JP5772539B2 - Method for producing copper oxide paste and metallic copper layer - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は、酸化銅ペースト及び金属銅層の製造方法に関する。 The present invention relates to a copper oxide paste and a method for producing a metal copper layer.
従来、電子回路や端子形成等、金属銅の微細パターン形成にはフォトレジストとフォトマスクを用いた手法が用いられてきた。一方、印刷法により金属銅の元になるインクを印刷・金属化して金属銅の微細パターンを形成する手法がコストの低減、工程の削減、投入資材と廃棄物の削減、大面積デバイスへの適用の点から検討されるようになってきた。 Conventionally, a technique using a photoresist and a photomask has been used to form a fine pattern of metallic copper, such as an electronic circuit and a terminal. On the other hand, the technique of printing and metalizing the ink that is the basis of metallic copper by printing method to form a fine pattern of metallic copper reduces costs, reduces processes, reduces input materials and waste, and applies to large area devices It has come to be considered from the point of.
例えば、銅粒子をバインダー樹脂に混合した樹脂バインダー銅ペーストが提案され、実際に使用されている。しかし、このような樹脂バインダー銅ペーストから形成される導電パターンではペースト内の銅粒子同士の接触で導電性が得られるものの、抵抗が高くなることが問題となっている。さらに、導電パスにおける銅粒子間の接触数が抵抗を増加させる要因となりうるため、銅粒子の小粒径化は導電パスにおける接触数の増加を伴うため、結果として抵抗を増加させることになる。このため線幅が70μm以下であるような微細パターンの形成に必要な銅粒子の小粒径化が、事実上困難である。 For example, a resin binder copper paste in which copper particles are mixed with a binder resin has been proposed and actually used. However, in the conductive pattern formed from such a resin binder copper paste, conductivity is obtained by contact between the copper particles in the paste, but there is a problem that resistance is increased. Furthermore, since the number of contacts between the copper particles in the conductive path can be a factor that increases the resistance, the reduction in the particle size of the copper particles is accompanied by an increase in the number of contacts in the conductive path, resulting in an increase in resistance. For this reason, it is practically difficult to reduce the copper particle size necessary for forming a fine pattern having a line width of 70 μm or less.
上記に関連して、銅ナノ粒子を含みバインダーを含まない銅インクやペーストが提案されている。この手法では、パターン形成・乾燥後に導体化処理を行うことにより金属粒子間に金属結合を形成して低抵抗化するため、微細パターン形成性と低抵抗性が両立できると期待されている。
一方、金属銅粒子ではなく、酸化銅粒子の堆積層でパターン形成し、これをギ酸含有不活性ガス中で140〜200℃に加熱することにより、低抵抗の金属銅膜が得られることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
In relation to the above, copper inks and pastes containing copper nanoparticles and no binder have been proposed. This method is expected to achieve both fine pattern formability and low resistance because a metal bond is formed between metal particles to reduce resistance by conducting a conductor after pattern formation and drying.
On the other hand, it is disclosed that a low-resistance metallic copper film can be obtained by patterning with a deposited layer of copper oxide particles instead of metallic copper particles, and heating this in a formic acid-containing inert gas to 140 to 200 ° C. (For example, see Patent Document 1).
本発明は、高精細で低抵抗な金属銅層を精度よく形成可能な酸化銅ペースト及びこれを用いた金属銅層の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a copper oxide paste capable of accurately forming a high-definition and low-resistance metal copper layer and a method for producing a metal copper layer using the same.
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 複数の酸化銅粒子を含み、前記酸化銅粒子の3次元形状において、前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となるように選ばれる平行二平面の距離を長径とし、前記長径を与える平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最小となるように選ばれる平行二平面間距離を短径とした場合に、前記複数の酸化銅粒子について、前記長径の長さの平均値が100nm以上1700nm未満であり、前記短径の長さの平均値に対する前記長径の長さの平均値の比が1.2以上20以下である酸化銅粒子群と、分散媒と、を含む酸化銅ペーストである。
Specific means for solving the above problems are as follows.
<1> Parallel two planes that include a plurality of copper oxide particles and are selected so that the distance between the two parallel planes is the largest among the two parallel planes circumscribing the copper oxide particles in the three-dimensional shape of the copper oxide particles. The distance between the two parallel planes selected so that the distance between the parallel two planes is the shortest of the two parallel planes orthogonal to the parallel two planes that give the major axis and circumscribing the copper oxide particles is short. When the diameter is set, the average value of the length of the major axis is 100 nm or more and less than 1700 nm for the plurality of copper oxide particles, and the ratio of the average value of the length of the major axis to the average value of the length of the minor axis Is a copper oxide paste containing a copper oxide particle group having a particle size of 1.2 or more and 20 or less and a dispersion medium.
<2> 前記酸化銅粒子群は、前記長径を与える平行二平面に直行し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となるように選ばれる平行二平面間距離を中径とした場合に、前記複数の酸化銅粒子について、前記長径の長さの平均値が100nm以上1700nm未満であり、前記短径の長さの平均値に対する前記長径の長さの平均値の比が1.2以上20以下であり、前記中径の長さの平均値に対する前記長径の長さの平均値の比が2.0以上である前記<1>に記載の酸化銅ペーストである。 <2> The parallel two planes selected so that the distance between the two parallel planes is the largest among the two parallel planes that are orthogonal to the parallel two planes that give the major axis and circumscribe the copper oxide particles. When the intermediate distance is the medium diameter, the average length of the major axis is 100 nm or more and less than 1700 nm for the plurality of copper oxide particles, and the length of the major axis with respect to the average value of the minor axis length The copper oxide according to <1>, wherein the ratio of the average value is 1.2 or more and 20 or less, and the ratio of the average value of the length of the long diameter to the average value of the length of the medium diameter is 2.0 or more. It is a paste.
<3> 前記酸化銅粒子群を含む全粒子の含有率が30質量%以上80質量%以下であり、全粒子中における前記酸化銅粒子群の含有率が50質量%以上である前記<1>又は<2>に記載の酸化銅ペーストである。 <3> The content ratio of all the particles including the copper oxide particle group is 30% by mass or more and 80% by mass or less, and the content ratio of the copper oxide particle group in all the particles is 50% by mass or more. Or it is a copper oxide paste as described in <2>.
<4> コーンプレートを装着した粘弾性測定装置で測定されるCassonの平衡粘度が、0.01Pa・s以上200Pa・s以下である前記<1>〜<3>のいずれか1つに記載の酸化銅ペーストである。 <4> The equilibrium viscosity of Casson measured by a viscoelasticity measuring device equipped with a cone plate is 0.01 Pa · s or more and 200 Pa · s or less, according to any one of the above <1> to <3>. It is a copper oxide paste.
<5> 前記分散媒は、25℃における蒸気圧が1.34×103Pa・s未満である有機溶剤を含む前記<1>〜<4>のいずれか1つに記載の酸化銅ペーストである。 <5> The copper oxide paste according to any one of <1> to <4>, wherein the dispersion medium includes an organic solvent having a vapor pressure of less than 1.34 × 10 3 Pa · s at 25 ° C. is there.
<6> 金属銅層形成用である前記<1>〜<5>のいずれか1つに記載の酸化銅ペーストである。 <6> The copper oxide paste according to any one of <1> to <5>, which is for forming a metal copper layer.
<7> 支持体上に、前記<1>〜<6>のいずれか1つに記載の酸化銅ペーストを付与して酸化銅粒子含有層を形成する工程と、前記酸化銅粒子含有層を導体化処理して金属銅層を形成する工程とを有する金属銅層の製造方法である。 <7> A step of applying the copper oxide paste according to any one of <1> to <6> on the support to form a copper oxide particle-containing layer, and the copper oxide particle-containing layer as a conductor And a step of forming a metal copper layer by performing a chemical treatment.
<8> 前記酸化銅ペーストを付与する方法が、印刷法である前記<7>に記載の製造方法である。 <8> The method according to <7>, wherein the method of applying the copper oxide paste is a printing method.
<9> 前記導体化処理が、前記酸化銅粒子含有層をギ酸含有雰囲気下で加熱処理する方法である前記<7>又は<8>に記載の製造方法である。 <9> The production method according to <7> or <8>, wherein the conductorization treatment is a method of heat-treating the copper oxide particle-containing layer in a formic acid-containing atmosphere.
<10> 形成された前記金属銅層に、電解めっき処理又は無電解めっき処理する工程を更に含む前記<7>〜<9>のいずれか1つに記載の製造方法である。 <10> The method according to any one of <7> to <9>, further including a step of subjecting the formed metal copper layer to an electrolytic plating treatment or an electroless plating treatment.
<11> 前記<7>〜<10>のいずれか1つに記載の製造方法で得られた金属銅層を含む導体配線である。 <11> A conductor wiring including a metallic copper layer obtained by the production method according to any one of <7> to <10>.
<12> 前記<7>〜<10>のいずれか1つに記載の製造方法で得られた金属銅層を含む電極である。 <12> An electrode including a metallic copper layer obtained by the production method according to any one of <7> to <10>.
<13> 前記<7>〜<10>のいずれか1つに記載の製造方法で得られた金属銅層を含む熱伝導路である。 <13> A heat conduction path including a metallic copper layer obtained by the production method according to any one of <7> to <10>.
本発明によれば、高精細で低抵抗な金属銅層を精度よく形成可能な酸化銅ペースト及びこれを用いた金属銅層の製造方法を提供するができる。 According to the present invention, it is possible to provide a copper oxide paste capable of accurately forming a high-definition and low-resistance metal copper layer and a method for producing a metal copper layer using the same.
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。さらに本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
<酸化銅ペースト>
本発明の酸化銅ペーストは、長径の長さの平均値が100nm以上1700nm未満あり、短径の長さの平均値に対する長径の長さの平均値の比が1.2以上20以下である酸化銅粒子群と、分散媒とを含み、必要に応じてその他の成分を含んで構成される。特定の形状を有する酸化銅粒子群を含むことで、高精細で低抵抗な金属銅層を優れた精度で形成することができる。これは例えば以下のように考えることができる。
In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. . In the present specification, a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. Further, in the present specification, the content of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. Means.
<Copper oxide paste>
The copper oxide paste of the present invention has an average value of the length of the major axis of 100 nm or more and less than 1700 nm, and the ratio of the average value of the length of the major axis to the average value of the length of the minor axis is 1.2 or more and 20 or less. It includes a copper particle group and a dispersion medium, and includes other components as necessary. By including a group of copper oxide particles having a specific shape, a high-definition and low-resistance metal copper layer can be formed with excellent accuracy. This can be considered as follows, for example.
酸化銅ペーストを用いた金属銅層パターンの形成においては、酸化銅ペーストの物性として、酸化銅粒子含有層のパターン形成性と、これを還元雰囲気下で熱処理して導体化する際のパターン形状の安定性とが求められる。ここで分散剤や添加剤(例えば、チキソ性付与剤や粘度調整剤)等によって酸化銅ペーストの物性を調整すると、導体化処理において充分な導電性が得られない場合がある。一方、前記酸化銅粒子群は特定の形状を有していることで分散媒との親和性が高いため、これを含んで構成された酸化銅ペーストは、分散剤や添加剤によって物性を調整しなくてもパターン形成性と形状安定性に優れた物性を示す。そのため導体化処理に際しては高い導電率を有する金属銅層パターンを形成できると考えられる。 In the formation of a copper metal layer pattern using a copper oxide paste, as the physical properties of the copper oxide paste, the pattern formation property of the copper oxide particle-containing layer and the pattern shape when conducting the heat treatment in a reducing atmosphere to form a conductor Stability is required. Here, if the physical properties of the copper oxide paste are adjusted by a dispersant or an additive (for example, a thixotropic agent or a viscosity modifier), sufficient conductivity may not be obtained in the conductor treatment. On the other hand, since the copper oxide particle group has a specific shape and high affinity with the dispersion medium, the copper oxide paste configured to include the copper oxide particle group has physical properties adjusted by a dispersant or an additive. Even if it is not, it exhibits excellent physical properties such as pattern formability and shape stability. Therefore, it is considered that a metal copper layer pattern having high conductivity can be formed during the conductor treatment.
(酸化銅粒子群)
前記酸化銅ペーストに含まれる酸化銅粒子群は、複数の特定形状の酸化銅粒子(以下、「長粒状酸化銅粒子」ともいう)を含み、前記酸化銅粒子の3次元形状において、前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、その距離が最大になる平行二平面の距離を長径とし、前記長径を与える平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、その距離が最小となる平行二平面の距離を短径とし、前記長径を与える平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、その距離が最大となる平行二平面の距離を中径とした場合に、長径の長さの平均値(以下、「平均長径」ともいう)が100nm以上1700nm未満であり、短径の長さの平均値(以下、「平均短径」ともいう)に対する長径の長さの平均値の比(平均長径/平均短径)が1.2以上20以下である。前記長粒状酸化銅粒子は、その特徴的な形状により分散媒への分散性に優れるため、これを含む酸化銅ペーストは支持体への付与適性に優れ、高精細な酸化銅粒子含有層を高精度に形成することができる。また形成された酸化銅粒子含有層を導体化処理する際に低抵抗で緻密な金属銅層を形成することができる。
(Copper oxide particles)
The copper oxide particle group contained in the copper oxide paste includes a plurality of specific shapes of copper oxide particles (hereinafter, also referred to as “long granular copper oxide particles”). In the three-dimensional shape of the copper oxide particles, the copper oxide particles Of the parallel two planes circumscribing the particles, the distance between the parallel two planes having the maximum distance is taken as the major axis, and among the parallel two planes that are orthogonal to the parallel two planes that give the major axis and circumscribe the copper oxide particles, The distance between the parallel two planes where the distance is the shortest, and the distance between the parallel two planes where the distance is the maximum among the parallel two planes orthogonal to the parallel two planes giving the major axis and circumscribing the copper oxide particles Is an average value of the length of the major axis (hereinafter also referred to as “average major axis”) is 100 nm or more and less than 1700 nm, and the average value of the length of the minor axis (hereinafter referred to as “average minor axis”). Mean length of major axis The ratio of (average major axis / average minor diameter) of 1.2 or more and 20 or less. The long granular copper oxide particles are excellent in dispersibility in a dispersion medium due to their characteristic shape, and therefore, the copper oxide paste containing this has excellent suitability for application to a support, and a high-definition copper oxide particle-containing layer is high. It can be formed with high accuracy. In addition, when the formed copper oxide particle-containing layer is subjected to a conductor treatment, a dense metal copper layer with low resistance can be formed.
また前記酸化銅粒子群は、前記長径を与える平行二平面に直行し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となるように選ばれる平行二平面間距離を中径とした場合に、前記複数の酸化銅粒子について、前記長径の長さの平均値が100nm以上1700nm未満であり、前記短径の長さの平均値に対する前記長径の長さの平均値の比が1.2以上20以下であり、前記中径の長さの平均値(以下、「平均中径」ともいう)に対する前記長径の長さの平均値の比が2.0以上であることが好ましい。 Further, the copper oxide particle group is selected such that the distance between the parallel two planes is selected so as to maximize the distance between the parallel two planes, which is perpendicular to the parallel two planes that give the major axis and circumscribes the copper oxide particles. Is the average diameter of the major axis of the plurality of copper oxide particles is 100 nm or more and less than 1700 nm, and the average value of the major axis length relative to the minor axis length average value The ratio of the average length of the long diameter to the average value of the length of the medium diameter (hereinafter also referred to as “average medium diameter”) is 2.0 or more. It is preferable.
前記酸化銅粒子群を構成する酸化銅粒子の3次元形状は、3次元透過型電子顕微鏡、FIB/走査型電子顕微鏡、3D X線トモグラフィーなどの粒子の3次元形状の情報が直接得られる観察方法を用いて観察することができる。なお酸化銅粒子の3次元形状の観察は、観察される酸化銅粒子がそれぞれ独立した粒子として識別可能な条件で観察を行なう。例えば20,000倍に拡大し、酸化銅粒子の濃度を適宜希釈して行う。 The three-dimensional shape of the copper oxide particles constituting the copper oxide particle group is an observation method for directly obtaining the three-dimensional shape information of the particles such as a three-dimensional transmission electron microscope, FIB / scanning electron microscope, and 3D X-ray tomography. Can be observed. Note that the three-dimensional shape of the copper oxide particles is observed under the condition that the observed copper oxide particles can be identified as independent particles. For example, the magnification is 20,000 times, and the concentration of the copper oxide particles is appropriately diluted.
前記酸化銅粒子の形状は長径、短径及び必要に応じて中径のそれぞれの長さの平均値で規定される。ここで長径の長さは、酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となるように選ばれる平行二平面間の距離として与えられる。また小径の長さは、前記長径を与える平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最小となるように選ばれる平行二平面間の距離として与えられる。さらに中径の長さは、前記長径を与える平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となるように選ばれる平行二平面間の距離として与えられる。また長径、中径及び短径のそれぞれの長さの平均値は、任意に選択される20個の酸化銅粒子についてそれぞれ長径、中径及び短径を測定し、それぞれの算術平均値として与えられる。 The shape of the copper oxide particles is defined by the average value of the lengths of the major axis, the minor axis, and, if necessary, the medium diameter. Here, the length of the major axis is given as the distance between two parallel planes selected so that the distance between the parallel two planes becomes the maximum among the parallel two planes circumscribing the copper oxide particles. Further, the length of the small diameter is a distance between the parallel two planes selected so that the distance between the parallel two planes is the smallest among the parallel two planes orthogonal to the parallel two planes giving the long diameter and circumscribing the copper oxide particles. As given. Further, the length of the medium diameter is between the parallel two planes selected so that the distance between the parallel two planes is the maximum among the parallel two planes orthogonal to the parallel two planes giving the major axis and circumscribing the copper oxide particles. Given as a distance. Moreover, the average value of each length of a long diameter, a medium diameter, and a short diameter measures a long diameter, a medium diameter, and a short diameter, respectively about 20 copper oxide particles arbitrarily selected, and is given as each arithmetic mean value. .
前記酸化銅粒子群を構成する酸化銅粒子の長径、中径及び小径の長さは、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡を用いて酸化銅粒子の平面像を観察し、観察された平面像から酸化銅粒子の3次元形状を想定して上記と同様にして測定することもできる。例えば1つの平面像について、その平面像の外周に互いに異なる接点で外接し、互いに平行な2本の接線の組を用いて、長径、中径及び小径のそれぞれの長さを測定することができる。なお、観察される個々の酸化銅粒子が独立した粒子として識別可能な条件で観察を行う。例えば走査型電子顕微鏡による観察は20,000倍(加速電圧5kV)で行う。 The lengths of the major, middle and minor diameters of the copper oxide particles constituting the copper oxide particle group were observed by observing a planar image of the copper oxide particles using a scanning electron microscope and a transmission electron microscope. From the above, it can be measured in the same manner as described above assuming a three-dimensional shape of the copper oxide particles. For example, the length of each of the long diameter, the medium diameter, and the small diameter can be measured by using a set of two tangent lines that are circumscribed by different contact points on the outer periphery of the planar image. . In addition, it observes on the conditions which can identify each copper oxide particle observed as an independent particle | grain. For example, observation with a scanning electron microscope is performed at a magnification of 20,000 (acceleration voltage 5 kV).
酸化銅粒子の長径、中径及び短径のそれぞれの長さの測定方法を図18に示す模式図を参照しながら説明する。図18に模式的に示す酸化銅粒子1に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となる第一の平行二平面を選択し、第一の平行二平面間の距離として酸化銅粒子1の長径の長さ2が測定される。また前記第一の平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子1に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最小となる第二の平行二平面を選択し、第二の平行二平面間の距離として酸化銅粒子1の短径の長さ4が測定される。さらに、前記第一の平行二平面に直交し且つ前記酸化銅粒子1に外接する平行二平面のうち、平行二平面間距離が最大となる第三の平行二平面を選択し、第三の平行二平面間の距離として中径の長さ3が測定される。 A method for measuring the lengths of the major diameter, the middle diameter, and the minor diameter of the copper oxide particles will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG. Among the parallel planes circumscribing the copper oxide particles 1 schematically shown in FIG. 18, the first parallel plane that maximizes the distance between the parallel planes is selected, and oxidation is performed as the distance between the first parallel planes. The length 2 of the major axis of the copper particle 1 is measured. In addition, a second parallel two plane having a minimum distance between the parallel two planes is selected from the parallel two planes orthogonal to the first parallel two planes and circumscribing the copper oxide particles 1. The length 4 of the minor axis of the copper oxide particles 1 is measured as the distance between the planes. Further, a third parallel two plane having a maximum distance between the parallel two planes is selected from the two parallel planes orthogonal to the first parallel two planes and circumscribing the copper oxide particles 1, and the third parallel plane is selected. The length 3 of the medium diameter is measured as the distance between the two planes.
前記酸化銅粒子群を構成する酸化銅粒子は、その長径の長さの平均値が100nm以上1700nm未満であるが、分散性と形成される導体パターンの精細性の観点から、100nm以上1500nm以下であることが好ましく、100nm以上1000nm以下であることがより好ましく、100nm以上600nm以下であることがさらに好ましい。なお、前記酸化銅粒子の長径の長さは上記のようにして測定され、20個の酸化銅粒子についての測定値の算術平均として平均長径が算出される平均長径が100nm未満の酸化銅粒子群を用いて酸化銅ペーストを調製した場合、粒径の低下と共に酸化銅ペーストの粘度が増加するため、所望の粘度に調製した場合に酸化銅ペースト中の酸化銅粒子の濃度が低くなる傾向がある。一方、平均長径が1700nmを超える酸化銅粒子群を用いて酸化銅ペーストを調製した場合には、酸化銅ペーストの印刷適性が低下する傾向があり、さらに後述する酸化銅粒子群の製造方法での合成が困難となる。 The copper oxide particles constituting the copper oxide particle group have an average length of the major axis of 100 nm or more and less than 1700 nm, but from the viewpoint of dispersibility and the fineness of the conductor pattern to be formed, the copper oxide particles are 100 nm or more and 1500 nm or less. Preferably, it is 100 nm or more and 1000 nm or less, and more preferably 100 nm or more and 600 nm or less. In addition, the length of the major axis of the copper oxide particles is measured as described above, and the average major axis is calculated as the arithmetic mean of the measured values for the 20 copper oxide particles. When the copper oxide paste is prepared by using the copper oxide, the viscosity of the copper oxide paste increases as the particle size decreases, and therefore the concentration of the copper oxide particles in the copper oxide paste tends to be low when the desired viscosity is prepared. . On the other hand, when a copper oxide paste is prepared using a copper oxide particle group having an average major axis exceeding 1700 nm, the printability of the copper oxide paste tends to be reduced, and the copper oxide particle group production method described later further decreases. It becomes difficult to synthesize.
前記酸化銅粒子は、長径の長さの変動係数が20%以下であることが好ましく、15%以下であることが好ましい。このように粒子形状のばらつきが小さいことで、より分散性が向上する。なお変動係数は標準偏差を平均値で除して求められる。 The copper oxide particles preferably have a major axis length variation coefficient of 20% or less, and preferably 15% or less. Thus, dispersibility improves more because the dispersion | variation in particle shape is small. The coefficient of variation is obtained by dividing the standard deviation by the average value.
前記酸化銅粒子群を構成する酸化銅粒子の好ましい形状は、略球状及び繊維状ではなく、板状、燐片状、針状、棒状又は長粒状(以下、「特定形状」ともいう)である。これらの特定形状の粒子は、平均短径に対する平均長径の比(平均長径/平均短径)が1.2以上20以下である。(平均長径)/(平均短径)はいわゆるアスペクト比であり、その値が1.2未満で1に近いほど球形に近い形状となる。また20を超える場合を繊維状の粒子形状とする。 Preferred shapes of the copper oxide particles constituting the copper oxide particle group are not substantially spherical and fibrous, but are plate-like, flake-like, needle-like, rod-like or long-grained (hereinafter also referred to as “specific shape”). . These specific shaped particles have a ratio of the average major axis to the average minor axis (average major axis / average minor axis) of 1.2 or more and 20 or less. (Average major axis) / (average minor axis) is a so-called aspect ratio. The closer the value is to less than 1.2 and to 1, the closer to a spherical shape. Moreover, the case where it exceeds 20 is made into a fibrous particle shape.
酸化銅粒子群の形状について図19を参照しながら説明する。図19は横軸に平均短径に対する平均長径の比(平均長径/平均短径)をとり、縦軸に平均短径に対する平均中径の比(平均中径/平均短径)をとった場合における酸化銅粒子の形状分布を模式的に示す図である。図19において平均長径/平均短径及び平均中径/平均短径が共に1の場合、酸化銅粒子の形状は球状になる。また例えば、平均中径/平均短径を一定の値(例えば、1)とした場合の粒子形状を、平均長径/平均短径が1より大きくなるに従って、長粒状、棒状、そして針状であると定義する。また例えば、平均長径/平均短径を一定の値(例えば5)とした場合の粒子形状を、平均中径/平均短径が1より大きくなるに従って、長粒状、鱗片状、そして板状であると定義する。なお、長径、中径及び短径の定義上、平均長径/平均短径、平均中径/平均短径及び平均長径/平均中径はすべて1以上である。 The shape of the copper oxide particle group will be described with reference to FIG. In FIG. 19, the horizontal axis represents the ratio of the average major axis to the average minor axis (average major axis / average minor axis), and the vertical axis represents the ratio of the average medium diameter to average minor axis (average medium diameter / average minor axis). It is a figure which shows typically the shape distribution of the copper oxide particle in. In FIG. 19, when the average major axis / average minor axis and the average middle diameter / average minor axis are both 1, the shape of the copper oxide particles is spherical. Further, for example, the particle shape when the average medium diameter / average short diameter is a constant value (for example, 1) is long, rod-shaped, and needle-shaped as the average long diameter / average short diameter becomes larger than 1. It is defined as Further, for example, the particle shape when the average major axis / average minor axis is a constant value (for example, 5) is long granular, scaly, and plate-like as the average medium diameter / average minor axis becomes larger than 1. It is defined as In addition, on the definition of a long diameter, a medium diameter, and a short diameter, all of average long diameter / average short diameter, average medium diameter / average short diameter, and average long diameter / average medium diameter are 1 or more.
本発明の酸化銅粒子群は、平均長径/平均短径が1.2以上20以下である。従って本発明の酸化銅粒子群は、図19において、横軸に直交し平均長径/平均短径が1.2である直線と、横軸に直交し平均長径/平均短径が20である直線と、縦軸に直交し平均中径/平均短径が1である直線と、平均長径/平均短径が1であり平均中径/平均短径が1である点を通り、傾き(平均中径/平均短径)/(平均長径/平均短径)が1である直線とで囲まれる領域に属することになる。 The copper oxide particle group of the present invention has an average major axis / average minor axis of 1.2 or more and 20 or less. Therefore, in FIG. 19, the copper oxide particle group of the present invention is a straight line orthogonal to the horizontal axis and having an average major axis / average minor axis of 1.2, and a straight line orthogonal to the horizontal axis and having an average major axis / average minor axis of 20. And a straight line perpendicular to the vertical axis and having an average median diameter / average minor axis of 1 and an average major axis / average minor axis of 1 and an average median diameter / average minor axis of 1 through an inclination (average It belongs to a region surrounded by a straight line having a diameter / average minor axis / (average major axis / average minor axis) of 1.
また本発明の酸化銅粒子群は、平均長径/平均短径が1.2以上20以下であって、平均長径/平均中径が2.0以上であることが好ましい。この場合の酸化銅粒子群は、図19において、横軸に直交し平均長径/平均短径が1.2である直線と、横軸に直交し平均長径/平均短径が20である直線と、縦軸に直交し平均中径/平均短径が1である直線と、平均長径/平均短径が1であり平均中径/平均短径が1である点を通り、傾き(平均中径/平均短径)/(平均長径/平均短径)が1/2である直線とで囲まれる領域に属することになる。 The copper oxide particle group of the present invention preferably has an average major axis / average minor axis of 1.2 or more and 20 or less and an average major axis / average median diameter of 2.0 or more. In FIG. 19, the copper oxide particle group in this case is a straight line orthogonal to the horizontal axis and having an average major axis / average minor axis of 1.2, and a straight line orthogonal to the horizontal axis and having an average major axis / average minor axis of 20. And a straight line perpendicular to the vertical axis and having an average median diameter / average minor axis of 1 and an average major axis / average minor axis of 1 and an average median diameter / average minor axis of 1 through an inclination (average median diameter). / Average minor axis) / (average major axis / average minor axis) belongs to a region surrounded by a straight line of ½.
酸化銅ペーストを構成する酸化銅粒子群の粒子形状が、球状に近い形状であると、酸化銅ペーストはチキソ性を発現しにくくなり、スクリーン印刷性が低下する傾向になる。また繊維状の粒子形状であると、粒子間の接触面積の増加による相互作用が強くなり、粘度の増加に起因して粒子濃度が低下したり、チキソ性が大きくなりすぎたりするためスクリーン印刷性が低下する傾向になる。 When the particle shape of the copper oxide particle group constituting the copper oxide paste is a shape close to a sphere, the copper oxide paste is less likely to exhibit thixotropy and screen printing properties tend to be lowered. In addition, when the particle shape is fibrous, the interaction due to the increase in the contact area between the particles becomes stronger, and the particle concentration decreases due to the increase in viscosity, and the thixotropy becomes too large, so that the screen printability is increased. Tends to decrease.
前記酸化銅粒子群において、平均長径/平均短径は1.2以上20以下であるが、酸化銅ペーストの印刷適性の観点から、平均長径/平均短径が1.5以上15以下であることが好ましく、2以上10以下であることがより好ましい。また前記酸化銅粒子群において、酸化銅ペーストの印刷適性の観点から、平均中径/平均短径が1以上10以下であることが好ましく、1以上8以下であることがより好ましく、1以上6以下であることがさらに好ましい。 In the copper oxide particle group, the average major axis / average minor axis is 1.2 or more and 20 or less, but from the viewpoint of printability of the copper oxide paste, the average major axis / average minor axis is 1.5 or more and 15 or less. Is preferably 2 or more and 10 or less. In the copper oxide particle group, from the viewpoint of printability of the copper oxide paste, the average medium diameter / average short diameter is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 8 or less, and more preferably 1 or more and 6 More preferably, it is as follows.
前記酸化銅粒子群は、酸化銅ペーストの印刷適性の観点から、平均長径が100nm以上1500nm以下であり、平均長径/平均短径が1.5以上15以下であり、平均中径/平均短径が1以上10以下であることが好ましく、平均長径が100nm以上1000nm以下であり、平均長径/平均短径が2.0以上10以下であり、平均中径/平均短径が1以上8以下であることがより好ましく、平均長径が100nm以上600nm以下であり、平均長径/平均短径が2.9以上5.5以下であり、平均中径/平均短径が1以上6以下であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of printability of the copper oxide paste, the copper oxide particle group has an average major axis of 100 nm to 1500 nm, an average major axis / average minor axis of 1.5 to 15, and an average medium diameter / average minor axis. Is preferably from 1 to 10, the average major axis is from 100 nm to 1,000 nm, the average major axis / average minor axis is from 2.0 to 10, and the average middle diameter / average minor axis is from 1 to 8. More preferably, the average major axis is 100 nm or more and 600 nm or less, the average major axis / average minor axis is 2.9 or more and 5.5 or less, and the average middle diameter / average minor axis is 1 or more and 6 or less. Further preferred.
前記酸化銅粒子群は、酸化銅ペーストの印刷適性の観点から、(平均長径)/(平均中径)が2.0以上であることが好ましく、2.2以上であることがより好ましい。(平均長径)/(平均中径)は、{(平均長径)/(平均短径)}/{(平均中径)/(平均短径)}であり、その値が2.0以上である酸化銅粒子の形状は長粒状又は針状となる。一方、その値が2.0未満の酸化銅粒子の形状は鱗片状又は板状となる。 From the viewpoint of printability of the copper oxide paste, the copper oxide particle group preferably has an (average major axis) / (average median diameter) of 2.0 or more, and more preferably 2.2 or more. (Average long diameter) / (Average medium diameter) is {(Average long diameter) / (Average short diameter)} / {(Average medium diameter) / (Average short diameter)}, and the value is 2.0 or more. The shape of the copper oxide particles is long granular or acicular. On the other hand, the shape of the copper oxide particles having a value of less than 2.0 is a scale shape or a plate shape.
前記酸化銅粒子群は、酸化銅ペーストの印刷適性の観点から、平均長径が100nm以上1500nm以下であり、平均長径/平均短径が1.5以上15以下であり、平均長径/平均中径が2.0以上であることが好ましく、平均長径が100nm以上600nm以下であり、平均長径/平均短径が2.9以上5.5以下であり、平均長径/平均中径が2.2以上であることがより好ましい。 From the viewpoint of printability of the copper oxide paste, the copper oxide particle group has an average major axis of 100 nm to 1500 nm, an average major axis / average minor axis of 1.5 to 15, and an average major axis / average median diameter. Preferably, the average major axis is 100 nm or more and 600 nm or less, the average major axis / average minor axis is 2.9 or more and 5.5 or less, and the average major axis / average median diameter is 2.2 or more. More preferably.
前記酸化銅粒子群は、前記特定形状の酸化銅粒子を複数含んで構成される。酸化銅粒子群に含まれる特定形状の酸化銅粒子の数は特に制限されず、目的に応じて適宜選択される。 The copper oxide particle group includes a plurality of copper oxide particles having the specific shape. The number of the copper oxide particles having a specific shape included in the copper oxide particle group is not particularly limited, and is appropriately selected according to the purpose.
前記特定形状の酸化銅粒子を構成する酸化銅としては、酸化第一銅及び酸化第二銅が挙げられる。前記酸化銅粒子は酸化第一銅及び酸化第二銅の少なくとも一方を含んでいればよく、酸化第一銅からなる粒子であっても、酸化第二銅からなる粒子であっても、酸化第一銅及び酸化第二銅を含む粒子のいずれであってもよい。なお、前記特定形状の酸化銅粒子の製造方法については後述する。 Examples of the copper oxide constituting the copper oxide particles having the specific shape include cuprous oxide and cupric oxide. The copper oxide particles only need to contain at least one of cuprous oxide and cupric oxide, and even if the particles are made of cuprous oxide or particles made of cupric oxide, Any of the particle | grains containing a cuprous oxide and cupric oxide may be sufficient. In addition, the manufacturing method of the said specific shape copper oxide particle is mentioned later.
前記酸化銅粒子群は、前記特定形状の酸化銅粒子に加えて、特定形状とは異なる形状のその他の酸化銅粒子を更に含んでいてもよい。その他の酸化銅粒子の形状としては、略球状、毬栗状等を挙げることができる。その他の酸化銅粒子を含むことで、印刷性等の付与適性、保存安定性、導体化処理特性、導体層の特性などを向上させることができる。具体的には例えば、略球状の酸化銅粒子の添加によって付与適性を調整することができる。また毬栗状の酸化銅粒子を添加することで保存安定性が向上する。 The copper oxide particle group may further include other copper oxide particles having a shape different from the specific shape in addition to the copper oxide particles having the specific shape. Examples of other shapes of the copper oxide particles include a substantially spherical shape and a chestnut shape. By including other copper oxide particles, it is possible to improve applicability such as printability, storage stability, conductorization characteristics, conductor layer characteristics, and the like. Specifically, for example, the suitability for application can be adjusted by adding substantially spherical copper oxide particles. Moreover, storage stability improves by adding a chestnut-like copper oxide particle.
その他の酸化銅粒子の粒子径は特に制限されない。例えば一次粒子の数平均粒子径が1nm〜1700nmであることが好ましく、1nm〜1000nmであることがより好ましく、形成される金属銅層の平滑性の観点から、10nm〜500nmであることがさらに好ましい。特にその他の酸化銅粒子は、前記長粒状酸化銅粒子の長径の長さよりも一次粒子の数平均粒子径が小さいことが好ましい。一次粒子の数平均粒子径が小さいその他の酸化銅粒子を含むことで形成される金属銅層の緻密化を促進することができる。なお、その他の酸化銅粒子の一次粒子の数平均粒子径は、走査型電子顕微鏡を用いた観察により測定することができる。 The particle diameter of other copper oxide particles is not particularly limited. For example, the number average particle diameter of the primary particles is preferably 1 nm to 1700 nm, more preferably 1 nm to 1000 nm, and further preferably 10 nm to 500 nm from the viewpoint of the smoothness of the formed metal copper layer. . In particular, the other copper oxide particles preferably have a number average particle diameter of primary particles smaller than the length of the long diameter of the long granular copper oxide particles. Densification of the metal copper layer formed by including other copper oxide particles having a small number average particle diameter of primary particles can be promoted. In addition, the number average particle diameter of the primary particles of other copper oxide particles can be measured by observation using a scanning electron microscope.
特定形状の酸化銅粒子を含む酸化銅粒子群におけるその他の酸化銅粒子の含有率は、本発明の効果を損なわない限り特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば酸化銅粒子群中に30体積%以下とすることができ、10体積%以下であることが好ましい。 The content rate of the other copper oxide particles in the copper oxide particle group including the copper oxide particles having a specific shape is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it can be 30 volume% or less in a copper oxide particle group, and it is preferable that it is 10 volume% or less.
前記酸化銅粒子群は、炭素原子の含有率が3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1.7質量%以下であることがさらに好ましい。ここで前記酸化銅粒子群における炭素原子の含有率が2質量%以下であるとは、酸化銅粒子群を構成する酸化銅粒子に、その製造方法に由来する界面活性剤等の有機化合物が実質的に含まれていないことを意味する。酸化銅粒子に有機化合物が実質的に含まれていない酸化銅粒子群を用いて、後述する酸化銅ペーストを調製して導体パターンの製造方法に適用した場合に、より低抵抗の導体パターンを形成することができる。
例えば酸化銅粒子群に含まれる炭素原子の含有率は、燃焼ガス赤外線吸収法により測定される。具体的には例えば、株式会社堀場製作所製のEMIA−Vシリーズを用いて通常の条件で測定される。
The copper oxide particle group preferably has a carbon atom content of 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 1.7% by mass or less. Here, the content of carbon atoms in the copper oxide particle group is 2% by mass or less means that an organic compound such as a surfactant derived from the production method is substantially present in the copper oxide particles constituting the copper oxide particle group. Means it is not included. Using copper oxide particles that are substantially free of organic compounds in the copper oxide particles, a copper oxide paste described below is prepared and applied to a method for producing a conductor pattern to form a lower resistance conductor pattern can do.
For example, the content of carbon atoms contained in the copper oxide particle group is measured by a combustion gas infrared absorption method. Specifically, for example, the measurement is performed under normal conditions using an EMIA-V series manufactured by Horiba, Ltd.
前記酸化銅ペーストは、酸化銅粒子群に加えて必要に応じてその他の材質の粒子を更に含んでいてもよい。その他の材質の粒子としては、金属銅粒子、銅以外のその他の金属系粒子等を挙げることができる。その他の金属系粒子としては、コバルト、ニッケル、銀、金、モリブデン、マンガン、マグネシウム、鉄及びこれらの酸化物等の粒子を挙げることができる。
前記酸化銅ペーストは、例えば、金属銅粒子を含むことで導体化処理温度を下げることができる。
The copper oxide paste may further contain particles of other materials as necessary in addition to the copper oxide particle group. Examples of other material particles include metal copper particles and other metal particles other than copper. Examples of other metal particles include particles of cobalt, nickel, silver, gold, molybdenum, manganese, magnesium, iron, and oxides thereof.
For example, the copper oxide paste can include a metallic copper particle to lower the conductor treatment temperature.
前記その他の材質の粒子の粒子形状は特に制限されず、略球状、扁平状、針状、ブロック状、板状、および鱗片状等が挙げられる。中でも分散性の観点から、略球状、針状及びブロック状の少なくとも1種であることが好ましい。
その他の材質の粒子の粒子径は特に制限されない。中でも一次粒子の数平均粒子径が1nm〜1000nmであることが好ましく、1nm〜500nmであることがより好ましく、形成される金属銅層の平滑性の観点から、10nm〜100nmであることがさらに好ましい。なお、その他の材質の粒子の粒子径は、走査型電子顕微鏡を用いた観察により測定することができる。
The particle shape of the particles of the other materials is not particularly limited, and examples thereof include a substantially spherical shape, a flat shape, a needle shape, a block shape, a plate shape, and a scale shape. Among these, from the viewpoint of dispersibility, at least one of a substantially spherical shape, a needle shape, and a block shape is preferable.
The particle diameter of particles of other materials is not particularly limited. Among them, the number average particle diameter of the primary particles is preferably 1 nm to 1000 nm, more preferably 1 nm to 500 nm, and further preferably 10 nm to 100 nm from the viewpoint of the smoothness of the formed metal copper layer. . In addition, the particle diameter of the particle | grains of other materials can be measured by observation using a scanning electron microscope.
前記酸化銅ペーストは、酸化銅ペーストを付与する方法に応じて適宜選択することが出来る。例えば,スクリーン印刷に用いる場合には酸化銅粒子群及び必要に応じて含まれるその他の材質の粒子を含む全粒子の含有率が30質量%以上80質量%以下であることが好ましく、50質量%以上75質量%以下であることがより好ましく、60質量%以上75質量%以下であることがさらに好ましい。また全粒子中における酸化銅粒子群の含有率は、導体化処理後に低抵抗で緻密な金属銅層が得られるという観点から、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。ペーストを付与する方法に応じて適宜選択することが出来る。 The said copper oxide paste can be suitably selected according to the method of providing a copper oxide paste. For example, when used for screen printing, the content of all particles including the copper oxide particle group and particles of other materials included as necessary is preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less, and 50% by mass. The content is more preferably 75% by mass or less, and further preferably 60% by mass or more and 75% by mass or less. Further, the content of the copper oxide particles in all particles is preferably 50% by mass or more, and preferably 60% by mass or more from the viewpoint that a dense metallic copper layer with low resistance is obtained after the conductor treatment. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 70 mass% or more. It can select suitably according to the method of providing a paste.
さらに前記酸化銅ペーストは、導体化処理後に低抵抗で緻密な金属銅層が得られるという観点から、酸化銅粒子群を含む全粒子の含有率が30質量%以上80質量%以下であり、全粒子中における酸化銅粒子群の含有率が50質量%以上であることが好ましく、全粒子の含有率が50質量%以上75質量%以下であり、全粒子中における酸化銅粒子群の含有率が60質量%以上であることがより好ましく、全粒子の含有率が60質量%以上75質量%以下であり、全粒子中における酸化銅粒子群の含有率が70質量%以上であることがさらに好ましい。 Furthermore, the copper oxide paste has a content ratio of all the particles including the copper oxide particle group of 30% by mass or more and 80% by mass or less from the viewpoint that a dense metallic copper layer with low resistance is obtained after the conductor treatment. The content of the copper oxide particles in the particles is preferably 50% by mass or more, the content of all the particles is from 50% by mass to 75% by mass, and the content of the copper oxide particles in all the particles is More preferably, the content is 60% by mass or more, the content of all particles is 60% by mass or more and 75% by mass or less, and the content of the copper oxide particles in all the particles is 70% by mass or more. .
(分散媒)
前記分散媒は、有機溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。有機溶剤としては25℃における蒸気圧が1.34×103Pa未満であることが好ましく、1.0×103Pa未満であることがより好ましい。
(Dispersion medium)
The dispersion medium preferably contains at least one organic solvent. The organic solvent preferably has a vapor pressure at 25 ° C. of less than 1.34 × 10 3 Pa, more preferably less than 1.0 × 10 3 Pa.
このような有機溶剤としては、例えば以下に示すものが挙げられる。すなわち、ノナン、デカン、ドデカン、テトラデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤;エチルベンゼン、アニソール、メシチレン、ナフタレン、シクロヘキシルベンゼン、ジエチルベンゼン、フェニルアセトニトリル、ベンゾニトリル等の芳香族系溶剤;酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、グリコールスルファイト、乳酸エチル等のエステル系溶剤;1−ブタノール、シクロヘキサノール、α−テルピネオール、グリセリンなどのアルコ−ル系溶剤;シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン、1,3−ジオキソラン−2−オン、1,5,5−トリメチルシクロヘキセン−3−オン等のケトン系溶剤;ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール−t−ブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールイソプロピルエーテルアセテート、トリエチレングリコールブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール−t−ブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のアルキレングリコール系溶剤;ジヘキシルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル等のエーテル系溶剤;プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等のカーボネート系溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶剤;スルホラン等のスルホン系溶剤;マロノニトリルなどのニトリル系溶剤が例示できる。中でも、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、グリコールスルファイト、プロピレンカーボネート及びスルホランから選ばれる少なくとも1種が好ましい。これらの溶剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of such an organic solvent include those shown below. That is, aliphatic hydrocarbon solvents such as nonane, decane, dodecane, and tetradecane; aromatic solvents such as ethylbenzene, anisole, mesitylene, naphthalene, cyclohexylbenzene, diethylbenzene, phenylacetonitrile, benzonitrile; isobutyl acetate, methyl propionate, Ester solvents such as ethyl propionate, γ-butyrolactone, glycol sulfite, ethyl lactate; alcohol solvents such as 1-butanol, cyclohexanol, α-terpineol, glycerin; cyclohexanone, 2-hexanone, 2-heptanone, Ketone solvents such as 2-octanone, 1,3-dioxolan-2-one, 1,5,5-trimethylcyclohexen-3-one; diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol diethyl Ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether acetate, diethylene glycol propyl ether acetate, diethylene glycol isopropyl ether acetate, diethylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol -T-butyl ether acetate, triethylene glycol methyl ether acetate, triethylene glycol ethyl ether acetate, triethylene glycol propyl ether acetate, triethylene glycol isopropyl ether acetate Alkylene glycol solvents such as triethylene glycol butyl ether acetate, triethylene glycol-t-butyl ether acetate, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether; dihexyl ether, butyl phenyl ether, pentyl phenyl ether, methoxy toluene, benzyl ethyl ether, etc. Ether solvents such as propylene carbonate and ethylene carbonate; amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone; sulfone solvents such as sulfolane; malononitrile and the like Nitrile solvents can be exemplified. Among these, at least one selected from γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone, glycol sulfite, propylene carbonate, and sulfolane is preferable. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
前記酸化銅ペーストは、必要に応じて分散剤、表面保護剤、増粘剤、チキソ性付与剤等の添加剤をさらに含んでもよい。酸化銅ペーストが添加剤を含む場合、200℃以下の温度で不揮発性又は非分解性である添加剤の含有率は20質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。添加剤の含有率が前記範囲であることで、200℃以下の低温で体積抵抗率が1×10−7Ω・m以下の導体化が容易になる。また形成される金属銅層中に添加剤の残留に起因するボイドが発生することを抑制できる。 The copper oxide paste may further contain additives such as a dispersant, a surface protective agent, a thickener, and a thixotropic agent, as necessary. When the copper oxide paste contains an additive, the content of the additive that is non-volatile or non-decomposable at a temperature of 200 ° C. or less is preferably 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. More preferably, it is 1 mass% or less. When the content of the additive is within the above range, a conductor having a volume resistivity of 1 × 10 −7 Ω · m or less can be easily formed at a low temperature of 200 ° C. or less. Moreover, it can suppress that the void resulting from the residue of an additive generate | occur | produces in the metal copper layer formed.
前記酸化銅ペーストに含まれる粒子の分散状態における最大粒径は、形成する金属銅層パターンの線幅に応じて適宜選択することができる。例えば、最大粒径は形成する線幅の1/10以下であることが好ましく1/20以下であることがより好ましい。これにより、形成する線状パターンの形状乱れやかすれの発生を抑制できる。また、同様の理由から分散状態での体積平均粒径は、線幅の1/15以下であることが好ましく、1/30以下であることがより好ましい。従って、配線板用途で一般的に用いられるライン幅70μmの細線を形成する場合には、粒子の分散状態での最大粒径は7μm以下であることが好ましく、より好ましくは3.5μm以下である。また粒子の分散状態での体積平均粒径は、4.7μm以下であることが好ましく、より好ましくは1.5μm以下である。さらに実装基板等の高精細用途で用いられるライン幅25μmのパターンを形成する場合には、粒子の分散状態での最大粒径は2.5μm以下であることが好ましく、より好ましくは1.3μm以下である。また粒子の分散状態での体積平均粒径は、1.7μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.8μm以下である。 The maximum particle size in the dispersed state of the particles contained in the copper oxide paste can be appropriately selected according to the line width of the metal copper layer pattern to be formed. For example, the maximum particle size is preferably 1/10 or less of the line width to be formed, and more preferably 1/20 or less. Thereby, generation | occurrence | production of shape disorder and fading of the linear pattern to form can be suppressed. For the same reason, the volume average particle size in the dispersed state is preferably 1/15 or less of the line width, and more preferably 1/30 or less. Therefore, when forming a thin wire having a line width of 70 μm that is generally used for wiring board applications, the maximum particle size in a dispersed state of the particles is preferably 7 μm or less, more preferably 3.5 μm or less. . Further, the volume average particle size in the dispersed state of the particles is preferably 4.7 μm or less, more preferably 1.5 μm or less. Furthermore, when forming a pattern with a line width of 25 μm used for high-definition applications such as a mounting substrate, the maximum particle size in a dispersed state of the particles is preferably 2.5 μm or less, more preferably 1.3 μm or less. It is. Further, the volume average particle size in the dispersed state of the particles is preferably 1.7 μm or less, more preferably 0.8 μm or less.
ここで、体積平均粒径及び最大粒径は、粒子のブラウン運動による動的光散乱法に基づいて、光子相関法により測定される。体積平均粒径及び最大粒径の測定は、例えば、ベックマンコールター株式会社製「サブミクロン粒子アナライザーN5型」(商品名)を用いて行うことができる。 Here, the volume average particle size and the maximum particle size are measured by a photon correlation method based on a dynamic light scattering method by Brownian motion of particles. The volume average particle diameter and the maximum particle diameter can be measured using, for example, “Submicron Particle Analyzer N5 Type” (trade name) manufactured by Beckman Coulter, Inc.
前記酸化銅ペーストをスクリーン印刷法に適用する場合、細線描画及び印刷再現性の観点から、コーンプレートを装着した粘弾性測定装置で測定されるCassonの平衡粘度が、0.01Pa・s以上200Pa・s以下であることが好ましく、0.1Pa・s以上200Pa・s以下であることがより好ましく、1Pa・s以上200Pa・s以下であることがさらに好ましい。 When the copper oxide paste is applied to the screen printing method, from the viewpoint of fine line drawing and print reproducibility, the Casson equilibrium viscosity measured by a viscoelasticity measuring device equipped with a cone plate is 0.01 Pa · s or more and 200 Pa · It is preferably s or less, more preferably 0.1 Pa · s or more and 200 Pa · s or less, and further preferably 1 Pa · s or more and 200 Pa · s or less.
また前記酸化銅ペーストをインクジェット法に適用する場合、25℃における動的粘度が5mPa・s以上100mPa・s以下であることが好ましく、5mPa・s以上50mPa・s以下であることがより好ましい。動的粘度が5mPa・s以上であると、ノズルからの吐出時に霧状になることを抑制できる。また絶縁層に着液後の付与形状が良好に維持される。一方100mPa・s以下であると吐出性がより良好になる。なお、「25℃における動的粘度」とは、別言すると、測定温度25℃、せん断速度10/secでのせん断粘度である。
なお、酸化銅ペーストの動的粘度は、例えばコーンプレート治具を装着した動的粘弾性測定装置により測定できる。
When the copper oxide paste is applied to an ink jet method, the dynamic viscosity at 25 ° C. is preferably 5 mPa · s to 100 mPa · s, and more preferably 5 mPa · s to 50 mPa · s. When the dynamic viscosity is 5 mPa · s or more, it is possible to suppress mist from being ejected from the nozzle. In addition, the applied shape after landing on the insulating layer is well maintained. On the other hand, when it is 100 mPa · s or less, the discharge property becomes better. The “dynamic viscosity at 25 ° C.” is, in other words, the shear viscosity at a measurement temperature of 25 ° C. and a shear rate of 10 / sec.
The dynamic viscosity of the copper oxide paste can be measured by, for example, a dynamic viscoelasticity measuring device equipped with a cone plate jig.
前記酸化銅ペーストは、例えば前記酸化銅粒子群及び必要に応じて含まれるその他の粒子を分散媒中に分散処理することで調製することができる。分散処理は、石川式攪拌器、自転公転式撹拌機、超薄膜高速回転式分散機、ロールミル、超音波分散機、ビーズミルなどのメディア分散機、ホモミキサーやシルバーソン攪拌機などのキャビテーション攪拌装置、アルテマイザーなどの対向衝突法を用いることができる。また、これらの手法を適宜組み合わせて用いてもよい。 The copper oxide paste can be prepared, for example, by dispersing the copper oxide particle group and other particles included as necessary in a dispersion medium. Dispersion treatment includes Ishikawa-type stirrer, rotation-revolution stirrer, ultra-thin high-speed rotary disperser, media disperser such as roll mill, ultrasonic disperser, bead mill, cavitation stirrer such as homomixer and silverson stirrer, Artema An opposing collision method such as Iser can be used. Moreover, you may use combining these methods suitably.
また酸化銅ペーストの調製においては分散処理後に粗粒を除去する処理を行ってもよい。粗粒の除去手法としては、ろ過、遠心分離、メッシュの透過、水篩などを用いることができる。例えば、酸化銅ペーストの付与をスクリーン印刷で行う場合、スクリーンの目開きより大きな粗粒を含んでいると印刷不良の原因となり得る。そのため粗粒の除去処理を行うことが好ましい。なお、印刷時に印刷不良の原因となり得る粗粒は、グラインド・メーターにより確認できる。 Moreover, in preparation of a copper oxide paste, you may perform the process which removes a coarse grain after a dispersion process. As a method for removing coarse particles, filtration, centrifugation, mesh permeation, water sieving, and the like can be used. For example, when the application of the copper oxide paste is performed by screen printing, if coarse particles larger than the screen openings are included, printing failure may be caused. Therefore, it is preferable to perform a coarse particle removal process. Note that coarse particles that may cause printing failure during printing can be confirmed with a grind meter.
(酸化銅粒子の製造方法)
前記特定形状の酸化銅粒子は、例えば、水酸化銅を含むpH6.0以上11.0以下の含水組成物を、加熱処理して酸化銅を生成する工程を有し、必要に応じてその他の工程を含む製造方法で製造することができる。水酸化銅を含む含水組成物を特定のpH範囲で加熱処理することで、所望の形状を有する酸化銅粒子から構成される前記酸化銅粒子群を効率よく製造することができる。
(Method for producing copper oxide particles)
The copper oxide particles having the specific shape include, for example, a step of heat-treating a water-containing composition containing copper hydroxide and having a pH of 6.0 to 11.0 to produce copper oxide. It can manufacture with the manufacturing method containing a process. The said copper oxide particle group comprised from the copper oxide particle which has a desired shape can be efficiently manufactured by heat-processing the hydrous composition containing copper hydroxide in a specific pH range.
前記水酸化銅を含む含水組成物は、水酸化銅を含む水系の組成物であればよく、含まれる水酸化銅の態様は特に制限されない。前記含水組成物は、水酸化銅を溶液状態で含んでいても、懸濁状態で含んでいてもよい。前記含水組成物においては、水酸化銅の少なくとも一部が溶液状態で含まれていることが好ましい。 The water-containing composition containing copper hydroxide may be an aqueous composition containing copper hydroxide, and the mode of copper hydroxide contained is not particularly limited. The water-containing composition may contain copper hydroxide in a solution state or in a suspended state. In the said water-containing composition, it is preferable that at least one part of copper hydroxide is contained in the solution state.
前記含水組成物に含まれる水酸化銅の含有量は特に制限されず、酸化銅粒子群の製造条件等に応じて適宜選択される。なかでも酸化銅粒子群の生成効率の観点から、含水組成物中の銅イオン濃度として、0.01mol/kg〜0.15mol/kgであることが好ましく、0.015mol/kg〜0.13mol/kgであることがより好ましく、0.02mol/kg〜0.10mol/kgであることがさらに好ましい。 The content of copper hydroxide contained in the water-containing composition is not particularly limited, and is appropriately selected according to the production conditions of the copper oxide particle group. Among these, from the viewpoint of the production efficiency of the copper oxide particle group, the copper ion concentration in the water-containing composition is preferably 0.01 mol / kg to 0.15 mol / kg, preferably 0.015 mol / kg to 0.13 mol / kg. kg is more preferable, and 0.02 mol / kg to 0.10 mol / kg is further preferable.
前記製造方法における含水組成物のpHは6.0以上11.0以下であるが、所望のアスペクト比を有する酸化銅粒子を効率よく得る観点から、6.0以上8.5以下であることが好ましく、6.5以上8.3以下であることがより好ましく、7.0以上8.0以下であることがさらに好ましい。
一般に、水酸化銅を含む含水組成物をpHが6未満の条件で加熱処理すると塊状酸化銅粒子が生成する。またpHが11.0を越える条件で加熱処理すると繊維状の酸化銅粒子が生成するが、pH6.0以上11.0以下で加熱処理することで所望のアスペクト比を有する特定形状の酸化銅粒子を得ることができる。さらにpH6.0以上8.5以下で加熱処理することで所望のアスペクト比を有する長粒状の酸化銅粒子を得ることができる。
The pH of the water-containing composition in the production method is 6.0 or more and 11.0 or less, but from the viewpoint of efficiently obtaining copper oxide particles having a desired aspect ratio, it is 6.0 or more and 8.5 or less. It is preferably 6.5 or more and 8.3 or less, more preferably 7.0 or more and 8.0 or less.
In general, when a water-containing composition containing copper hydroxide is subjected to a heat treatment under the condition that the pH is less than 6, massive copper oxide particles are generated. In addition, fibrous copper oxide particles are produced when heat-treated under a condition where the pH exceeds 11.0, but specific shapes of copper oxide particles having a desired aspect ratio can be obtained by heat-treating at pH 6.0 or higher and 11.0 or lower. Can be obtained. Furthermore, long granular copper oxide particles having a desired aspect ratio can be obtained by heat treatment at a pH of 6.0 or more and 8.5 or less.
含水組成物のpHの調整は、水溶性塩基又はその水溶液を用いて常法により行なうことができる。水溶性塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;二リン酸カリウム等のリン酸のアルカリ金属塩;ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド等のアルコキシドなどを挙げることができる。 Adjustment of pH of a water-containing composition can be performed by a conventional method using a water-soluble base or its aqueous solution. Examples of water-soluble bases include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal salts of phosphoric acid such as potassium diphosphate; alkoxides such as sodium methoxide and potassium ethoxide Can be mentioned.
含水組成物のpHの測定方法は特に制限されず、通常用いられる手段で測定することができる。例えば、pHメータ(例えば、横河電機株式会社製のパーソナルpH/ORPメータ)で測定することができる。pHの測定値としては、標準緩衝液(フタル酸塩pH緩衝液、pH:4.01(25℃)、中性りん酸塩pH緩衝液、pH:6.86(25℃))を用いて、2点校正した後、電極を含水組成物に入れて、1分以上経過し安定した後の値を採用する。 The method for measuring the pH of the water-containing composition is not particularly limited, and can be measured by a commonly used means. For example, it can be measured with a pH meter (for example, a personal pH / ORP meter manufactured by Yokogawa Electric Corporation). As a measured value of pH, a standard buffer solution (phthalate pH buffer solution, pH: 4.01 (25 ° C.), neutral phosphate pH buffer solution, pH: 6.86 (25 ° C.)) was used. After two-point calibration, the electrode is put in the water-containing composition, and the value after 1 minute or more has elapsed and adopted.
また加熱処理の温度は、含水組成物に含まれる水酸化銅を酸化銅に変換可能であれば特に制限されない。酸化銅粒子群の生成効率の観点から、60℃以上110℃以下であることが好ましく、60℃以上100℃以下であることがより好ましく、70℃以上95℃以下であることがさらに好ましい。加熱処理の温度が60℃以上であることで水酸化銅から酸化銅への変換反応が効率よく進行する。また110℃以下であると前記含水組成物の沸点を超えることがないため、耐圧容器等を要することがなく生産性が向上する。 Moreover, the temperature of heat processing will not be restrict | limited especially if the copper hydroxide contained in a water-containing composition can be converted into a copper oxide. From the viewpoint of the production efficiency of the copper oxide particle group, it is preferably 60 ° C. or higher and 110 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and further preferably 70 ° C. or higher and 95 ° C. or lower. When the temperature of the heat treatment is 60 ° C. or higher, the conversion reaction from copper hydroxide to copper oxide proceeds efficiently. Moreover, since it does not exceed the boiling point of the said water-containing composition as it is 110 degrees C or less, productivity is improved without requiring a pressure-resistant container etc.
加熱方法は所望の温度に含水組成物を昇温可能であれば特に制限されず、通常用いられる加熱手段から適宜選択することができる。加熱手段としては例えば、温風乾燥機、恒温槽、ホットプレート、投げ込みヒーター、セラミックヒーター、パイプヒーターなどの抵抗加熱や、赤外線加熱、蒸気加熱、誘導加熱、マイクロ波加熱、レーザー加熱、火炎などが挙げられる。 The heating method is not particularly limited as long as the water-containing composition can be heated to a desired temperature, and can be appropriately selected from commonly used heating means. Examples of heating means include hot air dryers, thermostats, hot plates, throwing heaters, ceramic heaters, pipe heaters, resistance heating, infrared heating, steam heating, induction heating, microwave heating, laser heating, flame, etc. Can be mentioned.
前記製造方法は、銅錯体水溶液に塩基性化合物を加えて、前記水酸化銅を含む含水組成物を得る工程をさらに有することが好ましい。これにより所望のpHを有する水酸化銅を含む含水組成物をより効率的に得ることができる。 It is preferable that the manufacturing method further includes a step of obtaining a water-containing composition containing the copper hydroxide by adding a basic compound to the copper complex aqueous solution. Thereby, the water-containing composition containing copper hydroxide having a desired pH can be obtained more efficiently.
前記銅錯体水溶液に含まれる銅錯体は、2価の銅イオンと配位子とからなる水溶性銅錯体であることが好ましい。ここで水溶性銅錯体とは純水に対して5質量%以上溶解することを意味する。前記水溶性の銅錯体としてはpH6.0以上11.0以下で酸化銅粒子を生成可能であれば特に制限されず、有機酸塩基を配位子とする有機酸銅錯体であっても、無機酸塩基を配位子とする無機銅錯体であってもよい。
前記有機酸銅錯体を形成する有機酸銅塩としては、例えば、酢酸銅、ギ酸銅、シュウ酸銅、グリオキシル酸銅、クエン酸銅、プロピオン酸銅が挙げられる。また無機銅錯体を形成する無機酸銅塩としては、例えば、硝酸銅、炭酸銅、塩化銅、ヨウ化銅、臭化銅が挙げられる。これらの中でも、酸化銅粒子の生成効率の観点から、有機酸銅塩が好ましく、酢酸銅及びギ酸銅から選ばれる少なくとも一方がより好ましい。
The copper complex contained in the aqueous copper complex solution is preferably a water-soluble copper complex composed of a divalent copper ion and a ligand. Here, the water-soluble copper complex means 5% by mass or more dissolved in pure water. The water-soluble copper complex is not particularly limited as long as it can produce copper oxide particles at a pH of 6.0 or more and 11.0 or less. Even if it is an organic acid copper complex having an organic acid base as a ligand, it is inorganic. It may be an inorganic copper complex having an acid base as a ligand.
Examples of the organic acid copper salt forming the organic acid copper complex include copper acetate, copper formate, copper oxalate, copper glyoxylate, copper citrate, and copper propionate. Examples of the inorganic acid copper salt that forms the inorganic copper complex include copper nitrate, copper carbonate, copper chloride, copper iodide, and copper bromide. Among these, from the viewpoint of production efficiency of copper oxide particles, an organic acid copper salt is preferable, and at least one selected from copper acetate and copper formate is more preferable.
前記含水組成物は、少なくとも1種のアルコールをさらに含むことができる。アルコールを含むことで生成する酸化銅粒子の粒子径を小径化することができる。アルコールとしては、アルコール性のヒドロキシ基を有する水溶性化合物であれば特に制限はない。ここで水溶性とは純水に対して10質量%以上溶解することを意味する。前記アルコールはモノアルコールであっても、多価アルコールであってもよい。なかでも、炭素数1〜8の水溶性アルコールであることが好ましく、炭素数1〜6の水溶性アルコールであることがより好ましく、炭素数1〜4の水溶性アルコールであることがさらに好ましい。 The water-containing composition can further include at least one alcohol. The particle diameter of the copper oxide particle produced | generated by including alcohol can be reduced in diameter. The alcohol is not particularly limited as long as it is a water-soluble compound having an alcoholic hydroxy group. Here, water-soluble means that 10% by mass or more dissolves in pure water. The alcohol may be a monoalcohol or a polyhydric alcohol. Especially, it is preferable that it is a C1-C8 water-soluble alcohol, It is more preferable that it is a C1-C6 water-soluble alcohol, It is further more preferable that it is a C1-C4 water-soluble alcohol.
前記アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブチルアルコール、シクロブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、シクロペンタノール、シクロブタンメタノール、1−ヘキサノール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、2−メトキシエタノール、1,3−プロパンジオール、プロピレングリコール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、ジヒドロキシアセトン、2,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,2−ペンタンジオール、グリセリン、4−ヒドロキシ−2−ブタノン、3−ヒドロキシ−2−ブタノン、3−ヒドロキシテトラヒドロフラン、3−メチル−1−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−エトキシエタノール、3−メトキシ−1−プロパノール、ヒドロキシガンマブチロラクトン、テトラヒドロフルフリルアルコール、テトラヒドロピラン−2−オール、3−アセチル−1−プロパノール、酪酸メチル、エチルグリコレート、4−メチル−1−ブタノール、3−エチル−1−プロパノール、3−メトキシ−1,2−プロパンジオール、グリコールアルデヒドジメチルアセタール、ジエチレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、γ−ヒドロキシメチル−γ−ブチロラクトン、1,3−シクロヘキサンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、トレオース、1,4−ジオキサン−2,3−ジオール、1,4−ジオキサン−2,5−ジオール、イノシトールなどが挙げられる。 Specific examples of the alcohol include methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butyl alcohol, cyclobutanol, 1-pentanol, 2-pentanol, cyclopentanol, Cyclobutanemethanol, 1-hexanol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, 2-methoxyethanol, 1,3-propanediol, propylene glycol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol Dihydroxyacetone, 2,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,2- Pentanediol, glycerin, 4-H Roxy-2-butanone, 3-hydroxy-2-butanone, 3-hydroxytetrahydrofuran, 3-methyl-1-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol 2,2-dimethyl-1-propanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethoxyethanol, 3-methoxy-1-propanol, hydroxygammabutyrolactone, tetrahydrofurfuryl alcohol, tetrahydropyran-2-ol, 3- Acetyl-1-propanol, methyl butyrate, ethyl glycolate, 4-methyl-1-butanol, 3-ethyl-1-propanol, 3-methoxy-1,2-propanediol, glycolaldehyde dimethyl acetal, diethylene glycol, 1,2 , 4-butant All, γ-hydroxymethyl-γ-butyrolactone, 1,3-cyclohexanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanediol, threose, 1,4-dioxane-2,3-diol, 1,4- Examples include dioxane-2,5-diol and inositol.
前記含水組成物がアルコールを含む場合、アルコールの含有率はアルコールの種類や所望の粒子径に応じて適宜選択できる。例えば、含水組成物中に10質量%〜50質量%とすることができ、20質量%〜40質量%であることが好ましい。含有率が10質量%以上であると生成する酸化銅粒子の粒子径を効果的に小径化できる。また50質量%以下であると水溶性銅錯体の溶解性が低下することを抑制でき、所望の銅イオン濃度を達成することが容易になる。含水組成物にアルコールを添加する場合、添加順は特に制限されない。例えばpHを調整する前であっても、pHの調整後であってもよい。また前記アルコールは1種単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。 When the said water-containing composition contains alcohol, the content rate of alcohol can be suitably selected according to the kind and desired particle diameter of alcohol. For example, it can be made into 10 mass%-50 mass% in a water-containing composition, and it is preferable that it is 20 mass%-40 mass%. When the content is 10% by mass or more, the particle diameter of the produced copper oxide particles can be effectively reduced. Moreover, it can suppress that the solubility of a water-soluble copper complex falls that it is 50 mass% or less, and it becomes easy to achieve a desired copper ion concentration. When alcohol is added to the water-containing composition, the order of addition is not particularly limited. For example, it may be before pH adjustment or after pH adjustment. Moreover, you may use the said alcohol individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
前記製造方法は、酸化銅を生成する工程の後に、イオン性化合物の少なくとも一部を除去する洗浄工程をさらに有することが好ましい。これにより、酸化銅ペーストを構成して金属銅層の製造方法に適用した場合に、より高精細でより低抵抗の金属銅層パターンを形成することができる。 It is preferable that the manufacturing method further includes a washing step of removing at least a part of the ionic compound after the step of producing copper oxide. Thereby, when a copper oxide paste is comprised and it applies to the manufacturing method of a metal copper layer, a metal copper layer pattern of higher definition and lower resistance can be formed.
前記洗浄工程に用いる方法は、酸化銅粒子の生成後に含水組成物に含まれるイオン性化合物の少なくとも一部を除去可能であれば、通常用いられる洗浄方法から適宜選択することができる。洗浄方法として具体的には限外濾過、精密濾過、遠心分離、透析、純水洗浄、イオン交換樹脂処理、等を挙げることができる。これらの中でも洗浄効率の観点から、限外濾過、精密濾過、遠心分離、透析及び純水洗浄からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。洗浄方法は1種単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The method used for the washing step can be appropriately selected from commonly used washing methods as long as at least part of the ionic compound contained in the water-containing composition can be removed after the production of the copper oxide particles. Specific examples of the washing method include ultrafiltration, microfiltration, centrifugation, dialysis, pure water washing, ion exchange resin treatment, and the like. Among these, from the viewpoint of washing efficiency, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of ultrafiltration, microfiltration, centrifugation, dialysis, and pure water washing. The cleaning method may be used singly or in combination of two or more.
前記洗浄工程においては、用いられる洗浄液としては特に制限されない。中でもイオン交換水及び精製水が好ましい。また前記洗浄工程は、イオン性化合物の少なくとも一部が除去されればよい。形成される導体パターンの低抵抗性と酸化銅ペーストの分散安定性の観点から、洗浄方法に用いられた洗浄液(好ましくは水)の電気伝導率が5000mS/m以下となるように行なうことが好ましく、1000mS/m以下となるように行なうことがより好ましい。 In the cleaning step, the cleaning liquid used is not particularly limited. Of these, ion-exchanged water and purified water are preferred. Moreover, the said washing | cleaning process should just remove at least one part of an ionic compound. From the viewpoint of the low resistance of the conductor pattern to be formed and the dispersion stability of the copper oxide paste, it is preferable that the electrical conductivity of the cleaning liquid (preferably water) used in the cleaning method is 5000 mS / m or less. It is more preferable to carry out so that it may become 1000 mS / m or less.
<金属銅層の製造方法>
本発明の金属銅層の製造方法は、支持体上に、前記酸化銅ペーストを付与して酸化銅粒子含有層を形成するパターン形成工程と、前記酸化銅粒子含有層を導体化処理して金属銅層を形成する導体化処理工程とを有し、必要に応じてその他の工程を有して構成される。酸化銅粒子含有層を所望のパターン状に形成することで、緻密で電気伝導性及び熱伝導性に優れる導体パターンを所望の形状に形成することができる。
<Method for producing metal copper layer>
The method for producing a copper metal layer according to the present invention includes a pattern forming step of forming a copper oxide particle-containing layer by applying the copper oxide paste on a support, and conducting the copper oxide particle-containing layer by conducting a conductor. A conductive layer forming step for forming a copper layer, and other steps as necessary. By forming the copper oxide particle-containing layer in a desired pattern, it is possible to form a dense conductor pattern having excellent electrical and thermal conductivity in a desired shape.
金属銅層を形成する支持体は特に制限されず、目的に応じて通常用いられる絶縁材料から適宜選択することができる。例えばガラス、セラミックス等の無機材料や、配線基板に用いられる有機材料などを挙げることができる。特に後述する導体化処理工程を200℃以下の低温で行う場合は、適用可能な有機材料の選択の幅が広がる。またフィルム状の柔軟な支持体を用いた場合には、柔軟で軽量なデバイスを構成できる。 The support for forming the metal copper layer is not particularly limited, and can be appropriately selected from insulating materials that are usually used according to the purpose. Examples thereof include inorganic materials such as glass and ceramics, and organic materials used for wiring boards. In particular, when conducting a conductorization process described below at a low temperature of 200 ° C. or lower, the range of selection of applicable organic materials is expanded. When a film-like flexible support is used, a flexible and lightweight device can be configured.
前記酸化銅ペーストを支持体上に付与して酸化銅粒子含有層をパターン形成する方法は、酸化銅粒子含有層を任意の場所に形成可能な手法であれば特に制限はない。このような手法として、インクジェット法、スーパーインクジェット法、スクリーン印刷法、転写印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、ジェットプリンティング印刷法、ディスペンサ法、ジェットディスペンサ法、ニードルディスペンサ法、カンマコータ法、スリットコータ法、ダイコータ法、グラビアコータ法、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、ソフトリソグラフ法、ディップペンリソグラフ法、粒子堆積法、スプレーコータ法、スピンコータ法、ディップコータ法、電着塗装法等を挙げることができる。中でも、インクジェット法、スーパーインクジェット法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、反転オフセット印刷法、ジェットプリンティング法、ディスペンサ法、ニードルディスペンサ法、カンマコータ法、スリットコータ法、ダイコータ法及びグラビアコータ法からなる群より選択される少なくとも1種の方法であることが好ましく、線幅70μm以下のパターンを形成可能であることから、スーパーインクジェット法、スクリーン印刷法、反転オフセット印刷法、ディスペンサ法、及びニードルディスペンサ法からなる群より選択される少なくとも1種の方法であることがより好ましい。酸化銅粒子含有層をパターン形成する方法は、1種単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The method for forming the copper oxide particle-containing layer by patterning the copper oxide paste on the support is not particularly limited as long as the copper oxide particle-containing layer can be formed at an arbitrary location. Examples of such methods include inkjet method, super inkjet method, screen printing method, transfer printing method, offset printing method, reverse offset printing method, jet printing method, dispenser method, jet dispenser method, needle dispenser method, comma coater method, slit Coater method, die coater method, gravure coater method, letterpress printing method, intaglio printing method, gravure printing method, soft lithographic method, dip pen lithographic method, particle deposition method, spray coater method, spin coater method, dip coater method, electrodeposition coating method Etc. Among them, from the group consisting of inkjet method, super inkjet method, screen printing method, offset printing method, reverse offset printing method, jet printing method, dispenser method, needle dispenser method, comma coater method, slit coater method, die coater method and gravure coater method At least one selected method is preferable, and since a pattern having a line width of 70 μm or less can be formed, the method includes a super ink jet method, a screen printing method, a reverse offset printing method, a dispenser method, and a needle dispenser method. More preferably, it is at least one method selected from the group. The method of patterning the copper oxide particle-containing layer may be used singly or in combination of two or more.
前記絶縁層上に形成される酸化銅粒子含有層の形状は特に制限されず目的に応じて適宜選択することができる。また前記銅酸化物粒子含有層の層厚は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば0.2μm〜50μmとすることができ、導電性及び接続信頼性の観点から0.8μm〜20μmであることが好ましい。 The shape of the copper oxide particle-containing layer formed on the insulating layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Moreover, the layer thickness of the said copper oxide particle content layer is not restrict | limited in particular, According to the objective, it can select suitably. For example, the thickness may be 0.2 μm to 50 μm, and is preferably 0.8 μm to 20 μm from the viewpoint of conductivity and connection reliability.
前記製造方法は、酸化銅ペースト付与後に、酸化銅ペーストに含まれている分散媒の少なくとも一部を除去する乾燥工程をさらに有していてもよい。付与した酸化銅ペーストを乾燥することで、酸化銅ペーストの流動性が低下して形状が安定する。また続く導体化処理工程における残留分散媒が減少することで、導体化処理への影響を抑制することができる。乾燥工程は、分散媒の少なくとも一部を除去可能であれば特に制限されない。例えば、加熱,減圧あるいは送風により乾燥させる手法を用いることができる。このような手法に適用できる装置として温風乾燥機、減圧乾燥機、減圧オーブン、恒温槽、送風機が挙げられる。また、乾燥温度は30℃〜200℃、乾燥時間0.1時間〜2.0時間で行うことができる。 The said manufacturing method may further have the drying process which removes at least one part of the dispersion medium contained in the copper oxide paste after copper oxide paste provision. By drying the applied copper oxide paste, the fluidity of the copper oxide paste is lowered and the shape is stabilized. Moreover, the influence on a conductor process can be suppressed because the residual dispersion medium in the subsequent conductor process process reduces. The drying step is not particularly limited as long as at least a part of the dispersion medium can be removed. For example, a method of drying by heating, decompression or blowing can be used. Devices that can be applied to such a method include a hot air dryer, a vacuum dryer, a vacuum oven, a thermostatic bath, and a blower. The drying temperature can be 30 ° C. to 200 ° C. and the drying time is 0.1 hour to 2.0 hours.
導体化処理工程では、形成された前記酸化銅粒子含有層を導体化処理して金属銅層を形成する。導体化処理の方法は酸化銅を金属銅に還元可能であれば特に制限されない。中でも形成される金属銅層の緻密性の観点から、ギ酸含有雰囲気下で加熱処理する方法であることが好ましい。ギ酸ガスを用いることで、緻密な金属銅膜が生成し、低体積抵抗率で、高い熱伝導性を有する金属銅層を形成することができる。 In the conductor treatment process, the formed copper oxide particle-containing layer is conductorized to form a metal copper layer. There are no particular limitations on the method of conductorization as long as copper oxide can be reduced to metallic copper. Among these, a method of heat treatment in a formic acid-containing atmosphere is preferable from the viewpoint of the denseness of the formed metal copper layer. By using formic acid gas, a dense metal copper film is generated, and a metal copper layer having a low volume resistivity and high thermal conductivity can be formed.
導体化処理に用いるギ酸含有雰囲気におけるギ酸の濃度は、酸化銅を還元可能である限り特に限定されない。例えば、0.01g/L〜2g/Lとすることができる。またギ酸含有雰囲気にはギ酸ガス以外のその他のガス成分が含まれていてもよい。その他のガス成分としてはギ酸と反応しないものであれば特に制限されない。その他のガス成分として酸素を含む場合、酸素とギ酸との混合比率は爆発範囲外であることが好ましい。具体的にはギ酸と空気を混合する場合、ギ酸の濃度が18体積%以下又は51体積%以上であることが好ましい。 The concentration of formic acid in the formic acid-containing atmosphere used for the conductor treatment is not particularly limited as long as copper oxide can be reduced. For example, it can be set to 0.01 g / L to 2 g / L. The formic acid-containing atmosphere may contain other gas components other than formic acid gas. Other gas components are not particularly limited as long as they do not react with formic acid. When oxygen is contained as another gas component, the mixing ratio of oxygen and formic acid is preferably outside the explosion range. Specifically, when formic acid and air are mixed, the concentration of formic acid is preferably 18% by volume or less or 51% by volume or more.
ギ酸ガスの発生方法は特に制限されない。例えば、液状のギ酸に窒素ガスを流通させギ酸ガスを含む窒素ガスを被処理物である酸化銅粒子含有層に提供する方法、ギ酸の沸点である100℃以上に加熱、あるいは減圧してガス状にした後、被処理物に提供する方法を挙げることができる。 The method for generating formic acid gas is not particularly limited. For example, a method of supplying nitrogen gas containing formic acid gas to liquid formic acid and providing it to the copper oxide particle-containing layer that is the object to be treated, heating to a boiling point of formic acid of 100 ° C. or higher, or reducing the pressure to form a gaseous state The method of providing to a to-be-processed object can be mentioned after making it.
また加熱処理の温度は、ギ酸ガスの存在下に酸化銅から金属銅が析出する120℃以上であればよく、処理速度の観点から140℃以上であることが好ましい。処理温度の上限は金属銅層パターンを形成する支持体(例えば基板)の耐熱温度により規定される。さらに処理圧力は、特に制約無く大気圧、減圧、加圧いずれの条件でもよい。 Moreover, the temperature of heat processing should just be 120 degreeC or more which metal copper precipitates from copper oxide in presence of formic acid gas, and it is preferable that it is 140 degreeC or more from a viewpoint of a processing speed. The upper limit of processing temperature is prescribed | regulated by the heat-resistant temperature of the support body (for example, board | substrate) which forms a metal copper layer pattern. Further, the treatment pressure may be any of atmospheric pressure, reduced pressure, and increased pressure without particular limitation.
前記金属銅層の製造方法は、導体化処理工程で形成された金属銅層に、電解めっき処理又は無電解めっき処理するめっき処理工程をさらに有することが好ましい。これにより所望の膜厚を有する金属銅層を形成することができ、厚膜微細配線を効率よく形成することができる。無電解めっき処理する場合、導体化処理工程で形成された金属銅層は、例えばシード層として機能する。また電解めっき処理する場合、導体化処理工程で形成された金属銅層は、例えば極薄銅層として機能する。 It is preferable that the manufacturing method of the said metallic copper layer further has the plating process process of carrying out the electrolytic plating process or the electroless-plating process to the metallic copper layer formed at the conductor process process. Thereby, a metal copper layer having a desired film thickness can be formed, and a thick film fine wiring can be formed efficiently. When the electroless plating process is performed, the metal copper layer formed in the conductor process step functions as a seed layer, for example. Moreover, when performing an electroplating process, the metal copper layer formed at the conductor-conducting process functions, for example, as an ultrathin copper layer.
以上のようにして形成された金属銅層は、緻密で電気伝導性及び熱伝導性に優れているため、導体配線、電極、熱伝導路、放熱の用途に適している。また,このようにして形成された導体パターンは厚真クビ再配線を形成する場合に,無電解めっきのシード層や電解めっきの極薄銅そうとして利用することもできる。 Since the metal copper layer formed as described above is dense and excellent in electrical conductivity and thermal conductivity, it is suitable for use in conductor wiring, electrodes, thermal conduction paths, and heat dissipation. In addition, the conductor pattern formed in this way can be used as a seed layer for electroless plating or an ultrathin copper layer for electrolytic plating when forming a thick neck rewiring.
<導体配線>
本発明の導体配線は、前記金属銅層の製造方法で得られた金属銅層を含むものであれば特に制限はされない。前記金属銅層を含むことで電気導電性に優れる。導体配線は、例えば、支持体である絶縁層上に、所望の形状にパターン形成された金属銅層であり、等の用途に適用できる。
<Conductor wiring>
The conductor wiring of this invention will not be restrict | limited especially if the metal copper layer obtained with the manufacturing method of the said metal copper layer is included. By including the metal copper layer, the electrical conductivity is excellent. The conductor wiring is, for example, a metal copper layer patterned in a desired shape on an insulating layer that is a support, and can be applied to other uses.
<電極>
本発明の電極は、前記金属銅層の製造方法で得られた金属銅層を含むものであれば特に制限はされない。前記金属銅層を含むことで電気導電性に優れる。前記電極は例えば、RFIDアンテナの配線等の用途に適用できる。
<Electrode>
The electrode of this invention will not be restrict | limited especially if the metal copper layer obtained with the manufacturing method of the said metal copper layer is included. By including the metal copper layer, the electrical conductivity is excellent. The electrode can be applied to, for example, an RFID antenna wiring.
<熱伝導路>
本発明の熱伝導路は、前記金属銅層の製造方法で得られた金属銅層を含むものであれば特に制限はされない。前記金属銅層を含むことで熱伝導性に優れる。前記熱伝導路は、例えば、パワーデバイスのサーマルビア等の用途に適用できる。
<Heat conduction path>
The heat conduction path of the present invention is not particularly limited as long as it includes the metal copper layer obtained by the method for producing the metal copper layer. By including the metal copper layer, the thermal conductivity is excellent. The heat conduction path can be applied to uses such as a thermal via of a power device, for example.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.
[製造例1]
無水酢酸銅(II)3.4g(加熱時の濃度0.022mol/kg)を純水680gに溶解して、銅錯体溶液とした。水酸化ナトリウムを1.0mol/kgとなるように純水に溶解してpH調整剤とした。1Lのポリプロピレン製瓶中で、銅錯体溶液全量とpH調整剤の140.1gを混合して密栓して、手で振り混ぜて水酸化銅を含む含水組成物を得た。pHを測定したところ7.3であった。
この混合液を瓶中に密栓したまま、恒温器中で90℃、5時間加熱したところ、黒色の沈殿を得た。
[Production Example 1]
Anhydrous copper acetate (II) 3.4 g (concentration 0.022 mol / kg during heating) was dissolved in 680 g of pure water to obtain a copper complex solution. Sodium hydroxide was dissolved in pure water at 1.0 mol / kg to obtain a pH adjuster. In a 1 L polypropylene bottle, the total amount of the copper complex solution and 140.1 g of the pH adjusting agent were mixed and sealed, and shaken by hand to obtain a water-containing composition containing copper hydroxide. It was 7.3 when pH was measured.
The mixture was sealed in a bottle and heated in a thermostat at 90 ° C. for 5 hours to obtain a black precipitate.
室温に冷却後、上澄みを除き、遠心分離機(11000rpm、10min)にて黒色粉末を分離した。この分離した黒色粉末に純水400mlを加え、超音波洗浄機にかけた後、遠心分離機(11000rpm、15min)にて黒色粉末を分離する操作を2度繰り返して洗浄した。洗浄した黒色粉末を恒温器中、90℃、5時間乾燥させて、酸化銅粒子群を得た。収量1.0g (収率65%) After cooling to room temperature, the supernatant was removed and the black powder was separated with a centrifuge (11000 rpm, 10 min). After adding 400 ml of pure water to the separated black powder and applying it to an ultrasonic cleaner, the operation of separating the black powder with a centrifuge (11000 rpm, 15 min) was repeated twice for washing. The washed black powder was dried in a thermostat at 90 ° C. for 5 hours to obtain a copper oxide particle group. Yield 1.0 g (65% yield)
酸化銅粒子群の走査型電子顕微鏡(SEM)による観察の結果、図1に示すように、平均長径が400nm、平均短径が110nmの長粒状の粒子であった。平均長径及び平均短径は20個の酸化銅粒子について測定し、その算術平均として算出した。また平均短径に対する平均長径の比であるアスペクト比(平均長径/平均短径)は3.6であり、平均中径/平均短径は1.0であり、平均長径/平均中径は3.6であった。また長径の変動係数は14.5%であり、長径の長さの標準偏差を平均値で除して求めた。 As a result of observation of the copper oxide particle group by a scanning electron microscope (SEM), as shown in FIG. 1, it was long granular particles having an average major axis of 400 nm and an average minor axis of 110 nm. The average major axis and the average minor axis were measured for 20 copper oxide particles and calculated as the arithmetic average thereof. The aspect ratio (average major axis / average minor axis), which is the ratio of the average major axis to the average minor axis, is 3.6, the average middle diameter / average minor axis is 1.0, and the average major axis / average middle diameter is 3. .6. The major axis variation coefficient was 14.5%, and was obtained by dividing the standard deviation of the major axis length by the average value.
またX線回折(XRD)測定の結果、図3に示すように、酸化銅粒子は酸化第二銅と酸化第一銅との混相であった。
さらに不活性ガス融解−赤外線吸収法(測定装置:堀場製作所製、EMIA−920V)にて測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる酸素分は18.54質量%であった。また燃焼ガス赤外線吸収法(測定装置:堀場製作所製、EMGA−930)で測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる炭素分は1.45質量%であった。
As a result of X-ray diffraction (XRD) measurement, as shown in FIG. 3, the copper oxide particles were a mixed phase of cupric oxide and cuprous oxide.
Furthermore, the oxygen content contained in the dried copper oxide particles measured by an inert gas melting-infrared absorption method (measuring device: EMIA-920V, manufactured by Horiba, Ltd.) was 18.54% by mass. Moreover, the carbon content contained in the dry copper oxide particles measured by the combustion gas infrared absorption method (measuring device: EMGA-930, manufactured by Horiba, Ltd.) was 1.45% by mass.
[製造例2]
製造例1において、水酸化銅を含む含水組成物にエタノールを20質量%になるように添加した以外は製造例1と同様に酸化銅粒子を調製した。この際、手で振り混ぜた後のpHは7.6であった。得られた酸化銅粒子の収量は1.2g(収率78%)であった。
[Production Example 2]
In Production Example 1, copper oxide particles were prepared in the same manner as in Production Example 1 except that ethanol was added to a water-containing composition containing copper hydroxide so as to be 20% by mass. At this time, the pH after shaking by hand was 7.6. The yield of the obtained copper oxide particles was 1.2 g (yield 78%).
得られた酸化銅粒子群のSEMによる観察の結果を図2に示す。また、平均長径150nm、平均短径30nmの長粒状の粒子であり、製造例1で得られた酸化銅粒子群に比べて小径化した。また平均長径/平均短径は5.0であり、平均中径/平均短径は1.0であり、平均長径/平均中径は5.0であった。 The result of observation by SEM of the obtained copper oxide particle group is shown in FIG. Further, the particles were long granular particles having an average major axis of 150 nm and an average minor axis of 30 nm, which were smaller than the copper oxide particle group obtained in Production Example 1. The average major axis / average minor axis was 5.0, the average middle diameter / average minor axis was 1.0, and the average major axis / average middle diameter was 5.0.
またXRD測定の結果、図3に示すように、酸化銅粒子は酸化第二銅を主成分として構成されていた。
不活性ガス融解−赤外線吸収法にて測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる酸素分は19.4質量%であり、燃焼ガス赤外線吸収法で測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる炭素分は1.61質量%であった。
As a result of the XRD measurement, as shown in FIG. 3, the copper oxide particles were composed mainly of cupric oxide.
The oxygen content contained in the dry copper oxide particles measured by the inert gas melting-infrared absorption method is 19.4% by mass, and the carbon content contained in the dry copper oxide particles measured by the combustion gas infrared absorption method is The amount was 1.61% by mass.
[製造例3]
製造例1において、水酸化銅を含む含水組成物にエタノールを40質量%になるように添加した以外は製造例1と同様に酸化銅粒子を調製した。この際、手で振り混ぜた後のpHは7.7であった。得られた酸化銅粒子の収量は1.2g(収率78%)であった。
[Production Example 3]
In Production Example 1, copper oxide particles were prepared in the same manner as in Production Example 1 except that ethanol was added to a water-containing composition containing copper hydroxide so as to be 40% by mass. At this time, the pH after shaking by hand was 7.7. The yield of the obtained copper oxide particles was 1.2 g (yield 78%).
得られた酸化銅粒子のSEMによる観察の結果、平均長径120nm、平均短径30nmの長粒状の粒子であり、製造例1で得られた酸化銅粒子群に比べて小径化した。また平均長径/平均短径は4.0であり、平均中径/平均短径は1.0であり、平均長径/平均中径は4.0であった。 As a result of observation by SEM of the obtained copper oxide particles, they were long granular particles having an average major axis of 120 nm and an average minor axis of 30 nm, which were smaller than the copper oxide particle group obtained in Production Example 1. Further, the average major axis / average minor axis was 4.0, the average middle diameter / average minor axis was 1.0, and the average major axis / average middle diameter was 4.0.
またXRD測定の結果、図3に示すように、酸化銅粒子は酸化第二銅を主成分として構成されていた。
不活性ガス融解−赤外線吸収法にて測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる酸素分は19.5質量%であり、燃焼ガス赤外線吸収法で測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる炭素分は1.49質量%であった
As a result of the XRD measurement, as shown in FIG. 3, the copper oxide particles were composed mainly of cupric oxide.
The oxygen content contained in the dry copper oxide particles measured by the inert gas melting-infrared absorption method is 19.5% by mass, and the carbon content contained in the dry copper oxide particles measured by the combustion gas infrared absorption method is 1.49% by mass
[製造例4〜6]
製造例1において、無水酢酸銅(II)の添加量を、それぞれ5.0g(0.033mol/kg)、6.8g(0.054mol/kg)、13.6g(0.090mol/kg)とした以外は同様に酸化銅粒子を合成した。
その結果、合成時の原料銅錯体の濃度によらずほぼ同じ粒径の粒子が得られた。下表に合成結果をまとめた。また製造例4で得られた酸化銅粒子群のSEMによる観察の結果を図4に示す。
なお、pH調整剤添加後のpHはそれぞれ7.1、7.4、7.6であった。
さらに燃焼ガス赤外線吸収法で測定した乾燥酸化銅粒子中に含まれる炭素分はそれぞれ1.33質量%、1.41質量%、1.38質量%であった。
[Production Examples 4 to 6]
In Production Example 1, the amount of anhydrous copper acetate (II) added was 5.0 g (0.033 mol / kg), 6.8 g (0.054 mol / kg), and 13.6 g (0.090 mol / kg), respectively. Except that, copper oxide particles were synthesized in the same manner.
As a result, particles having substantially the same particle diameter were obtained regardless of the concentration of the raw material copper complex at the time of synthesis. The synthesis results are summarized in the table below. Moreover, the result of the observation by SEM of the copper oxide particle group obtained in Production Example 4 is shown in FIG.
In addition, pH after pH adjuster addition was 7.1, 7.4, and 7.6, respectively.
Furthermore, the carbon content contained in the dry copper oxide particles measured by the combustion gas infrared absorption method was 1.33% by mass, 1.41% by mass and 1.38% by mass, respectively.
[製造例7]
製造例1において、pH調整剤を184g混合した以外は、同様に酸化銅粒子を調製した。この際、手で振り混ぜた後のpHは12.7であった。収量5g(収率89%)であった。
酸化銅粒子のSEMによる観察の結果、図5にSEM写真を示したようリボン状の粒子形状であった。また種々の大きさを有する粒子形状の混合物であり、またリボン状の粒子が重なっていた。任意に選択した20個の酸化銅粒子から算出された平均長径は734nm、長径の変動係数は33.7%であった。また平均長径/平均短径は73.4であり、平均中径/平均短径は25.3であり、平均長径/平均中径は2.9であった。
[Production Example 7]
In Production Example 1, copper oxide particles were similarly prepared except that 184 g of the pH adjuster was mixed. At this time, the pH after shaking by hand was 12.7. The yield was 5 g (89% yield).
As a result of SEM observation of the copper oxide particles, it was a ribbon-like particle shape as shown in the SEM photograph in FIG. Moreover, it was a mixture of particle shapes having various sizes, and ribbon-shaped particles overlapped. The average major axis calculated from 20 arbitrarily selected copper oxide particles was 734 nm, and the variation coefficient of the major axis was 33.7%. The average major axis / average minor axis was 73.4, the average middle diameter / average minor axis was 25.3, and the average major axis / average middle diameter was 2.9.
[製造例8〜10]
製造例1において、無水酢酸銅(II)3.4gを純水170gに溶解し、pHを測定しながらpH調整剤を下表に示した所定のpHとなるように加え、銅イオン濃度が0.022mol/kgとなるように調整したこと以外は同様にして酸化銅粒子を合成した。下表に合成結果をまとめた。また酸化銅粒子群のSEMによる観察の結果を図6〜図8に示す。図6は製造例8で得られた酸化銅粒子群である。図7は製造例9で得られた酸化銅粒子群である。図8は実施例10で得られた酸化銅粒子群である。
[Production Examples 8 to 10]
In Production Example 1, 3.4 g of anhydrous copper acetate (II) was dissolved in 170 g of pure water, and a pH adjuster was added while measuring the pH so that the predetermined pH shown in the table below was obtained. Copper oxide particles were synthesized in the same manner except that the concentration was adjusted to 0.022 mol / kg. The synthesis results are summarized in the table below. Moreover, the result of the observation by SEM of a copper oxide particle group is shown in FIGS. FIG. 6 shows a group of copper oxide particles obtained in Production Example 8. FIG. 7 shows the copper oxide particle group obtained in Production Example 9. FIG. 8 shows the copper oxide particle group obtained in Example 10.
[製造例11]
硝酸銅(II)を純水に溶解し、1.0mol/Lの銅錯体溶液とした。水酸化ナトリウムを純水に溶解し、2.0mol/LのpH調整液とした。200mLのポリプロピレン製瓶中で、100mL純水と銅錯体溶液20mL及びpH調製液20mLを混合して密栓をした後、手で振り混ぜて水酸化銅を含む含水組成物を得た。pHを測定したところ6.4であった。
この混合液を瓶中に密栓したまま恒温器中20℃、9時間放置したところ黒色の沈殿物を得た。
室温で上澄みを除き遠心分離機(11000rpm、10min)にて黒色粉末を分離した。この分離した黒色粉末に純水400mlを加え、超音波洗浄機にかけた後、遠心分離機(11000rpm、15min)にて黒色粉末を分離する操作を2度繰り返して洗浄した。洗浄した黒色粉末を恒温器中、90℃、5時間乾燥させて、酸化銅粒子群を得た。収量1.68g(収率18.9%)。
酸化銅粒子群の操作型電子顕微鏡(SEM)観察の結果、平均長径が320nm、平均短径が21nmの長粒状の粒子であった。また平均長径/平均短径は15.2であり、平均中径/平均短径は3.0であり、平均長径/平均中径は5.0であった。
[Production Example 11]
Copper (II) nitrate was dissolved in pure water to obtain a 1.0 mol / L copper complex solution. Sodium hydroxide was dissolved in pure water to obtain a 2.0 mol / L pH adjusting solution. In a 200 mL polypropylene bottle, 100 mL pure water, 20 mL of a copper complex solution and 20 mL of a pH adjusting solution were mixed and sealed, and then shaken by hand to obtain a water-containing composition containing copper hydroxide. It was 6.4 when pH was measured.
This mixed solution was left in a thermostatic chamber at 20 ° C. for 9 hours while being sealed in a bottle to obtain a black precipitate.
The supernatant was removed at room temperature and the black powder was separated with a centrifuge (11000 rpm, 10 min). After adding 400 ml of pure water to the separated black powder and applying it to an ultrasonic cleaner, the operation of separating the black powder with a centrifuge (11000 rpm, 15 min) was repeated twice for washing. The washed black powder was dried in a thermostat at 90 ° C. for 5 hours to obtain a copper oxide particle group. Yield 1.68 g (18.9% yield).
As a result of the operation electron microscope (SEM) observation of the copper oxide particle group, the particles were long granular particles having an average major axis of 320 nm and an average minor axis of 21 nm. The average major axis / average minor axis was 15.2, the average middle diameter / average minor axis was 3.0, and the average major axis / average middle diameter was 5.0.
[製造例12]
硝酸銅(II)を純水に溶解し、0.10mol/Lの銅錯体溶液とした。水酸化ナトリウムを純水に溶解し、0.20mol/LのpH調整液とした。200mLのポリプロピレン製瓶中で、100mL純水と銅錯体溶液20mL及びpH調製液20mLを混合して密栓をした後、手で振り混ぜて水酸化銅を含む含水組成物を得た。pHを測定したところ6.4であった。
この混合液を瓶中に密栓したまま恒温器中20℃、5日間放置したところ黒色の沈殿物を得た。
室温で上澄みを除き遠心分離機(11000rpm、10min)にて黒色粉末を分離した。この分離した黒色粉末に純水400mlを加え、超音波洗浄機にかけた後、遠心分離機(11000rpm、15min)にて黒色粉末を分離する操作を2度繰り返して洗浄した。洗浄した黒色粉末を恒温器中、90℃、5時間乾燥させて、酸化銅粒子群を得た。
酸化銅粒子群の操作型電子顕微鏡(SEM)観察の結果、平均長径が206nm、平均短径が77nmの長粒状の粒子であった。また平均長径/平均短径は2.7であり、平均中径/平均短径は1.3であり、平均長径/平均中径は2.1であった。
下表に合成結果をまとめた。なお、表1中「−」は未評価を意味する。
[Production Example 12]
Copper (II) nitrate was dissolved in pure water to obtain a 0.10 mol / L copper complex solution. Sodium hydroxide was dissolved in pure water to obtain a pH adjusting solution of 0.20 mol / L. In a 200 mL polypropylene bottle, 100 mL pure water, 20 mL of a copper complex solution and 20 mL of a pH adjusting solution were mixed and sealed, and then shaken by hand to obtain a water-containing composition containing copper hydroxide. It was 6.4 when pH was measured.
When this mixed solution was left sealed in a bottle at 20 ° C. for 5 days while being sealed in a bottle, a black precipitate was obtained.
The supernatant was removed at room temperature and the black powder was separated with a centrifuge (11000 rpm, 10 min). After adding 400 ml of pure water to the separated black powder and applying it to an ultrasonic cleaner, the operation of separating the black powder with a centrifuge (11000 rpm, 15 min) was repeated twice for washing. The washed black powder was dried in a thermostat at 90 ° C. for 5 hours to obtain a copper oxide particle group.
As a result of the operation electron microscope (SEM) observation of the copper oxide particle group, the particles were long granular particles having an average major axis of 206 nm and an average minor axis of 77 nm. Further, the average major axis / average minor axis was 2.7, the average middle diameter / average minor axis was 1.3, and the average major axis / average middle diameter was 2.1.
The synthesis results are summarized in the table below. In Table 1, “-” means not evaluated.
[実施例1]
(酸化銅ペーストの調製)
製造例1で得られた酸化銅粒子25gをポリ容器に秤量し、固形分50質量%となるようにテルピネオール(20℃における蒸気圧:24Pa)25gを加えて混合液を得た。これをシンキー社製攪拌機(あわとり練太郎 ARE−310)で攪拌した後、水浴で冷却しながら日本精機製作所製超音波ホモジナイザUS−600CCVPを用いて、超音波端子深さ約3cm/出力600W/振動数19.5kHz/振幅数26.5μmで途中スパチュラを用いて攪拌しながら合計7分間分散処理した。分散処理後、ナイロンメッシュ(目開き100μm)に通じて異物を除去した後、蓋付きのポリ瓶に内容物を移し、室温で冷却して酸化銅ペーストを得た。
コーンプレートを装着した粘弾性測定装置(Anton Paar社製、MCR−301)を用いてCassonの平衡粘度を測定したところ、0.09Pa・sであった。
[Example 1]
(Preparation of copper oxide paste)
25 g of the copper oxide particles obtained in Production Example 1 were weighed into a plastic container, and 25 g of terpineol (vapor pressure at 20 ° C .: 24 Pa) was added so that the solid content was 50% by mass to obtain a mixed solution. After stirring this with a stirrer manufactured by Shinky Co., Ltd. (Awatori Nertaro ARE-310), using an ultrasonic homogenizer US-600CCVP manufactured by Nippon Seiki Seisakusho while cooling in a water bath, an ultrasonic terminal depth of about 3 cm / output 600 W / Dispersion treatment was performed for a total of 7 minutes while stirring with a spatula at a frequency of 19.5 kHz / amplitude of 26.5 μm. After the dispersion treatment, foreign matter was removed through a nylon mesh (aperture 100 μm), and then the contents were transferred to a plastic bottle with a lid and cooled at room temperature to obtain a copper oxide paste.
When the equilibrium viscosity of Casson was measured using a viscoelasticity measuring device (MCR-301, manufactured by Anton Paar) equipped with a cone plate, it was 0.09 Pa · s.
(スクリーン印刷及び導体化)
PENフィルム(ポリエチレンナフタレートフィルム、膜厚125μm)上に、ナイロンメッシュ刷版(310メッシュ、L/S=100μm/100μm)と、手刷りスクリーン印刷機を用いて、調製した酸化銅ペーストを塗布した。180℃のホットプレート上で15分乾燥させて酸化銅粒子含有層のパターンが形成された試験片を得た。得られた試験片について顕微鏡観察を行い、下記評価基準に従って評価した。
(Screen printing and conductorization)
The prepared copper oxide paste was applied onto a PEN film (polyethylene naphthalate film, film thickness 125 μm) using a nylon mesh printing plate (310 mesh, L / S = 100 μm / 100 μm) and a hand-printed screen printer. . The test piece in which the pattern of the copper oxide particle content layer was formed was dried for 15 minutes on a 180 degreeC hotplate. The obtained test piece was observed with a microscope and evaluated according to the following evaluation criteria.
(評価基準)
A:L/S=100μm/100μm刷版で印刷時、ショートなく印刷可能であった。
B:L/S=100μm/100μm刷版で印刷時、カスレが生じラインが断裂した。
C:L/S=100μm/100μm刷版で印刷時、にじみが生じライン間がショートした。
(Evaluation criteria)
A: When printing with a printing plate of L / S = 100 μm / 100 μm, printing was possible without short circuit.
B: When printing with a printing plate of L / S = 100 μm / 100 μm, a blur occurred and the line was broken.
C: When printing with a printing plate of L / S = 100 μm / 100 μm, bleeding occurred and a line short-circuited.
また形成された酸化銅粒子含有層パターンは、L/S=165μm/35μm、配線高さ3.0μmであった。図13に形成された酸化銅粒子含有層パターンの拡大写真を示した。印刷された酸化銅粒子含有層パターン間に接触(ショート)は無く、酸化銅粒子含有層パターンは独立して形成されており、印刷性良好であった。 The formed copper oxide particle-containing layer pattern had L / S = 165 μm / 35 μm and a wiring height of 3.0 μm. The enlarged photograph of the copper oxide particle content layer pattern formed in FIG. 13 was shown. There was no contact (short) between the printed copper oxide particle-containing layer patterns, and the copper oxide particle-containing layer patterns were independently formed, and the printability was good.
上記で得られた試験片を、サンプル温度175℃、ギ酸ガス温度60℃、処理時間1時間の処理条件でギ酸ガス処理して、導体層を形成した。
得られた導体層の表面抵抗は2.1×10−2Ω/□であった。またこれをFIB断面加工してSIM観察したところ、平均膜厚690nmであった。図17にSIM写真を示した。なお、導体層の表面抵抗は低抵抗率計(三菱化学株式会社製Loresta−GP(MCP−T610))を用いて4端子4探針法で測定した。
The test piece obtained above was treated with formic acid gas under the treatment conditions of a sample temperature of 175 ° C., a formic acid gas temperature of 60 ° C., and a treatment time of 1 hour to form a conductor layer.
The surface resistance of the obtained conductor layer was 2.1 × 10 −2 Ω / □. Moreover, when this was subjected to FIB cross-section processing and SIM observation, the average film thickness was 690 nm. FIG. 17 shows a SIM photograph. The surface resistance of the conductor layer was measured by a 4-terminal 4-probe method using a low resistivity meter (Loresta-GP (MCP-T610) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
[実施例2〜11]
実施例1において、製造例1で得られた酸化銅粒子の代わりに製造例2〜6及び8〜12で得られた酸化銅粒子をそれぞれ用いたこと以外は実施例1と同様にして酸化銅ペーストをそれぞれ調製した。得られた酸化銅ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にしてスクリーン印刷を及び導体化処理を行ない、同様にして評価した。
[実施例12]
実施例1において、製造例1で得られた酸化銅粒子の代わりに棒状酸化銅粒子(ケミライト社製;酸化銅ナノ粒子、平均長径845nm、長径の変動係数8.1%、平均短径115nm、平均長径/平均短径=7.3、平均中径/平均短径=3.0、平均長径/平均中径=2.4)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして酸化銅ペーストをそれぞれ調製した。得られた酸化銅ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にしてスクリーン印刷を及び導体化処理を行ない、同様にして評価した。
[Examples 2 to 11]
In Example 1, copper oxide particles obtained in Production Examples 2 to 6 and 8 to 12 were used in the same manner as in Example 1 except that the copper oxide particles obtained in Production Examples 1 to 6 and 8 to 12 were used in place of the copper oxide particles obtained in Production Example 1. Each paste was prepared. Screen printing and conductorization treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained copper oxide paste was used, and evaluation was performed in the same manner.
[Example 12]
In Example 1, instead of the copper oxide particles obtained in Production Example 1, rod-shaped copper oxide particles (manufactured by Chemilite; copper oxide nanoparticles, average major axis 845 nm, major axis variation coefficient 8.1%, average minor axis 115 nm, Copper oxide in the same manner as in Example 1 except that average major axis / average minor axis = 7.3, average middle diameter / average minor axis = 3.0, and average major axis / average middle diameter = 2.4). Each paste was prepared. Screen printing and conductorization treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained copper oxide paste was used, and evaluation was performed in the same manner.
[実施例13]
実施例1において、固形分が60質量%となるようにテルピネオールの配合量を変更したこと以外は実施例1と同様にして酸化銅ペーストを調製した。
[Example 13]
In Example 1, the copper oxide paste was prepared like Example 1 except having changed the compounding quantity of terpineol so that solid content might be 60 mass%.
(スクリーン印刷)
PENフィルム(ポリエチレンナフタレートフィルム、膜厚125μm)上に、ナイロンメッシュ刷版(400メッシュ、L/S=50μm/50μm)と、手刷りスクリーン印刷機を用いて、調製した酸化銅ペーストを塗布した。180℃のホットプレート上で15分乾燥させて酸化銅粒子含有層のパターンが形成された試験片を得た。得られた試験片について顕微鏡観察を行い、下記評価基準に従って評価した。
(Screen printing)
The prepared copper oxide paste was applied onto a PEN film (polyethylene naphthalate film, film thickness 125 μm) using a nylon mesh printing plate (400 mesh, L / S = 50 μm / 50 μm) and a hand-printed screen printer. . The test piece in which the pattern of the copper oxide particle content layer was formed was dried for 15 minutes on a 180 degreeC hotplate. The obtained test piece was observed with a microscope and evaluated according to the following evaluation criteria.
(評価基準)
A°:L/S=50μm/50μm刷版で印刷時、ショートなく印刷可能であった。
B°:L/S=50μm/50μm刷版で印刷時、カスレが生じラインが断裂した。
C°:L/S=50μm/50μm刷版で印刷時、にじみが生じライン間がショートした。
(Evaluation criteria)
A °: L / S = 50 μm / 50 μm When printing with a printing plate, printing was possible without a short circuit.
B.degree .: L / S = 50 .mu.m / 50 .mu.m When printing on a printing plate, scraping occurred and the line was broken.
C.degree .: L / S = 50 .mu.m / 50 .mu.m When printing on a printing plate, bleeding occurred and the lines were short-circuited.
また形成された酸化銅粒子含有層パターンは、L/S=73μm/27μm、配線高4.7μmであった。また図14に形成された酸化銅粒子含有層パターンの拡大写真を示した。図14に示すように酸化銅粒子含有層パターンが、互いに接触(ショート)することなく独立して形成されており、印刷性は良好で、A°の評価であった。 The formed copper oxide particle-containing layer pattern had L / S = 73 μm / 27 μm and a wiring height of 4.7 μm. Moreover, the enlarged photograph of the copper oxide particle content layer pattern formed in FIG. 14 was shown. As shown in FIG. 14, the copper oxide particle-containing layer patterns were formed independently without contacting (shorting) with each other, the printability was good, and the evaluation was A °.
[比較例1]
実施例1において、製造例1で得られた酸化銅粒子の代わりに製造例7で得られた酸化銅粒子を用いたこと以外は実施例1と同様にして酸化銅ペーストを調製した。
得られた酸化銅ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にしてスクリーン印刷を行ない、同様にして評価した。形成された酸化銅粒子含有層間に接触(ショート)が有り、さらにカスレによるラインの断裂があり、酸化銅粒子含有層パターンの印刷性が悪かった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, a copper oxide paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the copper oxide particles obtained in Production Example 7 were used instead of the copper oxide particles obtained in Production Example 1.
Screen printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained copper oxide paste was used, and evaluation was performed in the same manner. There was a contact (short) between the formed copper oxide particle-containing layers, and the lines were broken due to creaking, so that the printability of the copper oxide particle-containing layer pattern was poor.
[比較例2]
実施例1において、製造例1で得られた酸化銅粒子の代わりに球状酸化銅粒子(シーアイ化成社製;酸化銅ナノ粒子、平均長径70nm、長径の変動係数6.7%、平均長径/平均短径=1.0、平均長径/平均中径=1.0を用いたこと以外は実施例1と同様にして酸化銅ペーストを調製した。
[Comparative Example 2]
In Example 1, instead of the copper oxide particles obtained in Production Example 1, spherical copper oxide particles (manufactured by CI Kasei Co., Ltd .; copper oxide nanoparticles, average major axis 70 nm, major axis variation coefficient 6.7%, average major axis / average A copper oxide paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that minor axis = 1.0 and average major axis / average middle diameter = 1.0 were used.
得られた酸化銅ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にしてスクリーン印刷を行ない、同様にして評価した。さらに実施例1と同様にして導体化処理を行なった。
得られた配線はL/S=190μm/10μm、配線高2.8μmであった。また図15に形成されたパターンの拡大写真を示した。図15に示すように酸化銅粒子含有層パターンが、部分的に接触してショート部分が形成されており、印刷性不良であった。
また導体化処理後の表面抵抗は2.2×10−2Ω/□であった。
Screen printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained copper oxide paste was used, and evaluation was performed in the same manner. Further, conductorization treatment was performed in the same manner as in Example 1.
The obtained wiring had L / S = 190 μm / 10 μm and a wiring height of 2.8 μm. Moreover, the enlarged photograph of the pattern formed in FIG. 15 was shown. As shown in FIG. 15, the copper oxide particle-containing layer pattern was in partial contact with each other to form a short portion, resulting in poor printability.
Further, the surface resistance after the conductor treatment was 2.2 × 10 −2 Ω / □.
[比較例3]
実施例1において、製造例1で得られた酸化銅粒子の代わりに板状酸化銅粒子(ケミライト社製、酸化銅ナノ粒子、平均長径1.7μm、長径の変動係数15.7%、平均短径0.08μm、平均長径/平均短径=21.3、平均中径/平均短径=12.0、平均長径/平均中径=1.8)を用いたこと以外は実施例1と同様にして酸化銅ペーストを調製した。
[Comparative Example 3]
In Example 1, instead of the copper oxide particles obtained in Production Example 1, plate-like copper oxide particles (manufactured by Chemilite, copper oxide nanoparticles, average major axis 1.7 μm, major axis variation coefficient 15.7%, average minor Example 1 except that 0.08 μm diameter, average major axis / average minor axis = 21.3, average middle diameter / average minor axis = 12.0, average major axis / average middle diameter = 1.8) A copper oxide paste was prepared.
得られた酸化銅ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にしてスクリーン印刷を行ない、同様にして評価した。さらに実施例1と同様にして導体化処理を行なった。
得られた配線はL/S=101μm/99μm、配線高8.4μmであった。また図16に形成されたパターンの拡大写真を示した。図16に示すように酸化銅粒子含有層パターンが、部分的に接触してショート部分が形成されており、印刷性不良であった。
また導体化処理後の表面抵抗は7.6×10−2Ω/□であった。
Screen printing was performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained copper oxide paste was used, and evaluation was performed in the same manner. Further, conductorization treatment was performed in the same manner as in Example 1.
The obtained wiring had L / S = 101 μm / 99 μm and a wiring height of 8.4 μm. Moreover, the enlarged photograph of the pattern formed in FIG. 16 was shown. As shown in FIG. 16, the copper oxide particle-containing layer pattern was in partial contact with each other to form a short portion, and the printability was poor.
Further, the surface resistance after the conductor treatment was 7.6 × 10 −2 Ω / □.
[比較例4]
実施例1において、製造例1で得られた酸化銅粒子の代わりに球状酸化銅粒子(中山組社製、酸化銅ナノ粒子、平均長径215nm、長径の変動係数55.0%、平均短径196nm、平均長径/平均短径=1.1、平均中径/平均短径=1.0、平均長径/平均中径=1.1)を用いたこと以外は実施例1と同様にして酸化銅ペーストを調製した。得られた酸化銅ペーストを用いたこと以外は実施例1と同様にしてスクリーン印刷を及び導体化処理を行ない、同様にして評価した。
[Comparative Example 4]
In Example 1, instead of the copper oxide particles obtained in Production Example 1, spherical copper oxide particles (manufactured by Nakayama Gumi Co., Ltd., copper oxide nanoparticles, average major axis 215 nm, major axis variation coefficient 55.0%, average minor axis 196 nm Copper oxide in the same manner as in Example 1 except that average major diameter / average minor diameter = 1.1, average middle diameter / average minor diameter = 1.0, and average major diameter / average middle diameter = 1.1). A paste was prepared. Screen printing and conductorization treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that the obtained copper oxide paste was used, and evaluation was performed in the same manner.
以上から、本発明の酸化銅ペーストを用いることで、高精細で低抵抗な金属銅層を精度よく形成可能であることが分かる。 From the above, it can be seen that a high-definition and low-resistance metal copper layer can be formed with high accuracy by using the copper oxide paste of the present invention.
1 酸化銅粒子
2 長径の長さ
3 中径の長さ
4 短径の長さ
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