a copper particle-dispersed paste 7 of Example 7 was prepared.
(2) Production of conductive substrate by flash light baking Except for changing the copper particle dispersion paste to the copper particle dispersion paste 7 obtained above, the conductive substrate 7 of Example 7 was changed in the same manner as in Example 1. Manufactured.

(実施例8)
(1)銅粒子分散ペーストの調製
容積50mLの軟膏ビンに、合成例2で得られた平均粒径50nmの銅粉5g、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンとしてソルスパース20000(モノジエチルアミノアルキルエーテル 重量平均分子量1000〜3000 ルーブリゾール社製)0.4g、熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂(PKHW−34、Inchem社製 重量平均分子量32000、ガラス転移温度84℃)1.18g、溶剤としてジプロピレングリコールモノメチルエーテル(DPM)(東邦化学工業製)13.4gを加え、真空脱泡攪拌機(あわとり錬太郎 シンキー社製)で2000rpm×2分×3passで攪拌した。攪拌後の混合溶液を3本ロールミル(小平製作所製)に5回通して、実施例8の銅粒子分散ペースト8を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた銅粒子分散ペースト8に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例8の導電性基板8を製造した。
(Example 8)
(1) Preparation of Copper Particle Dispersed Paste In an ointment bottle with a volume of 50 mL, 5 g of copper powder with an average particle diameter of 50 nm obtained in Synthesis Example 2, and a weight average molecular weight represented by the above general formula (I) of 3000 or less 3 Solsperse 20000 (monodiethylaminoalkyl ether, weight average molecular weight 1000-3000, manufactured by Lubrizol Corp.) 0.4 g as a secondary amine, and phenoxy resin (PKHW-34, manufactured by Inchem, weight average molecular weight 32000, glass transition temperature 84 ° C.) 1.18 g and 13.4 g of dipropylene glycol monomethyl ether (DPM) (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.) as a solvent were added, and the mixture was stirred at 2000 rpm × 2 minutes × 3 pass with a vacuum defoaming stirrer (manufactured by Awatori Rentaro Shinki). The mixed solution after stirring was passed five times through a three-roll mill (manufactured by Kodaira Seisakusho) to prepare a copper particle-dispersed paste 8 of Example 8.
(2) Production of conductive substrate by flash light baking Except for changing the copper particle dispersion paste to the copper particle dispersion paste 8 obtained above, the conductive substrate 8 of Example 8 was prepared in the same manner as Example 1. Manufactured.

(実施例9)
(1)銅粒子分散ペーストの準備
実施例4の銅粒子分散ペースト4を準備した。
(2)プラズマ焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペースト4をポリイミドフィルム(カプトン300H 東レ・デュポン製)にワイヤーバーで塗布した後、風乾式のオーブンを用いて、100℃10分の条件で乾燥した。乾燥後の塗膜に対して、水素ガスをガス流量20ccm、導入圧力20Paで導入しながら、マイクロ波表面波プラズマ処理装置(MSP−1500、ミクロ電子株式会社製)を用いて、マイクロ波出力550Wで180秒間焼成し、導電性基板を得た。
Example 9
(1) Preparation of copper particle dispersion paste The copper particle dispersion paste 4 of Example 4 was prepared.
(2) Production of conductive substrate by plasma firing After applying copper particle dispersion paste 4 to a polyimide film (Kapton 300H, manufactured by Toray DuPont) with a wire bar, using an air-drying oven at 100 ° C. for 10 minutes. Dried. Using a microwave surface wave plasma processing apparatus (MSP-1500, manufactured by Micro Electronics Co., Ltd.) while introducing hydrogen gas at a gas flow rate of 20 ccm and an introduction pressure of 20 Pa, the microwave output is 550 W. And baked for 180 seconds to obtain a conductive substrate.

(比較例1)
(1)比較銅粒子分散ペーストの調製
実施例8において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンの代わりに、ノプコスパース5600(ポリカルボン酸系分散剤 サンノプコ製)を用いた以外は、実施例8と同様にして、比較銅粒子分散ペースト1を調製した。
後述する分散性の評価を行ったところ、比較銅粒子分散ペースト1は、銅粒子の分散性が悪く、粒子が沈降して分離していた。そのため、比較銅粒子分散ペースト1を用いた導電性基板を製造しなかった。
(Comparative Example 1)
(1) Preparation of comparative copper particle-dispersed paste In Example 8, in place of the tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the general formula (I), Nopco Spurs 5600 (manufactured by Sannopco polycarboxylic acid dispersant) A comparative copper particle-dispersed paste 1 was prepared in the same manner as in Example 8, except that
When the dispersibility evaluation described later was performed, the comparative copper particle-dispersed paste 1 had poor dispersibility of the copper particles, and the particles settled and separated. Therefore, a conductive substrate using the comparative copper particle dispersion paste 1 was not manufactured.

(比較例2)
(1)比較銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンの代わりに、フォスファノールRS410(リン酸エステル系分散剤 東邦化学工業製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較銅粒子分散ペースト2を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による比較導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた比較銅粒子分散ペースト2に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の比較導電性基板2を製造した。
(Comparative Example 2)
(1) Preparation of Comparative Copper Particle Dispersion Paste In Example 1, phosphanol RS410 (phosphate ester dispersant) was used instead of the tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the general formula (I). Comparative copper particle-dispersed paste 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Toho Chemical Industries) was used.
(2) Manufacture of Comparative Conductive Substrate by Flash Light Baking Comparative conductivity of Comparative Example 2 was the same as Example 1 except that the copper particle dispersed paste was changed to the comparative copper particle dispersed paste 2 obtained above. A substrate 2 was manufactured.

(比較例3)
(1)比較銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、熱可塑性樹脂を添加しない以外は、実施例1と同様にして、比較銅粒子分散ペースト3を調製した。
後述する印刷性の評価を行ったところ、比較銅粒子分散ペースト3は、カスレやスジが見られ、面内均一に塗布できなかった。そのため、比較銅粒子分散ペースト3を用いた導電性基板を製造しなかった。
(Comparative Example 3)
(1) Preparation of comparative copper particle dispersion paste Comparative copper particle dispersion paste 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thermoplastic resin was not added.
As a result of evaluation of printability, which will be described later, the comparative copper particle-dispersed paste 3 was found to be dull or streaked and could not be applied uniformly in the surface. Therefore, a conductive substrate using the comparative copper particle dispersion paste 3 was not manufactured.

(比較例4)
(1)比較銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンの代わりに、2級アミンのジステアリルリルアミン(商品名ファーミンD86 分子量522 花王製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較銅粒子分散ペースト4を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による比較導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた比較銅粒子分散ペースト4に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例4の比較導電性基板4を製造した。
(Comparative Example 4)
(1) Preparation of Comparative Copper Particle Dispersed Paste In Example 1, a secondary amine distearyllamine (trade name) was used instead of the tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the general formula (I). A comparative copper particle-dispersed paste 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Farmin D86 (molecular weight 522, Kao) was used.
(2) Production of Comparative Conductive Substrate by Flash Light Baking Comparative conductivity of Comparative Example 4 was the same as Example 1 except that the copper particle dispersed paste was changed to the comparative copper particle dispersed paste 4 obtained above. A substrate 4 was manufactured.

(比較例5)
(1)比較銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、熱可塑性樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂であるレジトップPL6220(群栄化学工業製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較銅粒子分散ペースト5を調製した。
(2)フラッシュ光焼成による比較導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で得られた比較銅粒子分散ペースト5に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例5の比較導電性基板5を製造した。
(Comparative Example 5)
(1) Preparation of Comparative Copper Particle Dispersion Paste In Example 1, the same procedure as in Example 1 was used except that Resist Top PL 6220 (manufactured by Gunei Chemical Industry), which is a thermosetting resin, was used instead of the thermoplastic resin. Comparative copper particle dispersion paste 5 was prepared.
(2) Manufacture of Comparative Conductive Substrate by Flash Light Baking Comparative conductivity of Comparative Example 5 was the same as Example 1 except that the copper particle dispersion paste was changed to the comparative copper particle dispersion paste 5 obtained above. A substrate 5 was manufactured.

(比較例6)
(1)比較銅粒子分散ペーストの調製
実施例1において、上記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンの代わりに、1級アミンのラウリルアミン(商品名ファーミン20D 分子量185 花王製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較銅粒子分散ペースト6を調製した。
(2)プラズマ焼成による導電性基板の製造
銅粒子分散ペーストを上記で準備した比較銅粒子分散ペースト6に変更した以外は、実施例9と同様にして、比較例6の比較導電性基板6を製造した。
(Comparative Example 6)
(1) Preparation of Comparative Copper Particle Dispersion Paste In Example 1, instead of a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the general formula (I), a primary amine, laurylamine (trade name: Farmin 20D). Comparative copper particle-dispersed paste 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that molecular weight 185 manufactured by Kao Corporation was used.
(2) Production of conductive substrate by plasma firing The comparative conductive substrate 6 of Comparative Example 6 was prepared in the same manner as in Example 9 except that the copper particle dispersed paste was changed to the comparative copper particle dispersed paste 6 prepared above. Manufactured.

[評価]
<粘度評価>
銅粒子分散ペーストの粘度は、粘弾性測定装置(製品名MCR301、アントンパール・ジャパン製)を用いて、温度25℃においてせん断速度1000(1/s)の条件で測定した。結果を表1に示す。
[Evaluation]
<Viscosity evaluation>
The viscosity of the copper particle dispersion paste was measured using a viscoelasticity measuring device (product name: MCR301, manufactured by Anton Paar Japan) at a temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1000 (1 / s). The results are shown in Table 1.

<分散性評価>
銅粒子分散ペーストの分散性の評価として、各実施例及び比較例で得られた銅粒子分散ペーストを調製後24時間放置後、目視で観察して、沈降の有無を確認した。結果を表1に示す。
[分散性評価基準]
A:分離せず、粒子の沈降が見られない
Z:熱可塑性樹脂が析出しているか、粒子が沈降して分離している
<Dispersibility evaluation>
As an evaluation of the dispersibility of the copper particle-dispersed paste, the copper particle-dispersed pastes obtained in the examples and comparative examples were allowed to stand for 24 hours after preparation and then visually observed to confirm the presence or absence of sedimentation. The results are shown in Table 1.
[Dispersibility evaluation criteria]
A: No separation, no sedimentation of particles is observed Z: Thermoplastic resin is deposited, or particles are sedimented and separated

<塗布適性評価>
各実施例及び比較例で得られた銅粒子分散ペーストをPETフィルム(A4100 東洋紡製)にワイヤーバーで塗布後、焼成前に銅粒子分散ペーストの塗膜の膜質を目視で観察することにより塗布適性評価を行った。結果を表1に示す。
[塗布適性評価基準]
A:カスレやスジがなく、均一に塗布できる。
Z:カスレやスジが見られ、面内均一に塗布できない。
<Applicability evaluation>
The copper particle dispersion paste obtained in each Example and Comparative Example was applied to a PET film (A4100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) with a wire bar, and then applied to the coating film by visually observing the film quality of the coating film of the copper particle dispersion paste before firing. Evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
[Applicability evaluation criteria]
A: There is no blur or streak and it can be applied uniformly.
Z: Scratches and streaks are observed, and it cannot be applied uniformly in the surface.

<印刷性評価>
各実施例及び比較例で得られた銅粒子分散ペーストをグラビアオフセット印刷機を用いて、PETフィルム(A4100 東洋紡製)に印刷し、銅粒子分散ペーストが印刷されたフィルムを得た。結果を表1に示す。
[印刷適性評価基準]
A:線幅30μmのラインが解像可能
B:線幅30μmのラインが解像不可、線幅100μmが解像可能
Z:線幅100μmのラインが解像不可
<Printability evaluation>
The copper particle dispersion paste obtained in each Example and Comparative Example was printed on a PET film (A4100 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a gravure offset printing machine to obtain a film on which the copper particle dispersion paste was printed. The results are shown in Table 1.
[Printability evaluation criteria]
A: A line with a line width of 30 μm can be resolved B: A line with a line width of 30 μm cannot be resolved, a line width of 100 μm can be resolved Z: A line with a line width of 100 μm cannot be resolved

<導電性評価>
得られた導電性基板について、導電性評価を行った。表面抵抗計(ダイアインスツルメンツ製「ロレスタGP」、PSPタイププローブ)を用いて、各実施例及び比較例の導電性基板の金属膜に4探針を接触させ、4探針法によりシート抵抗値を測定した。
フラッシュ光焼成を行った各導電性基板の各結果を表1に示す。また、プラズマ焼成を行った実施例9の比抵抗は59.4μΩ・cmであり、比較例6の比抵抗は148μΩ・cmであった。
<Electrical conductivity evaluation>
Conductivity evaluation was performed on the obtained conductive substrate. Using a surface resistance meter ("Loresta GP" manufactured by Dia Instruments, PSP type probe), 4 probes are brought into contact with the metal film of the conductive substrate of each example and comparative example, and the sheet resistance value is obtained by the 4 probe method. It was measured.
Table 1 shows the results of the respective conductive substrates subjected to flash light baking. Moreover, the specific resistance of Example 9 which performed plasma baking was 59.4 microhm * cm, and the specific resistance of the comparative example 6 was 148 microhm * cm.

Figure 0006277751
Figure 0006277751

(結果のまとめ)
銅粒子と熱可塑性樹脂を含む高粘度の銅粒子分散ペーストとする場合に、重量平均分子量が3000以下の特定の構造を有する3級アミンを分散剤として用いることにより、銅粒子の分散性、及び塗布適性に優れるとともに、低温又は短時間で焼成した場合であっても高い導電性を有する膜を形成できることが、実施例1〜9により明らかにされた。また、本発明に係る銅粒子分散ペーストを用いると、印刷性に優れることから、回路パターンを精度よく形成することが可能である。中でも特に、熱可塑性樹脂としてフェノキシ樹脂を用いる場合には、特に印刷性が向上し、パターン印刷を行った場合に、パターンの解像度が優れることがわかった。
一方、ポリカルボン酸系分散剤を用いた比較例1の銅粒子分散ペーストは、銅粒子の分散性が悪く、粒子が沈降して分離していたため、導電性基板を製造することができなかった。また、リン酸エステル系分散剤を用いた比較例2の銅粒子分散ペーストは、銅粒子の分散性、塗布適性及び印刷性には優れるものの、低温又は短時間で焼成した場合には高い導電性が得られなかった。また、熱可塑性樹脂を添加しない比較例3の銅粒子分散ペーストは、印刷性の評価を行ったところ、カスレやスジが見られ、面内均一に塗布できなかった。また、分散剤として重量平均分子量が3000以下の2級アミンを用いた比較例4の銅粒子分散ペーストは、分散性が悪く、塗布適性及び印刷性が悪く、低温又は短時間で焼成した場合の導電性が劣っていた。また、熱可塑性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂を用いた比較例5の銅粒子分散ペーストは、銅粒子の分散性、塗布適性及び印刷性には優れるものの、低温又は短時間で焼成した場合に低い導電性となり、クラックが発生した。また、分散剤として重量平均分子量が3000以下の1級アミンを用いた比較例6の銅粒子分散ペーストは、低温又は短時間で焼成した場合の導電性が劣っていた。
(Summary of results)
When a high-viscosity copper particle-dispersed paste containing copper particles and a thermoplastic resin is used, by using a tertiary amine having a specific structure having a weight average molecular weight of 3000 or less as a dispersant, the dispersibility of the copper particles, and Examples 1 to 9 have revealed that a film having excellent conductivity can be formed and a film having high conductivity can be formed even when baked at a low temperature or in a short time. Moreover, when the copper particle dispersion paste according to the present invention is used, it is possible to form a circuit pattern with high accuracy because of excellent printability. In particular, it was found that when a phenoxy resin is used as the thermoplastic resin, the printability is improved, and the pattern resolution is excellent when pattern printing is performed.
On the other hand, the copper particle-dispersed paste of Comparative Example 1 using a polycarboxylic acid-based dispersant has a poor dispersibility of the copper particles, and the particles have settled and separated, so that a conductive substrate cannot be produced. . Further, the copper particle dispersion paste of Comparative Example 2 using a phosphate ester dispersant is excellent in dispersibility, coating suitability and printability of copper particles, but has high conductivity when fired at a low temperature or in a short time. Was not obtained. In addition, when the copper particle-dispersed paste of Comparative Example 3 to which no thermoplastic resin was added was evaluated for printability, scumming and streaks were observed and could not be applied uniformly in the surface. Moreover, the copper particle dispersion paste of Comparative Example 4 using a secondary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less as a dispersant has poor dispersibility, poor applicability and printability, and is fired at a low temperature or in a short time. The conductivity was inferior. Moreover, the copper particle dispersion paste of Comparative Example 5 using a thermosetting resin instead of the thermoplastic resin is excellent in the dispersibility, coating suitability and printability of the copper particles, but when fired at a low temperature or in a short time. Low conductivity and cracks occurred. Further, the copper particle-dispersed paste of Comparative Example 6 using a primary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less as a dispersant was inferior in conductivity when fired at a low temperature or in a short time.

1 基材
2 金属膜
100 基板
1 Base material 2 Metal film 100 Substrate

Claims (7)

平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子と、下記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンと、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含有し、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上であり、前記銅粒子100質量部に対して、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部である、銅粒子分散ペースト。
Figure 0006277751
(Rは炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、又は、−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基(m、nは0以上の整数であり、m及びnの少なくとも1つは1以上)である。)
It contains copper particles having an average particle size of 10 nm to 1 μm, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the following general formula (I), a thermoplastic resin, and a solvent, and has a shear rate at 25 ° C. 1000 (1 / s) der viscosity of 50 mPa · s or more measured at is, with respect to the copper particles 100 parts by weight, the thermoplastic resin is Ru 1 to 25 parts by mass der, copper particles dispersed paste.
Figure 0006277751
(R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 CH 2 O). n— (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H (m, n is an integer of 0 or more, and at least one of m and n is 1 or more).
前記銅粒子100質量部に対して、前記3級アミンが1〜10質量部であり、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部である、請求項1に記載の銅粒子分散ペースト。   The copper particle-dispersed paste according to claim 1, wherein the tertiary amine is 1 to 10 parts by mass and the thermoplastic resin is 1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper particles. 前記熱可塑性樹脂が、フェノキシ樹脂を含有する、請求項1又は2に記載の銅粒子分散ペースト。   The copper particle-dispersed paste according to claim 1 or 2, wherein the thermoplastic resin contains a phenoxy resin. 平均粒径が10nm〜1μmの銅粒子と、下記一般式(I)で表される重量平均分子量が3000以下の3級アミンと、熱可塑性樹脂と、溶剤とを含有し、25℃においてせん断速度1000(1/s)で測定した粘度が50mPa・s以上であり、前記銅粒子100質量部に対して、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部である銅粒子分散ペーストを、基材上に塗布して塗膜を形成する工程と、当該塗膜を焼成する工程とを有する、導電性基板の製造方法。
Figure 0006277751
(Rは炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基である。R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基、又は、−(CHCHO)−(CHCH(CH)O)−Hで表される基(m、nは0以上の整数であり、m及びnの少なくとも1つは1以上)である。)
It contains copper particles having an average particle size of 10 nm to 1 μm, a tertiary amine having a weight average molecular weight of 3000 or less represented by the following general formula (I), a thermoplastic resin, and a solvent, and has a shear rate at 25 ° C. 1000 (1 / s) der viscosity of 50 mPa · s or more measured at is, with respect to the copper particles 100 parts by weight, the thermoplastic resin is 1 to 25 parts by mass der Ru copper particles dispersed paste, substrate The manufacturing method of an electroconductive board | substrate which has the process of apply | coating on top and forming a coating film, and the process of baking the said coating film.
Figure 0006277751
(R 1 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. R 2 and R 3 are each independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or — (CH 2 CH 2 O). n— (CH 2 CH (CH 3 ) O) m —H (m, n is an integer of 0 or more, and at least one of m and n is 1 or more).
前記焼成する工程が、マイクロ波エネルギーの印加により発生する表面波プラズマにより焼成する工程であるか、フラッシュ光の照射により焼成する工程である、請求項4に記載の導電性基板の製造方法。   The method for manufacturing a conductive substrate according to claim 4, wherein the baking step is a step of baking by surface wave plasma generated by application of microwave energy or a step of baking by irradiation with flash light. 前記銅粒子100質量部に対して、前記3級アミンが1〜10質量部であり、前記熱可塑性樹脂が1〜25質量部である、請求項4又は5に記載の導電性基板の製造方法。   The method for producing a conductive substrate according to claim 4 or 5, wherein the tertiary amine is 1 to 10 parts by mass and the thermoplastic resin is 1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper particles. . 前記熱可塑性樹脂が、フェノキシ樹脂を含有する、請求項4乃至6のいずれかに記載の導電性基板の製造方法。   The method for producing a conductive substrate according to claim 4, wherein the thermoplastic resin contains a phenoxy resin.
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