CN103733277B - 组合物套剂、导电性基板及其制造方法以及导电性粘接材料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种组合物套剂,其包含:含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物;和含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物。
Description
技术领域
本发明涉及组合物套剂、导电性基板及其制造方法以及导电性粘接材料组合物。
背景技术
从低能量、低成本、高产量、按需生产等的优势地位角度出发,期待利用印刷法进行布线图案的形成。该目的通过在使用含金属元素的油墨-糊料、利用印刷法形成图案后、对印刷得到的布线图案赋予金属传导性来得以实现。
以往,为了该目的,使用将薄片状的银或铜与有机溶剂、根据需要使用的固化剂、催化剂等一起混合在热塑性树脂或热固化性树脂的粘合剂中而得到的导电糊料。该导电糊料的使用方法通过利用分配器或丝网印刷涂布在对象物上、在常温下进行干燥、或者加热至150℃左右将粘合剂树脂固化、制成导电性覆膜来进行。如此获得的导电性覆膜中,仅内部的金属粒子的一部分物理性地接触,在获得导通的同时,通过发生固化的树脂表现出导电层的强度及与基板的粘接性。
但是,这种导电糊料中,通过粒子间的物理接触获得导通,且粘合剂残存在一部分银粒子之间而阻碍了接触,因此体积电阻率虽然随制膜条件而不同,但为10-6Ω·m~10-7Ω·m的范围,与金属银或铜的体积电阻率16×10-9Ω·m、17×10-9Ω·m相比,为10~100倍的值,是无法到达金属膜的值。另外,在现有的银糊料中,由于银粒子是粒径为1μm~100μm的薄片状,因此原理上不可能印刷薄片状银粒子的粒径以下的线宽的布线。从这些方面出发,现有的银糊料不适于微细的布线图案形成。
作为克服这些使用了银或铜的导电糊料的缺点的方法,探讨了使用金属纳米粒子的布线图案形成方法,确立了使用金或银纳米粒子的方法(例 如参照日本特开2004-273205号公报)。但是,在使用金或银等贵金属纳米粒子时,由于材料本身很昂贵,因此该超精细的印刷用分散液的制作单价也增高,成为作为通用品大范围普及时的巨大经济阻碍。进而,银纳米粒子中,随着布线宽和布线间距离变窄,出现因电迁移导致的电路间的绝缘降低等缺点和问题。
作为布线形成用的金属纳米粒子分散液,期待利用电迁移少、与金或银相比、材料本身的单价也相当便宜的铜。作为铜的纳米粒子分散液,使用将金属铜纳米粒子分散于分散剂中而得到的分散液(例如参照日本专利第3599950号公报)或将氧化铜纳米粒子分散于高极性有机溶剂中而得到的分散液。
另一方面,在将上述薄片状金属混合于树脂粘合剂中而得到的导电糊料中,虽然可通过粘合剂树脂的粘接力与基材粘接,但在金属纳米粒子分散液中不含粘合剂树脂,与基材的粘接性成为课题。
因此,为了提高粘接性考虑到添加树脂,但在添加了树脂的情况下进行导体化时,存在于金属纳米粒子之间的树脂会妨碍金属纳米粒子之间的接触、熔融粘接、使导体层的体积电阻率增加成为课题。因此,关于粘接性的提高,有报告指出在基板侧的树脂上下功夫来尝试提高粘接性(例如参照日本特开2008-200557号公报)。
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在上述的对基板侧的树脂下功夫的粘接性提高方法还具有无法应用于无机或金属的基板的课题。本发明鉴于上述现有技术而作出,其课题在于达成以下的目的。
本发明的目的在于提供表现出表面具有导电性的基板与由含金属的粒子分散液所形成的导体层的高粘接性、可确保所述导体层与基板的导通的导电性粘接材料组合物、含有该导电性粘接材料组合物的组合物套剂、使用了上述导电性粘接材料组合物、含有上述导电性粘接材料组合物的组合物套剂的导电性基板及其制造方法。
用于解决技术问题的手段
本发明包含以下方式。
(1)一种组合物套剂,其包含:含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物(以下也称作“导电油墨”);和含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物。
(2)上述(1)所述的组合物套剂,其中,所述含金属氧化物的无机粒子为选自铜氧化物粒子及核部为金属铜、壳部为氧化铜的核壳粒子中的至少1种。
(3)上述(1)或(2)所述的组合物套剂,其中,所述导电性粒子含有选自铜、氧化铜、氧化亚铜、金、氧化金、铂、氧化铂、银、氧化银、钯、氧化钯、铑、氧化铑、镍及氧化镍中的至少1种。
(4)上述(1)~(3)中任一项所述的组合物套剂,其中,所述粘合材料为有机粘合材料、无机粘合材料或它们的组合。
(5)上述(1)~(4)中任一项所述的组合物套剂,其中,所述粘合材料为选自环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、酚醛树脂、异氰酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲阶酚醛树脂、硅氧烷树脂及它们的前体化合物中的至少1种有机粘合材料。
(6)上述(1)~(4)中任一项所述的组合物套剂,其中,所述粘合材料为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种无机粘合材料。
(7)一种导电性基板,其具有:具有导电膜的基板;设置于所述导电膜上的导电性粘接层,该导电性粘接层为含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物的固化物;以及设置于所述导电性粘接层上且含有金属的导体层,该金属为含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物的还原物。
(8)上述(7)所述的导电性基板,其中,所述导体层含有金属铜。
(9)上述(7)或(8)所述的导电性基板,其中,所述导电膜含有选自铝、铜、银、金、铂、镍、锡、铅、钯、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌锡氧化物(ZTO)、掺杂有氟的氧化锡(FTO)、InO2、SnO2 及ZnO中的至少1种。
(10)上述(7)~(9)中任一项所述的导电性基板,其中,所述导体 层的体积电阻率为1.5×10-8Ω·m~1.0×10-7Ω·m,所述导体层中的金属的至少一部分与所述导电性粘接层中的导电性粒子的至少一部分通过金属键而一体化。
(11)上述(7)~(10)中任一项所述的导电性基板,其中,所述导体层的平均厚度为100nm以上,所述导电性粘接层的平均厚度为10nm~2000nm。
(12)上述(7)~(11)中任一项所述的导电性基板的制造方法,其具有下述工序:向具有导电膜的基板上赋予含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物、形成导电性粘接材料组合物层的工序;将所述导电性粘接材料组合物层中的粘合材料固化、形成导电性粘接层的工序;向所述导电性粘接层上赋予含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物、形成导体层形成用组合物层的工序;以及将所述导体层形成用组合物层中的金属氧化物还原、形成含有金属的导体层的工序。
(13)用于上述(1)~(6)中任一项所述的组合物套剂的导电性粘接材料组合物,其含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子。
(14)用于上述(12)所述的制造方法的导电性粘接材料组合物,其含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子。
发明效果
根据本发明,可以提供表现出表面具有导电性的基板与由含金属的粒子分散液形成的导体层的高粘接性、可确保所述导体层与基板的导通的导电性粘接材料组合物、含有该导电性粘接材料组合物的组合物套剂、使用了上述导电性粘接材料组合物、含有该导电性粘接材料组合物的组合物套剂的导电性基板及其制造方法。
附图说明
图1为示意地表示本实施方式的导电性基板之一例的立体图。
图2为示意地表示本实施方式的导电性基板之一例的截面图。
图3为示意地表示本实施方式的导电性基板的另一例的立体图。
图4为示意地表示本实施方式的导电性基板的另一例的截面图。
具体实施方式
本说明书中“工序”这一用语不仅包括独立的工序,即便是无法与其他工序明确地区分时只要能达成该工序所期待的目的,则也包括在本用语中。另外,使用“~”表示的数值范围表示将“~”前后记载的数值分别作为最小值及最大值并包含在内的范围。进而,组合物中的各成分的量在组合物中存在多个相当于各成分的物质时,只要无特别限定,则是指存在于组合物中的该多个物质的合计量。
<组合物套剂>
本发明的组合物套剂包含:含有分散介质和含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物(导电油墨)中的至少1种、和含有粘合材料和数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物中的至少1种。所述组合物套剂还可根据需要进一步含有其他的构成要素。
通过使用包含导体层形成用组合物和含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物的上述组合物套剂,在基板上隔着导电性粘接层形成导体层,即便在基板表面上存在导电膜时,也可在导体层和基板表面具有优异的粘接性的同时、确保导体层与导电膜的优异的导通。这例如可如下考虑。
导电性粘接材料组合物中含有的导电性粒子的数均粒径为特定的范围,且由于极小,因此认为可以使导电性粘接层极薄,能够抑制因粘合材料所导致的导电性降低。进而,由于导电性粘接层中的导电性粒子的一部分与导体层中作为导电性成分的金属易于通过金属键而一体化,因此认为通过由粘合材料获得的粘接力与由金属键获得的粘接力的相互作用,即便导电性粘接层很薄,也可获得所期望的粘接力。
[导电性粘接材料组合物]
本发明的导电性粘接材料组合物是含有粘合材料和数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的液状物,作为构成上述组合物套剂的要素来使用。另外,上述导电性粘接材料组合物用于后述的导电性基板的制造方法。因此,导电性粘接材料组合物例如可用于对具有导电膜的基板赋予粘接性和电导通性来使用。即,本发明的另一方式为含有粘合材料和数均粒 径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物的作为组合物套剂的用途。进而,本发明的又一方式为含有粘合材料和数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物在导电性基板的制造方法中的用途。
导电性粘接材料组合物(以下也称作“导电粘接层形成用液状物”)优选是含有含过渡金属、过渡金属氧化物等的导电性粒子和粘合材料、根据需要进一步含有溶剂的液状物。利用涂布或印刷将该导电性粘接材料组合物赋予至基板上,形成导电性粘接层,在其上设置由后述的导电油墨形成的导体层。导电油墨的详细情况在后叙述,优选含铜的导电油墨(以下也称作“铜导电油墨”)。例如,在印刷了铜导电油墨后,对铜导电油墨进行导体化处理,形成导体层。作为此时的导体化处理,优选在甲酸气体的存在下进行加热的导体化处理,或者赋予在1个溶液中同时含有将铜氧化物离子化或络合物化的药剂和将铜离子或铜络合物还原成金属铜的还原剂的溶液(以下也称作“还原性处理液”)的处理。另外,也可在涂布或印刷导电性粘接材料组合物之后进行加热,将导电性粘接材料组合物中的粘合材料或其前体的一部分或全部固化。由此,可以在基底的基板与由导电油墨形成的导体层之间确保导通的状态下赋予粘接性。
这种导电性粘接材料组合物由于通过涂布或印刷被赋予至基板上,因此优选25℃下的动态粘度为1mPa·s~400,000mPa·s。特别是,当通过喷墨印刷进行印刷时,优选动态粘度为5mPa·s~20mPa·s。其中,动态粘度可利用粘弹性测定装置(例如Physica MCR-501、Anton Paar公司制)进行。具体地说,安装角度为1°、直径为50mm的锥型测定夹具(CP50-1),在测定位置处,将导电性粘接材料组合物从测定夹具中溢出的程度的导电性粘接材料组合物导入到测定装置中,将下降测定夹具至测定位置时溢出的导电性粘接材料组合物刮去实施安装后,进行测定。测定在安装导电性粘接材料组合物之后静置10分钟,调整至初始状态后,在25℃下以剪切速度0.5s-1的条件进行。
作为用于赋予导电性粘接材料组合物的涂布方法,可以使用旋涂法、喷涂法、喷墨涂布法、棒涂法、凹版涂布法、刮刀涂布法、口模涂布法、逗号涂布法、狭缝涂布法、敷料法、浸涂法等。
作为将导电性粘接材料组合物仅印刷于必要部分的印刷方法,可以使用喷墨印刷法、分配器法、针形配量器法、凸版印刷法、凹版印刷法、凹版印刷法、丝网印刷法、喷印法、转印印刷法、胶版印刷法等。
通过涂布或印刷将导电性粘接材料组合物赋予至基板上所形成的导电性粘接材料组合物层从抑制伴随流动的膜厚斑(膜厚的不均匀性)的观点出发,优选在常温放置、在加热或减压下将其干燥后进入下一个工序。
通过涂布或印刷所形成的导电性粘接材料组合物层从避免赋予导电油墨时(例如印刷时)导电性粘接材料组合物中的粘合剂移至导电油墨层而阻碍导体化的观点出发,优选通过加热使导电性粘接材料组合物中的粘合材料形成半固化或固化状态。加热温度取决于粘合材料的固化温度和所期望的固化状态,优选为100℃~300℃。从材料的耐热性的观点出发,更优选为100℃~200℃,从粘合材料的反应性的观点出发,进一步优选为130℃~200℃。
由导电性粘接材料组合物形成的导电性粘接层的平均厚度并无特别限定。从表现粘接性的观点出发,优选为10nm以上、更优选为100nm以上。从降低介由导电性粘接层的互连电阻的观点出发,导电性粘接层的厚度优选为5μm以下、更优选为2μm以下、进一步优选为1μm以下。
(导电性粒子)
导电性粘接材料组合物含有至少1种导电性粒子,该导电性粒子的数均粒径为1nm~3000nm。所述导电性粒子只要是具有导电性的粒子则无特别限定。所述导电性粒子是指导电性粒子由体积电阻率为1×10-7Ω·m以下的材料构成的粒子或在后述的导体化处理条件下对该导电性粒子进行还原处理后的导体层的体积电阻率达到9×10-7Ω·m以下的粒子。
导电性粘接材料组合物中含有的导电性粒子优选含有选自过渡金属及过渡金属氧化物中的至少1种,更优选含有选自铜、氧化铜、氧化亚铜、金、氧化金、铂、氧化铂、银、氧化银、钯、氧化钯、铑、氧化铑、镍及氧化镍中的至少1种。导电性粒子含有选自过渡金属及过渡金属氧化物中的至少1种时,其含有率在导电性粒子中优选为70质量%以上、更优选为90质量%以上。
所述导电性粒子优选是过渡金属粒子、过渡金属氧化物的粒子或以过 渡金属为核、以过渡金属氧化物为壳的核壳粒子,更优选是过渡金属氧化物的粒子或以过渡金属为核、以过渡金属氧化物为壳的核壳粒子。
导电性粒子含有过渡金属氧化物时,如后所述,在导电油墨的导体化工序中可形成含有金属性的过渡金属的粒子。这些含有金属性的过渡金属的粒子在导电油墨的导体化处理为“甲酸气体存在下的加热处理”或者“赋予处理在1个溶液中同时含有将氧化物离子化或络合物化的药剂和将金属离子或金属络合物还原成金属的还原剂的溶液(还原性处理液)”时,成为由导电油墨所形成的金属致密层的析出起点,可以与由导电油墨形成的导体层的至少一部分一体化。由此,具有可更有效地获得基板与导体层的粘接性和导通性的倾向。
即,导电性粘接材料组合物中的导电性粒子中含有的过渡金属元素优选是可成为来自导电油墨的金属致密层的析出起点的种类的过渡金属元素。另外,如上所述,由于只要在导电油墨的导体化处理的初期前生成该金属性的过渡金属即可,因此导电性粒子可以含有过渡金属氧化物。在后述的导电性基板的制造方法中,进行将导电油墨中的金属氧化物还原的导体化处理。由于随着该导体化处理、还会将导电性粒子中的过渡金属氧化物还原,因此在导电性粒子中会生成金属性的过渡金属。
作为用于导电性粘接材料组合物中的导电性粒子的过渡金属元素的种类,可以举出铜、金、铂、银、钯、铑、镍等。另外,作为这些过渡金属氧化物,可举出氧化钯、氧化金、氧化银、氧化铜、氧化亚铜、氧化铂、氧化铑、氧化镍等。作为过渡金属氧化物,特别是氧化金、氧化铂、氧化铑、氧化银、氧化钯、氧化铜及氧化亚铜易于被还原,在导电油墨的导体化处理的初期能够容易地形成金属性的过渡金属,与其他的过渡金属氧化物相比更为优选。
所述导电性粒子的数均粒径为1nm以上且3000nm以下,从导电性粘接层的粘接性与导电性的观点出发优选为10nm以上且2500nm以下、更优选为50nm以上且2000nm以下。从更为优异的分散性的观点出发,导电性粒子的数均粒径优选为1000nm以下、更优选为500nm以下、进一步优选为100nm以下。从更为优异的导电性的观点出发,导电性粒子的数均粒径优选为1nm以上、更优选为10nm以上、进一步优选为50nm以上。其中, 导电性粒子的数均粒径使用透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜进行测定。例如,为扫描型电子显微镜时,以加速电压10kV、平均的导电性粒子直径占视野的1成左右的倍率进行观察,从除去了各个导电性粒子重叠、无法明确确认各自外形的导电性粒子的粒子中,随机选择100个导电性粒子测量当量圆直径,以算术平均值求得。此外,当从1个视野中无法选出100个粒子时,从多个视野中进行测量。
另外,所述导电性粒子的90体积%平均分散粒径优选为2μm(2000nm)以下、更优选为1μm(1000nm)以下、进一步优选为0.6μm(600nm)以下。另外,下限并无特别限定,从分散性的观点出发优选为1nm以上、更优选为10nm以上。导电性粒子的90%体积平均分散粒径是使用激光散射法粒度分布测定装置对导电性粒子的分散物测定粒径分布,作为从小粒径侧开始的累积体积达到90%时的粒径求得。
进而,在通过喷墨印刷法或喷墨涂布法赋予上述导电性粘接材料组合物而形成导电性粘接材料组合物层时,导电性粒子的最大分散粒径优选为1μm以下。下限并无特别限定。例如为1nm以上。导电性粒子的最大分散粒径为使用激光散射法粒度分布测定装置对导电性粒子的分散物进行测定。
以下示出使用了激光散射法粒度分布测定装置的测定法之一例。
使用安装有普通液体模块的激光散射法粒度分布测定装置LS13320(Beckmancoulter公司制),为了光源的稳定,放入主体电源放置30分钟后,从测定程序中根据Rinse指令将不含粒子的分散介质导入到液体模块中,从测定程序开始进行De-bubble、Measure Offset、Align、Measure Background。接着,使用测定程序的Measure Loading,将振动混合均匀的导电性粒子的分散物使用玻璃吸管添加至液体模块中直至测定程序从样品量Low变为OK。之后,从测定程序开始进行Measure,获得粒径分布。此时,作为激光散射法粒度分布测定装置的设定,分别使用Pump Speed:70%、Include PIDS data:ON、RunLength:90seconds、分散介质折射率:1.332。另外,分散质折射率使用对应于导电性粒子的材质的折射率。
上述导电性粒子的形状并无特别限定。可举出略球状、扁平状、块状、板状、鳞片状、长粒状、针状、多面体形状等。从对基板的赋予性或印刷 性的观点出发,优选为略球状、扁平状、长粒状。导电性粒子的形状使用透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜进行判定。例如为扫描型电子显微镜时,通过以加速电压10kV、平均的导电性粒子长径占视野的2~4成左右的倍率进行观察来进行判定。
导电性粘接材料组合物可以含有1种导电性粒子、也可含有多种导电性粒子。另外,除了导电性粒子之外,还可并用可形成为溶液状的过渡金属化合物。
导电性粘接材料组合物中的导电性粒子的含有率并无特别限定。导电性粒子的含有率从导体化处理后的膜厚方向的导电性的观点出发,优选在导电性粘接材料组合物的不挥发成分中为20质量%以上、更优选为30质量%以上、进一步优选为40质量%以上。另外,导电性粒子的含有率从粘接性的观点出发优选为96质量%以下、更优选为95质量%以下、进一步优选为94质量%以下。
(粘合材料)
导电性粘接材料组合物含有至少1种粘合材料。粘合材料例如通过其化学粘接性和锚定效应发挥将导电性粘接层中存在或生成的含金属性过渡金属的导电性粒子与基板进行粘接的作用。所述粘合材料从用于表现化学粘接性和固着性锚定效应的强韧性的观点出发,优选为有机粘合材料、无机粘合材料或它们的组合,更优选为三维交联性的有机粘合材料、三维交联性的无机粘合材料或它们的组合。粘合材料可单独使用1种、也可并用使用2种以上。
作为有机粘合材料,可举出环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、酚醛树脂、异氰酸酯树脂、聚脲树脂、丙烯酸树脂、甲阶酚醛树脂、硅氧烷树脂、聚醚树脂、它们的前体化合物等。其中,有机粘合材料优选为选自环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、酚醛树脂、异氰酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲阶酚醛树脂、硅氧烷树脂及它们的前体化合物中的至少1种,更优选为选自环氧树脂、聚酰亚胺树脂、异氰酸酯树脂、丙烯酸树脂及它们的前体化合物中的至少1种。
所述导电性粘接材料组合物除了有机粘合剂之外,还可根据需要进一步含有固化剂。固化剂根据有机粘合材料的种类适当选择。例如,当有机 粘合材料含有环氧树脂时,固化剂从通常使用的固化剂中适当选择。具体地说,可举出酚固化剂(优选多官能苯酚、酚醛树脂等)、胺固化剂等。相对于粘合材料的固化剂的含量可根据固化剂适当选择。例如,以当量基准计可以为0.8~1.2的比率。
作为无机粘合材料,优选为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种。作为这些无机粘合材料,可使用凝胶-溶胶缩合物。具体地可举出烷氧基硅烷缩合物、卤代硅烷缩合物、有机铝缩合物、烷氧基钛缩合物、卤代钛缩合物、烷氧基锆缩合物、卤代锆缩合物、有机酸锆、有机酸铟、有机酸镓、有机酸锡、有机酸锌、氧化钨等。其中,无机粘合材料优选使用选自烷氧基硅烷缩合物、有机铝缩合物、烷氧基钛缩合物及烷氧基锆缩合物中的至少1种。
使用凝胶-溶胶缩合物作为无机粘合材料时,以提高添加于导电性粘接材料组合物中的前体的稳定性为目的,还可添加添加物。作为这种添加物,可使用三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等。添加剂的添加量根据添加剂的种类或目的等适当选择。
另外,所述粘合材料从提高与金属的粘接性、亲和性的观点出发,优选在粘合材料的分子内具有极性取代基。作为极性取代基,例如可举出聚乙二醇基、聚丙二醇基、羟基、羰基、氨基、酰亚胺基、酰胺基、硫醇基、二硫化物基、环氧基、硫代环氧基、异腈、氰基、硫氰基、硅醇基、硅氮烷基、硅酸基、钛酸酯基、磷酸酯基。粘合材料优选具有选自这些极性取代基中的至少1种极性取代基。
作为所述粘合材料,优选使用选自粘合材料的前体及经部分交联的低聚物中的至少1种。通过使用前体或低聚物作为粘合材料,在导电性粘接材料组合物中含有溶剂时,在溶剂中的溶解性、分散性提高。使用前体或低聚物作为粘合材料时,还可进一步含有固化反应的促进剂。通过含有促进剂,例如三维交联反应更为高效地进行。作为促进剂,通常使用酸、碱、金属催化剂等。促进剂的种类根据粘合材料的种类适当选择。
导电性粘接材料组合物中的粘合材料的含有率并无特别限定。粘合材料的含有率从粘接性的观点出发,在导电性粘接材料组合物的不挥发成分中优选为4质量%以上、更优选为5质量%以上、进一步优选为6质量%以 上。另外,粘合材料的含有率从赋予导电性的观点出发,优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下、进一步优选为60质量%以下。
导电性粘接材料组合物中的导电性粒子与粘合材料的含有比率并无特别限定。其中,从兼顾粘接性和膜厚方向的导电性的观点出发,粘合材料的含量相对于导电性粒子的含量的比率(粘合材料/导电性粒子)优选为0.04~4、更优选为0.06~1.5。
导电性粘接材料组合物还根据需要进一步含有溶剂。作为溶剂,优选为能够溶解粘合材料或粘合材料的前体的溶剂。能够溶解粘合材料或粘合材料的前体的溶剂根据粘合材料的种类适当选择。具体地说,含有有机粘合材料作为粘合材料时,作为溶剂可举出碳酸亚丙酯等碳酸酯溶剂、γ-丁内酯等酯溶剂、丙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯、三丙二醇等二醇醚溶剂、萜品醇、异冰片基环己醇等脂环式醇溶剂、甲基异丁基酮、甲基乙基酮等酮溶剂等。另外,粘合材料含有无机粘合材料时,可举出异丙醇、乙醇、丁醇、甘油、二甘油等水溶性醇溶剂、水等。
导电性粘接材料组合物中含有溶剂时,溶剂的含有率根据溶剂的种类等适当选择。其中,优选使不挥发成分的含有率达到5质量%~70质量%、更优选使其达到10质量%~60质量%。
(导电性粘接材料组合物的制备)
作为导电性粘接材料组合物的制备方法,例如可举出将粘合材料和数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子混合在根据需要使用的溶剂中的方法。各成分的种类及配比如前所述。当作为混合后获得的分散液的导电性粘接材料组合物的粒度分布大于前述范围时,还可进行分散处理。之后,还可通过分级处理调整分散液的最大粒径。
分散处理使用通常使用的分散机进行。作为这种分散机,可举出超声波分散机、薄层剪切分散机、珠磨机、高剪切均质机、液液冲撞型分散装置、利用离心力的高速旋转式分散机、辊磨机、胶体磨等。
分级处理可以使用通常使用的分级装置进行。作为这种分级装置,可举出离心分离装置、过滤装置、圆筒型离心沉降装置、卧螺型离心沉降机、分离板型离心沉降机、利用静置的粗粒子的沉降操作等。
[导体层形成用组合物]
本发明的组合物套剂含有导体层形成用组合物(导电油墨)的至少1种。导电油墨含有含金属氧化物的无机粒子的至少1种和分散介质。导电油墨还可根据需要进一步含有其他的成分。所述导电油墨优选是以金属氧化物为主成分的金属系纳米粒子分散于分散介质中而得到的液状物、更优选是以铜氧化物为主成分的铜系纳米粒子分散于分散介质中而得到的液状物。作为以铜氧化物为主成分的铜系纳米粒子分散于分散介质中而得到的液状物,例如可以使用日本特开2009-215501号公报所记载的液状物。
导电油墨中含有的含金属氧化物的无机粒子可以是金属氧化物粒子,也可以是以金属为核、以金属氧化物为壳的核壳粒子。作为构成所述金属氧化物的金属元素,可举出铜、银、钯、镍等。其中,构成金属氧化物的金属元素优选为选自铜及银中的至少1种。
所述无机粒子中含有的金属氧化物的含有率并无特别限定。其中,金属氧化物的含有率在无机粒子中优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上。本实施方式的导电油墨中,由于认为金属氧化物成分在导体化处理中作为甲酸金属或金属离子扩散、在导电性粘接层中的导电性粒子的金属上析出,从而由导电油墨形成的导体层与导电性粘接层一体化、表现出粘接性和导电性,因此无机粒子中的金属氧化物的含有率优选为80质量%以上。
所述无机粒子的形状并无特别限定。可以是球状、块状、针状、板状、长粒状、针状、多面体形状等中的任一种。其中,无机粒子的形状从分散性和粘度特性的观点出发,优选为球状、块状、长粒状、针状及板状中的任一种。其中,无机粒子的形状由使用透射型电子显微镜、在加速电压10kV、平均的无机粒子长径占视野的2~4成左右的倍率下所观察到的粒子形状进行判定。另外,无机粒子的一次粒径并无特别限定。其中,无机粒子的一次粒径从分散性的观点出发,优选为1nm~1000nm、更优选为1nm~500nm、进一步优选为10nm~100nm。无机粒子的一次粒子的数均粒径使用透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜进行测定。例如使用扫描型电子显微镜时,在加速电压10kV、平均的无机粒子长径占视野的2~4成左右的倍率下进行观察,从除去了各个无机粒子重叠而无法确认各自外形的无机粒子的粒子中,随机选择100个无机粒子测量当量圆直径,作为算术 平均值而求得。当从1个视野中无法选出100个粒子时,从多个视野中进行测量。
(铜系纳米粒子)
铜系纳米粒子优选为选自铜氧化物粒子及核部为铜、壳部为氧化铜的具有核壳结构的粒子(以下也称作“铜/氧化铜核壳粒子”)中的至少1种。作为铜系纳米粒子,可以单独使用氧化铜粒子及铜/氧化铜核壳粒子中的任一种、还可并用两者。
-铜氧化物粒子-
作为铜氧化物粒子,可以举出含有氧化亚铜、氧化铜或其混合物作为主成分的粒子。铜氧化物粒子中的氧化铜的含有率并无特别限定。例如优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上。作为铜氧化物粒子的形状,可举出球状、块状、针状、板状等。所述铜氧化物粒子例如可使用可作为CIK NANOTEK株式会社制的利用气相蒸发法制作的氧化铜纳米粒子、日清Engineering株式会社制的利用等离子体炬法合成的氧化铜纳米粒子、Chemirite工业株式会社制的板状氧化铜粒子、株式会社Palmeso制的利用金属丝放电法合成的氧化铜纳米粒子等市售品而获得的粒子。
所述铜氧化物粒子优选一次粒径为1nm~1000nm、更优选为1nm~500nm、进一步优选为10nm~100nm。
-铜/氧化铜核壳粒子-
铜/氧化铜核壳粒子是核为金属铜、其周围用氧化亚铜、氧化铜或其混合物覆盖的无机粒子。作为铜/氧化铜核壳粒子的形状,可举出球状、块状、针状、板状等。作为铜/氧化铜核壳粒子,例如可使用可作为日清Engineering株式会社制的利用等离子体炬法合成的表面经自然氧化的铜纳米粒子、将TEKNA Plasma Systems Inc.(加拿大)制的表面经强制性氧化的铜纳米粒子等市售品而获得的粒子。
所述铜/氧化铜核壳粒子中的铜氧化物的含有率从导体层的更为优异的粘接性和导电性的观点出发,在铜氧化物和金属铜的总量中优选为80质量%以上、更优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上。可认为其原因如下:本实施方式的导电油墨中,例如铜氧化物成分通过在导体化 处理中作为甲酸亚铜或铜离子扩散、在导电性粘接层中的导电性粒子的金属上析出,从而由导电油墨形成的导体层与导电性粘接层一体化,表现更为优异的粘接性和导电性。
铜/氧化铜核壳粒子优选一次粒子为1nm~1000nm、更优选为1nm~500nm、进一步优选为10nm~100nm。
导电油墨中的含金属氧化物的无机粒子的含有率并无特别限定。从所形成的导体层的粘接性和导电性的观点出发,在导电油墨的总质量中优选为15质量%以上、更优选为20质量%以上。
(分散介质)
作为导电油墨中含有的分散介质,可举出γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、乙二醇亚硫酸盐、乙腈、环丁砜、萜品醇等有机溶剂。其中,分散介质特别优选为选自γ-丁内酯、碳酸亚丙酯、乙二醇亚硫酸盐、环丁砜及萜品醇中的至少1种。分散介质可含有单独1种的有机溶剂、也可含有2种以上的有机溶剂。分散介质的含有率并无特别限定。从粘度特性以及所形成的导体层的粘接性和导电性的观点出发,在导电油墨的总质量中优选为90质量%以下、更优选为80质量%以下。
导电油墨除了分散介质及含金属氧化物的无机粒子之外,还可含有其他的成分。作为其他的成分,可举出表面张力调节剂、触变性赋予剂、增粘剂、还原剂等。另外,导电油墨优选氯化物离子、钠离子、硝酸根离子等离子性成分及水的含有率在导电油墨中为10000质量ppm以下、更优选为2600质量ppm以下。离子性成分及水的含有率为10000质量ppm以下时,可以抑制导电油墨的成分发生凝聚或沉淀。
所述组合物套剂除了导体层形成用组合物及导电性粘接材料组合物之外,还可进一步含有其他的构成要素而构成组合物试剂盒。作为其他的构成要素,可举出记载有使用导体层形成用组合物及导电性粘接材料组合物在具有导电膜的基板上形成导体层的方法的操作说明书、物质安全一览表、试验成绩书、用于对导电油墨进行导体化处理的试剂、导体层的防锈处理剂、绝缘用油墨、洗涤溶剂、亲疏液处理剂等。
<导电性基板>
本发明的导电性基板具有:具有导电膜的基板;设置于所述导电膜上 的导电性粘接层,该导电性粘接层为含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物的固化物;以及设置于所述导电性粘接层上且含有金属的导体层,该金属为含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物的还原物。所述导电性基板还可根据需要进一步含有其他的构成要素。
(具有导电膜的基板)
从使导电性粘接层表现出由导电油墨形成的导体层与基板之间具有电导通的功能的观点出发,优选导电性基板使用具有导电膜的基板。所述具有导电膜的基板可以是整个基板具有导电性的导电体的基板、还可以是在绝缘性基板的至少一个面上具有导电膜的基板。
作为构成具有导电膜的基板的导电膜的金属或金属化合物,可举出铝、铜、银、金、铂、镍、锡、铅、钯、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌锡氧化物(ZTO)、掺杂有氟的氧化锡(FTO)、InO2、SnO2、ZnO等,优选含有选自其中的至少1种,更优选含有选自铝、ITO、铜及金中的至少1种。
具有导电性的基板为在绝缘性基板的至少一个面上具有导电膜的基板时,所述导电膜只要是设置在绝缘性基板上即可,其形状并无特别限定。所述导电膜可以设置在绝缘性基板面的整个面上,也可设置在绝缘性基板面的一部分区域上。当所述导电膜设置于绝缘性基板面的一部分区域上时,设有导电膜的区域的形状并无特别限定,根据目的等适当选择。另外,所述导电膜的厚度并无特别限定,根据目的适当选择。例如优选为10nm~100000nm、更优选为50nm~50000nm。其中,导电膜的厚度使用三维非接触表面形状测定装置、触针式表面形状测定装置、X射线断层摄影术进行测定。
作为绝缘体基板,可举出由环氧树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚醚砜树脂、聚乙烯树脂、对苯二甲酸酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚碳酸酯树脂、液晶聚聚合物树脂、氰酸酯树脂、纤维强化树脂、聚烯烃树脂、聚苯硫醚树脂、玻璃、热氧化膜、氮化硅、氮化硼、碳化硅等形成的膜、片材、板等。绝缘体基板的大小及厚度并无特别限定,根据目的适当选择。例如,绝缘体 基板的厚度优选为1μm~5000μm、更优选为10μm~1000μm。其中,绝缘体基板的厚度使用游标卡尺、数字式位移传感器、超声波显微镜、X射线断层摄影术进行测定。
在所述具有导电膜的基板的所述导电膜上设置导电性粘接层,该导电性粘接层为含有粘合材料和数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物的固化物。进而,在所述导电性粘接层上设置含有金属的导体层,所述金属为含有分散介质和含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物的还原物。所述导电性粘接层通过含有数均粒径为特定范围的导电性粒子和粘合剂、且导体层含有作为所述无机粒子还原物的金属,导电膜与设置于导电性粘接层上的导体层的粘接性及导电性优异。
在所述导电性基板中,所述导电性粘接层除了设置于导电膜上的区域上、也可设置于导电膜上以外的绝缘体基板上的区域上。此时,设置于绝缘体基板上的导电性粘接层由于绝缘体基板本身没有导电性,因此仅作为导体层与绝缘体基板的粘接层发挥功能。
所述导电性粘接层的平均厚度并无特别限定。导电性粘接层的平均厚度从粘接性的观点出发,优选为10nm以上、更优选为100nm以上。另外,导电性粘接层的平均厚度从导电性的观点出发,优选为5μm以下、更优选为2μm以下、进一步优选为1μm以下。进而,导电性粘接层的平均厚度从导电性及粘接性的观点出发,优选为10nm~2000nm、更优选为50nm~1500nm、进一步优选为100nm~1000nm。其中,导电性粘接层的平均厚度为使用三维非接触表面形状测定装置、触针式表面形状测定装置或原子间力显微镜(AFM)对利用椭圆计或美工刀等仅将导电性粘接层剥离所获得的槽的深度测定任意选择的10点的膜厚,作为其算术平均值而求得。
所述导体层含有作为含金属氧化物的无机粒子的还原物的金属,从导电性和粘接性的观点出发,优选含有金属铜。另外,所述导体层的体积电阻率并无特别限定。其中,导体层的体积电阻率优选为1.5×10-8Ω·m~1.0×10-7Ω·m、更优选为1.5×10-8Ω·m~8×10-8Ω·m。
所述导体层从导电性和粘接性的观点出发,优选所述导体层中的金属的至少一部分与所述导电性粘接层中的导电性粒子的至少一部分通过金属键而一体化,更优选体积电阻率为1.5×10-8Ω·m~1.0×10-7Ω·m、所述导体 层中的金属的至少一部分与所述导电性粘接层中的导电性粒子的至少一部分通过金属键而一体化。
设置于导电性粘接层上的所述导体层的平均厚度并无特别限定。从导电性的观点出发,优选为100nm以上、更优选为100nm~100000nm、进一步优选为50nm~50000nm。其中,导体层的平均厚度为使用三维非接触表面形状测定装置、触针式表面形状测定装置、X射线断层摄影术测定任意选择的10点的膜厚,作为其算术平均值而求得。
接着,一边参照附图一边说明本实施方式的导电性基板的构成例。图1为示意地表示本实施方式的导电性基板10的构成之一例的立体图、图2为其概略截面图。图1及图2中,在绝缘体基板5的一个面的整个面上设置有导电膜3。在导电膜3的与绝缘体基板5相向面的相反侧的面上的一部分区域上设有作为所述导电性粘接材料组合物的固化物的导电性粘接层1。进而,在导电性粘接层1的与导电膜3相向面的相反侧的面上的一部分区域上设有由所述导体层形成用组合物形成的导体层2。导体层2在隔着导电性粘接层1粘接于导电膜3的同时,与导电膜3电连接。导电性基板10中,通过按顺序层叠导体层2、导电性粘接层1和导电膜3,导体层2对导电膜3的粘接性和导电性优异。
图3为示意地表示本实施方式的导电性基板20的构成之一例的立体图、图4为其概略截面图。图3及图4中,在绝缘体基板5的一个面上的2个区域上分别设置有导电膜4。在导电膜4的与绝缘体基板5相向面的相反侧的面上的一部分区域及绝缘体基板5的一部分区域上,连接2个导电膜4设置作为所述导电性粘接材料组合物的固化物的导电性粘接层1。进而,在导电性粘接层1的与导电膜4及绝缘基板5相向面的相反侧的面上的一部分区域上设置有由所述导体层形成用组合物形成的导体层2。导体层2隔着导电性粘接层1粘接于导电膜4及绝缘体基板5,同时与导电膜4电连接。在导电性基板20中,导体层2隔着导电性粘接层1连接2个导电膜4而设置,从而导体层2对导电膜4的粘接性和导电性优异,进而将分别设于2个区域的2个导电膜4电连接。图3示出了在导电膜4的侧面上还设有导电性粘接层1的方式,但在导电膜4的侧面上也可不设置导电性粘接层1。
<导电性基板的制造方法>
本发明的导电性基板的制造方法具有下述工序:向具有导电膜的基板上赋予含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物、形成导电性粘接材料组合物层的工序;将所述导电性粘接材料组合物层中的粘合材料固化、形成导电性粘接层的工序;向所述导电性粘接层上赋予含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物、形成导体层形成用组合物层的工序;以及将所述导体层形成用组合物层中的金属氧化物还原、形成含有金属的导体层的工序。所述制造方法还可根据需要进一步具有其他的工序。
在形成导电性粘接材料组合物层的工序中,向具有导电膜的基板上赋予含有粘合材料及数均粒径为1nm~3000nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物。具有导电膜的基板及导电性粘接材料组合物的详细情况如上所述。作为向基板上赋予导电性粘接材料组合物的方法,可以举出涂布法及印刷法。涂布法及印刷法可以从通常使用的方法中适当选择。通过适当选择涂布法及印刷法,可以以所期望的形状在基板上形成导电性粘接材料组合物层。特别是在基板上以任意的图案形成导电性粘接材料组合物层时,可优选使用印刷法。
作为具体的涂布法,可举出棒涂法、逗号涂布法、口模涂布法、狭缝涂布法、凹版涂布法、喷墨涂布法等。另外,作为印刷法,可举出丝网印刷法、喷印法、喷墨印刷法、转印印刷法、胶版印刷法、分配器法、针形配量器法等。
导电性粘接材料组合物层的厚度并无特别限定,可以按照导电性粘接层的平均厚度达到所期望范围的方式进行适当选择。例如,导电性粘接材料组合物层的厚度从所形成的导电性粘接层的粘接性的观点出发,优选使导电性粘接层的平均厚度达到10nm以上、更优选使导电性粘接层的平均厚度达到100nm以上。另外,从所形成的导电性粘接层的导电性的观点出发,优选使导电性粘接层的平均厚度达到5μm以下、更优选使导电性粘接层的平均厚度达到2μm以下、进一步优选使导电性粘接层的平均厚度达到1μm以下。
形成于基板上的导电性粘接材料组合物层优选根据需要进行干燥处理。通过进行干燥处理,导电性粘接材料组合物层的流动性降低,易于维 持所期望的形状。另外,下个工序以后的处理性提高。干燥处理的方法并无特别限定,可以从通常使用的方法中适当选择。干燥处理可以使用常温放置、加热干燥、减压干燥等。作为加热干燥或减压干燥中使用的装置,可举出加热板、温风干燥机、温风加热炉、氮干燥机、红外线干燥机、红外线加热炉、远红外线加热炉、微波加热装置、激光加热装置、电磁加热装置、加热器加热装置、蒸汽加热炉、热板压制装置等。
干燥处理中使用加热干燥时,加热温度例如优选为50℃~180℃、更优选为60℃~150℃。另外,干燥时间根据加热温度或导电性粘接材料组合物的构成适当选择。例如优选为1分钟~120分钟、更优选为5分钟~60分钟。
在形成导电性粘接层的工序中,将所形成的导电性粘接材料组合物层中的粘合材料固化。通过对粘合材料进行固化处理,利用粘合材料原本的粘接机能,可以在提高基板与导体层的粘接性的同时、提高导电性粘接层本身的机械强度。粘合材料的固化处理还可以是对粘合材料进行半固化的处理。粘合材料的固化方法根据粘合材料的种类等适当选择。其中,粘合材料的固化方法优选为热固化处理。
用于热固化处理的加热温度可根据粘合材料的种类等适当选择。其中,热固化处理的加热温度优选为100℃~250℃、更优选为150℃~200℃。另外,加热时间由于随加热温度等而变化,因此无法一概而论,但例如在175℃的温度下进行加热时,加热时间优选为5分钟~60分钟,更优选为10分钟~30分钟。
作为热固化处理中进行加热的手段,可以使用加热板、温风干燥机、温风加热炉、氮干燥机、红外线干燥机、红外线加热炉、远红外线加热炉、微波加热装置、激光加热装置、电磁加热装置、加热器加热装置、蒸汽加热炉、热板压制装置等。热固化处理在形成导电性粘接材料组合物层之后进行,但也可在后述的导体化处理后进行。
在形成导体层形成用组合物层的工序中,向导电性粘接层上赋予含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物(导电油墨)。导体层形成用组合物的详细情况如上所述。导体层形成用组合物向导电性粘接层的赋予可以通过涂布法或印刷法进行。作为涂布法,可举出棒涂法、逗号涂布法、口模涂布法、狭缝涂布法、凹版涂布法、喷墨涂布法等。
形成于导电性粘接层上的导体层形成用组合物层的厚度并无特别限定。从导电性的观点出发,优选按照由导体层形成用组合物层形成的导体层的平均厚度达到100nm以上的方式进行设定,优选使其为0.1μm~100μm、更优选使其为0.1μm~50μm、进一步优选使其为0.1μm~15μm。
另外,导体层形成用组合物层的形状并无特别限定,可以根据目的等按照形成所期望形状的导体层的方式来适当选择。例如,导体层形成用组合物层可在导电性粘接层的整个面上形成,也可仅形成在导电性粘接层的部分区域上成为规定的图案状。
赋予至导电性粘接层上的导体层形成用组合物含有分散介质。优选在后述的导体化处理之前进行将分散介质的至少一部分除去的干燥处理。干燥处理可以从周知的干燥手段中适当选择。干燥处理的条件可以根据分散介质的种类或含量、导体层形成用组合物层的层厚等适当选择。干燥处理例如可通过加热干燥进行。通过加热干燥进行干燥处理时,加热温度可以为50℃~180℃、优选为80℃~150℃。干燥时间可以为5分钟~30分钟。加热干燥中能够使用的装置如上所述。导体层形成用组合物由于含有含金属氧化物的无机粒子(优选铜/氧化铜核壳粒子及氧化铜粒子),因此与使用含有金属铜粒子等金属粒子作为无机粒子的导电油墨的情况不同,没有必要在除去氧的气氛下进行干燥。
在形成导体层的工序中,对导体层形成用组合物层中的金属氧化物进行还原,形成含有金属的导体层。通过进行将金属氧化物还原的导体化处理,可以形成与基板的粘接性和导电性优异的导体层。特别是,当夹在导体层形成用组合物层与基板的导电膜之间的导电性粘接层中含有过渡金属氧化物时,通过导体化处理还将导电性粘接层中的过渡金属氧化物也还原。由此,在导电性粘接层中生成成为导体层形成用组合物层中金属氧化物的还原物的析出起点的过渡金属,形成与基板的粘接性和导电性更为优异的导体层。作为导体化处理,例如可举出以下所示的在甲酸气体存在下的加热处理、还原性处理液的赋予处理。
(在甲酸气体存在下的加热处理)
在用于对如上构成的按顺序具有基板和导电性粘接层和导体层形成用组合物层的层叠体的导体层形成用组合物层进行导体化的在甲酸气体存在 下的加热处理(以下也称作“甲酸气体处理”)中,通过在以甲酸气体为必须成分的气体气氛下进行加热处理,将金属氧化物还原,生成金属,进行导体化处理。甲酸气体处理的详细情况例如可参照国际公开第2011/034016号等。
含甲酸气体的气体气氛优选通过以下方法制备:通过鼓泡等使载气与液状的甲酸相接触,通过用甲酸进行饱和,导入到被处理物中的方法;将甲酸加热至作为其沸点的100℃以上或者进行减压变为气体状后导入到被处理物中的方法。另外,在含甲酸气体的气体气氛下,优选使液状的甲酸不附着在被处理物上。如果液状的甲酸附着在被处理物上,被处理物的温度降低至作为甲酸沸点的100℃,会抑制导体化的进行。另外,例如由于金属氧化物(优选为铜氧化物)的一部分溶出至甲酸中,有时会引起导体层形成用组合物层的流失、或金属(优选铜)析出至导体层形成用组合物的赋予区域以外。
载气优选与甲酸气体的反应性低的气体。特别是由于甲酸气体与氧有燃烧和爆炸的可能性,因此当载气含有氧时,优选氧与甲酸气体的比率在爆炸范围外。甲酸时的爆炸范围外的比率在混合于空气中时为18体积%以下或51体积%以上。
处理温度优选为作为通过甲酸气体处理、金属从金属氧化物中析出的温度的120℃以上,从反应速度的方面出发更优选为140℃以上。处理温度的上限例如由基板的耐热温度规定。处理压力并无特别限定,可以是大气压、减压及加压的任一种条件。进而,处理时间例如优选为1~120、更优选为5~60。
当在形成导体层的工序中使用甲酸气体处理时,还可在甲酸气体处理后设置甲酸的除去工序。通过设置甲酸的除去工序,处理中使用的甲酸可以抑制通过还原生成的金属(优选铜)残留于表面上时所发生的金属(铜)的腐蚀。作为甲酸的除去方法,可以举出无氧气流下的加热处理、减压下的加热处理及水洗处理。作为无氧气流下的加热处理,可以使用在甲酸气体处理槽内供给不含甲酸的无氧气体的加热处理,利用无氧气体烘箱、无氧气流下的热源的加热处理。作为减压下的加热处理,在减压槽内进行甲酸气体处理时可以使用停止甲酸供给的减压加热处理、减压烘箱。
(还原性处理液的赋予处理)
在用于对具有如上构成的基板-导电性粘接层-导体层形成用组合物层的层叠体的导体层形成用组合物层进行导体化的还原性处理液的赋予处理(以下也称作“还原性液体处理”)中,通过对所述层叠体赋予还原性处理液,将金属氧化物还原、生成金属、进行导体化处理。还原性液体处理的详细情况例如可参照国际公开2009/078448号等。
还原性处理液是以将金属氧化物(优选铜氧化物)成分作为金属离子(优选铜离子)或金属络合物(优选铜络合物)溶出的药剂、将所溶出的金属离子或金属络合物还原而使其析出在金属上的还原剂以及溶解这些药剂和还原剂的溶剂作为必须成分、且不含金属离子的溶液。以下对各成分详细地叙述。
作为药剂,只要是将金属氧化物(优选铜氧化物)离子化或络合物化、进行溶解的药剂即可。优选为选自碱性含氮化合物(例如胺化合物、氨)、碱性含氮化合物的盐、无机酸、无机酸盐、有机酸、有机酸盐、路易斯酸、二肟、双硫腙、氢醌、EDTA及β-二酮中的至少1种。在以上的药剂中,由于还原剂多在碱性侧变得有活性,因此优选选自碱性含氮化合物中的至少1种,特别地更优选选自胺化合物及氨中的至少1种,由于溶解金属氧化物的能力很高,因此进一步优选选自伯胺化合物及氨中的至少1种。
另外,作为碱性含氮化合物的其他例子,作为叔胺化合物可优选地举出乙二胺四醋酸盐、三乙醇胺及三异丙醇胺。另外,作为有机酸及有机酸盐,可举出羧酸及羧酸盐。其中,有机酸及有机酸盐优选为选自多元羧酸、多元羧酸盐、芳香族羧酸、芳香族羧酸盐、羟基羧酸及羟基羧酸盐中的至少1种。作为有机酸及有机酸盐,具体地优选选自酒石酸、苯二甲酸、马来酸、琥珀酸、富马酸、水杨酸、苹果酸、柠檬酸及它们的盐中的至少1种。
作为二肟,可举出二甲基乙二醛肟、苄基二乙二醛肟、1,2-环己烷二酮二乙二醛肟等。作为β-二酮,可举出乙酰基丙酮等。作为氨基醋酸,可举出甘氨酸等氨基酸。
作为将还原性处理液中的金属氧化物离子化或络合物化的药剂的浓度,优选为0.001mol/L~30mol/L、更优选为0.01mol/L~15mol/L、进一步优 选为0.1mol/L~8mol/L。药剂的浓度为0.001mol/L以上时,有能够以充分的速度溶解金属氧化物的倾向。
作为还原剂,可适当地使用选自氢化硼化合物、氢化铝化合物、烷基胺硼烷、肼化合物、醛化合物、亚磷酸化合物、次磷酸化合物、抗坏血酸、己二酸、甲酸、醇、锡(II)化合物、金属锡、醋酸钴(II)及羟基胺类中的至少1种。特别优选选自二甲基胺硼烷(DMAB)、肼、甲醛、抗坏血酸及醋酸钴(II)中的至少1种。除此以外,还可适当使用柠檬酸等。
作为还原性处理液中所含的还原剂的浓度,优选为0.001mol/L~30mol/L、更优选为0.01mol/L~15mol/L、进一步优选为0.01mol/L~10mol/L。还原剂的浓度为0.001mol/L以上时,有能够以充分的速度生成金属的倾向。
另外,将金属氧化物离子化或络合物化的药剂的含量相对于还原剂的含量的摩尔比(药剂/还原剂)优选低于5,000。所述摩尔比低于5,000时,可抑制游离至溶液中的金属离子浓度变得过高、抑制金属析出至导体层形成用组合物层以外。
作为溶剂,由于需要将上述药剂(溶解剂)、还原剂及金属离子或金属络合物溶解,因此优选高极性的溶剂。具体地可使用水、甘油、甲酰胺。
还原性处理液中的金属氧化物的还原反应通常在室温(15~30℃)下进行,可根据反应的加速、减速、改变所生成的金属膜(导体层)的状态等的需要进行加热或冷却。另外,还可进行用于控制金属膜的均质性或反应速度、反应时的发泡等的添加物的添加、搅拌或基板的摇晃、超声波的附加。
对如上形成的导体层形成用组合物层赋予还原性处理液,进行导体化处理。具体地可举出在充满还原性处理液的容器中浸渍处理形成有导体层形成用组合物层的基板的方法;或者对导体层形成用组合物层连续地喷雾处理还原性处理液的方法等。在任一情况下,导体层形成用组合物层中的金属氧化物都可以通过处理液中的药剂被离子化或络合物化、接着通过还原剂被还原成金属、用金属将无机粒子之间填埋,形成致密的导体层。
利用还原性处理液的处理时间可根据处理液的浓度或温度等适当设定。例如,处理时间可以为0.5小时~6小时、温度可以为室温~90℃。
通过还原性处理形成有导体层的导电性基板暴露于超纯水等后,优选通过风干、加热板、温风干燥、烘箱等进行干燥。此时,为了易于干燥,还可赋予丙酮、甲醇、乙醇等溶剂,将水置换成溶剂之后进行干燥。
通过以上的本发明导电性基板的制造方法,可以制造导体层与基板的密合性高、具有持有该导体层与具有导电膜的基板之间的电导通的导电性图案的导电性基板。
(布线基板的制造方法)
通过所述导电性粘接材料组合物,对具有导电膜的基板预先进行处理之后,将导体层形成用组合物(导电油墨)描绘成所期望的形状,进行导体化处理而形成布线图案,从而可获得布线与基板的密合性高、布线与基板之间有导通、且具有高导电性的布线基板。以下对布线基板的制造方法进行说明,但该布线基板的制造方法与上述本发明的导电性基板的制造方法仅是导体层和布线图案有所不同,除此以外的构成相同,因此仅对布线图案的描绘进行说明。
(布线图案的描绘)
作为使用导电油墨、在形成有导电性粘接层的基板上的导电性粘接层上按照形成任意的布线图案的方式描绘图案的方法,可以利用一直以来在涂布油墨中使用的印刷法或涂布法。使用所述导电油墨描绘图案时,可以应用丝网印刷法、喷印法、喷墨印刷法、转印印刷法、胶版印刷法、分配器法。
如上所述,在利用导电油墨描绘图案后,与所述的导电性基板的制造方法同样操作,对导电油墨形成的图案进行导体化处理,从而将图案中的金属氧化物还原成金属,进行导体化,由此制造布线基板。
此外,利用导电油墨的图案描绘后的工序与上述导电性基板的制造方法实质上相同。如上所述,可以制造由导电油墨形成的导体层。
实施例
以下通过实施例更为具体地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。
[实施例1]
(导电性粘接材料组合物的制备)
向在碳酸亚丙酯(和光纯药工业株式会社制)32g中溶解有作为粘合材料的二丙二醇二缩水甘油醚(DER RESIN GR.736Polysciences、Inc.制)0.65g、双酚A酚醛清漆环氧树脂(N865DIC株式会社制)0.65g、双酚A酚醛清漆(VH-4170DIC株式会社制)0.74g的溶液中,混合作为导电性粒子的铜/氧化铜核壳纳米粒子(平均粒径为70nm、日清Engineering株式会社制)11.75g,使用超声波匀浆机(US-600、日本精机株式会社制)进行19.6kHz、600W、2分钟的处理,制备导电性粘接材料组合物。
在此制备中,除去了碳酸亚丙酯的不挥发物中所含的铜核/壳纳米粒子的比例设定为85质量%(约50体积%)。
(导电性粘接层在基板上的形成)
作为具有导电膜的基板,使用通过溅射法形成有ITO膜的玻璃基板(平均厚度为1mm)。ITO膜的平均膜厚为0.2μm。通过等离子体抗蚀剂剥离装置利用氧等离子体将该基板清洁5分钟后,以1000转/分钟、30秒钟的条件在ITO附着面上旋涂导电性粘接材料组合物,在100℃的加热板上干燥5分钟,形成导电性粘接材料组合物层。之后,在180℃的加热板上加热15分钟,将导电性粘接材料组合物层中的树脂固化,形成导电性粘接层。使用三维非接触表面形状测定装置测定导电性粘接层的平均厚度,结果为0.5μm。
(导电油墨的制备)
称量氧化铜纳米粒子(平均粒径为70nm、CIK NANOTEK株式会社制)55g和γ-丁内酯45g,利用超声波匀浆机(US-600、日本精机株式会社制)进行19.6kHz、600W、5分钟的处理,制备导电油墨(铜导电油墨)。
(涂布、干燥)
在具有表面形成有导电性粘接层的ITO膜的玻璃基板上,通过间隙为50μm的敷料器涂布上述制备的导电油墨,获得在导电性粘接层上具有导电油墨层(导体层形成用组合物层)的基板。在150℃的加热板上干燥所得基板10分钟,制作供至导体化处理的试样。
(甲酸气体处理)
在洗气瓶中放入甲酸,一边鼓泡氮气,一边利用30℃的油浴进行加热,制作甲酸气体的发生装置。在通过油浴加热的平底的可拆分式烧瓶的底部 上铺上厚度为3mm的铜板,将要甲酸气体处理的试样置于其上。在置于该铜板表面的玻璃板上安装镍铬热电偶,以使得可以测定试样的处理温度。对装有该试样的可拆分式烧瓶一边流入氮气,一边利用200℃的油浴进行加热,在试样的温度达到恒定(185℃)后,将含有在甲酸气体发生装置中产生的甲酸气体的氮气通入到该可拆分式烧瓶中,对进行涂布和干燥后的导电油墨层处理20分钟。此时,黑色的试样的导电油墨层变成铜色。处理后,一边流通不含甲酸的氮气一边在185℃下放置15分钟,将甲酸除去。接着,对可拆分式烧瓶进行水冷,在试样达到50℃以下之后,将试样取出至空气中。
(电阻测定)
由导电油墨形成的导体层的表面电阻率使用四探针法低电阻率计(ロレスタ-GP、三菱化学株式会社制)进行测定。表面电阻率为0.0092Ω/□。另外,由铜导电油墨形成的导体层的厚度如下求得:利用美工刀在所形成的导体层上刻痕,使用三维非接触表面形状测定装置(Micromap MM3500、株式会社菱化System制)对刻痕的深度测定10点,由其算术平均值求得导体层的平均厚度。平均厚度为10μm,使用该平均厚度计算的体积电阻率为9.2×10-8Ω·m。由导电油墨形成的导体层与ITO之间的导通的确认如下进行:利用刮刀将导体层的一部分剥离、使ITO露出,利用检验器(DC800a、三和电气计器株式会社制)确认由导电油墨形成的导体层与ITO之间的导通。由于是ITO膜本身的电阻,因此在ITO膜上的探针的位置上电阻值可发生变动,但约为0.3Ω,获得了低电阻下的导通。
(胶带剥离试验)
经甲酸气体处理的由导电油墨形成的导体层成为在基板侧具有金属光泽的致密层和表面松脆的粉状层的两层。利用キムタオル(纸制毛巾、日本制纸Crecia株式会社制)将表面的粉成物轻轻擦拭除去,进行以下的胶带剥离试验。
胶带剥离试验为将透明胶带粘在如上获得的导电性基板的导体层侧,用手指使其充分地密合后进行剥离。
结果是,导体层未从基板侧上剥离,判断具有良好的粘接性。
[实施例2]
(试样的制备)
与实施例1同样地获得作为在导电性粘接层上具有导电油墨层的基板的试样。
(导体化处理)
根据下述表1的组成称量各成分,将它们混合后制备作为用于导体化处理的还原性处理液的处理液A。在培养皿的底部放置具有导电油墨层的基板,注入处理液A,进行利用浸渍处理的导体化处理,使导电油墨层变成导体层。在室温(20℃)下进行60分钟的导体化处理的结果为,最初为黑色的导电油墨层随着发泡,慢慢变成铜色。
[表1]
处理液A的处方
络合化剂1 | 28%氨水 |
浓度(mol/L) | 1 |
配合量(ml) | 27.37 |
络合化剂2 | 2,2’-联吡啶 |
浓度(mol/L) | 0.01 |
配合量(ml) | 0.70 |
络合化剂3 | EDTA |
浓度(mol/L) | 0.01 |
配合量(ml) | 1.32 |
还原剂 | 二甲基胺硼烷 |
浓度(mol/L) | 0.1 |
配合量(ml) | 2.65 |
溶剂 | 纯水 |
配合量(ml) | 417.96 |
总量(g) | 450 |
(体积电阻率测定和密合性评价)
与实施例1同样操作,对形成有导体层的基板进行评价。导体层的表面电阻率为0.0093Ω/□、导体层的平均膜厚为11μm,由它们计算的导体层 的体积电阻率为1.02×10-7Ω·m。另外,导体层与ITO膜之间的电阻值为0.2Ω。进而,同样进行了胶带剥离试验的结果为,没有导体层的剥离、粘接性优异。
[比较例1]
除了在基板上不由导电性粘接材料组合物形成导电性粘接层、在溅射形成有ITO膜的玻璃基板上直接涂布上述导电油墨之外,与实施例1同样地形成导电油墨层,制作试样,进行甲酸气体处理,形成导体层。
(电阻测定)
与实施例1同样地测定导体层的电阻的结果为,表面电阻值为0.044Ω/□、导体层的平均厚度为厚度5μm、体积电阻率为2.2×10-7Ω·m。在利用刮刀想要将导体层的一部分剥取时,整个导体层剥离,无法确认导体层与ITO之间的导通。另外,也无法实施之后的胶带剥离试验,但通过利用刮刀的刮擦,整个面发生剥离,判断导体层的粘接性极差。
[比较例2]
除了在基板上不由导电性粘接材料组合物形成导电性粘接层、在溅射形成有ITO膜的玻璃基板上直接涂布铜导电油墨之外,与实施例2同样地形成导电油墨层,制作试样,使用处理液A进行导体化处理,形成导体层。
(体积电阻率测定和密合性评价)
利用处理液A进行的导体处理的结果为,在基板上薄薄地析出铜膜,形成了导体层,但导电油墨的大部分溶失,金属铜也析出至培养皿的壁面上。利用美工刀在基板上的导体层上刻痕,利用触针式表面形状测定装置(XP-2、AMBiOS technology公司制)测定刻痕的深度,测定导体层的平均厚度。平均厚度为420nm。与实施例1同样地测定导体层的表面电阻率的结果为0.074Ω/□,由它们计算的体积电阻率为3.1×10-8Ω·m。另外,同样地进行胶带剥离试验时,作为导体层的铜膜易于从基板上剥离。
[比较例3]
将二丙二醇二缩水甘油基醚(DER RESIN GR.736Polysciences、Inc.制)0.5g、双酚A酚醛清漆环氧树脂(N865DIC株式会社制)0.5g和双酚A酚醛清漆(VH-4170DIC株式会社制)0.54g溶解在碳酸亚丙酯(和光纯药工业株式会社制)32g中,制备粘接性基板处理剂。该制备中,在粘接性 基板处理剂中不含导电性粒子。
代替实施例1中的导电性粘接材料组合物而使用上述获得的粘接性基板处理液,除此之外与实施例1同样地操作,在基板上形成导体层。接着,对所形成的导体层与实施例1同样地进行评价。
结果是,粘接层的平均厚度为0.4μm、导体层的表面电阻率为0.011Ω/□、导体层的平均厚度为5.7μm,由它们计算的体积电阻率为6.3×10-8Ω·m。测定导体层与基板的ITO膜之间的电阻值时,为测定限以上,即未能获得导通。认为其原因是在导体层与ITO膜之间存在不含导电性粒子(金属成分)的绝缘性的粘接性基板处理剂层的缘故。
另外,进行胶带剥离试验时,导体层未剥离、显示了良好的粘接性。
[实施例3]
(导电性粘接材料组合物的制备)
向在碳酸亚丙酯(和光纯药工业株式会社制)39.2g中溶解有在碳酸亚丙酯中溶解至30质量%的双酚A酚醛清漆环氧树脂(N865DIC株式会社制)溶液10.1g、双酚A酚醛清漆(VH-4170DIC株式会社制)0.366g和2E4MZ(四国化成工业株式会社制)的1质量%溶液0.34g的溶液中,混合氧化铜纳米粒子(平均粒径为70nm、CIK NANOTEK株式会社制)45g和表面自然氧化铜纳米粒子(平均粒径为50nm、TEKNA Plasma Systems Inc.)5g,使用超声波匀浆机(US-600、日本精机株式会社制)进行19.6kHz、600W、2分钟的处理,制备导电性粘接材料组合物(导电粘接层形成用液状物)。
在此制备中,除去了碳酸亚丙酯的不挥发物中所含的树脂的比例设定为6.8质量%(约30体积%)。
除了使用上述获得的导电性粘接材料组合物以外,与实施例1同样地进行之后的“导电性粘接层在基板上的形成”、“导电油墨的制备”、“涂布、干燥”、“甲酸气体处理”、“电阻测定”及“胶带剥离试验”。
结果是,导电性粘接层的平均厚度为5、导体层的表面电阻率为0.023Ω/□、由导电油墨形成的导体层的平均厚度为4.0μm、由它们计算的体积电阻率为9.2×10-8Ω·m。测定导体层与基板的ITO膜之间的电阻值时,为0.8Ω。进行胶带剥离试验时,由铜导电油墨形成的导体层未剥离,显示 了良好的粘接性。
[比较例4]
在碳酸亚丙酯(和光纯药工业株式会社制)39.2g中溶解在碳酸亚丙酯中溶解至30质量%的双酚A酚醛清漆环氧树脂(N865DIC株式会社制)溶液10.1g、双酚A酚醛清漆(VH-4170DIC株式会社制)0.366g和2E4MZ(四国化成工业株式会社制)的1质量%溶液0.34g,制备粘接性基板处理剂。
在此制备中,粘接成分(粘合材料)与实施例3同样,但不含导电性粒子(金属成分)。
除了代替实施例1中的导电性粘接材料组合物而使用上述获得的粘接性基板处理液之外,与实施例1同样地操作,在基板上形成导体层。接着,对所形成的导体层与实施例1同样地进行评价。
结果是,粘接层的平均厚度为0.5μm、由导电油墨形成的导体层的表面电阻率为0.0089Ω/□、导体层的平均厚度为6.2μm、由它们计算的体积电阻率为5.5×10-8Ω·m。
其中,在表面电阻的测定中,导体层发生剥离、无法实施之后的测定。因此判断所形成的导体层的粘接性极其低。
[实施例4]
(导电性粘接材料组合物的制备)
将钛酸四异丙酯(和光纯药工业株式会社制)0.9g和二乙醇胺(和光纯药工业株式会社制)0.33g溶解在异丙醇17.1g中,混合铜/氧化铜核壳纳米粒子(平均粒径为70nm、日清Engineering株式会社制)1.8g,利用超声波匀浆机(US-600、日本精机株式会社制)进行19.6kHz、600W、2分钟的处理,制备导电性粘接材料组合物。
除了使用上述获得的导电性粘接材料组合物之外,与实施例1同样地进行之后的“导电性粘接层在基板上的形成”、“导电油墨的制备”、“涂布、干燥”、“甲酸气体处理”、“电阻测定”及“胶带剥离试验”。
结果是,导电性粘接层的平均厚度为0.2μm、导体层的表面电阻率为0.03Ω/□、导体层的平均厚度为1μm、由它们计算的体积电阻率为3×10-8Ω·m。测定铜导电油墨与基板的ITO之间的电阻值时,为0.9Ω。另外,进行 胶带剥离试验时,导体层未剥离,显示了良好的粘接性。
[实施例5]
将四甲氧基硅烷(和光纯药工业株式会社制)0.9g和三乙基胺(和光纯药工业株式会社制)0.02g溶解在异丙醇(和光纯药工业株式会社制)17.1g中,混合铜/氧化铜核壳纳米粒子(平均粒径为70nm、日清Engineering株式会社制)1.7g,利用超声波匀浆机(US-600、日本精机株式会社制)进行19.6kHz、600W、2分钟的处理,制备导电性粘接材料组合物。
除了使用上述获得的导电性粘接材料组合物之外,与实施例1同样地进行之后的“导电性粘接层在基板上的形成”、“导电油墨的制备”、“涂布、干燥”、“甲酸气体处理”、“电阻测定”及“胶带剥离试验”。
结果是,导电性粘接层的平均厚度为0.2μm、导体层的表面电阻率为0.045Ω/□、导体层的平均厚度为2μm、由它们计算的体积电阻率为9.0×10-8Ω·m。测定由铜导电油墨形成的导体层与基板的ITO之间的电阻值时,为3.4Ω。进行胶带剥离试验时,导体层未剥离,显示了良好的粘接性。
[实施例6]
除了代替实施例1中的铜/氧化铜核壳纳米粒子而使用镍纳米粒子(QSI-NanoNickel、数均粒径为20nm、QUANTUM SPHERE Inc.制)之外,与实施例1同样地制备导电性粘接材料组合物。
除了使用上述获得的导电性粘接材料组合物之外,与实施例1同样地进行之后的“导电性粘接层在基板上的形成”、“导电油墨的制备”、“涂布、干燥”、“甲酸气体处理”、“电阻测定”及“胶带剥离试验”。
结果是,导电性粘接层的平均厚度为0.6μm、导体层的表面电阻率为0.05Ω/□、导体层的平均厚度为1.2μm、由它们计算的体积电阻率为6.0×10-8Ω·m。测定由铜导电油墨形成的导体层与基板的ITO之间的电阻值时,为1.1Ω。进行胶带剥离试验时,导体层未剥离,显示了良好的粘接性。
[实施例7]
除了代替实施例1中的具有ITO膜的玻璃基板而使用剪切成7cm×7cm尺寸的铝板(厚度为1mm)作为基板之外,与实施例1同样地在基板上形 成导电层,同样地进行评价。
结果是,导电性粘接层的平均厚度为0.5μm、导体层的表面电阻率为0.0082Ω/□、导体层的平均厚度为4.3μm。测定由导电油墨形成的导体层与基板的之间的电阻值时,为0.01Ω。进行胶带剥离试验时,由铜导电油墨形成的导体层未剥离,显示了良好的粘接性。
由以上可知,通过使用本发明的组合物套剂中含有的导电性粘接材料组合物及导体层形成用组合物(导电油墨),在具有导电膜的基板上形成导电性粘接层及导体层,可以制造基板与导体层之间的粘接性及导电性优异的导电性基板。
日本专利申请2011-170083号的公开内容通过参照将其全部纳入本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请及技术标准与具体地且分别地记载通过参照将各个文献、专利申请及技术标准纳入的情况同等程度地通过参照纳入本说明书中。
Claims (11)
1.一种组合物套剂,其包含:
含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物,和
含有粘合材料及数均粒径为1nm~500nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物,
所述粘合材料为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种无机粘合材料。
2.根据权利要求1所述的组合物套剂,其中,所述含金属氧化物的无机粒子为选自铜氧化物粒子及核部为金属铜、壳部为氧化铜的核壳粒子中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的组合物套剂,其中,所述导电性粒子含有选自铜、氧化铜、氧化亚铜、金、氧化金、铂、氧化铂、银、氧化银、钯、氧化钯、铑、氧化铑、镍及氧化镍中的至少1种。
4.一种导电性基板,其具有:
具有导电膜的基板;
设置在所述导电膜上的导电性粘接层,该导电性粘接层为含有粘合材料及数均粒径为1nm~500nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物的固化物,所述粘合材料为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种无机粘合材料;以及
设置在所述导电性粘接层上且含有金属的导体层,该金属为含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物的还原物。
5.根据权利要求4所述的导电性基板,其中,所述导体层含有金属铜。
6.根据权利要求4或5所述的导电性基板,其中,所述导电膜含有选自铝、铜、银、金、铂、镍、锡、铅、钯、铟锡氧化物即ITO、铟锌氧化物即IZO、锌锡氧化物即ZTO、掺杂有氟的氧化锡即FTO、InO2、SnO2及ZnO中的至少1种。
7.根据权利要求4或5所述的导电性基板,其中,所述导体层的体积电阻率为1.5×10-8Ω·m~1.0×10-7Ω·m,所述导体层中的金属的至少一部分与所述导电性粘接层中的导电性粒子的至少一部分通过金属键而一体化。
8.根据权利要求4或5所述的导电性基板,其中,所述导体层的平均厚度为100nm以上,所述导电性粘接层的平均厚度为10nm~2000nm。
9.权利要求4~8中任一项所述的导电性基板的制造方法,其具有下述工序:
向具有导电膜的基板上赋予含有粘合材料及数均粒径为1nm~500nm的导电性粒子的导电性粘接材料组合物、形成导电性粘接材料组合物层的工序;
将所述导电性粘接材料组合物层中的粘合材料固化、形成导电性粘接层的工序;
向所述导电性粘接层上赋予含有分散介质及含金属氧化物的无机粒子的导体层形成用组合物、形成导体层形成用组合物层的工序;以及
将所述导体层形成用组合物层中的金属氧化物还原、形成含有金属的导体层的工序,
所述粘合材料为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种无机粘合材料。
10.一种用于权利要求1~3中任一项所述的组合物套剂的导电性粘接材料组合物,其含有粘合材料及数均粒径为1nm~500nm的导电性粒子,所述粘合材料为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种无机粘合材料。
11.一种用于权利要求9所述的制造方法的导电性粘接材料组合物,其含有粘合材料及数均粒径为1nm~500nm的导电性粒子,所述粘合材料为选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化钨、氧化锌、氧化铬及它们的前体化合物中的至少1种无机粘合材料。
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