导体形成方法技术

提供一种导体形成方法，其包括：第一印刷步骤，其利用第一印刷墨印刷导体的轮廓部；干燥步骤，其干燥所印刷的轮廓部；以及第二印刷步骤，其利用第二印刷墨印刷导体的剩余部分，其中第二印刷墨含有导电材料并且表面张力小于或等于第一印刷墨的表面张力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于形成诸如电子导体或离子导体等导体的方法。
技术介绍
存在如日本特开第2006-35820号公报所公开的如下的传统已知的喷墨印刷处理借助于喷墨头将给定的墨图案印刷在诸如印刷纸或基板等印刷对象上，更具体地，通过使印刷对象沿一个方向移动，同时使喷墨头沿与印刷对象的移动方向正交的方向移动而将给定的墨图案印刷在诸如印刷纸或基板等印刷对象上。在该印刷处理中，无论图案的取向如何(左右取向或前后取向)，印刷对象和喷墨头的相对移动方向，即，印刷在印刷对象上的图案的实际方向总是恒定的。另外，喷墨头通常被构造成如日本特开第2009-212249号公报所公开的那样，在印刷处理过程中，当工作台上的印刷对象移动时，对熔化态的墨施加压力脉冲，由此将微小墨滴从喷嘴排到印刷对象。上述喷墨印刷处理能够被采用作为各种印刷技术，不仅包括将诸如彩色墨等普通墨印刷到普通纸张上的普通纸印刷，而且包括将导体(导体图案)印刷到电路基板上的导体印刷。特别地，利用含有诸如金属颗粒等导电材料的墨在固体电解质基板上形成电极 (电极焊盘)或者利用含有固体电解质材料的墨形成固体电解质薄膜的喷墨印刷处理是可行的。
技术实现思路
然而，喷墨印刷处理存在以下问题。在使用由于含有固体物质而具有高的表面张力的墨的情况下，当墨干燥时，墨在高的表面张力的作用下从所印刷的图案的外周聚集到所印刷的图案的中央。这导致所印刷的图案的外周和中央之间出现厚度差。另一方面，在使用具有低的表面张力的墨的情况下，墨在印刷对象上扩散(spread)。这使得难以印刷期望厚度的墨图案。由此，当喷墨印刷处理被采用作为导体形成技术时，难以限制导体中的厚度变化，并且难以形成具有期望厚度的导体，从而很难实现导体的期望电气特性。因此，本专利技术的目的是提供一种，通过该方法能够均勻地形成具有期望厚度的导体。根据本专利技术的一个方面，提供一种，该包括第一印刷步骤，其利用第一印刷墨印刷导体的轮廓部；干燥步骤，其干燥所印刷的所述轮廓部；以及干燥步骤之后的第二印刷步骤，其利用第二印刷墨印刷所述导体的剩余部分，所述第二印刷墨含有导电材料并且所述第二印刷墨的表面张力小于或等于所述第一印刷墨的表面张力。从下面的说明，本专利技术的其他目的和特征也将变得可以理解。 附图说明图1是能够实施本专利技术的导体形成装置的示意图。图2和图3是通过根据本专利技术的第一实施方式的所形成的导体图案的水平截面图和竖直截面图。图4是图3中的区域A的放大图。图5是通过传统的所形成的导体图案的竖直截面图。图6是通过根据本专利技术的第二实施方式的所形成的导体图案的水平截面图。图7是通过根据本专利技术的第三实施方式的所形成的导体图案的水平截面图。具体实施例方式下面将借助于以下第一至第三实施方式详细说明本专利技术。本专利技术的第一实施方式涉及用于形成诸如电子导体或离子导体等导体的，该方法包括利用第一印刷墨印刷导体的轮廓部的第一印刷步骤、干燥所印刷的轮廓部的干燥步骤以及在干燥步骤后利用第二印刷墨印刷导体的剩余部分(位于所印刷的轮廓部的内侧)的第二印刷步骤，其中，第二印刷墨含有导电材料并且第二印刷墨的表面张力小于或等于第一印刷墨的表面张力。首先，在第一印刷步骤中利用较高表面张力(较低润湿性)的第一印刷墨印刷导体的轮廓部(外周)，并且在干燥步骤中干燥该轮廓部。由此，能够防止导体外周的厚度减小以及变得过小。在随后的第二印刷步骤中，利用较低表面张力(较高润湿性)的第二印刷墨印刷导体的剩余内部。由此，能够防止导体的内部的厚度(特别地，导体的中央的厚度)在印刷墨的表面张力的作用下增大以及变得过大。另外，由于导体的轮廓部已经在干燥步骤中固化并且在第二印刷步骤中用作岸壁(bank wall)，所以第二印刷墨不仅能够均勻地充填导体的内部，而且能够均勻地充填导体的轮廓部与内部之间的交界部。因此，即使导体的面积较大时，本实施方式也可以限制导体的厚度变化并且形成具有均勻的期望厚度的导体。这使得能够减小整个导体的厚度，并且使得可以限制导体的内阻变化，由此导体能够实现期望的电气特性。由粘合剂、溶剂和可选地诸如分散剂等添加组分制备第一印刷墨和第二印刷墨。第一印刷墨优选地含有导电材料，而第二印刷墨如上所述必须含有导电材料。该导电材料可以是电子导电材料或者离子导电材料。第一印刷墨和第二印刷墨中可用的电子导电材料的示例是诸如金、银、铜、钼等金属和诸如氧化锆和氧化铝等金属氧化物。第一印刷墨和第二印刷墨中可用的离子导电材料的示例是诸如氧化锆等固体电解质材料。然而， 导电材料不限于这些材料。换言之，任何电子导电墨或离子导电墨可以被自由地用作第一印刷墨。由于导体的主要部分是由第二印刷墨形成的，所以导体的性能特征(performance characteristics)取决于第二印刷墨的性能。即使在第二印刷墨中使用昂贵的墨材料(诸如，钼粉)的情况下，也可以通过在第一印刷墨中使用廉价的墨材料来降低印刷墨的成本。第一印刷墨还优选地含有诸如碳(固体物质)等能在低于或等于导体的引燃温度的温度下燃烧的可燃材料(combustible material) 0当可燃材料在引燃时燃烧时，导体的轮廓部的厚度减少该可燃材料的量。由此，即使在第二印刷步骤中利用较低表面张力的第二印刷墨印刷导体的内部的情况下，也可以有效地限制导体的外周和中央之间的厚度差。可选地，第一印刷墨可以含有无任何电子或离子导电材料的可燃材料。在第一印刷墨中不使用电子或离子导电材料使得成本进一步降低。能够通过改变溶剂中含有并溶解的粘合剂的种类和/或量来容易地控制印刷墨的表面张力。例如通过以第二印刷墨的粘合剂的表面张力小于第一印刷墨的粘合剂的表面张力的方式选择和使用不同种类的粘合剂作为第一印刷墨和第二印刷墨的粘合剂，或者通过调整第二印刷墨中的粘合剂的量使其小于或等于第一印刷墨中的粘合剂的量，而控制第二印刷墨的表面张力小于第一印刷墨的表面张力是可行的。在防止导体的中央的厚度增大以及确保导体的均勻小厚度(平坦的薄膜形状)方面，将较低表面张力的印刷墨应用于导体的内部是特别有效的。如此形成的导体具有作为气体传感器、燃料电池、半导体器件等的内部部件的多种用途。导体的用途的一个优选示例是作为固体氧化物燃料电池(SOFC)等中的薄膜固体电解质构件(即，离子导体)。由于固体电解质构件能够形成具有期望的均勻小厚度(例如，0. 5 μ m至5. 0 μ m)，所以可以减小固体电解质构件的欧姆电阻并且为SOFC提供良好的电气特性。即使在追求减小固体电解质构件的厚度的情况下，由于不用担心固体电解质构件中的诸如针孔等缺陷，所以也可以防止燃料和氧体混合。导体的用途的另一优选示例是作为气体传感器等中的固体电解质基板上的电极或电极焊盘(即，电子导体)。由于能够形成具有期望的均勻小厚度(例如，0. Ιμπι至 δ.Ομπ )的电极，所以可以限制电极或电极焊盘的内阻变化，并且实现传感器的响应性的提尚ο在本实施方式中，第二印刷步骤优选地以比第一印刷步骤的分辨率低的分辨率进行。在该情况下，能够以高的分辨率和高的精度印刷导体的轮廓部；而以低的分辨率和高的速度印刷导体的剩余内部。由此，除了通过在防止导体的中央的厚度增大的同时精确地控制导体的外周的厚度(高度)而确保导体的均勻小厚度之外，还能够缩短导体的印刷时间。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：森贤太郎，植松大辅，早川畅博，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：