[发明专利]导电性涂膜的制造方法和导电性涂膜

说明书

技术领域

本发明涉及与绝缘基板的粘接性和导电性优异的导电性涂膜的制造方法以及利用该制造方法而得到的导电性涂膜。

背景技术

近年来，导电电路已快速地进行了高密度化。目前，对用于形成导电电路的粘合于绝缘基板上的铜箔进行蚀刻而进行图案化的金属面腐蚀(substractive)法，工序长且复杂，并产生大量的废弃物。因此，代替金属面腐蚀法而在导电电路的形成中使用含有导电颗粒的导电性膏的印刷法和涂布法受到了关注。

从导电性和经时稳定性方面考虑，作为导电颗粒使用的金属通常使用银。然而，银不仅昂贵，而且资源量少，并且存在发生于高温高湿度下的电路间的离子迁移的问题。作为代替银用于导电颗粒的金属，可以举出铜。然而，铜粉末在颗粒表面容易形成氧化层，存在因氧化层而使导电性变差这样的缺点。另外，颗粒越小，氧化层的不利影响越显著。因此，为了将铜粉末的氧化层还原，需要在氢等的还原性气氛下以超过300℃的温度进行还原处理，或者在更高温度下进行烧结处理。通过烧结处理虽然能够使导电性接近于块体铜，但能够使用的绝缘基板被限定于陶瓷、玻璃等的耐热性高的材料。

作为聚合物型导电膏，已知有将高分子化合物作为粘合剂树脂的导电膏。聚合物型导电膏能够利用粘合剂树脂确保导电颗粒的固定以及与基材的粘接性，但由于粘合剂树脂阻碍了导电颗粒间的接触，因而使导电性变差。然而，减少导电膏的粘合剂树脂比率时，通常会发生与基材的密合性的降低或含有铜粉末的层的凝聚力的降低等。

另外，关于将铜粉末作为导电颗粒的铜膏，由于铜颗粒表面的氧化的进行，不仅容易发生导电性的恶化，而且即使将氧化层还原，在超过100℃的高温下进行的处理中，也会因铜颗粒表面的氧化层附近的粘合剂树脂的分解和因氧化导致的体积变化所产生的应力等，而容易发生密合性的降低。即，因铜膏中氧化的进行而产生的问题除了导电性的恶化以外有时也有密合性的降低。

在现有技术中，也提出了用于提高由聚合物型导电膏得到的涂膜的导电性的方案。例如，在专利文献1中公开了，通过使用粒径100nm以下的金属微粒，能够以远低于块体金属的熔点的温度进行烧结，得到导电性优异的金属薄膜。另外，专利文献2公开了对使用金属粉膏所形成的涂膜进行过热水蒸气处理。专利文献3公开了将含有磺酸盐基的聚合物作为粘合剂的金属微粒分散体。专利文献4公开了通过在过热水蒸气处理后实施镀敷而得到金属薄膜。

然而，由含有铜粉末的导电膏得到的涂膜的导电性和粘接性期望更进一步提高，还不充分。在利用铜粉末的烧结而进行的导电化中，经常是烧结越进行，收缩应力越增大，密合性越降低，另外，导电性涂膜的厚度越大，收缩应力越大，密合性越降低。另外，在过热水蒸气处理中，处理温度越高，导电性的表现越良好，但存在与绝缘基板的粘接性降低这样的倾向。另外，将含有磺酸盐基的聚合物作为粘合剂的金属微粒分散体可以获得良好的分散，但磺酸盐基向金属微粒的吸附力强，大量含有时，存在降低金属微粒的烧结的倾向。

作为将树脂制的绝缘基板和导电层粘接的技术，在专利文献5中公开了，通过利用在杂环中包含氮的有机化合物对铜箔进行处理，来提高与基板树脂的粘接性。在专利文献6中公开了，通过利用具有硫醇基的杂环化合物对铜箔进行处理，来提高与树脂膜的粘接性。在专利文献7中公开了，利用芳香族二酰基肼处理的铜箔的粘接耐久性提高。另外，在专利文献8中公开了，在对聚酰亚胺树脂层实施等离子体处理后，通过利用氨基化合物对等离子体处理面进行处理，提高与金属的粘接性。

然而，在利用杂环化合物或酰肼化合物的铜表面的处理中，加热的烧结效果不足，导电性的表现变差，或者，存在因处理层的清洗而使特性改变等的问题。另外，在由含有铜粉末的导电膏得到涂膜的情况下，不能像铜箔那样对导电层事先实施处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平03－034211号公报

专利文献2：日本国际公开2010/095672号

专利文献3：日本特开2010－132967号公报

专利文献4：日本特开2011－60653号公报

专利文献5：日本特开昭61－266241号公报

专利文献6：日本特开昭64－53495号公报

专利文献7：日本特开平08－311658号公报

专利文献8：国际公开2008/018399号

发明内容

发明所要解决的课题