[发明专利]导电性油墨

说明书

技术领域

本发明涉及含有金属微粒的导电性油墨。

背景技术

作为在各种基板上形成导电性电路图案的方法，已知有利用光刻法、蚀刻法的方法、丝网印刷法(参考专利文献1和2)。特别是，将金属粒子加工成导电性糊料或导电性油墨、利用丝网印刷法的技术直接进行电路图案的形成的方法，作为比将镀铜层压板的铜箔进行蚀刻加工而形成电路图案的方法工序数更少、可以削减生产成本的技术而正在广泛地普及。

但是，丝网印刷法中难以形成微细的电路图案。因此近年来，作为直接形成微细的电路图案的方法，提出了通过将导电性油墨喷墨印刷的方法来形成电路图案(参考专利文献3)。但是，通过喷墨印刷法形成的印刷图案对于各种材料的基板的粘附性并不充分。其原因在于，印刷图案的粘附性依赖于油墨中所含的有机树脂类。

以提高印刷图案的粘附性为目的，提出了形成Mn的中间层(参考非专利文献1)。但是，由于需要用于形成Mn中间层的工序，因此并不经济。

此外，以提高导电性油墨中的金属粉的分散性为目的，提出了添加硫化合物硫醇、硫脲作为分散剂的方案(参考专利文献4和5)。但是，若硫成份与金属反应而形成金属硫化物，则由于其是非导体，电路的电阻会升高。而且，硫成分容易导致迁移，因此不适合用于要求高可靠性的电子材料。

为了确保导电性，需要通过烧成将存在于金属粉表面的分散剂和溶剂除去，从而使粒子表面之间相接触(参考非专利文献2)。但是，在高温下除去了保护剂的微粒表面的活性极高，因此烧成过度进行，粒子之间会完全熔合。这样，尺寸稳定性成为问题。因此，提出了将有机溶剂中分散有金属微粒的分散液以及含有硅烷偶联剂的糊料涂布于玻璃基板，并在250～300℃的低温下进行烧成(参考专利文献6)。但是，在该方法中，由于使用具有巯基的硅烷偶联剂，因此来自巯基的硫成分与金属反应，形成金属硫化物而导致非导体化。结果，电路的电阻升高。而且，由于Si与Ag的反应性，不能在高温下维持电极形状，耐热耐收缩性存在问题。而且，由于烧成而生成来自硅烷偶联剂的Si的氧化物，但因为该氧化物的玻璃化转变温度低，所以容易由于烧成时的热而熔融，因此难以有效地防止金属微粒彼此的熔合。并且在该方法中，通过利用光刻法的减成法而形成导电性薄膜。因此，工序数变得非常多，而且材料的使用量也增多，不能说是经济的。而且，对环境的负荷也大。

专利文献1：日本特开平9-246688号公报

专利文献2：日本特开平8-18190号公报

专利文献3：日本特开2002-324966号公报

专利文献4：日本特开2005-60816号公报

专利文献5：日本特开2004-311265号公报

专利文献6：日本特开2004-179125号公报

非专利文献1：小田正明，“マスクレス微細配線形成技術の進展”，長野実装フオ一ラム2005予稿集，2005年6月，p9-30

非专利文献2：小田正明，“金属ナノ粒子インクとペ一ストを用いた既存印刷技術にょる成膜”，工業材料，2005年5月，第53卷，第5号，p54-57

发明内容

本发明提供一种导电性油墨，其特征在于，含有金属微粒、无机粘合剂及溶剂，并且该无机粘合剂由含有Ti或Al的偶联剂或螯合物形成。

而且，本发明还提供一种制造导电性薄膜的方法，其特征在于，使用前述导电性油墨，利用添加法在基板上形成印刷图案，然后将该印刷图案在100～950℃下进行烧成。

并且，本发明还提供一种通过将前述导电性油墨进行烧成而形成的导电性薄膜，其中，在该薄膜中，金属微粒维持近似球形的形状，并且该微粒彼此保持电接触。

附图说明

图1是使用由实施例1所得的油墨制造的导电性薄膜的SEM像。

图2是使用由实施例2所得的油墨制造的导电性薄膜的SEM像。

图3是使用由实施例3所得的油墨制造的导电性薄膜的SEM像。

图4是使用由比较例1所得的油墨制造的导电性薄膜的SEM像。

图5是使用由比较例2所得的油墨制造的导电性薄膜的SEM像。

具体实施方式

在本发明的导电性油墨中含有金属微粒、无机粘合剂及溶剂。通过使用该导电性油墨，按照基板上的规定图案形成涂膜并对该涂膜进行烧成，能够形成具有与该图案对应的图案的导电性薄膜。该导电性薄膜的耐热性及耐收缩性优良。而且，与基板的粘附性也优良。具有这样优良特性的导电性薄膜的形成是通过含有前述各成分的本发明的导电性油墨来实现的。