含镍油墨制造技术

一种含镍油墨，其是由将镍粒子分散在分散介质中而形成的，并含有甲基二甲氧基硅烷偶联剂，其中，所述分散介质含有在常温下的沸点为３００℃以下的二醇、碳原子数为３～１０的烷氧基乙醇和碳原子数为２～８的醚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含镍油墨。本专利技术还涉及烧成该含镍油墨的涂膜而形 成的导体膜及其制备方法。
技术介绍
近年来，作为利用了纳米级粒径的金属纳米粒子的电路图案形成技术， 已多次提出用喷墨印刷装置或分配器涂布装置将导电性金属油墨(含有金 属纳米粒子的金属油墨)直接描画到各种基板上、然后通过烧成得到作为导 体的配线或电极的方法。作为利用金属纳米粒子向各种基板上通过低温烧 成以形成电路图案的技术，已知例如专利文献1中所公开的技术。另外， 作为用导电性金属油墨并利用喷墨印刷法形成电路的技术，已知例如专利文献2中所公开的技术。通过喷墨方式等将导电性金属油墨直接印刷于基板的方法，由于与一 直以来广泛普及的利用光刻法的电路图案形成技术相比，工序数少且从工 序排出的废弃物数量少，所以作为能够显著减少生产成本的技术而倍受关 注。作为这种现有的方法，例如作为在各种基板上形成电路图案的方法， 有例如专利文献3中所公开的光刻法。如此，技术从光刻法进步到喷墨印刷法或分配器涂布法，在基板上的 电路形成能够变得更加简便和便宜。但是，通过喷墨印刷法或分配器涂布 法并利用导电性油墨的电路形成技术并没有成为广泛普及的技术。其原因 主要可列举出如下(i) (ii)的理由。(i) 由于形成的导体膜对各种基板的粘附性差，所以根本不能满足作为 电路基板的基本特性。(ii) 形成的导体膜的表面平滑性不充分。通常，由于电路为包含基材层 的层叠结构体，所以如果导体膜表面的平滑性不充分，则从各种意义上来说利用领域都受到限制。例如，产生如下的不良状况即使想在粗糙的导 体膜表面形成异种成分层，但由于受到基底的导体膜表面的粗糙度的影响， 异种成分层也不能维持良好的膜厚均一性等。上述(i)的问题很大程度上源于构成导电性油墨的分散介质方面的特 性。其原因在于，加热烧成印刷的油墨而形成的导体膜与基材的粘附性依 赖于分散介质中所含的粘合剂成分与基材的化学反应。(ii)的问题很大程度 上源于构成导电性油墨的金属粉(金属粒子)和分散介质双方的特性。具体而 言，如果金属粒子本身粗大，则根本不可能形成具有光滑表面的导体膜， 这是显而易见的。而且，在印刷后的油墨的烧成中分散介质气化，如果从 导体膜内部挥散的气体产生等变得剧烈，则不能使导体膜表面平滑。另外，关于油墨中所含的粘合剂成分，专利文献4中公开了使用具有 巯基或氨基的硅烷偶联剂。作为金属粒子使用了金、银、钿、铜、钯，但 是没有使用镍。另外专利文献4中记载的油墨由于是粘性较高的糊状物， 因此很难说适于喷墨印刷用。专利文献l:日本特开2002-334618号公报 专利文献2:日本特开2002-324966号公报 专利文献3:日本特开平9-246688号公报 专利文献4:日本特开2004-17912
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够消除上述的现有技术具有的种种缺点 的，含有镍微粒的油墨。本专利技术提供一种含镍油墨，其是由将镍粒子分散在分散介质中而形成 的，并含有甲基二甲氧基硅垸偶联剂，其中，所述分散介质含有常温下的 沸点为300°C以下的二醇、碳原子数为3 10的烷氧基乙醇和碳原子数为2 8 的醚。另外，本专利技术提供一种导体膜，其特征在于，其为将上述含镍油墨的 涂膜进行烧成而形成的，且平均表面粗糙度Ra在10nm以下、最大表面粗 糙度Rmax在200nm以下。本专利技术进一步提供一种导体膜的制备方法，其特征在于，将上述含镍 油墨涂布于基板上，然后将形成的涂膜在150 95(TC下进行烧成。具体实施例方式本专利技术的油墨为含有镍微粒的导电性油墨，即含镍油墨。使用含镍油墨形成的导体膜，从其应用领域出发，要求平均表面粗糙度在10mTl以下，最大表面粗糙度Rmax在200nm以下。因此在本专利技术中，以使用纳米镍粒 子为前提，通过将含镍油墨的组成调整成特定的组成，可以提高使用该油 墨形成的导体膜与各种基材的粘附性。该导体膜表现出低电阻，且在表面 平滑性方面优异。本专利技术的含镍油墨是由将镍粒子分散在分散介质中而形成的。汕墨中 含有具有特定结构的硅垸偶联剂。油墨中所含的镍粒子的平均一次粒径优选为3 150nm、特别优选为 3 30nm。通过使用该粒径范围的镍粒子，可以使使用本专利技术的油墨形成的 导体膜的平均表面粗糙度Ra和最大表面粗糙度Rmax为较低的值。另外， 以喷墨印刷方式等使用本专利技术的油墨时，可以防止喷嘴的堵塞。进而，由 使用本专利技术的油墨形成的导体膜制成的配线或电极的膜厚可以减小，容易 形成微细配线或微细电极。作为这样的微粒的镍粒子，可以使用例如本申 请人正在市售的纳米镍粒子NN-20(商品名)。镍粒子的平均一次粒径可以用扫描型电子显微镜观察，通过测定一个 视野中含有的至少200个粒子的粒径，并累计后进行平均而求得。镍粒子的平均一次粒径小是说该粒子细小的根据。但是，即使是微粒， 但如果油墨中粒子之间进行凝聚，作为二次结构体的粒径变大，也会降低 导体膜表面的平滑性。另外，以喷墨印刷方式等使用本专利技术的油墨时有发 生喷嘴堵塞的可能性。从这些观点出发，作为油墨中镍粒子的二次结构体 的凝聚粒的最大粒径优选为0.45pm以下。对镍粒子的形状没有特别限定。镍粒子一般为球状。另外，只要不会 出现油墨随时间的变化变大、或烧成特性恶化、或形成的导体膜的电阻上 升等不良因素，即可以用油酸或硬脂酸等对镍粒子的表面进行处理。油墨中的镍粒子的配合量优选为3~70重量％，更优选为5 70重量％， 进一步优选为5~65重量％，特别优选为5~60重量％，最优选为5~30重量 %。通过将镍粒子的配合量调整到该范围内，可以提高通过烧成得到的导 体膜的表面平滑性，也可以使所述导体膜充分地薄膜化。本专利技术的油墨具有的特征之一在于含有特定结构的硅垸偶联剂、即甲 基二甲氧基硅垸偶联剂。如果烧成含有该硅烷偶联剂的油墨的涂膜而形成 导体膜，则可以提高烧成中的涂膜的尺寸稳定性，得到表面平滑性高的导体膜。另外，可以得到与基材的粘附性高的导体膜。详细而言，考虑到甲基二甲氧基硅烷偶联剂以Si为中心时，由于在甲 氧基的配置上具有直线结构，因此烧成中的收縮主要发生在二维方向上。 其结果是，与三维收缩的情况相比，涂膜的收縮程度减小，所述涂膜的表 面平滑性可以延续至导体膜。另外，从烧成中脱离的基团，由于只是2个 甲氧基中的甲基，所以伴随烧成产生的气体的量减少，因此涂膜不易受损。 由此，涂膜的表面平滑性也可以延续至导体膜。本专利技术中使用的硅烷偶联剂除了 1个甲基和2个甲氧基以外，也可以 具有1个键合在Si上的反应性官能团。本专利技术中使用的硅烷偶联剂具有所述反应性官能团时，对所述反应性官能团的种类没有特别限定。例如可以 使用垸基、氨基、环氧基、乙烯基、苯乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等。作为垸基，可以列举出碳原子数为1~16、特别为1 8的烷基。作 为氨基，可以列举出例如3-氨基丙基、N-2(氨基乙基)3-氨基丙基、N-苯基 -3-氨基丙基等。作为环氧基，可以列举出例如3-环氧丙氧基丙基、2-(3,4-环氧环己基)乙基等。本专利技术中使用的硅垸偶联剂的配合量由其与油墨中所含的镍粒子的配 合量的关系决定。具体而言，优选配合硅垸偶联剂以使硅烷偶联剂/镍粒子 的重量比为0.1-0.5、特别为0.2~0.4。通过将硅烷偶联本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镍油墨，其是由将镍粒子分散在分散介质中而形成的，并含有甲基二甲氧基硅烷偶联剂，其中，所述分散介质含有在常温下的沸点为３００℃以下的二醇、碳原子数为３～１０的烷氧基乙醇和碳原子数为２～８的醚。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：上郡山洋一，泽本裕树，堀内干正，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP