含有金属微粒的油墨制造技术

本发明专利技术涉及含有金属微粒的油墨、该油墨的制造方法、使用该油墨的印刷物的印刷方法、使用该油墨的导电性复合材料的制造方法、以及使用该导电性复合材料的器件。该含有金属微粒的油墨中，构成该金属微粒的金属包含银，该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有金属微粒的油墨


[0001]本专利技术涉及含有金属微粒的油墨、该油墨的制造方法、使用该油墨的印刷物的制造方法、使用该油墨的导电性复合材料的制造方法、及使用该导电性复合材料的器件。

技术介绍

[0002]金属微粒由于能够通过烧结形成具有导电性的金属膜，所以被用于各种电子部件中的电路及电极的形成或构件的接合等中。
[0003]例如，在特开2006
‑
183072号(专利文献1)中，为了提供在200℃以下的烧成温度下呈现充分的导电性的导电膏的原料用的银微粒及含有该银微粒的导电膏，记载有一次粒子的平均粒径为40～350nm、微晶粒径为20～70nm、且平均粒径相对于微晶粒径的比为1～5的银微粒及含有该银微粒的导电膏等。
[0004]在国际公开第2016/125737号(专利文献2)中，为了提供使用银微粒满足300℃以下的低温烧成的要求，同时具有高导电性且改善了热传导率的热传导性膏等，记载有包含一次粒子的平均粒径为40～350nm、微晶粒径为20～70nm、且平均粒径相对于微晶粒径的比为1～5的银微粒、脂肪族伯胺、以及具有磷酸基的化合物的热传导性膏等。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种含有金属微粒的油墨，其中，
[0006]构成该金属微粒的金属包含银，
[0007]该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
为20nm以上50nm以下，
[0008]该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
相对于在粉末X射线衍射测定中从(111)面得到的微晶尺寸L
A
(nm)的比(D
A
/L
A
)为1.6以上3.1以下。
具体实施方式
[0009]作为金属微粒的工业发展之一，进行着使用印刷技术在形成电子电路或电子器件的印刷电子中使用含有金属微粒的油墨的研究。在通过印刷电子制造的电子电路或电子器件的实用化中，为了确保电子电路或电子器件的性能及可靠性，需要能够形成体积电阻率低、且温度变化引起的体积电阻率的变动小的金属膜。
[0010]另外，从该金属微粒的分散稳定性考虑，含有金属微粒的油墨不得不冷藏保存，因此，有时会损害使用该油墨时的可操作性，要求即使在常温(25℃)以上的环境下保存稳定性也优异。
[0011]但是，在专利文献1及2的技术中，烧结金属微粒而形成的金属膜的体积电阻率还不是足够低，也无法充分抑制由温度变化引起的体积电阻率的变动，不能满足对保存稳定性的要求。
[0012]本专利技术涉及能够形成保存稳定性优异、体积电阻率低、且由温度变化引起的体积电阻率的变动小的金属膜的含有金属微粒的油墨、该油墨的制造方法、使用该油墨的印刷
物的制造方法、使用该油墨的导电性复合材料的制造方法、以及使用该导电性复合材料的器件。
[0013]本专利技术人等着眼于通过构成油墨中所含的金属微粒的金属包含银，并将该金属微粒的体积平均粒径、和该金属微粒的体积平均粒径相对于该金属微粒的在粉末X射线衍射测定中从(111)面得到的微晶尺寸的比设为规定的范围，从而能够提高金属微粒的分散稳定性，能够形成良好的金属膜，发现能够提供能够形成保存稳定性优异、体积电阻率低、且温度变化引起的体积电阻率的变动小的金属膜的含有金属微粒的油墨、该油墨的制造方法、使用该油墨的印刷物的制造方法、使用该油墨的导电性复合材料的制造方法、及使用该导电性复合材料的器件。
[0014]即，本专利技术涉及以下的[1]～[5]。
[0015][1]一种含有金属微粒的油墨，其中，
[0016]构成该金属微粒的金属包含银，
[0017]该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
为20nm以上50nm以下，
[0018]该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
相对于在粉末X射线衍射测定中从(111)面得到的微晶尺寸L
A
(nm)的比(D
A
/L
A
)为1.6以上3.1以下。
[0019][2]根据上述[1]所记载的含有金属微粒的油墨的制造方法，包含下述的工序1～3。
[0020]工序1：在5℃以上90℃以下将金属原料化合物进行还原的工序工序2：对工序1中得到的还原物进行冻结干燥的工序
[0021]工序3：在0℃以上70℃以下保管工序2中得到的冻结干燥物1小时以上48小时以下的工序
[0022][3]一种印刷物的制造方法，使用上述[1]所记载的含有金属微粒的油墨对基材进行印刷，得到在该基材上形成有金属膜的印刷物。
[0023][4]一种导电性复合材料的制造方法，使用上述[1]所记载的含有金属微粒的油墨对基材进行印刷，形成包含该基材和金属膜的导电性复合材料。
[0024][5]一种器件，使用通过上述[4]所记载的制造方法得到的导电性复合材料。
[0025]根据本专利技术，能够提供一种能够形成保存稳定性优异、体积电阻率低、且由温度变化引起的体积电阻率的变动小的金属膜的含有金属微粒的油墨、该油墨的制造方法、使用该油墨的印刷物的制造方法、使用该油墨的导电性复合材料的制造方法、以及使用该导电性复合材料的器件。
[0026][含有金属微粒的油墨][0027]本专利技术的含有金属微粒的油墨含有金属微粒，其中，构成该金属微粒的金属包含银，该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
为20nm以上50nm以下，该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
相对于在粉末X射线衍射测定中从(111)面得到的微晶尺寸L
A
(nm)的比(D
A
/L
A
)为1.6以上3.1以下。
[0028]以下，将本专利技术的油墨中所含的金属微粒均称为“金属微粒A”。
[0029]根据本专利技术，实现能够形成保存稳定性优异、体积电阻率低、且由温度变化引起的体积电阻率的变动小的金属膜的效果。其原因尚未确定，但认为如下。
[0030]认为本专利技术的油墨中所含的金属微粒中，通过构成该金属微粒的金属包含银，且
体积平均粒径为规定的值以上，从而抑制基于DLVO理论的凝聚，另外，通过体积平均粒径为规定的值以下从而抑制由于重力而导致的沉淀，金属微粒的分散稳定性提高。还认为通过本专利技术的油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径相对于微晶尺寸的比为规定的范围，从而金属微粒的微晶尺寸较大，降低不稳定的结晶界面，因此，进一步提高金属微粒的分散稳定性。认为通过相对于这些金属微粒的分散稳定性的协同效果，从而油墨的保存稳定性提高。
[0031]在本专利技术中，金属微粒具有由多个微晶构成的多结晶结构，但将金属微粒的体积平均粒径相对于微晶尺寸的比设为规定的范围，并控制表示金属微粒的晶体生长程度的微晶尺寸，从而能够将形成的金属膜的金属结晶限于一定的范围，因此，难以在该金属膜内蓄积应变，能够抑制金属膜中的龟裂等缺陷的产生，其结果，认为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种含有金属微粒的油墨，其中，构成该金属微粒的金属包含银，该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
为20nm以上50nm以下，该油墨中所含的金属微粒的体积平均粒径D
A
相对于在粉末X射线衍射测定中从(111)面得到的微晶尺寸L
A
的比D
A
/L
A
为1.6以上3.1以下，其中微晶尺寸L
A
的单位为nm。2.根据权利要求1所述的含有金属微粒的油墨，其中，微晶尺寸L
A
为5nm以上30nm以下。3.根据权利要求1或2所述的含有金属微粒的油墨，其中，所述金属微粒通过被聚合物b分散而成，聚合物b具有选自羧基及聚氧化烯基中的至少1种。4.根据权利要求3所述的含有金属微粒的油墨，其中，作为聚合物b的含量相对于所述金属微粒及聚合物b的合计含量的质量比，聚合物b/(金属微粒+聚合物b)为0.01以上0.3以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的含有金属微粒的油墨，其中，还含有有机溶剂C及水，作为有机溶剂C的含量相对于有机溶剂C及水的合计含量的质量比，有机溶剂C/(有机溶剂C+水)为0.05以上0.9以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的含有金属微粒的油墨，其中，所述金属微粒的含量为2质量％以上85质量％以下。7.根据权利要求5或6所述的含有金属微粒的油墨，其中，有机溶剂C及水的合计含量为10质量％以上85质量％以下。8.根据权利要求5～7中任一项所述的含有金属微粒的油墨，其中，有机溶剂C包含丙二醇。9.根据权利要求1～8中任一项所述的含有金属微粒的油墨，其中，所述含有金属微粒的油墨用于喷墨印刷。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田友秀，武藤功甫，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：