[发明专利]金属薄膜形成装置和使用该装置的金属薄膜形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成金属薄膜的装置和使用所述装置形成金属薄膜的方法，更具体地说，涉及用于通过微波间接加热，迅速烧结形成于衬底上的金属膜，来形成金属薄膜的装置，及使用所述装置形成金属薄膜的方法。

背景技术

银是一种抗氧化、导电和导热性能优良并具有催化和抗微生物活性的贵金属。因此，银和银化合物被广泛用于工业中，包含合金、电镀、医学、摄影术、电学/电子学、纤维、清洁剂和家用电器。此外，银化合物还可以在有机材料和聚合物的合成中用作催化剂。特别是由于铅在电路和电子电路中的使用受到管制，将银作为例如以下新兴应用中的金属图案和电极的材料引起了广泛关注：低电阻金属导线(low-resistance metal wiring)、印刷电路板(printed circuit board，PCB)、柔性印刷电路(flexible printed circuit，FPC)、射频识别(radio frequency identification，RFID)标签的天线、EMI屏蔽等离子显示屏(plasma display panel，PDP)、薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、柔性显示器和有机薄膜晶体管(organic thin film transistor，OTFT)。

银大多是以包含纳米粒子或银粉、银薄片、粘合剂和溶剂的糊浆形式使用。或者，银化合物(如硝酸银)与另一化合物在水溶液或有机溶剂中反应，获得多种含有纳米粒子的银化合物或有机银化合物。这些有机银化合物用以借助于化学气相沉积法(chemical vapor deposition，CVD)、等离子气相沉积法(plasma vapor deposition)、溅镀法(sputtering)、电镀法(electroplating)、光刻术、电子束技术、激光技术等形成金属图案。

有机银络合物的最常用配位体是羧酸(Prog.Inorg.Chem.，10，第233页(1968))。然而，因为含银金属羧酸盐络合物一般对光敏感，难溶于有机溶剂而且具有较高的分解温度，所以尽管其易于制备但在应用上仍受到限制。

为了解决这个问题，韩国专利特许公开案第2006-97271号中曾提出透明银墨组合物(silver ink composition)以及使用所述组合物形成薄膜的方法，其中，透明银墨组合物具有极佳的稳定性和溶解性、易于形成薄膜，且易于在等于或低于150℃的低温下烧结，而且不管衬底类型如何，都可形成同时具有高传导性的均一而致密的薄膜或图案。

但是，在使用透明银墨组合物形成金属薄膜的情况下，一般使用热板、烘箱、加热炉等，通过电阻加热，在等于或低于400℃的低温下烧结有机银墨组合物3到30分钟。但相关技术的烧结方法存在缺点，如因热处理时间相对较长而造成的生产率较低等。

另外，使用微波的烧结装置也曾被提出并使用以致迅速烧结各种材料，但因为金属不吸收微波而是反射微波，所以这些使用微波的装置无法烧结含金属组合物，如银墨组合物。

发明内容

技术问题

本发明提供形成金属薄膜的装置以及使用所述装置形成金属薄膜的方法，其可以通过微波间接加热，缩短由含金属组合物(如银墨组合物)形成的薄膜或图案的烧结时间。

技术解决方案

根据例示性实施例，形成金属薄膜的装置包含：屏蔽罩；至少一个微波产生单元，其安置于所述屏蔽罩中，用以输出微波；及至少一个微波吸收板，其与所述微波产生单元间隔开，用于以微波间接加热涂有含金属组合物的衬底，其中微波吸收板包含主体以及涂布在所述主体上的透明传导膜。

主体可以是陶瓷衬底。陶瓷衬底可以是透明陶瓷衬底，包含玻璃或石英；或者是不透明陶瓷衬底，包含氧化铝。

透明传导膜可以包括包含金属和氧的化合物或金属和氮的化合物的传导材料。金属和氧的化合物可以是选自氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化锌(zinc oxide，ZnO)和二氧化锡(tin dioxide，SnO₂)的任一者。金属和氮的化合物可以是氮化钛(TiN)或氮化钽(TaN)。

装置可另包含衬底支架(substrate holder)，其用以支撑涂有含金属组合物的衬底。

微波吸收板可以安置于衬底上方的部分、衬底下方的部分和衬底的侧部中的一或多处。

装置可另包含供气单元，其用以将气体供应到屏蔽罩内部。