[发明专利]低温烧结性导电性糊料及使用该糊料的导电膜和导电膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电性糊料及使用该糊料制作而成的导电膜以及导电膜的形成方法，即使进行低温处理，也能形成导电性优良的导电电路。

背景技术

包括金属粒子、树脂、以及溶剂的导电性糊料用于电子设备，特别是金属的精细布线。最近，电子设备的小型化趋于显著，从而需要更精细的布线。

不仅是以往使用的陶瓷基板，由高分子组成的基板的使用也处于研究中。然而，这种高分子材料一般耐热性较弱。在利用现有的糊料来形成布线时，为了确保导电性，需要进行热处理(例如，在大气中，以250℃进行1小时的烧结等)，在该热处理中，可能会发生变形。因此，为了能够用在这种基板中，需要一种即使进行低温烧成也能形成导电膜的导电性糊料。

对于即使进行低温烧成也能形成导电膜的导电性糊料，特别是近些年，使用具有不同于微米级粒子的物理特性的纳米级金属粒子(平均一次粒径为200nm以下，以下称作“金属纳米粒子”)的糊料正处于研究中，通过采用金属纳米粒子，能提供一种尤其适用于精细布线的糊料。

然而，由于金属纳米粒子的活性极强，因此容易发生凝聚。因此，大多会在粒子表面形成有机物保护层，从而确保粒子的独立性。然而，虽然这种保护层有助于保存粒子，但在表现金属特性时，有时会成为阻碍因素。具体而言，即使能形成布线，有时也会因电阻较大而无法实际应用。

在专利文献1所记载的技术中，如果对使用纳米级银粒子的导电性糊料添加具有离子交换能力的物质，则能够使银粒子表面的有机保护膜剥离。并且，记载有即使以150℃进行10分钟左右的热处理，也能得到体积电阻率为4～10μΩ·cm的布线。然而，在该公开技术中，需要采用干湿涂布法或湿湿涂布法等特殊涂布方法，因此不适用于形成较复杂的精细布线。

在专利文献2中，公开有如下这种导电性糊料，该导电性糊料中包含如下二元酸中的一种：具有由烷基构成的侧链的二元酸以及具有脂环结构的二元酸，并且该导电性糊料包括环氧树脂及酚醛树脂。根据记载，该导电性糊料中的上述二元酸起到去除银粒子表面的氧化膜的作用，并能通过进行10分钟180℃的热处理，来得到体积电阻率为17～25μΩ·cm的布线。然而，在专利文献2所记载的技术中，无法通过温度低于150℃的热处理来使之表现出足够的导电性。

专利文献3中公开了一种能够利用被羧酸、胺类等覆盖的纳米粒子和氧化银来进行接合的方法。专利文献4、5公开了一种使用被羧酸覆盖的纳米级银粒子来制备导电性糊料的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-132736号公报

专利文献2：日本专利特开2009-298963号公报

专利文献3：日本专利特开2008-166086号公报

专利文献4：日本专利特开2010-132736号公报

专利文献5：日本专利特开2010-153184号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

特别是使用耐热性较差的基板时，希望在不会发生变形等的120℃附近进行热处理。即，在120℃左右的加热温度下、在导电性粒子间会发生接触、烧结从而表现出导电性的导电性糊料具有极高的利用价值，且能应用于各种用途。然而，实际上，在上述现有技术中，在如此的低温下进行处理时，无法提供一种能够形成电阻足够低的导电膜的导电性糊料。

另外，如果能提供一种能实现低电阻化、且不依赖于导电性糊料中所用的树脂种类的糊料，则能够根据其目的对糊料进行设计，而且也能期待应用领域的拓宽。

本发明鉴于上述需求而得以完成。即，本说明书中公开的内容在于提出一种能通过120℃左右的低温热处理来形成、且表现出低体积电阻率的导电膜。更具体而言，在于提供一种导电性糊料，能够在低温处理的条件下形成表现出低电阻特性的导电膜，而不论构成导电性糊料的构成成分的树脂是热固性树脂，还是热塑性树脂，无需将其差异考虑在内。

解决技术问题所采用的技术方案

具体而言，本发明所涉及的、能形成导电膜的导电性糊料是指包含如下物质的导电性树脂：即，被碳原子数为2～6的有机物所覆盖的银粒子、分散剂及树脂、碳原子数为2～8的二羧酸。

上述结构中，碳原子数为2～6的有机物优选为来源于羧酸的物质。这里，来源于羧酸的物质是指包括羧酸或其衍生物的有机物。另外，“衍生物”是指其主要结构具有碳原子数为2～6的羧酸结构，且该分子内的一部分被置换成其它官能团的物质。