[发明专利]铜微粒分散体、导电膜形成方法和电路板

说明书

技术领域

本发明涉及铜微粒分散体、使用该铜微粒分散体的导电膜形成方法、以及通过使用该导电膜形成方法生产的电路板。

背景技术

迄今为止存在如下印刷板，其中由铜箔构成的电路通过光刻法形成在衬底上。光刻法包括蚀刻铜箔的步骤，并且处理由蚀刻所产生的废液需要高昂的费用。

已知作为不需要蚀刻的技术的一种方法，在该方法中将通过在分散媒介中(在媒介中)分散铜微粒(铜纳米颗粒)而制备的铜微粒分散体以液滴形式从喷墨打印机中排出到衬底上以形成电路(例如，参见专利文献1)。根据该方法，通过排出液滴在衬底上形成铜微粒分散体的膜，并且在干燥膜之后，通过暴露于光而使膜中的铜微粒熔融并因而赋予膜导电性。据认为，期望铜微粒分散体的粘度小于20mPa·s，以便使分散体能够以液滴形式排出。通过加热至室温或150℃以下的温度干燥铜微粒分散体的膜，从而即便衬底是由树脂制成的，也不会使衬底被热损伤。出于尝试减少干燥后存留的分散媒介的量的目的，选择沸点低于150℃的分散媒介。

然而，由于分散媒介的沸点低，这种铜微粒分散体有可能被过度干燥，导致铜微粒在以液滴形式排出分散体的部分堵塞。相反，分散媒介的高沸点有时会使粘度增加，并因而变得很难以液滴形式排出铜微粒分散体。

引用列表

专利文献

专利文献1：美国专利申请第2008/0286488号

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供适合于以液滴形式排出的铜微粒分散体。

问题的解决方案

本发明的铜微粒分散体包括铜微粒、至少一种含有铜微粒的分散媒介、以及至少一种使得铜微粒分散于分散媒介中的分散剂，其中铜微粒的中心粒径为1nm至100nm，且分散媒介是沸点在150℃至250℃范围内的极性分散媒介。

在这种铜微粒分散体中，分散剂优选是分子量为200至100,000的具有至少一个酸性官能团的化合物或其盐。

在这种铜微粒分散体中，极性分散媒介优选含有质子分散媒介和介电常数为30以上的非质子极性分散媒介中的至少一种。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介优选为具有5至30个碳原子的直链或支链的烷基化合物或烯基化合物，其具有一个羟基。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介可以是具有2至30个碳原子的直链或支链的烷基化合物或烯基化合物，其具有2至6个羟基。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介可以具有1至10个醚键。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介可以具有1至5个羰基。

在这种铜微粒分散体中，非质子极性分散媒介优选选自N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮和碳酸丙二酯。

在这种铜微粒分散体中，分散剂的酸性官能团优选选自磷酸基团、膦酸基团、磺酸基团、硫酸基团和羧基基团。

本发明的导电膜形成方法包括以下步骤：在物体的表面上以液滴形式排出铜微粒分散体以在物体的表面上形成由铜微粒分散体制成的膜，干燥由此形成的膜，以及通过用光照射干燥后的膜的光烧结而形成导电膜。

本发明的电路板包括电路，该电路包括在衬底上通过导电膜形成方法形成的导电膜。

发明的有益效果

根据本发明的铜微粒分散体，由于铜微粒具有小的粒径并含有分散剂，铜微粒的表面被分散媒介分子覆盖，并且经覆盖的铜微粒分散在分散媒介中。由于分散媒介的沸点被调至150℃以上，在以液滴形式排出铜微粒分散体的情况下，可以防止由于分散媒介的干燥引起的排出部分的堵塞。由于分散媒介的沸点被调至250℃以下，可以很容易地干燥通过排出铜微粒分散体而形成的膜。由于极性分散媒介用作分散媒介，由于其高沸点，粘度较低，并因而使铜微粒分散体适合于以液滴形式排出。

具体实施方式

将描述根据本发明的实施方式的铜微粒分散体。铜微粒分散体包括铜微粒、至少一种含有铜微粒的分散媒介、以及至少一种分散剂。该分散剂使得铜微粒分散于分散媒介中。在本实施方式中，铜微粒是中心粒径为1nm至100nm的铜颗粒。使用沸点在150℃至250℃范围内的极性分散媒介作为分散媒介。极性分散媒介是质子性的，或者当其是非质子性时，介电常数为30以上。分散剂是分子量为200至100,000的化合物或其盐，并且其具有至少一个酸性官能团。