JP2006342380A - 複合金属コロイド粒子、複合金属コロイド粒子被覆体、混合金属コロイド粒子分散液、導電膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】配線回路や遮光パターンの形成に適した複合金属コロイド粒子、複合金属コロイド粒子被覆体、混合金属コロイド粒子分散液ならびに導電膜の形成方法を提供する。
【解決手段】基体表面に付着させて用いる粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子からなり、混合金属コロイド粒子100重量部中の0.01重量部 から 10 重量部 がパラジウムコロイド粒子であって、各金属コロイド粒子は、該金属コロイド粒子100重量部あたり0.5重量部〜10重量部の有機保護膜で被覆されている。
この複合金属コロイド粒子の皮膜は、良好な導電性、遮光性を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】基体表面に付着させて用いる粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子からなり、混合金属コロイド粒子100重量部中の0.01重量部 から 10 重量部 がパラジウムコロイド粒子であって、各金属コロイド粒子は、該金属コロイド粒子100重量部あたり0.5重量部〜10重量部の有機保護膜で被覆されている。
この複合金属コロイド粒子の皮膜は、良好な導電性、遮光性を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、複合金属コロイド粒子、複合金属コロイド粒子被覆体、混合金属コロイド粒子分散液ならびに導電膜の形成方法に係り、さらに詳しくは、配線回路や遮光パターンの形成に適した導電膜の形成方法に関する。
従来から金属又は金属粒子を使用した導電膜又は遮光膜の形成方法として、たとえば、次のような方法が知られている。
(1)基体上に銅箔のような金属箔を貼り付けるか、あるいはこの上にフォトレジスト層を形成してフォトリソグラフィー法により次の工程、すなわち、回路パターンの露光→未露光部のレジスト除去→レジスト除去部のエッチングによる銅箔除去→露光部のレジスト除去、等の工程を経て、配線回路パターンや遮光パターンなどの所望の部分のみに導電膜などを形成する方法。
(2)基体上の所望の部分にスクリーン印刷により金属微粒子を含むペーストを印刷し非酸化雰囲気中で熱処理して導電ペースト中の金属微粒子を焼成する方法。
(3)基体上に金属薄膜を蒸着するか、あるいはこの上にフォトレジスト層を施し、フォトリソグラフィー法により、回路パターンの露光→未露光部のレジスト除去→レジスト除去部エッチングによる銅箔除去→露光部のレジスト除去等の工程を経て、配線回路パターンや遮光パターンなどの所望の部分のみに導電膜を形成する方法。
(1)基体上に銅箔のような金属箔を貼り付けるか、あるいはこの上にフォトレジスト層を形成してフォトリソグラフィー法により次の工程、すなわち、回路パターンの露光→未露光部のレジスト除去→レジスト除去部のエッチングによる銅箔除去→露光部のレジスト除去、等の工程を経て、配線回路パターンや遮光パターンなどの所望の部分のみに導電膜などを形成する方法。
(2)基体上の所望の部分にスクリーン印刷により金属微粒子を含むペーストを印刷し非酸化雰囲気中で熱処理して導電ペースト中の金属微粒子を焼成する方法。
(3)基体上に金属薄膜を蒸着するか、あるいはこの上にフォトレジスト層を施し、フォトリソグラフィー法により、回路パターンの露光→未露光部のレジスト除去→レジスト除去部エッチングによる銅箔除去→露光部のレジスト除去等の工程を経て、配線回路パターンや遮光パターンなどの所望の部分のみに導電膜を形成する方法。
しかしながら(1)の金属箔層を貼り付けた積層板を用いて導電膜を形成する方法は、幅広の配線回路パターンを形成する目的には適しているが、細線の配線回路パターンの形成には不向きであり、しかもレジスト膜の溶解除去や金属箔をエッチングしたときに生ずる廃液の処理が必要となり、設備費や生産コストがかさみ、環境面での問題が生じるという問題がある。また、この方法によって得られた細線の配線回路パターンではクロス部での導電膜の細りが生じ、配線面のこすれなどにより容易に断線が生ずるなど、信頼性の確保が難しいという問題もある。
(2)のスクリーン印刷による方法は、細線の配線回路パターンを形成するためにスクリーンのメッシュを細かくするとスクリーンの強度や耐刷性の維持の点で問題がある。さらに、金属の蒸着薄膜を使用して細線の配線回路パターンを形成する方法では、(1)のフォトリソグラフィー法やエッチング処理が必要で、(1)と同様の問題がある。
(3)の金属薄膜の蒸着による方法は、金属薄膜の形成に真空を要するだけでなく、エッチングに関しては(1)と同様の問題点が解決できていない。
一方、オーバーヘッドプロジェクター (OHP) のような投射原稿は、透明フィルム上に文字や図形などのパターンをインクジェット印刷するか複写機により複写して作製されているが、インクジェットによる印刷層は薄さの確保が難しく、また複写機のトナーは合成樹脂にカーボンブラックを配合したもので、遮光性が十分でないため、投影された映像のコントラストが十分に得られないという問題がある。
前述した通り、従来から配線回路パターンや回路基板などで用いられる導電膜の形成方法として、金属箔層をエッチングする方法、スクリーン印刷による方法、蒸着金属箔層をエッチングする方法などが知られているが、いずれも細線の配線回路パターンなどの形成が難しい問題があった。また金属箔層のエッチングによる配線回路パターンなどの導電膜形成法では、導電性の確保は十分であるものの、工程数が多く設備費や生産コストがかさむ他、廃液処理が必要なので環境保全の点でも問題であった。
また、上述の従来法で作製したOHPのような画像投射原稿は、遮光性が十分でないため、投影された映像のコントラストが不十分であるという問題があった。
本発明はかかる従来の問題を解消するためになされたもので、特に細線の配線回路パターンや回路基板などに係る導電膜の形成、さらには遮光パターンの形成に際しての問題点を解決するためになされたもので、パターンの形成が容易で、廃液処理の必要が無く、生産工程が単純で設備費や生産コストが少なくて済む導電性ならびに遮光性にすぐれコントラストの良好な投射画像が得られる複合金属コロイド粒子、複合金属コロイド粒子被覆体、混合金属コロイド粒子分散液及び導電膜の形成方法を提供することを目的とする。
発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の1)〜8)の発明により前述した従来の問題を解消するに至った。
1)基体表面に付着させて用いる粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子からなり、前記混合金属コロイド粒子100重量部中の0.01重量部 から 10 重量部 がパラジウムコロイド粒子であって、各金属コロイド粒子は、該金属コロイド粒子100重量部あたり0.5重量部〜10重量部の有機保護膜で被覆されていることを特徴とする複合金属コロイド粒子。
2)分散液中の分散媒を揮散せしめて形成されたキセロゲルの形態からなることを特徴とする1)の複合金属コロイド粒子。
3)基体表面に1)の複合金属コロイド粒子が、単粒子あるいはキセロゲルの状態で被覆されてなることを特徴とする複合金属コロイド粒子被覆体。
4)分散媒中に、100重量部中の0.01重量部 から10重量部 がパラジウムコロイド粒子である粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子が分散されていることを特徴とする混合金属コロイド粒子分散液。
5)基体表面に、1)又は2)の複合金属コロイド粒子を所定のパターンで付着させ、不溶化させてなることを特徴とする複合金属コロイド粒子膜。
6)基体表面に、1)又は2)の複合金属コロイド粒子を所定のパターンで付着させる工程と、前記基体表面に所定のパターンで付着した複合金属コロイド粒子を不溶化させる工程と、前記不溶化した複合金属コロイド粒子上へ無電解めっき又は電解めっきによる金属皮膜を形成する工程とを有することを特徴とする導電膜の形成方法。
7)基体表面に、100重量部中の0.01重量部 から10重量部 がパラジウムコロイド粒子である粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子を表面に付着させた熱可塑性あるいは熱硬化性の固体粒子を所定のパターンで付着させる工程と、前記固体粒子を基体表面に融着させる工程と、融着された前記固体粒子上へ無電解めっき又は電解めっきによる金属皮膜を形成する工程とを有することを特徴とする導電膜の形成方法。
8)基体表面に、前記複合金属コロイド粒子又は前記固体粒子を所定のパターンで付着させる工程が、塗布、静電塗装、印刷、インクジェット印刷及び電子写真から選ばれた少なくとも1種からなる方法によりなされることを特徴とする6)又は7)の導電膜の形成方法。
本発明において、金属コロイド粒子を付着させて導電パターンや遮光パターンを形成するための基体としては 120℃以上の熱に耐えられる材質の基体であれば特に問題はない。すなわち本発明に用いられる基体としては、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ガラスエポキシ基板、フェノール含浸紙、シリコーン基板、セラミックス基板、ガラス基板などが例示される。
本発明の複合金属コロイド粒子は、その固形分を100重量部としたとき、粒子表面に1〜10重量部 の有機保護膜を有する粒径 1nm〜100nm金属コロイド粒子の混合体で、金属としては、Au, Pt, Ag, Cu, Ni, Cr, Rh, Pd, Zn, Co, Mo, Ru, W, Os, Ir, Fe, Mn, Ge, Sn, Ga、In などから選択することができ、その必須成分として、パラジウムコロイド粒子を0.001重量部〜10重量部、好ましくは0.1重量部〜3.0重量部を含むものである。このコロイド粒子は水または有機溶剤に分散した状態、分散媒を全く含まない固形物の状態、固体表面に付着するか塗布された状態、あるいは電子写真トナーのような固体粒子の表面に付着するか、これを被覆した状態で用いることができる。
パラジウムコロイドと組み合わせる好ましい金属コロイドとしては金、銀、白金、銅、錫、ニッケル、クロムなどのコロイドがあり、銀コロイドは特に好ましい。
金属コロイドは塩化白金酸、塩化銀、硝酸銀などのような金属イオンを含む水溶液に水溶性のアルキルチオール、高分子分散剤、ポリビニルピロリドンなどの有機保護膜形成剤を溶解させ、ジメチルアミノエタノールのような還元剤を添加すると数十秒〜数分で金属イオンが還元され、粒径1nm〜100nmの金属微粒子が析出する。析出粒子の表面には溶解していた有機保護膜形成剤が吸着して保護コロイド層を形成し、金属コロイド粒子を形勢される。この金属コロイド粒子は水やテトラエトキシシランのようなゾルゲルプロセス用バインダに安定に溶解・分散させることが可能である。
この金属コロイド粒子を油を主体とする分散媒に分散せしめる場合には、たとえば油溶性の有機保護膜形成材料をアセトンのような水混和性有機溶媒に溶解させ、この溶液を金属イオンを含む水溶液と混合する。混合物は非均一系であるが、これを攪拌しながら、アミン系の還元剤を添加すると析出した金属コロイド粒子の表面には有機保護膜が形成されて油層側に移行してくる。これを洗浄、濃縮、乾燥すると水系と同様の濃厚な金属コロイドの油性分散液が得られる。この金属コロイド粒子は、芳香族系、ケトン系、エステル系などの溶媒やポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂などに安定に分散・混合することが可能である。
金属コロイド粒子はこの他、真空中で蒸発させた金属原子のクラスターを、有機保護膜材料を溶解した有機溶剤中に導いてその表面に保護膜を被覆することによっても得ることができる。
得られた金属コロイドの内、粒径が1nm〜100nmの範囲内の金属コロイド粒子の混合コロイドであって、特にその粒子表面に金属コロイド100重量部に対して0.5重量部〜10重量部の有機保護膜が被覆されており、金属コロイド粒子100重量部中の0.01重量部から10重量部がPd コロイド粒子で構成されてなるコロイド粒子は、(1)優れた分散安定性を示し、水あるいは有機溶剤中密栓状態で保存した場合数年間静置しても分散状態が変化しない、(2)分散媒を蒸発し乾固したのち再び分散媒に分散させても元の分散状態に復帰できる、(3)粒子が黒色を呈し着色剤あるいは遮光膜用の印字材料として優れた特性を示す、(4)これらを極微量塗布した表面は優れためっき触媒能力を示す、(5)トナーなどの有機粒子の表面に極微量被覆して得た粒子は高い抵抗を保持しており、絶縁性トナーとして扱うことができ、しかも触媒活性を示す、(6)上記混合金属コロイド粒子は、他の表面に塗布するかあるいは他の表面を被覆した後、光または熱を照射すると相互に結合して、溶剤や分散剤に対する溶解性が著しく低下した固形膜を形成することができる、(7)上記混合粒子をめっき触媒として使用する場合、極めて薄い状態に塗布あるいは付着させることができるため、著しく高い解像力の画像パターンを形成することができるだけでなく、基質への強い接着性が得られる、などの優れた特性を有しており、インクあるいは機能性の表面処理剤、あるいはめっき触媒として有用である。
上記混合金属コロイド粒子をめっき触媒として使用する場合には、めっきするべき基体表面に塗布あるいは印字し、得られた基体面を乾燥した後、印字面に紫外線を照射するか、150℃のオーブン中に15分保存して硬化させた後、銅、ニケッル、クロム、錫、などの無電解あるいは電解めっき浴中に浸漬する。これにより、固体表面の混合金属コロイドが付着した部分にめっき金属が析出して所望のめっき膜パターンを得ることができる。導電性めっきパターンの形成速度は、通常の金属コロイドを付着させた場合に比較して著しく高いうえに、極少量の付着量で優れためっき膜を形成できることができる。
上記混合金属コロイド粒子は、水または有機分散媒中に界面活性剤とともに分散させたインクとして用いることができる。インク中の混合金属粒子の含有率は、要求される用途によって異なるが、印字材料、遮光材料として使用するインク中には1重量%〜10重量%、めっき蝕媒として使用するインク中には 0.1 重量%〜5 重量%程度で十分である。
なお、パターンの形成は、塗布、静電塗装、印刷、インクジェット、電子写真などの公知の手段により行うことが可能である。
以上説明したように本発明の複合金属コロイド粒子等は、(1)優れた分散安定性を示し、水あるいは有機溶剤中密栓状態で保存した場合数年間静置しても分散状態が変化しない、流動性に優れたコロイド分散液やインクを得ることができる、(2)分散媒を蒸発し乾固したのち再び分散媒に分散させても元の分散状態に復帰できる、(3)粒子が黒色を呈し着色剤あるいは遮光膜用の印字材料として優れた特性を示す、(4)これらを極微量塗布した表面は優れためっき触媒能力を示す、(5)トナーなどの有機粒子の表面に極微量被覆して得た粒子は高い抵抗を保持しており、絶縁性トナーとして扱うことができ、しかも触媒活性を示す、(6)上記混合金属コロイド粒子は、他の表面に塗布するかあるいは他の表面を被覆した後、光または熱を照射すると相互に結合して、溶剤や分散剤に対する溶解性が著しく低下した固形膜を形成することができる、(7)上記混合粒子をめっき触媒として使用する場合、極めて薄い状態に塗布あるいは付着させることができるため、著しく高い解像力の画像パターンや遮光パターンを形成することができるだけでなく、基質への強い接着性が得られる、などの効果を有する。
次に本発明の実施例について説明する。
実施例1
Ag含有率30重量% のAgコロイド (Agの平均粒径20 nm、高分子保護コロイド1.5重量%含有の水分散体)および Pd 含有率30重量%(Pd の平均粒径10nm、高分子保護コロイド樹脂1.5重量%の水分散体)をそれぞれ作製し、Ag/Pd の重量混合比が0.005/99.985, 0.01/99.99, 0.1/99.9, 1/99, 10/90, 20/80 となるように混合し、これ等の混合金属コロイドの水中における含有率が 0.1重量%、0.5重量%、1重量%、5重量%となるようにした混合コロイド分散液を調整した。それぞれの分散液はPdの混合比率を増すにつれて黒色を呈するようになったが、確実な黒色分散液を得るには混合比率を少なくとも0.01/99.99以上、望ましくは 0.1/99.9 以上にする必要があることが分かった。次いでPd混合率が0.01/99.99以上で、混合金属コロイドの含有率が0.1重量%以上の分散液を含むインクジェットインクを調製してポリエステルに塗布し、乾燥したところ、鮮明な黒色膜が得られた。
Ag含有率30重量% のAgコロイド (Agの平均粒径20 nm、高分子保護コロイド1.5重量%含有の水分散体)および Pd 含有率30重量%(Pd の平均粒径10nm、高分子保護コロイド樹脂1.5重量%の水分散体)をそれぞれ作製し、Ag/Pd の重量混合比が0.005/99.985, 0.01/99.99, 0.1/99.9, 1/99, 10/90, 20/80 となるように混合し、これ等の混合金属コロイドの水中における含有率が 0.1重量%、0.5重量%、1重量%、5重量%となるようにした混合コロイド分散液を調整した。それぞれの分散液はPdの混合比率を増すにつれて黒色を呈するようになったが、確実な黒色分散液を得るには混合比率を少なくとも0.01/99.99以上、望ましくは 0.1/99.9 以上にする必要があることが分かった。次いでPd混合率が0.01/99.99以上で、混合金属コロイドの含有率が0.1重量%以上の分散液を含むインクジェットインクを調製してポリエステルに塗布し、乾燥したところ、鮮明な黒色膜が得られた。
また、それぞれの分散液をガラス瓶に充填して密栓を施し、25℃の暗所に1000時間静置したところ、それぞれの金属コロイドは混合当初と同じ分散状態を保持しており、金属コロイドの凝集や沈降は全く認められなかった。
実施例2
実施例1のAg コロイドを Au、Ni、Crおよび Snコロイドに変えて、Pd/Au、Pd/Ni、Pd/CrおよびPd/Sn の混合金属コロイド分散液および同インクジェットインキを作製し、分散液およびインクジェットインキの分散安定性、色あるいはこれ等をポリエステルフィルム上へ塗布した塗布膜の色などを比較したところ、Pd/Ag の混合コロイド分散液と同様な結果を得た。
実施例1のAg コロイドを Au、Ni、Crおよび Snコロイドに変えて、Pd/Au、Pd/Ni、Pd/CrおよびPd/Sn の混合金属コロイド分散液および同インクジェットインキを作製し、分散液およびインクジェットインキの分散安定性、色あるいはこれ等をポリエステルフィルム上へ塗布した塗布膜の色などを比較したところ、Pd/Ag の混合コロイド分散液と同様な結果を得た。
比較例1
実施例1における Ag、Au、NiあるいはSnコロイドの水分散液を用いて、それぞれのコロイドの含有率が 0.1重量%、0.5重量%、1重量%、5重量%である水分散体およびインクジェットインクをそれぞれ作製し、その分散安定性、色あるいはポリエステルフィルム上へ塗布した塗布膜の色を比較したところ、分散安定性は Pd との混合分散液と同等に優れたものであった。これに対して、金属コロイド1重量%以下の分散体およびインクジェットインクでは十分な黒色度が得られないだけでなくこれ等をポリエステルフィルム上へ塗布したとき十分な遮光性を有する塗布膜は得られなかった。
実施例1における Ag、Au、NiあるいはSnコロイドの水分散液を用いて、それぞれのコロイドの含有率が 0.1重量%、0.5重量%、1重量%、5重量%である水分散体およびインクジェットインクをそれぞれ作製し、その分散安定性、色あるいはポリエステルフィルム上へ塗布した塗布膜の色を比較したところ、分散安定性は Pd との混合分散液と同等に優れたものであった。これに対して、金属コロイド1重量%以下の分散体およびインクジェットインクでは十分な黒色度が得られないだけでなくこれ等をポリエステルフィルム上へ塗布したとき十分な遮光性を有する塗布膜は得られなかった。
比較例2
実施例1における Pd コロイドの水分散液を用いて、Pdの含有率が 0.1重量%、0.5重量%、1重量%、5重量%である水分散体およびインクジェットインクを作製し、その分散安定性、色あるいはポリエステルフィルム上へ塗布した塗布膜の色を比較したところ、1000 時間静置後の Pd コロイド分散液には凝集物の沈殿が認められ、これをインクジェットインクとして用いた場合、ヘッドの目つまりで印字が不能となった。また、得られた塗布膜の濃度も低いものであり、これをポリエステルフィルム上塗布したとき十分な遮光性を有する塗布膜が得られなかった。
実施例1における Pd コロイドの水分散液を用いて、Pdの含有率が 0.1重量%、0.5重量%、1重量%、5重量%である水分散体およびインクジェットインクを作製し、その分散安定性、色あるいはポリエステルフィルム上へ塗布した塗布膜の色を比較したところ、1000 時間静置後の Pd コロイド分散液には凝集物の沈殿が認められ、これをインクジェットインクとして用いた場合、ヘッドの目つまりで印字が不能となった。また、得られた塗布膜の濃度も低いものであり、これをポリエステルフィルム上塗布したとき十分な遮光性を有する塗布膜が得られなかった。
実施例3
実施例1における Pd/Ag 混合コロイド分散液の作製方法を用いて、表1のインク#1〜インク#5に示される組成のインクジェットインクを作り、図1に示したポリエステルフィルム1の表面に0.5μmの細孔(発泡樹脂層2)を有する基体4上に図2に示すようなパターン3を印字したのち、150℃のオーブン中に15分間保持した。しかる後、基体4を銅の無電解めっき浴に浸漬して一定時間ごとに取り出して図2の端子A-B間の抵抗値を測定したところ、図3に示すようにめっき時間とともにA-B間の抵抗値が減少する結果を得た。パターンの抵抗値が低下して導電性を示すのは、めっき時間とともにパターン上に銅のめっき層が析出して、導電性のパターンに変わるためである。図3の結果から組成中における混合コロイド100重量% に対してわずか0.07重量%を添加した#3インクでも、めっき速度が著しく改善されることがわかる。めっき速度は便宜的にA-B間の抵抗値が 1 MΩに達する時間(分)として比較することができる。この時間は、表1に示すようにPd コロイドを混合コロイド100重量%に対して0 重量部→0.007重量%→0.07重量%→0.7重量%→3 重量% と添加量を増加するにつれてA-B間の抵抗値が 1 MΩに達する時間(分)50分→50分→38分→20分→20分と短縮しており、Pdを0.07重量%以上添加することによりめっき速度が著しく向上することが確認できた。
実施例1における Pd/Ag 混合コロイド分散液の作製方法を用いて、表1のインク#1〜インク#5に示される組成のインクジェットインクを作り、図1に示したポリエステルフィルム1の表面に0.5μmの細孔(発泡樹脂層2)を有する基体4上に図2に示すようなパターン3を印字したのち、150℃のオーブン中に15分間保持した。しかる後、基体4を銅の無電解めっき浴に浸漬して一定時間ごとに取り出して図2の端子A-B間の抵抗値を測定したところ、図3に示すようにめっき時間とともにA-B間の抵抗値が減少する結果を得た。パターンの抵抗値が低下して導電性を示すのは、めっき時間とともにパターン上に銅のめっき層が析出して、導電性のパターンに変わるためである。図3の結果から組成中における混合コロイド100重量% に対してわずか0.07重量%を添加した#3インクでも、めっき速度が著しく改善されることがわかる。めっき速度は便宜的にA-B間の抵抗値が 1 MΩに達する時間(分)として比較することができる。この時間は、表1に示すようにPd コロイドを混合コロイド100重量%に対して0 重量部→0.007重量%→0.07重量%→0.7重量%→3 重量% と添加量を増加するにつれてA-B間の抵抗値が 1 MΩに達する時間(分)50分→50分→38分→20分→20分と短縮しており、Pdを0.07重量%以上添加することによりめっき速度が著しく向上することが確認できた。
実施例4
実施例1における Pd/Ag 混合コロイド分散液の作製方法を用いて、表1のインク#6〜インク#10に示される組成のインクジェットインクを作り、図1に示した表面に0.5μmの細孔を有するポリエステルフィルム基体上に図2に示すようなパターンを印字したのち、150℃のオーブン中に15分間保持した。得られた基体を銅の無電解めっき浴に浸漬して一定時間ごとに取り出して図2の端子A-B間の抵抗値を測定したところ、図3に示したと同様にめっき時間とともにA-B間の抵抗値が減少する結果を得た。A-B間の抵抗値が 1 MΩに達する時間(分)を測定したところ、表1に示すように実施例3に比較して混合金属コロイド中のPd 比率が増すとインク中の金属コロイド量がわずか1重量%のインク#6でも著しくめっき速度が増大する結果を得た。しかしパラジウムコロイドの混合比率を10重量%以上としてももはやめっき速度は増加せず、それ以上パラジウムコロイドの比率が多くなるとめっき速度が逆に低下し、最終的にはインク#11に示される銀コロイドのみによるインク#1でのめっき速度まで低下した。
実施例1における Pd/Ag 混合コロイド分散液の作製方法を用いて、表1のインク#6〜インク#10に示される組成のインクジェットインクを作り、図1に示した表面に0.5μmの細孔を有するポリエステルフィルム基体上に図2に示すようなパターンを印字したのち、150℃のオーブン中に15分間保持した。得られた基体を銅の無電解めっき浴に浸漬して一定時間ごとに取り出して図2の端子A-B間の抵抗値を測定したところ、図3に示したと同様にめっき時間とともにA-B間の抵抗値が減少する結果を得た。A-B間の抵抗値が 1 MΩに達する時間(分)を測定したところ、表1に示すように実施例3に比較して混合金属コロイド中のPd 比率が増すとインク中の金属コロイド量がわずか1重量%のインク#6でも著しくめっき速度が増大する結果を得た。しかしパラジウムコロイドの混合比率を10重量%以上としてももはやめっき速度は増加せず、それ以上パラジウムコロイドの比率が多くなるとめっき速度が逆に低下し、最終的にはインク#11に示される銀コロイドのみによるインク#1でのめっき速度まで低下した。
実施例5
インク#7,#8,#9の100重量部にフェノールノボラック型のエポキシ樹脂を粉砕して得た熱可塑性樹脂粒子(平均粒径6μm)1000重量部を加えて混合し乾燥した粒子に平均流形8 nm のシリカ粉10重量部を添加した粒子を負帯電型トナーとして使用し、ポリイミド樹脂上に図1と同じパターンを電子写真法にて作製した。得られたパターンを100℃のオーブン中で定着した後、銅の無電解めっき浴に浸漬し多ところ、実施例 4 と同様にパターン上に銅のめっき層が形成され、めっき層は良好な導電性を示した。
インク#7,#8,#9の100重量部にフェノールノボラック型のエポキシ樹脂を粉砕して得た熱可塑性樹脂粒子(平均粒径6μm)1000重量部を加えて混合し乾燥した粒子に平均流形8 nm のシリカ粉10重量部を添加した粒子を負帯電型トナーとして使用し、ポリイミド樹脂上に図1と同じパターンを電子写真法にて作製した。得られたパターンを100℃のオーブン中で定着した後、銅の無電解めっき浴に浸漬し多ところ、実施例 4 と同様にパターン上に銅のめっき層が形成され、めっき層は良好な導電性を示した。
実施例6
ポリエステルフィルム表面に10μm厚の紫外線吸収膜を塗布し、その上に撥水シリコーン膜を塗布した基体を得た。この基体表面に355 nm のレーザー光で幅5μm、深さ7μm、線間300μm、一辺5cm角のチェックパターン溝を刻印した。得られた刻印パターンを有する基体を表1における#1,#6,#7,#9インク中にそれぞれ浸漬した後、スキージしながら取り出し、溝中のみにインクを充填した。得られた基体は150 ℃のオーブン中で15分保持した後、銅めっき浴中に浸漬して溝中に銅を析出させた。パターンを一定時間ごとに取り出し、5 cm角の銅めっきパターンにおける対向角間の抵抗を測定し、抵抗値が1 MΩに達する時間を測定したところ、すべてのパターンは実施例4よりは短い時間で1 MΩに達したがそれぞれの相対速度は実施例4での結果と同様であり、金属コロイド中のパラジウムコロイドの混合比率を 3重量%〜10重量%としたインク#6,#7,#9を用いて作製したパターン上へのめっき速度は、インク#1を用いて作製したパターン上へのめっき速度に比較して3〜10倍早い結果を得た。また、得られためっき膜のセロテープ(登録商標)剥離テストを行なったところ、#1を用いて作製した銅めっきパターンは剥離されたが、インク#6,#7,#9を用いて作製した銅めっきパターンは全く剥離されず、きわめて優れた接着特性を有していることを確認した。
ポリエステルフィルム表面に10μm厚の紫外線吸収膜を塗布し、その上に撥水シリコーン膜を塗布した基体を得た。この基体表面に355 nm のレーザー光で幅5μm、深さ7μm、線間300μm、一辺5cm角のチェックパターン溝を刻印した。得られた刻印パターンを有する基体を表1における#1,#6,#7,#9インク中にそれぞれ浸漬した後、スキージしながら取り出し、溝中のみにインクを充填した。得られた基体は150 ℃のオーブン中で15分保持した後、銅めっき浴中に浸漬して溝中に銅を析出させた。パターンを一定時間ごとに取り出し、5 cm角の銅めっきパターンにおける対向角間の抵抗を測定し、抵抗値が1 MΩに達する時間を測定したところ、すべてのパターンは実施例4よりは短い時間で1 MΩに達したがそれぞれの相対速度は実施例4での結果と同様であり、金属コロイド中のパラジウムコロイドの混合比率を 3重量%〜10重量%としたインク#6,#7,#9を用いて作製したパターン上へのめっき速度は、インク#1を用いて作製したパターン上へのめっき速度に比較して3〜10倍早い結果を得た。また、得られためっき膜のセロテープ(登録商標)剥離テストを行なったところ、#1を用いて作製した銅めっきパターンは剥離されたが、インク#6,#7,#9を用いて作製した銅めっきパターンは全く剥離されず、きわめて優れた接着特性を有していることを確認した。
実施例7
図2に示すようなパターンを有するシリコーン凸版上に表1におけるインク#1,#3,#6,#7,#9を塗布したのち、図1に示した表面に0.5μmの細孔を有するポリエステルフィルム基体上に印刷した。得られた基体は150 ℃のオーブン中で15分保持した後、銅めっき浴中に浸漬して溝中に銅を析出させた。パターンを一定時間ごとに取り出し、端子A-B 間の抵抗を測定し、抵抗値が1 MΩに達する時間を測定したところ、すべてのパターンは実施例4とほぼ同じ時間で1 MΩに達し、金属コロイド中のパラジウムコロイドの混合比率を 3重量%〜10重量%としたインク#3,#6,#7,#9を用いて作製したパターン上へのめっき速度はインク#1を用いて作製したパターン上へのめっき速度に比較して3〜10倍早い結果を得た。また、得られためっき膜のセロテープ(登録商標)剥離テストを行なったところ、#1を用いて作製した銅めっきパターンは剥離されたが、インク#6,#7,#9を用いて作製した銅めっきパターンは全く剥離されず、きわめて優れた接着特性を有していることを確認した。
図2に示すようなパターンを有するシリコーン凸版上に表1におけるインク#1,#3,#6,#7,#9を塗布したのち、図1に示した表面に0.5μmの細孔を有するポリエステルフィルム基体上に印刷した。得られた基体は150 ℃のオーブン中で15分保持した後、銅めっき浴中に浸漬して溝中に銅を析出させた。パターンを一定時間ごとに取り出し、端子A-B 間の抵抗を測定し、抵抗値が1 MΩに達する時間を測定したところ、すべてのパターンは実施例4とほぼ同じ時間で1 MΩに達し、金属コロイド中のパラジウムコロイドの混合比率を 3重量%〜10重量%としたインク#3,#6,#7,#9を用いて作製したパターン上へのめっき速度はインク#1を用いて作製したパターン上へのめっき速度に比較して3〜10倍早い結果を得た。また、得られためっき膜のセロテープ(登録商標)剥離テストを行なったところ、#1を用いて作製した銅めっきパターンは剥離されたが、インク#6,#7,#9を用いて作製した銅めっきパターンは全く剥離されず、きわめて優れた接着特性を有していることを確認した。
1……ポリエステルフィルム、2……発泡樹脂層、3……パターン、4……基体。
Claims (8)
- 基体表面に付着させて用いる粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子からなり、前記混合金属コロイド粒子100重量部中の0.01重量部 から10重量部 がパラジウムコロイド粒子であって、各金属コロイド粒子は、該金属コロイド粒子100重量部あたり0.5重量部〜10重量部の有機保護膜で被覆されていることを特徴とする複合金属コロイド粒子。
- 分散液中の分散媒を揮散せしめて形成されたキセロゲルの形態からなることを特徴とする請求項1記載の複合金属コロイド粒子。
- 基体表面に請求項1記載の複合金属コロイド粒子が、単粒子あるいはキセロゲルの状態で被覆されてなることを特徴とする複合金属コロイド粒子被覆体。
- 分散媒中に、100重量部中の0.01重量部 から10重量部 がパラジウムコロイド粒子である粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子が分散されていることを特徴とする混合金属コロイド粒子分散液。
- 基体表面に、請求項1又は2記載の複合金属コロイド粒子を所定のパターンで付着させ、不溶化させてなることを特徴とする複合金属コロイド粒子膜。
- 基体表面に、請求項1又は2記載の複合金属コロイド粒子を所定のパターンで付着させる工程と、
前記基体表面に所定のパターンで付着した複合金属コロイド粒子を不溶化させる工程と、
前記不溶化した複合金属コロイド粒子上へ無電解めっき又は電解めっきによる金属皮膜を形成する工程と
を有することを特徴とする導電膜の形成方法。 - 基体表面に、100重量部中の0.01重量部 から10重量部 がパラジウムコロイド粒子である粒径1nm〜100nmの2種以上の混合金属コロイド粒子を表面に付着させた熱可塑性あるいは熱硬化性の固体粒子を所定のパターンで付着させる工程と、
前記固体粒子を基体表面に融着させる工程と、
融着された前記固体粒子上へ無電解めっき又は電解めっきによる金属皮膜を形成する工程と
を有することを特徴とする導電膜の形成方法。 - 基体表面に、前記複合金属コロイド粒子又は前記固体粒子を所定のパターンで付着させる工程が、塗布、静電塗装、印刷、インクジェット印刷及び電子写真から選ばれた少なくとも1種からなる方法によりなされることを特徴とする請求項第6又は7記載の導電膜の形成方法。
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