包覆银超微粒子及其制造方法技术

根据本发明专利技术，提供一种包覆银超微粒子及其制造方法，所述包覆银超微粒子作为在耐热性低的柔性印刷基材上也可以使用的能够进行低温烧结的导电性形成材料。本发明专利技术的包覆银超微粒子粒径为30nm以下，由保护分子胺包覆，其特征在于，在热重量分析中160℃的温度下的重量减少率为30％以上，而且，在100℃以下的温度下在1小时以内烧结而成为银色的烧结膜。该包覆银超微粒子通过如下方法来制备，即，将通过加热进行分解而生成金属银的银化合物和烷基胺、烷基二胺进行混合，形成络合物，将其进行加热，由此，将该银化合物进行热分解。

【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对溶剂的分散性优异、在柔性印刷基板上等通过低温烧结显现良好的导电性的纳米尺寸的、以及使用有该包覆银超微粒子的烧结银粘附物。本申请基于2009年4月17日在日本提交的日本专利申请特愿2009_100拟6号及 2010年3月3日在日本提交的日本专利申请特愿2010-047170号，主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
近年来，半导体设备等电子部件的进展的同时，安装这些电子部件的印刷线路板有很大发展，二者成为引发电子设备显著进步的背景。而且，许多电子设备小型、薄型、轻量化，而且要求生产率的提高，因此，对印刷线路板也进一步需要与其对应的各种创意、改善。 特别是，因此要求电子部件的导电性配线形成用材料的安装的高速化及高密度化。在这样的情况下，只要是在更低的温度下可以安装配线形成材料的材料，就不仅对作为柔性印刷线路板已经被使用的聚酰亚胺、而且对PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或聚丙烯等耐热性低于聚酰亚胺的、加工容易的各种有机高分子基板都可以形成微细的电子电路，因此，这种新的材料的出现受到期待。随着喷墨印刷技术的进展，目前，纳米尺寸的金属微粒子作为这种材料之一受到期待，对于纳米尺寸的金属微粒子的研究一直在进行中(例如非专利文献1)。但是，迄今为止，由于最低的烧结温度是150°C，因此，对能够在进一步低温下烧结的材料存在着需求。另外，从节省资源、生态学的观点出发，对在这样的金属超微粒子的合成中所使用的大量的反应溶剂、过量的保护分子、含有由还原剂生成的副产物的废弃物的产生，也要求进行改善。在迄今为止的研究中，例如在专利文献1中，关于将2种以上过渡金属盐和胺化合物在惰性氛围中进行热处理的复合金属超微粒子的制造方法已公开。公开有形成粒径为纳米(nm)水平的超微粒子，这些超微粒子倾向于分散在甲苯、己烷、轻石油、石油醚、乙醚等非极性溶剂中，在200°C 300°C的热处理下进行烧结。但是，这些超微粒子是否显示导电性尚不清楚。另外，由于热处理温度为200°C以上，因此，作为加工性良好的有机基板，也只能使用耐热性相当优异的聚酰亚胺等。另外，在专利文献2中公开有仅在以作为不饱和长链脂肪族胺的油胺为必要构成条件使草酸银和饱和脂肪族胺反应的情况下，可得到粒径一致的包覆银超微粒子。但是， 关于所得的包覆银超微粒子对溶剂的分散性、烧结温度和其导电性，并不一定进行了充分的研究，也没有公开。实际上需要进行进一步的改善。专利文献1、2中记载的银超微粒子在与银的熔点相比低得多的200°C左右的温度下进行烧结而形成金属覆膜的理由，被认为是由于那样的银超微粒子具有非常大的比表面积，因此，其表面张力缩小表面积的倾向非常大。因此，在欲进行低温烧结时，需要通过尽可能缩小银超微粒子的平均粒径来提供大的比表面积。但是，产生如下问题仅想制造平均粒径小的银超微粒子时，在其制造过程中，银超微粒子具有的表面张力使得粒子凝聚(烧结)，结果，只能得到不再产生低温烧结的粗大的粒子。为了消除这样的问题而稳定地制造微细的银超微粒子、另外提高所制造的银超微粒子的可保存性，在专利文献2中记载的银超微粒子中，如上所述，以作为不饱和长链脂肪族胺的油胺为必须构成条件，利用草酸银的分解制造银超微粒子，同时，将制成的银超微粒子的表面用该油胺保护，由此，制造出具有20nm左右的平均粒径的银超微粒子。在该银超微粒子中，在银超微粒子的表面存在油胺分子而防止银粒子的表面彼此直接接触，由此来防止在制造过程或保存中银超微粒子发生不被期望的烧结、凝聚。现有技术文献专利文献1 日本特开2005-298921号公报专利文献2 日本特开2008-214695号公报非专利文献非专利文献1 河染满等，《粉碎》，No. 50，p27-31 (2006/2007)
技术实现思路
但是，产生如下问题如上所述，在利用作为不饱和长链脂肪族胺的油胺保护其表面的银超微粒子中，实际上在使用该银超微粒子欲进行烧结的情况下，也会因该油胺的存在而妨碍银超微粒子表面的接触，使得烧结温度无法充分降低。在本专利技术中，其课题在于，解决这样的问题，提供一种，所述包覆银超微粒子在其制造过程或保存中充分地生成银超微粒子，防止其凝聚(烧结)，同时，在想要烧结该银超微粒子的情况下，在低温下产生烧结。具体而言，其课题在于， 提供一种，所述包覆银超微粒子作为在耐热性低的柔性印刷基材上也可以使用的能够进行更低温下的烧结的新的导电性形成材料，即使在120°C以下、 进而100°C以下的温度下也可以烧结。为了解决所述课题，本专利技术具有以下的特征。第1 一种包覆银超微粒子，其平均粒径为30nm以下，由保护分子包覆，其中，在热重量分析中加热至160°C时，该保护分子胺的重量减少率为30%以上。第2 —种包覆银超微粒子，其平均粒径为30nm以下，由保护分子包覆，其能够在 100°C以下的温度下进行1小时以内的烧结后形成银色的金属膜。第3 —种包覆银超微粒子，其中，所述保护分子含有沸点在100°C 250°C的范围内的中短链烷基胺和沸点在100°c 250°C的范围内的中短链烷基二胺作为主要成分。第4 一种包覆银超微粒子分散液，其是使上述任一种包覆银超微粒子分散于分散介质而形成的。第5 —种包覆银超微粒子的制造方法，其包含第一步骤，将通过加热进行分解而生成金属银的银化合物和沸点为100°c 250°C的中短链烷基胺及沸点为100°C 250°C 的中短链烷基二胺进行混合，制备含有该银化合物和该烷基胺及烷基二胺的络合物；第二步骤，将该络合物进行加热，使该银化合物进行热分解。第6 —种包覆银超微粒子的制造方法，其中，作为所述通过加热进行分解而生成金属银的银化合物，使用草酸银。第7 —种包覆银超微粒子的制造方法，其中，在与所述银化合物混合的烷基胺及烷基二胺中，烷基二胺相对于胺的总量的含量为10 90摩尔％。第8:—种包覆银超微粒子的制造方法，其特征在于，在所述第一步骤中，进一步混合相对于反应体系中所含的银原子为5摩尔％以下的脂肪酸。具有这样的特征的本专利技术是基于专利技术人的以下见解而完成的专利技术。S卩，鉴于现有的问题点，进行了潜心研究，结果令人吃惊地，在专利技术人将作为银的原料的银化合物进行分解而制造银超微粒子时，通过使沸点为100°c 250°C的中短链烷基胺和中短链烷基二胺夹杂而使用，可以在无溶剂、低温且短时间内合成络合物，可以使用该络合物来制造能够进行低温烧结的包覆银超微粒子。更详细而言，通过使用例如草酸银作为成为银的原料的银化合物、同时使中短链烷基胺及中短链烷基二胺夹杂于其中，制备在草酸银中所含的银原子上配位有该中短链烷基胺和中短链烷基二胺的络合物，在该状态下将构成草酸银的草酸离子的部分进行热分解，由此，可以以高收率制备能够进行低温烧结的包覆银超微粒子。而且，所得的包覆银超微粒子能够良好地分散于含有极性溶剂的有机溶剂中，在使用该分散液在塑料基板上制成的包覆银超微粒子的涂敷膜中，在120°C以下、进而100°C以下的非常低的温度下通过包覆银超微粒子彼此低温烧结，由此得到了良好的导电膜。根据本专利技术，可以提供一种在120°C以下、进而100°C以下的室温附近也能够烧结的包覆银超微粒子，在如PET及聚丙烯的耐热性低的塑料基板上也可以形成导电膜、导电配线。另外，在无溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗原正人，坂本政臣，
申请(专利权)人：国立大学法人山形大学，
类型：发明
国别省市：