[发明专利]铜微粒分散体、导电膜形成方法和电路板

说明书

技术领域

本发明涉及铜微粒分散体、使用铜微粒分散体的导电膜形成方法以及通过使用导电膜形成方法生产的电路板。

背景技术

迄今为止存在如下印刷板，其中由铜箔构成的电路通过光刻法形成在衬底上。光刻法包括蚀刻铜箔的步骤，并且处理由蚀刻所产生的废液需要高昂的费用。

已知作为不需要蚀刻的技术的一种方法，在该方法中使用含有分散在分散媒介中的铜微粒(铜纳米颗粒)的铜微粒分散体(铜油墨)在衬底上形成导电膜(例如，参见专利文献1)。根据该方法，在衬底上形成铜微粒分散体的膜，并且在干燥膜之后，通过暴露于光而使膜中的铜微粒熔融并因而赋予膜导电性。

在这样的铜微粒分散体中，已知其中分散有铜微粒的配方的一些具体实例。然而，从未知晓其中分散有铜微粒的一般性配方。

在使用铜微粒分散体之前的储存期间，分散媒介中的铜微粒随着时间的流逝有时可以发生聚集，从而形成沉淀(结块)，因此需要改善分散稳定性。

引用列表

专利文献

专利文献1：美国专利申请第2008/0286488号

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供其中分散有铜微粒的铜微粒分散体的配方。

问题的解决方案

本发明的铜微粒分散体包括铜微粒、至少一种含有铜微粒的分散媒介、以及至少一种使得铜微粒分散于分散媒介中的分散剂，其中铜微粒的中心粒径为1nm至100nm，分散媒介是极性分散媒介，且分散剂是分子量为200至100,000的具有至少一个酸性官能团的化合物或其盐。

在这种铜微粒分散体中，极性分散媒介优选含有质子分散媒介和介电常数为30以上的非质子极性分散媒介中的至少一种。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介优选为具有5个以上且30个以下碳原子的直链或支链的烷基化合物或烯基化合物，其具有一个羟基。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介可以是具有2至30个碳原子的直链或支链的烷基化合物或烯基化合物，其具有2至6个羟基。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介可以具有1至10个醚键。

在这种铜微粒分散体中，质子分散媒介可以具有1至5个羰基。

在这种铜微粒分散体中，非质子极性分散媒介优选选自碳酸丙二酯、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮和γ-丁内酯。

在这种铜微粒分散体中，分散剂的酸性官能团优选选自磷酸基团、膦酸基团、磺酸基团、硫酸基团和羧基基团。

本发明的导电膜形成方法包括以下步骤：在物体的表面上形成由铜微粒分散体制成的膜，干燥因而形成的膜，以及通过用光照射干燥后的膜的光烧结形成导电膜。

本发明的电路板包括电路，该电路包括在衬底上通过导电膜形成方法形成的导电膜。

发明的有益效果

根据本发明的铜微粒分散体，由于分散剂具有酸性官能团且分散媒介是极性分散媒介，因此分散剂与分散媒介具有相容性。由于铜微粒的表面覆盖有分散剂分子，因此铜微粒分散在分散媒介中。

具体实施方式

将描述根据本发明的实施方式的铜微粒分散体。铜微粒分散体包括铜微粒、至少一种含有铜微粒的分散媒介、以及至少一种分散剂。该分散剂使得铜微粒分散于分散媒介中。在本实施方式中，铜微粒是中心粒径为1nm至100nm的铜颗粒。使用极性分散媒介作为分散媒介。极性分散媒介是质子性的，或者当其是非质子性时，介电常数为30以上。分散剂是分子量为200至100,000的化合物或其盐，并且其具有至少一个酸性官能团。

铜微粒是中心粒径为1nm至100nm的铜颗粒，可以单独使用具有相同中心粒径的铜微粒，或者可以组合使用具有两种或更多种中心粒径的铜微粒。当中心粒径为100nm以上时，颗粒的重量增加，导致分散稳定性不佳。

铜微粒的浓度为基于铜微粒分散体的1重量％至80重量％。当铜微粒的浓度小于1重量％时，不能获得足以形成导电膜的铜微粒的量。与此相反，当浓度大于80重量％时，由于铜微粒的量太大，分散稳定性差。