JP2009544838A - 導体および半導体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
‐前記層は、電気伝導性が低く、熱伝導性も低い。(しかし、この現象に際し、電気および熱伝導性はともに、0から大きく離れているべきであることに留意されたい。)
‐電圧が上昇すると、前記層の温度が上昇し始める。(低熱伝導性)
‐電気伝導性は、熱励起によるものであることから、前記層の電気伝導性は、温度上昇とともに向上し得る。また、強力な電場により、いわゆるクーロン閉塞が層内において部分的に相殺されるため、層表面の伝導性が向上し得る。
‐前記層の、外部電圧源から電力を引き出す能力が上昇する。(P=U2/R)
‐これにより、前記層の(電極間の方向に向いた)中心部における温度上昇が加速する。
‐前記中心部が臨界温度に達すると、粒子を包むポリマーが溶解し、互いの粒子間の距離が近くなる。
‐隣接する粒子間のトンネル電流が上昇するのは、熱伝導性も上昇するときである。
‐いくつかのナノ粒子が互いに溶け合うとき、これらの全体としての有効表面積は、大きくなり、また、これらの粒子は電子ガスを通じて他の粒子に熱を放出する。
‐溶けたナノ粒子付近にある粒子も溶けて、前記中心部から電圧電極への金属化が進行する。この事象を継続させれば、電極間の全ての層を焼結可能である。
Claims (34)
- カプセルに包んだ導体または半導体ナノ粒子を含む粉末材料の焼結により、該粉末材料の導電性を高める焼結方法において、粉末材料へ電圧を印加することによって該焼結を行うことを特徴とした焼結方法。
- 請求項1に記載の焼結方法において、粉末材料および電圧間に配した正の熱フィードバックの効果により、該焼結を促進させることを特徴とした焼結方法。
- 請求項1または2に記載の焼結方法において、粉末材料の実質的に対極な位置に配した電圧電極を使用して焼結を行うことを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の焼結方法において、電圧を電圧源より発生させ、該電圧源のインピーダンスを粉末材料の抵抗値よりも低いものとし、該粉末材料は、電圧を接続した瞬間のトンネル効果により伝導性を持つことを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の焼結方法において、前記電圧を低電圧源により供給できることを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の焼結方法において、前記粉末材料の中心部のみ焼結することを特徴とした焼結方法。
- 請求項6に記載の焼結方法において、前記焼結が、材料個別の所定段階に達したとき、前記電圧のスイッチをオフにすることを特徴とした焼結方法。
- 請求項6または7に記載の焼結方法において、前記電圧には抵抗を与えるものとし、該抵抗の強さは、粉末材料の層に与える電力が焼結によって増加し、所定の基準値に達すると、焼結を停止するような強さに設計したことを特徴とした、焼結方法。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の焼結方法において、−50〜100℃の外気温で、一般的には0〜50℃の外気温で、より好適には室内温度で行うことを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の焼結方法において、大気圧の下に行うことを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の焼結方法において、金属ナノ粒子または半導体ナノ粒子を使用することを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の焼結方法において、有機物のカプセルに包んだナノ粒子を使用することを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の焼結方法において、ナノ粒子を使用し、該ナノ粒子の平均直径を約1〜100nm、より好適には50nm未満、さらに好適には20nm未満とすることを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の焼結方法において、ナノ粒子を包含する層の、電圧による温度上昇のみを利用して、焼結を開始させることを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の焼結方法において、回路基板上に導体または半導体の構造を形成するに際し、表面の少なくとも一部分に前記粉末材料の層を具える回路基板を使用することを特徴とした焼結方法。
- 請求項15に記載の焼結方法において、電圧を、回路基板と略平行に粉末材料層に印加し、好適には、該層の両外側に配置した電極を使用し、回路基板の表面に配した層の横方向に印加することを特徴とした焼結方法。
- 請求項15に記載の焼結方法において、粉末材料層に電圧を印加し、該電圧は、少なくとも部分的に、回路基板の表面に対して垂直であることを特徴とした焼結方法。
- 請求項15または16に記載の焼結方法において、全ての粉末材料層が焼結される前に、焼結を停止し、粉末材料の未焼結部分を回路基板の表面から除去することを特徴とした焼結方法。
- 請求項15〜18のいずれか一項に記載の焼結方法において、粉末材料層を使用し、該粉末材料の熱容量は、該粉末材料を配置する領域における回路基板の熱容量よりも十分に低いものとすることを特徴とした焼結方法。
- 請求項15〜19のいずれか一項に記載の焼結方法において、粉末材料層を使用し、該粉末材料層は、ナノ粒子を含有したインクのような、液状またはペースト状の分散を乾燥させて成る層を含むものとしたことを特徴とした焼結方法。
- 請求項15〜20のいずれか一項に記載の焼結方法において、回路基板を使用し、該回路基板は、100℃以上の温度で化学的または物理的特性を変化させる材料から成り、好ましくは、紙、板またはプラスチック製であることを特徴とした焼結方法。
- 請求項15〜21のいずれか一項に記載の焼結方法において、コーティング・ステージを含み、該ステージでは、ナノ粒子を包含したコーティングを回路基板上に施すことにより、前記粉末材料層を生成することを特徴とした焼結方法。
- 請求項15〜21のいずれか一項に記載の焼結方法において、回路基板を電極手段に本質的に接触させて粉末材料の層に焼結電圧を印加し、該電極手段は、粉末材料の層に、部分的に電圧を印加するための手段を含むことを特徴とした焼結方法。
- 請求項23に記載の焼結方法において、前記電極手段は、回転式ローラを含むことを特徴とした焼結方法。
- 請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法の用途において、プリント電子基板、半導体コンポーネントまたはバイアスの製造、或いは、電気コンポーネントの接点の作成に用いる用途。
- 請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法の用途において、ナノ粒子を包含する1以上の領域含む電子モジュールの、周波数特性や感度のような電気的特性を変化させるための用途であって、該モジュールにおける2導体領域間の抵抗値を減少させるように焼結を行うときに使用するものとした用途。
- 回路基板並びに、該回路基板の表面にナノ粒子を配して焼結することにより形成した導体または半導体パターンを、含む電子製品において、該導体または半導体パターンを電圧により焼結し、該電圧は、カプセルに包んだ導体または半導体ナノ粒子を包含した層間に印加することを特徴とした電子製品。
- 請求項27に記載の電子製品において、さらに、電圧電極を含み、該電圧電極は、前記パターンの対極側に配置され、パターンを形成することを特徴とした電子製品。
- 請求項27または28に記載の電子製品において、回路基板から除去することのできる未焼結粉末材料層を含み、該除去は、焼結により形成される導体または半導体パターンの即時環境下で行うものとしたことを特徴とした電子製品。
- 請求項27〜29のいずれか一項に記載の電子製品において、該電子製品が、サーキットボード、半導体コンポーネント、表示マトリクス、遠隔識別機、盗難センサまたは記憶回路であることを特徴とした電子製品。
- 請求項27〜30のいずれか一項に記載の電子製品において、プリント電子製品であることを特徴とした電子製品。
- 初期状態に特定の電気特性および特定の機能特性を持つ1以上の電気回路を、含む電子モジュールであって、ナノ粒子を包含する1以上の領域を含み、該領域に電圧を印加することにより該領域の少なくとも一部分を焼結するのは、該領域が、電気回路内の2以上の導体範囲と電気結合し、該電気回路の電気特性または機能特性を変化させるときであることを特徴とした電子モジュール。
- 請求項32に記載の電子モジュールにおいて、外部電子モジュールから前記導体範囲間に印加することにより前記焼結を可能とする電圧を、特徴とした電子モジュール。
- 請求項32または33に記載の電子モジュールにおいて、盗難検知器、遠隔識別子または記憶回路であることを特徴とした電子モジュール。
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