JP2010103143A - Method of manufacturing metal film - Google Patents

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JP2010103143A JP2008270629A JP2008270629A JP2010103143A JP 2010103143 A JP2010103143 A JP 2010103143A JP 2008270629 A JP2008270629 A JP 2008270629A JP 2008270629 A JP2008270629 A JP 2008270629A JP 2010103143 A JP2010103143 A JP 2010103143A
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Taisuke Hirano
泰亮 平野
Jun Minamino
淳 南野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a metal film using a compound of low polarity and low viscosity, and to provide a method of manufacturing a metal film at low temperature. <P>SOLUTION: In a method of manufacturing a metal film, a composition containing at least one selected from metallic particles formed on the surface of a substrate, metallic particles having an oxide film or metal oxide particles is heat-treated under presence of a compound represented by formula 1. In the formula 1, R<SP>1</SP>is hydrogen or an alkyl group of 1-6C, R<SP>2</SP>is an alkyl group of 1-6C which may have a substituent containing a nitrogen atom and an oxygen atom, -NR<SP>6</SP>R<SP>7</SP>, -OR<SP>8</SP>, -CR<SP>10</SP>=CArR<SP>9</SP>or Ar, and R<SP>3</SP>and R<SP>4</SP>are alkyl groups of 1-6C or hydrocarbylene groups of 2-12C independently from each other. Here, R<SP>6</SP>and R<SP>7</SP>are alkyl groups of 1-6C which may contain an oxygen atom independently from each other, R<SP>8</SP>is an alkyl group of 1-6C, R<SP>9</SP>and R<SP>10</SP>are hydrogen, phenyl groups or alkyl groups of 1-6C independently from each other, and Ar is a phenyl group, a pyridyl group or a thienyl group after reducing the pressure to the second pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は金属膜の製造方法に関する。より具体的には、基板表面に形成された金属粒子、酸化膜を有する金属粒子、金属酸化物粒子の少なくとも一つ以上を含有する組成物を、特定の化合物存在下で加熱処理することによる金属膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a metal film. More specifically, a metal obtained by heat-treating a composition containing at least one of metal particles formed on the substrate surface, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles in the presence of a specific compound. The present invention relates to a film manufacturing method.

回路基板などにおける配線の形成技術としては、金属箔、金属蒸着膜、金属メッキ膜をフォトリソグラフィーとエッチングを用いてパターニングする方法が一般的に用いられている。この方法には、工程数が多い、不要な部分の金属を捨てるサブトラクティブな方法であるため金属の利用効率が悪く廃液も大量に発生するという課題があった。   As a technique for forming wiring on a circuit board or the like, a method of patterning a metal foil, a metal vapor deposition film, or a metal plating film by using photolithography and etching is generally used. Since this method is a subtractive method of discarding unnecessary portions of metal with a large number of steps, there is a problem that the utilization efficiency of the metal is poor and a large amount of waste liquid is generated.

金属の利用効率を改善する方法として、エッチングを用いず必要な所だけに金属膜を形成して配線とするアディティブな方法がいくつか提案されている。一例として、基板上にメッキレジストを印刷し、無電解メッキを行い、レジストのない部分のみに金属膜を形成する方法が挙げられる。また、基板上に触媒を印刷し、無電解メッキを行い、触媒のある部分のみに金属膜を形成する方法も知られている。しかし、これらの方法にもメッキ廃液の処理が必要になるという難点がある。   As a method for improving the metal utilization efficiency, several additive methods have been proposed in which a metal film is formed only at a necessary place without using etching to form a wiring. As an example, there is a method in which a plating resist is printed on a substrate, electroless plating is performed, and a metal film is formed only on a portion without the resist. A method is also known in which a catalyst is printed on a substrate, electroless plating is performed, and a metal film is formed only on a portion where the catalyst is present. However, these methods also have a drawback that it is necessary to treat the plating waste liquid.

これに対し、やはりアディティブな方法である印刷法による配線パターン形成技術が広く注目を集めている。印刷法による配線パターン形成技術として特に注目を集めているのは金属ナノ粒子を用いるものである。これは、金属ナノ粒子を含むペーストまたはインク状の組成物を基板上に印刷し、焼成処理を行うことで金属ナノ粒子同士が焼結し配線を形成するものである。金属ナノ粒子は、バルクの金属やミクロンオーダーの金属粒子と比較して焼結温度が低いので、金属そのものの融点よりもかなり低温で処理することが可能である。また、ナノ粒子という超微細粒径の粒子を用いることで配線パターンの微細化が可能になる点も大きな利点である。これによって配線基板の小型化、それに伴う軽量化、さらには印刷法による透明導電膜の創出が可能になると期待される。   On the other hand, a wiring pattern forming technique using a printing method, which is also an additive method, has attracted widespread attention. The use of metal nanoparticles is particularly attracting attention as a wiring pattern forming technique by a printing method. This is a method in which a paste or ink-like composition containing metal nanoparticles is printed on a substrate and subjected to a firing treatment to sinter the metal nanoparticles to form a wiring. Since metal nanoparticles have a lower sintering temperature than bulk metal or micron order metal particles, they can be processed at a temperature considerably lower than the melting point of the metal itself. In addition, it is a great advantage that the wiring pattern can be miniaturized by using ultrafine particles of nanoparticles. As a result, it is expected that the wiring board can be miniaturized, and the associated weight can be reduced, and a transparent conductive film can be created by a printing method.

金属ナノ粒子ペーストを印刷することによる配線パターンの形成は、このように期待の大きい方法であるが、配線パターンに用いられる金属の中には、銅に代表されるようにナノサイズの粒子にすると非常に酸化を受けやすいものがある。このような金属では金属粒子上に生成した酸化物が焼結の妨げとなるため、金属粒子を焼結させるためには還元雰囲気での焼成が必要である。還元雰囲気での焼成方法としては、水素混合窒素気流中で焼成する方法(特許文献1)、原子状水素を用いる焼成方法(特許文献2)、エチレングリコールなどのアルコール類を共存させ焼成する方法(特許文献3)が提案されている。水素、原子状水素を用いる方法では高度な雰囲気制御や特殊な装置が必要などといった問題があり普及には至っていない。また、アルコール類を用いる方法では、アルコール類を蒸気で、あるいはペースト中に配合するなどして作用させることができるので比較的汎用性の高い方法であるといえるが、利用できる化合物はアルコール類だけであり選択肢としてはそれほど多くない。アルコール類は概して高極性であり相溶する材料が限定されるため、ペーストに配合できる成分が限られてしまう。導電ペーストではポリマー成分としてエポキシ樹脂を配合する場合が多いが、特許文献3で好適に用いられるポリオール類(分子内に複数個のヒドロキシル基を有する)の一種であるエチレングリコールはこれと相溶しないため配合が困難である。また、金属ナノ粒子の合成法には表面を低極性化合物で被覆する方法が多く存在するが、前記のような相溶性が悪い成分を含まない場合に関しても、エチレングリコールなどは低極性化合物で被覆された金属ナノ粒子表面自体との親和性が低いため、粒子表面に作用しにくい、さらには作用できないことが懸念される。また、ポリオール類は概して高粘度であり、これに金属粒子のような固形分を配合するとさらに高粘度となるが、インクジェット法での配線パターニングのように、低粘度のペーストしか利用できない印刷方法もあるので、エチレングリコールのような高粘度液体の使用は印刷方法の選択やペースト設計の自由度を著しく狭める。このような背景から、低極性、低粘度の化合物を用いた新たな焼成方法の開発が必要であると考えられる。   The formation of wiring patterns by printing metal nanoparticle paste is a highly promising method, but some of the metals used in wiring patterns are made into nano-sized particles, as represented by copper. Some are very susceptible to oxidation. In such a metal, the oxide generated on the metal particles hinders the sintering, and in order to sinter the metal particles, firing in a reducing atmosphere is necessary. As a firing method in a reducing atmosphere, a method of firing in a hydrogen-mixed nitrogen stream (Patent Document 1), a firing method using atomic hydrogen (Patent Document 2), and a method of firing in the presence of alcohols such as ethylene glycol ( Patent Document 3) has been proposed. The method using hydrogen or atomic hydrogen has not been widely used due to problems such as the need for advanced atmosphere control and special equipment. In addition, the method using alcohols can be said to be a relatively versatile method because it can be made to act by mixing alcohols with steam or in a paste, but only alcohols can be used. And there are not many options. Since alcohols are generally highly polar and compatible materials are limited, the components that can be blended in the paste are limited. In the conductive paste, an epoxy resin is often blended as a polymer component, but ethylene glycol which is a kind of polyols (having a plurality of hydroxyl groups in the molecule) suitably used in Patent Document 3 is not compatible with this. Therefore, blending is difficult. In addition, there are many methods for synthesizing metal nanoparticles, and the surface is coated with a low-polarity compound, but even when the above-mentioned components with poor compatibility are not included, ethylene glycol is coated with a low-polarity compound. Since the affinity with the surface of the formed metal nanoparticle itself is low, there is a concern that it is difficult to act on the particle surface, and furthermore, it cannot act. In addition, polyols generally have high viscosity, and if they are mixed with solids such as metal particles, the viscosity becomes even higher. However, there are printing methods that can use only low-viscosity pastes, such as wiring patterning in the inkjet method. As such, the use of high viscosity liquids such as ethylene glycol significantly reduces the choice of printing method and paste design. From such a background, it is considered necessary to develop a new baking method using a low-polarity, low-viscosity compound.

また、金属粒子を焼結させる技術には、焼結温度の低温化に対する要求も高い。というのも、焼結温度の低温化によってポリエチレンテレフタレート(PET)などの耐熱性のあまり高くない汎用樹脂も基板として利用できるようになるためである。また、焼成温度が低くなると製造装置に用いる部材に安価な素材が使える、エネルギーコストが低くなるとの利点がある。さらに、多層基板のように電子部品が実装された状態で焼成処理が行われる用途では電子部品が高温により損傷してしまう恐れがなくなることからも低温での配線パターン形成技術が求められている。しかし現在までのところ、特許文献4,5に開示されている方法における200℃という焼結温度を下回る方法は知られていない。
国際公開第2003/051562号パンフレット 特許第3870273号公報 特許第3939735号公報 特開2008−146999号公報 特開2008−146991号公報
In addition, the technology for sintering metal particles is highly demanded for lowering the sintering temperature. This is because a low-temperature general-purpose resin such as polyethylene terephthalate (PET) can be used as a substrate by lowering the sintering temperature. Further, when the firing temperature is lowered, there is an advantage that an inexpensive material can be used for a member used in the manufacturing apparatus, and the energy cost is lowered. Furthermore, in applications where the firing process is performed with electronic components mounted, such as a multilayer board, there is a need for a low-temperature wiring pattern formation technique because there is no risk of the electronic components being damaged by high temperatures. However, to date, no method has been known that falls below the sintering temperature of 200 ° C. in the methods disclosed in Patent Documents 4 and 5.
International Publication No. 2003/051562 Pamphlet Japanese Patent No. 3870273 Japanese Patent No. 3939735 JP 2008-146999 A JP 2008-146991 A

本発明が解決しようとする課題は、低極性、低粘度の化合物を用いた金属膜の製造方法を提供することであり、また、低温で金属膜を製造する方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a metal film using a low-polarity, low-viscosity compound, and to provide a method for producing a metal film at a low temperature.

本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、基板表面に形成された金属粒子、酸化膜を有する金属粒子、金属酸化物粒子の少なくとも一つ以上を含有する組成物を、以下の式1で示される化合物存在下で加熱処理を行うことによる金属膜の製造方法が有効であることを見いだし、本発明を完成した。   As a result of repeated investigations to solve the above problems, the present inventors have obtained a composition containing at least one of metal particles formed on the substrate surface, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles. The inventors have found that a method for producing a metal film by performing heat treatment in the presence of a compound represented by the following formula 1 is effective, and have completed the present invention.

Figure 2010103143
Figure 2010103143

(式中、Rは水素または炭素数1〜6のアルキル基、Rは窒素原子、酸素原子を含有する置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、−NR、−OR、−CR10=CArRまたはArであり、RおよびRは互いに独立して炭素数1〜6のアルキル基またはRとRが一緒になって環をなしたヒドロキシル基で置換されていてもよい炭素数2〜12のヒドロカルビレン基である(ここで、RおよびRは互いに独立して酸素原子が含まれてもよい炭素数1〜6のアルキル基であり(RとRは環をなしてもよい。)、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、RおよびR10は互いに独立して水素、フェニル基または炭素数1〜6のアルキル基であり、Arは炭素数1〜6のアルキル基、アルキルオキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基もしくはジアルキルアミノ基またはこれらの置換基の組み合わせにより形成される環状の置換基によって置換されてもよいフェニル基、ピリジル基あるいはチエニル基である。)。) Wherein R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 2 is a nitrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent containing an oxygen atom, —NR 6 R 7 , —OR 8 , —CR 10 = CArR 9 or Ar, and R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or R 3 and R 4 together form a ring. A hydrocarbylene group having 2 to 12 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group (wherein R 6 and R 7 are independently of each other a carbon atom having 1 to 6 carbon atoms which may contain an oxygen atom) An alkyl group (R 6 and R 7 may form a ring), R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 9 and R 10 are each independently hydrogen, phenyl group or carbon An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and Ar is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A phenyl group optionally substituted by a cyclic substituent formed by an alkyloxy group, a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, a formyl group, an amino group, a monoalkylamino group or a dialkylamino group, or a combination of these substituents, Pyridyl group or thienyl group.)

従来のアルコール類還元剤を用いる方法ではアルコール類との相溶性が低いために利用が制限されていたポリマー成分を前記組成物の成分として利用可能になる。また、アルコール類を用いるよりも低粘度ペーストの作製が可能になる。また、式1で示される化合物を適切に選択することにより、従来技術より低温での金属膜の製造が可能になる。   In the conventional method using an alcohol reducing agent, a polymer component that has been limited in use due to low compatibility with alcohols can be used as a component of the composition. Moreover, it becomes possible to produce a low-viscosity paste as compared with the case of using alcohols. In addition, by appropriately selecting the compound represented by Formula 1, it becomes possible to produce a metal film at a lower temperature than in the prior art.

本発明の金属膜の製造方法は、基板表面に形成された金属粒子、酸化膜を有する金属粒子および金属酸化物粒子から選択される少なくとも一つ以上を含有する組成物を、式1で示される化合物存在下で加熱処理することにより行われる。   The method for producing a metal film of the present invention is represented by Formula 1, wherein a composition containing at least one selected from metal particles formed on a substrate surface, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles is represented by Formula 1. The heat treatment is carried out in the presence of a compound.

前記金属としてはコバルトまたはこれよりイオン化傾向の小さい金属、たとえば金、銀、銅、ニッケル、錫、パラジウム、白金などを利用することができる。これらの金属の中でも金属膜としたときに有用である銀、銅、ニッケルまたは錫が好ましい。   As the metal, cobalt or a metal having a smaller ionization tendency, such as gold, silver, copper, nickel, tin, palladium, platinum, or the like can be used. Among these metals, silver, copper, nickel or tin useful when a metal film is used is preferable.

前記酸化膜を有する金属粒子における酸化膜とは粒子表面に存在する金属酸化物相のことを指し、これは粒子全体を覆っていても部分的に覆っていてもよい。   The oxide film in the metal particle having the oxide film refers to a metal oxide phase existing on the particle surface, which may cover the whole particle or may partially cover it.

前記金属粒子、酸化膜を有する金属粒子または金属酸化物粒子は分散剤などの有機物に覆われていてもよい。ここでいう分散剤とは、金属粒子等を合成するときに粒径を制御したり、金属粒子等を含有するペースト、インクなどを調製する際に、粒子が分散することを補助したりする役割を担う化合物のことを指す。分散剤は低分子であるか高分子であるかは限定されないが、一般に焼結が容易であることが多いため分散剤は低分子であることが好ましい。   The metal particles, metal particles having an oxide film, or metal oxide particles may be covered with an organic substance such as a dispersant. The dispersant here is a role of controlling the particle size when synthesizing metal particles or the like, or assisting the dispersion of particles when preparing a paste or ink containing metal particles or the like. Refers to the compound responsible for. It is not limited whether the dispersant is a low molecule or a high molecule, but since it is generally easy to sinter, the dispersant is preferably a low molecule.

前記金属粒子、酸化膜を有する金属粒子または金属酸化物粒子としては、銀、銅、ニッケル、錫などのナノ粒子(平均粒径:25〜200nm)が試薬としてシグマ・アルドリッチ・ジャパン株式会社より市販されており、これらを使用することができる。また、以下に示す論文などに従い、金属粒子を合成することもでき、これらを用いることも可能である(文献例:「ケミカル・マテリアルズ」、20巻、5399頁(2008年)、「ケミカル・マテリアルズ」、12巻、1354頁(2000年)、「ケミカル・マテリアルズ」、17巻、856頁(2005年)、「アドバンスド・ファンクショナル・マテリアルズ」、18巻、679頁(2008年)、「ケミカル・コミュニケーションズ」、778頁(2004年))。   As the metal particles, metal particles having an oxide film or metal oxide particles, nanoparticles such as silver, copper, nickel and tin (average particle size: 25 to 200 nm) are commercially available from Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd. as reagents. These can be used. Further, metal particles can be synthesized in accordance with the following papers and the like, and these can also be used (example of literature: “Chemical Materials”, Vol. 20, p. 5399 (2008), “Chemical ・"Materials", 12, 1354 (2000), "Chemical Materials", 17, 856 (2005), "Advanced Functional Materials", 18, 679 (2008) "Chemical Communications", page 778 (2004)).

本発明の金属膜の製造方法では式1で示される化合物を使用することを特徴としている。本発明における式1で示される化合物の詳細な作用機構は不明ではあるが、金属粒子、酸化膜を有する金属粒子または金属酸化物粒子に対し、酸化防止、金属酸化物の還元、金属粒子焼結の促進などの作用をなすものと考えられる。   The method for producing a metal film of the present invention is characterized by using a compound represented by Formula 1. Although the detailed mechanism of action of the compound represented by Formula 1 in the present invention is unclear, it is possible to prevent oxidation, reduce metal oxide, and sinter metal particles against metal particles, metal particles having an oxide film, or metal oxide particles. It is thought that it acts such as promotion of.

式1で示される化合物は、RおよびRが互いに独立して炭素数1〜6のアルキル基である場合とRとRが一緒になって環をなしたヒドロキシル基で置換されていてもよい炭素数2〜12のヒドロカルビレン基である場合の2種類に大きく分けることができる。 The compound represented by Formula 1 is substituted with a hydroxyl group in which R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and R 3 and R 4 together form a ring. It can be roughly divided into two types in the case of a hydrocarbylene group having 2 to 12 carbon atoms.

およびRが互いに独立して炭素数1〜6のアルキル基である場合、好ましい具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基が挙げられる。 When R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferred specific examples include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.

とRが一緒になって環をなしたヒドロキシル基で置換されていてもよい炭素数2〜12のヒドロカルビレン基である場合、式1で示される化合物は以下の式2の一般式によって示される。なお、式2で示される化合物である場合、化合物の安定性が高く、かつ、金属粒子、酸化膜を有する金属粒子または金属酸化物粒子の焼結を促進する効果が大きいため、本発明の金属膜の製造方法において好ましく用いられる。 When R 3 and R 4 are a hydrocarbylene group having 2 to 12 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group which forms a ring together, the compound represented by the formula 1 is represented by the following general formula 2 Indicated by the formula. In the case of the compound represented by Formula 2, the stability of the compound is high and the effect of promoting the sintering of metal particles, metal particles having an oxide film or metal oxide particles is large, so that the metal of the present invention It is preferably used in a film production method.

Figure 2010103143
Figure 2010103143

(式中、RおよびRは前記定義と同じであり、Rはヒドロキシル基で置換されていてもよい炭素数2〜12のヒドロカルビレン基を表す。)。 (Wherein, R 1 and R 2 are the same as defined above, and R 5 represents a hydrocarbylene group having 2 to 12 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group).

また、Rが形成する式3に示す部分構造が5ないし6員環となるようなRを選ぶと、5ないし6員環の構造的な安定性のため、取り扱いやすくなり、合成する際においても収率よく目的の化合物が得られるため、より好ましく用いられる。 Also, choose the R 5 as partial structures shown in Formula 3 to R 5 form is 5 to 6-membered ring, for structural stability of the 5- to 6-membered ring, easier handling, when synthesizing Is also preferably used because the target compound can be obtained with good yield.

Figure 2010103143
Figure 2010103143

このようなRの具体例としては、エチレン基、プロピレン基、プロパン−1,3−ジイル基、2,3−ブチレン基、1,2−ブチレン基、ブタン−1,3−ジイル基、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジイル基を挙げることができる。 Specific examples of such R 5 include ethylene group, propylene group, propane-1,3-diyl group, 2,3-butylene group, 1,2-butylene group, butane-1,3-diyl group, 2 , 2-dimethylpropane-1,3-diyl group.

式1におけるRは水素または炭素数1〜6のアルキル基である。炭素数1〜6のアルキル基の好ましい具体例としてはメチル基、エチル基が挙げられる。本発明においてRは好ましくは水素またはメチル基である。 R 1 in Formula 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Preferable specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group and an ethyl group. In the present invention, R 1 is preferably hydrogen or a methyl group.

は窒素原子、酸素原子を含有する置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、−NR、−OR、−CR10=CArRまたはArである(ここで、R〜R10、Arは前記定義と同じである。)。 R 2 is a nitrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent containing an oxygen atom, —NR 6 R 7 , —OR 8 , —CR 10 = CArR 9 or Ar ( Here, R 6 to R 10 and Ar are the same as defined above.

が窒素原子、酸素原子を含有する置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基である場合、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソブチル基、アミノメチル基、N−メチルアミノ基であり、より好ましくはアミノメチル基、N−メチルアミノ基である。 When R 2 is a C 1-6 alkyl group optionally having a substituent containing a nitrogen atom or an oxygen atom, preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isobutyl group, an aminomethyl group, N-methylamino group, more preferably aminomethyl group and N-methylamino group.

が−NRである場合、好ましくはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基であり、より好ましくはジメチルアミノ基である。 When R 2 is —NR 6 R 7, it is preferably a dimethylamino group or a diethylamino group, more preferably a dimethylamino group.

が−CR10=CArRである場合、好ましくはスチリル基である。 When R 2 is -CR 10 = CArR 9, preferably styryl group.

がArである場合、好ましくはフェニル基、ピリジル基、チエニル基であり、より好ましくはフェニル基である。なお、RおよびRが互いに独立して炭素数1〜6のアルキル基であれば、Rが−NR、−CR10=CArR、Arのいずれかから選択される化合物である場合、導電性の高い金属膜が得られるので好ましく、式1で示す化合物が式2で示される化合物であれば、Rが−NR、−OR、−CR10=CArR、Arのいずれかから選択される化合物である場合も導電性の高い金属膜が得られるので好ましい。また、式1で示す化合物が式2で示される化合物であって、Rが−NRまたは−ORである化合物である場合、特に導電性の高い金属膜が得られるのでより好ましい。 When R 2 is Ar, it is preferably a phenyl group, a pyridyl group, or a thienyl group, and more preferably a phenyl group. In addition, when R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 2 is a compound selected from any one of —NR 6 R 7 , —CR 10 = CArR 9 and Ar. In some cases, a highly conductive metal film is obtained, which is preferable. When the compound represented by Formula 1 is the compound represented by Formula 2, R 2 is —NR 6 R 7 , —OR 8 , —CR 10 = CArR 9. A compound selected from Ar and Ar is preferable because a highly conductive metal film can be obtained. Further, when the compound represented by Formula 1 is a compound represented by Formula 2 and R 2 is a compound of —NR 6 R 7 or —OR 8 , a metal film having particularly high conductivity is obtained, which is more preferable. .

式1で示される化合物の具体例としては、式4〜式43の化合物などを挙げることができるがこれらに限定されない。また、これらの化合物は単独で用いることも、二種以上を組み合わせて用いることも可能である。   Specific examples of the compound represented by Formula 1 include, but are not limited to, compounds of Formula 4 to Formula 43. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

Figure 2010103143
Figure 2010103143

これらの化合物のうち式4〜28は式2で示される化合物の例である。このうち、式15〜22はRが−NRである化合物の例であり、式23の化合物はRが−ORである化合物の例であり、式24,25はRが−CR10=CArRである化合物の例であり、式10,12,26〜28はRがArである化合物の例である。式29〜43はRおよびRが炭素数1〜6のアルキル基である化合物の例である。このうち、式29〜38はRが−NRである化合物の例であり、式39はRが−CR10=CArRである化合物の例であり、式40〜43はRがArである化合物の例である。 Of these compounds, Formulas 4 to 28 are examples of compounds represented by Formula 2. Of these, Formulas 15 to 22 are examples of compounds in which R 2 is —NR 6 R 7. Compounds of Formula 23 are examples of compounds in which R 2 is —OR 8. Formulas 24 and 25 are R 2. Are examples of compounds where —CR 10 = CArR 9 and Formulas 10, 12, 26-28 are examples of compounds where R 2 is Ar. Formulas 29 to 43 are examples of compounds in which R 3 and R 4 are alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms. Of these, Formulas 29 to 38 are examples of compounds in which R 2 is —NR 6 R 7 , Formula 39 is an example of a compound in which R 2 is —CR 10 = CArR 9 , and Formulas 40 to 43 are R Examples of compounds in which 2 is Ar.

式1で示される化合物は、東京化成工業株式会社、シグマ・アルドリッチ・ジャパン株式会社、アルファ・エーサー社などから市販されている。また、市販されていない化合物については「ジャーナル・オブ・ヘテロサイクリック・ケミストリー」、17巻、1345頁(1980年)、「ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエティー」、111巻、1381頁(1989年)、「ケミカル・ベリヒテ」、101巻、41頁(1968年)、「ジャーナル・オブ・コリアン・ケミカル・ソサイエティー」、39巻、218頁(1995年)、「ケミストリー・ア・ヨーロピアン・ジャーナル」13巻、5566頁(2007年)、「ジャーナル・オブ・メディシナル・ケミストリー」35巻、1996頁(1992年)、「ビュルタン・ド・ラ・ソシエテ・シミーク・ド・フランス」12巻、4985頁(1968年)、「アーキボック」12巻、58頁(2001年)、「ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー」60巻、2931頁(1995年)、「ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー」、43巻、3417頁(1978年)、「テトラへドロン・レターズ」、46巻、2341頁(2005年)などの文献に従えば合成することができる。   The compound represented by Formula 1 is commercially available from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd., Alpha Acer Co., etc. As for compounds not commercially available, “Journal of Heterocyclic Chemistry”, 17, p. 1345 (1980), “Journal of American Chemical Society”, p. 111, p. 1381 (1989). “Chemical Berichte”, 101, 41 (1968), “Journal of Korean Chemical Society”, 39, 218 (1995), “Chemistry a European Journal” 13, 5566 (2007), "Journal of Medicinal Chemistry", 35, 1996 (1992), "Burtan de la Societe Simique de France", 12, 4985 ( 1968), "Archibok", Vol. 12, p. 58 (2001) “Journal of Organic Chemistry”, 60, 2931 (1995), “Journal of Organic Chemistry”, 43, 3417 (1978), “Tetrahedron Letters”, 46, According to the literature such as page 2341 (2005), it can be synthesized.

本発明における金属粒子、酸化膜を有する金属粒子または金属酸化物粒子は平均粒径が1〜200nmのものを用いることが好ましい。前記粒径であれば金属の融点よりもかなり低い温度での焼結が可能である。ここでいう粒径とは、一次粒子の粒径を指し、電子顕微鏡による形態観察によって測定できる。また、平均粒径の算出は、個数平均に基づいており、電子顕微鏡で観察できる範囲の粒子の内、任意の100個の粒子の選び出し、それらの粒子径を粒子の個数で平均することにより求められる。一次粒子とは電子顕微鏡によって認識できる2原子以上からなる最小の3次元単位構造物である。一次粒子の形状については特に制限はなく、球、多面体、平板、針状など様々な形態が可能であり、それらの粒径は同体積の球形にしたときの直径、すなわち同体積球相当径によって定義する。平均粒径が小さいほど焼結に要する温度が低くなることから、平均粒径のより好ましい範囲は1〜100nm、さらに好ましくは1〜50nmである。   The metal particles, metal particles having an oxide film or metal oxide particles in the present invention preferably have an average particle diameter of 1 to 200 nm. If it is the said particle size, sintering at the temperature considerably lower than melting | fusing point of a metal is possible. The particle size here refers to the particle size of primary particles and can be measured by morphological observation with an electron microscope. The calculation of the average particle size is based on the number average, and it is obtained by selecting any 100 particles from the range of particles that can be observed with an electron microscope and averaging the particle size by the number of particles. It is done. A primary particle is a minimum three-dimensional unit structure composed of two or more atoms that can be recognized by an electron microscope. There are no particular restrictions on the shape of the primary particles, and various forms such as spheres, polyhedrons, flat plates, and needles are possible, and their particle sizes depend on the diameter of the same volume sphere, that is, the equivalent volume sphere equivalent diameter. Define. Since the temperature required for sintering becomes lower as the average particle size is smaller, the more preferable range of the average particle size is 1 to 100 nm, and more preferably 1 to 50 nm.

本発明における金属粒子、酸化膜を有する金属粒子および金属酸化物粒子から選択される少なくとも一つ以上を含有する組成物は、粒子以外の成分を含んでいてもよい。粒子以外の成分が含まれる場合は、該組成物中の70重量%以下であることが好ましい。   The composition containing at least one or more selected from metal particles, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles in the present invention may contain components other than particles. When components other than particles are contained, the content is preferably 70% by weight or less in the composition.

前記組成物に含まれる粒子以外の成分として、ポリマーまたはポリマー前駆体が好ましく含まれる。ポリマーまたはポリマー前駆体は金属粒子の分散をよくする、粘度特性を制御する、導電膜と基材の密着性を高める、などの目的で添加される。特に、導電膜と基材の密着性を高める用途のポリマーはバインダーポリマーと呼ばれ、多くの導電ペーストなどに配合されている。ポリマーとして好ましい例としては、アクリル系ポリマー(すなわち(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリルなどのアクリル系モノマーの重合体または共重合体)、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタンなどを挙げることができる。これらのポリマーは非架橋のポリマーであってもよく、架橋ポリマーの微粒子であってもよい。ポリマー前駆体とは、加熱によりポリマーを生じるような前駆体であり、未硬化のエポキシ樹脂(エポキシ化合物と硬化剤の混合物)や未硬化のフェノール樹脂(レゾールと硬化剤の混合物)や未硬化のシアネート樹脂(シアネート化合物と硬化剤の混合物)などを例示するこができる。   As a component other than the particles contained in the composition, a polymer or a polymer precursor is preferably contained. The polymer or polymer precursor is added for the purpose of improving the dispersion of the metal particles, controlling the viscosity characteristics, and improving the adhesion between the conductive film and the substrate. In particular, a polymer used for improving the adhesion between the conductive film and the substrate is called a binder polymer and is blended in many conductive pastes. Preferred examples of the polymer include acrylic polymers (that is, polymers or copolymers of acrylic monomers such as (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile), polyvinyl pyrrolidone. , Polyvinyl acetal, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane and the like. These polymers may be non-crosslinked polymers or fine particles of crosslinked polymers. A polymer precursor is a precursor that generates a polymer upon heating, and is an uncured epoxy resin (a mixture of an epoxy compound and a curing agent), an uncured phenol resin (a mixture of a resole and a curing agent), or an uncured resin. Examples include cyanate resins (a mixture of a cyanate compound and a curing agent).

前記組成物は、揮発性溶媒すなわち有機溶媒や水を含んでいてもよい。好ましい有機溶媒の具体例を挙げると、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、1−オクタノール、α−テルピネオール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,2−ジメトキシエタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、プロピレンカーボネート、1,4−ジオキサン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、トルエン、キシレン、メシチレン、デカリン、テトラリン、などを挙げることができる。さらに、揺変剤、レベリング剤、消泡剤など塗料や印刷インクに用いられるあらゆる添加剤を含むことができる。さらに前述の式1で示される化合物を含んでいてもよい。   The composition may contain a volatile solvent, that is, an organic solvent or water. Specific examples of preferred organic solvents include 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-octanol, α-terpineol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,2-dimethoxyethane , Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, ethyl acetate , Butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate, propylene carbonate, 1,4-dioxane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, toluene, xylene, mesitylene , Decalin, tetralin, and the like. Furthermore, all additives used for paints and printing inks such as thixotropic agents, leveling agents, and antifoaming agents can be included. Furthermore, the compound represented by the above formula 1 may be included.

本発明においては、前記組成物を式1で示される化合物存在下で加熱処理することにより金属膜が製造される。ここでいう金属膜とは金属粒子が相互に融着した形態の金属を含む膜のことを指す。ここでいう金属膜はポリマーなどの金属以外の成分を含んでいてもよい。   In the present invention, the metal film is produced by heat-treating the composition in the presence of the compound represented by Formula 1. The metal film here refers to a film containing a metal in a form in which metal particles are fused to each other. The metal film here may contain components other than metals such as polymers.

形成される膜の例としては大面積の膜でもよく配線などのパターンでもよい。また基板の凹所(たとえば多層基板のビアホールなど)の内壁を被覆するものや、凹所全体を充填するものであってもよい。膜の形成は、前記組成物を含むインクやペーストの塗布、印刷などにより行うことができる。塗布の好ましい方法としては、バーコーター、グラビアロールコーター、スリットダイコーター、ナイフコーター、リップコーター、コンマコーター法、リバースロールコーター、スプレーコーター、ディップコーター、スピンコーターなどの装置を用いる方法を挙げることができる。印刷する好ましい方法としては、孔版印刷法(スクリーン印刷法など)、凸版印刷法(フレキソ印刷法など)、凹版印刷法(グラビア印刷法など)、平版印刷法、インクジェット法、ディスペンサー法などを挙げることができる。   As an example of the film to be formed, a film having a large area or a pattern such as wiring may be used. Moreover, the thing which coat | covers the inner wall of the recessed part (for example, via hole of a multilayer substrate, etc.) of a board | substrate, or what fills the whole recessed part may be used. The film can be formed by applying or printing an ink or paste containing the composition. Preferred methods of coating include methods using apparatuses such as a bar coater, gravure roll coater, slit die coater, knife coater, lip coater, comma coater method, reverse roll coater, spray coater, dip coater, spin coater. it can. Preferable methods for printing include stencil printing methods (screen printing methods, etc.), relief printing methods (flexo printing methods, etc.), intaglio printing methods (gravure printing methods, etc.), lithographic printing methods, inkjet methods, dispenser methods, etc. Can do.

前記組成物を含むインクやペーストの塗布、印刷を行った場合は、その後加熱などの手段により揮発性溶媒を除去する操作を行ってもよい。   When the ink or paste containing the composition is applied or printed, an operation of removing the volatile solvent by means such as heating may be performed thereafter.

本発明において金属膜を形成する対象である基板としてはあらゆる材料を用いることができ、その形状としても平面、曲面、凹凸面などあらゆるものを用いることができる。基板表面とは平面の大面積面だけでなく、凹凸面の側面なども含む。用いられる材料の例として樹脂フィルム、樹脂板、ガラス板、紙、グリーンシートなどを挙げることができる。樹脂フィルムの具体的材料としてはポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステルなど)、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などを例示することができる。樹脂板に用いる樹脂としては、樹脂フィルムで例示したと同様の熱可塑性樹脂に加えてエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、マレイミド樹脂、ベンズオキサジン樹脂などの熱硬化性樹脂(硬化物)を挙げることができる。また樹脂板は強化繊維基材に熱硬化性樹脂を含浸して硬化した繊維強化樹脂であってもよい。このとき強化繊維基材としては、紙、綿布、ポリエステル織布、ガラス繊維織布などが好ましい。グリーンシートとは、焼成によりセラミックス基板となる前駆体であって、通常アルミナ骨材、ガラス材料、有機バインダーなどの成分をシート状に成形したものである。   In the present invention, any material can be used as the substrate on which the metal film is formed, and any shape such as a flat surface, a curved surface, and an uneven surface can be used. The substrate surface includes not only a flat large-area surface but also a side surface of an uneven surface. Examples of the material used include a resin film, a resin plate, a glass plate, paper, and a green sheet. Specific examples of the resin film include polyester resin (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, liquid crystal polyester, etc.), polyimide resin, polyetherimide resin, polyaramid resin, polyethersulfone resin, polyphenylene sulfide resin, polyphenylene ether resin, and the like. be able to. Examples of the resin used for the resin plate include thermosetting resins (cured products) such as epoxy resins, phenol resins, cyanate resins, maleimide resins, and benzoxazine resins in addition to the same thermoplastic resins as exemplified in the resin film. Can do. The resin plate may be a fiber reinforced resin obtained by impregnating a reinforced fiber base material with a thermosetting resin and curing. At this time, paper, cotton cloth, polyester woven cloth, glass fiber woven cloth or the like is preferable as the reinforcing fiber base. The green sheet is a precursor that becomes a ceramic substrate by firing, and is usually formed by molding components such as an alumina aggregate, a glass material, and an organic binder into a sheet shape.

本発明における加熱処理における加熱温度については特に制限はないが、本発明は加熱処理を250℃以下で行うことができることを特徴としており、好ましくは180℃以下で加熱処理する。加熱方法としてはホットプレート、オーブンなどによる直接的な加熱のほか、赤外線やマイクロ波やレーザーを照射することにより発生する局所的な熱を利用することもできる。また、式1で示される化合物を蒸気で塗布層に供給する場合は、加熱蒸気を噴霧することにより加熱処理することも可能である。   Although there is no restriction | limiting in particular about the heating temperature in the heat processing in this invention, This invention is characterized by being able to perform heat processing at 250 degrees C or less, Preferably it heat-processes at 180 degrees C or less. As a heating method, in addition to direct heating by a hot plate, an oven or the like, local heat generated by irradiation with infrared rays, microwaves, or lasers can also be used. Moreover, when supplying the compound shown by Formula 1 to a coating layer with a vapor | steam, it is also possible to heat-process by spraying a heating vapor | steam.

本発明においては式1で示される化合物を系内に存在させる好ましい態様として以下の(1)〜(3)が挙げられるがこれらに限定されない。また、これらの態様を組み合わせて実施することも可能である。
(1)前記組成物の外部に蒸気として存在
(2)前記組成物の外部に液体として存在
(3)前記組成物の成分として存在。
In the present invention, the following (1) to (3) are mentioned as preferred embodiments in which the compound represented by the formula 1 is present in the system, but is not limited thereto. Moreover, it is also possible to implement combining these aspects.
(1) Present as vapor outside the composition (2) Present as liquid outside the composition (3) Present as a component of the composition.

式1で示される化合物を前記組成物の外部に蒸気として存在させる態様の具体的例としては、前記組成物の膜をチェンバーに入れ、加熱しながら式1で示される化合物の蒸気をチェンバー内に供給する方法を挙げることができる。また、前記組成物の膜と式1で示される化合物をチェンバーに入れ、チェンバー内を加熱して式1で示される化合物を気化させる方法も可能である。   As a specific example of the embodiment in which the compound represented by Formula 1 is present as vapor outside the composition, the film of the composition is placed in a chamber, and the vapor of the compound represented by Formula 1 is placed in the chamber while heating. The supply method can be mentioned. Also, a method of putting the film of the composition and the compound represented by Formula 1 into a chamber and heating the inside of the chamber to vaporize the compound represented by Formula 1 is also possible.

式1で示される化合物を前記組成物の外部に液体として存在させる態様の具体例としては、前記組成物の膜を液状の式1で示される化合物に浸漬して加熱する方法、あるいは前記組成物の膜に液状の式1で示される化合物を噴霧する方法を挙げることができる。   As a specific example of an embodiment in which the compound represented by Formula 1 is present as a liquid outside the composition, a method in which a film of the composition is immersed in a liquid compound represented by Formula 1 and heated, or the composition And a method of spraying a liquid compound represented by Formula 1 on the film.

本発明の金属膜の製造方法によって得られる金属膜は、回路基板の配線、メンブラン配線板の配線、フィルムコネクタの配線、多層基板の層間配線、電磁波遮蔽材の導体メッシュ、フラットパネルディスプレイの配線(ゲートバスラインやソースバスライン)、プラズマディスプレイの集電電極、太陽電池の集電電極、ICタグのアンテナ、印刷コイルなど、導電体としての用途に好適に使用することができる。   The metal film obtained by the method for producing a metal film of the present invention includes wiring for circuit boards, wiring for membrane wiring boards, wiring for film connectors, interlayer wiring for multilayer boards, conductor mesh for electromagnetic wave shielding materials, wiring for flat panel displays ( (Gate bus line and source bus line), collector electrode of plasma display, collector electrode of solar cell, antenna of IC tag, printed coil, etc., and can be used suitably.

以下、本発明を実施例により説明する。導電膜の抵抗率は株式会社ダイアインスツルメンツ製ロレスターGPを用いて4端子4探針法により測定した。また、3本ロールはエグザクト・テクノロジーズ株式会社製M−50を、ミキサーは株式会社シンキー製あわとり錬太郎AR−100を用いた。H−NMRは日本電子社製JEOL AL400を用いて測定し、ケミカルシフトはテトラメチルシラン(TMS)を基準にしてδ(単位:ppm)で示した。また、式1で示される化合物について特に説明のない場合は、東京化成株式会社から試薬として購入されるものを使用した。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. The resistivity of the conductive film was measured by a 4-terminal 4-probe method using a Lorester GP manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. In addition, M-50 manufactured by Exact Technologies Co., Ltd. was used for the three rolls, and Awatori Rentaro AR-100 manufactured by Shinky Co., Ltd. was used for the mixer. 1 H-NMR was measured using JEOL AL400 manufactured by JEOL Ltd., and chemical shift was expressed in δ (unit: ppm) based on tetramethylsilane (TMS). Moreover, when there is no description in particular about the compound shown by Formula 1, what was purchased as a reagent from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.

(参考例1〜5)バインダーポリマーへの溶解性
金属膜の製造する場合に使用される導電性ペーストにはバインダーポリマーとしてエポキシ樹脂を用いる場合が多い。代表的なエポキシ樹脂と式1の化合物との溶解性を調べた結果を表1に示す。式1の化合物のうち、構造上の特徴が異なる化合物群の代表例として式23、26、33の化合物に関して試験したところ、これらの化合物はエポキシ樹脂と容易に溶解し、エポキシ樹脂を金属粒子、酸化膜を有する金属粒子および金属酸化物粒子から選択される少なくとも一つ以上を含有する組成物の成分として存在せしめるために好適であることが示された。一方、式1でない化合物では分離してしまい、これらの化合物で均一なペーストを作製することは困難であることが示された。また、金属粒子、酸化膜を有する金属粒子および金属酸化物粒子から選択される少なくとも一つ以上を含有する組成物の外部に蒸気または液体として式1で示される化合物を存在せしめる場合、式1で示される化合物が有効に作用するためには、式1で示される化合物が組成物の膜内部に拡散していくことが必要であるが、本参考例に示されるように式1で示される化合物がエポキシ樹脂への溶解性が優れることにより、この拡散が容易であることが示された。
(Reference Examples 1 to 5) Solubility in binder polymer In the conductive paste used in the production of a metal film, an epoxy resin is often used as a binder polymer. Table 1 shows the results of examining the solubility of typical epoxy resins and compounds of formula 1. As a representative example of a group of compounds having different structural characteristics among the compounds of formula 1, the compounds of formulas 23, 26, and 33 were tested, and these compounds were easily dissolved in an epoxy resin, and the epoxy resin was converted into metal particles, It has been shown to be suitable for being present as a component of a composition containing at least one or more selected from metal particles having an oxide film and metal oxide particles. On the other hand, it was shown that it was difficult to produce a uniform paste with these compounds because the compounds other than those of Formula 1 were separated. Further, when the compound represented by Formula 1 is present as a vapor or liquid outside the composition containing at least one selected from metal particles, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles, Formula 1 In order for the compound shown to function effectively, it is necessary that the compound shown by Formula 1 diffuses inside the film of the composition, but the compound shown by Formula 1 as shown in this Reference Example However, it was shown that this diffusion is easy due to the excellent solubility in epoxy resin.

Figure 2010103143
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(実施例1〜14)式1で示される化合物を蒸気として存在せしめる場合の金属膜の製造方法
・銅ペーストの作製
平均分子量10000のポリビニルピロリドン(東京化成株式会社 P0471)0.28gを0.72gのN−メチル−2−ピロリドン(関東化学株式会社 25336−00)に溶解させ、平均粒径50nmの銅ナノ粒子(シグマ・アルドリッチ・ジャパン株式会社 684007−25G)4gと3本ロール及びミキサーを用いて混練した。
(Examples 1-14) Method for producing a metal film in the case where the compound represented by Formula 1 is present as a vapor-Preparation of copper paste 0.72 g of 0.28 g of polyvinylpyrrolidone (Tokyo Kasei Co., Ltd. P0471) having an average molecular weight of 10,000 Of N-methyl-2-pyrrolidone (Kanto Chemical Co., Inc. 25336-00), 4 g of copper nanoparticles having an average particle size of 50 nm (Sigma Aldrich Japan Co., Ltd. 684007-25G), three rolls and a mixer were used. And kneaded.

・塗膜作製
作製した銅ペースト(0.1g)を一辺が30mmのカプトンフィルム(東レ・デュポン株式会社製、カプトン500V)にのせ、#5のバーコーターを用いて塗布した。塗膜を真空オーブンに入れ、70℃で2時間乾燥させた。
-Coating film preparation The prepared copper paste (0.1 g) was placed on a Kapton film (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., Kapton 500V) and coated using a # 5 bar coater. The coating was placed in a vacuum oven and dried at 70 ° C. for 2 hours.

・加熱処理
作製した塗膜を反応容器にいれ、各種化合物の蒸気を充満させた。250℃で5分間加熱処理を行い、100℃以下まで冷ましたのちに取り出した。金属膜の抵抗率を測定した結果を表2に示す。
-Heat processing The produced coating film was put into reaction container, and the vapor | steam of various compounds was filled up. Heat treatment was performed at 250 ° C. for 5 minutes, and after cooling to 100 ° C. or lower, the product was taken out. The results of measuring the resistivity of the metal film are shown in Table 2.

・化合物20の合成
「ケミカル・ベリヒテ」、101巻、41頁(1968年)を参考に合成した。蒸留装置内を組み、内部をアルゴン置換した。ジメチルアセトアミドジメチルアセタール(5〜10%メタノール含有、東京化成D1652、11mL)と脱水エチレングリコール(3.6mL)を混ぜ攪拌した。オイルバスで加熱すると100℃付近から50〜65℃の蒸気が出始めた。これを前留として破棄した。徐々に昇温し、オイルバスが160℃に達したところで120℃の蒸気が出始めた。これを本留として回収し、8.0gの無色の液体を得た。
Synthesis of Compound 20 Synthesis was performed with reference to “Chemical Berichte”, 101, 41 (1968). The inside of the distillation apparatus was assembled, and the inside was replaced with argon. Dimethylacetamidodimethylacetal (containing 5-10% methanol, Tokyo Kasei D1652, 11 mL) and dehydrated ethylene glycol (3.6 mL) were mixed and stirred. When heated in an oil bath, steam at 50 to 65 ° C began to be emitted from around 100 ° C. This was discarded as a forerunner. The temperature gradually increased, and when the oil bath reached 160 ° C, steam at 120 ° C began to come out. This was recovered as a main distillate to obtain 8.0 g of a colorless liquid.

H NMR(CDCl);δ1.42(3H、s)、2.31(6H、s)、3.9−4.1(4H、m).。 1 H NMR (CDCl 3); δ1.42 (3H, s), 2.31 (6H, s), 3.9-4.1 (4H, m). .

・化合物25の合成
「ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー」60巻、2931頁(1995年)を参考に合成した。Dean−Stark装置を組み、trans−シンナムアルデヒド(7.08g)、L−酒石酸(0.035g)を脱水ベンゼン(50mL)に加え攪拌した。脱水ベンゼン(10mL)とエチレングリコール(5.6mL)の混合物(分離している)を加え、オイルバスで加熱を開始した。加熱中、生成する水を除きながら130℃、6時間で加熱を終了した。放冷後、炭酸水素ナトリウム(0.042g)を加えた。室温で30分攪拌後、固体を濾去した。濾液を減圧濃縮し、5.71gの無色の液体を得た。
Synthesis of Compound 25 Synthesis was performed with reference to “Journal of Organic Chemistry”, Volume 60, 2931 (1995). A Dean-Stark apparatus was assembled, and trans-cinnamaldehyde (7.08 g) and L-tartaric acid (0.035 g) were added to dehydrated benzene (50 mL) and stirred. A mixture of dehydrated benzene (10 mL) and ethylene glycol (5.6 mL) (separated) was added and heating was started in an oil bath. During the heating, the heating was terminated at 130 ° C. for 6 hours while removing generated water. After standing to cool, sodium hydrogen carbonate (0.042 g) was added. After stirring at room temperature for 30 minutes, the solid was removed by filtration. The filtrate was concentrated under reduced pressure to obtain 5.71 g of a colorless liquid.

H NMR(CDCl);δ3.9−4.1(4H、m)、5.43(1H、d)、6.16(1H、dd)、6.75(1H、d)、7.2−7.6(5H、m).。 1 H NMR (CDCl 3 ); δ 3.9-4.1 (4H, m), 5.43 (1H, d), 6.16 (1H, dd), 6.75 (1H, d), 7. 2-7.6 (5H, m). .

Figure 2010103143
Figure 2010103143

(実施例15)
加熱処理温度を150℃に変えた以外は実施例3と同様に行った。金属膜の抵抗率は80μΩ・cmであった。
(Example 15)
It carried out similarly to Example 3 except having changed heat processing temperature into 150 degreeC. The resistivity of the metal film was 80 μΩ · cm.

(実施例16)
加熱処理温度を175℃に変えた以外は実施例6と同様に行った。金属膜の抵抗率は100μΩ・cmであった。
(Example 16)
It carried out like Example 6 except having changed heat processing temperature into 175 degreeC. The resistivity of the metal film was 100 μΩ · cm.

(実施例17)
加熱処理温度を200℃に変えた以外は実施例8と同様に行った。金属膜の抵抗率は100μΩ・cmであった。
(Example 17)
It carried out similarly to Example 8 except having changed heat processing temperature into 200 degreeC. The resistivity of the metal film was 100 μΩ · cm.

(実施例18)式1で示される化合物を組成物の外部へ液体として存在せしめる場合の金属膜の製造方法。   (Example 18) A method for producing a metal film in the case where the compound represented by the formula 1 is present outside the composition as a liquid.

・銅ペーストおよび塗膜作製
銅ペーストおよび塗膜の作製は実施例1と同様に行った。
-Copper paste and coating film preparation The copper paste and coating film were prepared in the same manner as in Example 1.

・加熱処理
作製した塗膜をジメチルホルムアミドジプロピルアセタール(式35の化合物)に浸し、250℃で5分間加熱処理を行い、100℃以下まで冷ましたのちに取り出した。メタノールを含ませたガーゼで表面の汚れを拭き取り乾燥させた。金属膜の抵抗率を測定したところ50μΩ・cmであった。
-Heat treatment The prepared coating film was immersed in dimethylformamide dipropyl acetal (compound of formula 35), subjected to heat treatment at 250 ° C for 5 minutes, cooled to 100 ° C or less, and then taken out. Dirt on the surface was wiped dry with gauze containing methanol. The resistivity of the metal film was measured and found to be 50 μΩ · cm.

(実施例19)式1で示される化合物を組成物の成分として存在せしめる場合の金属膜の方法
・銅ペーストの作製
平均分子量10000のポリビニルピロリドン(東京化成株式会社 P0471)0.28gを0.72gのジメチルホルムアミドエチレンアセタール(式15の化合物)に溶解させ、平均粒径50nmの銅ナノ粒子(シグマ・アルドリッチ・ジャパン株式会社 684007−25G)4gと3本ロール及びミキサーを用いて混練した。
(Example 19) Method of metal film in the case where the compound represented by formula 1 is present as a component of the composition-Preparation of copper paste 0.72 g of 0.28 g of polyvinylpyrrolidone (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. P0471) having an average molecular weight of 10,000 Was dissolved in dimethylformamide ethylene acetal (compound of formula 15), and kneaded using 4 g of copper nanoparticles having an average particle diameter of 50 nm (Sigma Aldrich Japan Co., 684007-25G), 3 rolls and a mixer.

・塗膜作製
作製した銅ペースト(0.1g)を一辺が30mmのカプトンフィルム(東レ・デュポン株式会社製、カプトン500V)にのせ、#5のバーコーターを用いて塗布した。
-Coating film preparation The prepared copper paste (0.1 g) was placed on a Kapton film (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., Kapton 500V) and coated using a # 5 bar coater.

・加熱処理
作製した塗膜を逆止弁付き容器内にいれ、250℃で5分間加熱処理を行い、100℃以下まで冷ましたのちに取り出した。金属膜の抵抗率を測定したところ20μΩ・cmであった。
-Heat processing The produced coating film was put in the container with a non-return valve, heat processing was performed at 250 degreeC for 5 minute (s), and it took out, after cooling to 100 degrees C or less. The resistivity of the metal film was measured and found to be 20 μΩ · cm.

以下に、エチレングリコールを用い、150℃で加熱処理を行った場合の比較例を示す。
(比較例1)
ジメチルホルムアミドエチレンアセタールの代わりにエチレングリコールを用いた以外は実施例15と同様に行った。加熱処理後の塗膜は導電性を示さなかった。
Below, the comparative example at the time of heat-processing at 150 degreeC using ethylene glycol is shown.
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 15 was performed except that ethylene glycol was used instead of dimethylformamide ethylene acetal. The coating film after the heat treatment did not show conductivity.

Claims (13)

基板表面に形成された金属粒子、酸化膜を有する金属粒子および金属酸化物粒子から選択される少なくとも一つ以上を含有する組成物を、式1で示される化合物存在下で加熱処理することによる金属膜の製造方法。
Figure 2010103143
(式中、Rは水素または炭素数1〜6のアルキル基、Rは窒素原子、酸素原子を含有する置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基、−NR、−OR、−CR10=CArRまたはArであり、RおよびRは互いに独立して炭素数1〜6のアルキル基またはRとRが一緒になって環をなしたヒドロキシル基で置換されていてもよい炭素数2〜12のヒドロカルビレン基である(ここで、RおよびRは互いに独立して酸素原子が含まれてもよい炭素数1〜6のアルキル基であり(RとRは環をなしてもよい。)、Rは炭素数1〜6のアルキル基であり、RおよびR10は互いに独立して水素、フェニル基または炭素数1〜6のアルキル基であり、Arは炭素数1〜6のアルキル基、アルキルオキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基もしくはジアルキルアミノ基またはこれらの置換基の組み合わせにより形成される環状の置換基によって置換されてもよいフェニル基、ピリジル基あるいはチエニル基である。)。)
Metal obtained by heat-treating a composition containing at least one selected from metal particles formed on a substrate surface, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles in the presence of a compound represented by Formula 1 A method for producing a membrane.
Figure 2010103143
Wherein R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 2 is a nitrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent containing an oxygen atom, —NR 6 R 7 , —OR 8 , —CR 10 = CArR 9 or Ar, and R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or R 3 and R 4 together form a ring. A hydrocarbylene group having 2 to 12 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group (wherein R 6 and R 7 are independently of each other a carbon atom having 1 to 6 carbon atoms which may contain an oxygen atom) An alkyl group (R 6 and R 7 may form a ring), R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 9 and R 10 are each independently hydrogen, phenyl group or carbon An alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and Ar is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. A phenyl group optionally substituted by a cyclic substituent formed by an alkyloxy group, a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, a formyl group, an amino group, a monoalkylamino group or a dialkylamino group, or a combination of these substituents, Pyridyl group or thienyl group.)
式1で示される化合物が以下の式2で示される化合物である請求項1記載の金属膜の製造方法。
Figure 2010103143
(式中、RおよびRは前記定義と同じであり、Rはヒドロキシル基で置換されていてもよい炭素数2〜12のヒドロカルビレン基を表す。)
The method for producing a metal film according to claim 1, wherein the compound represented by Formula 1 is a compound represented by Formula 2 below.
Figure 2010103143
(In the formula, R 1 and R 2 are the same as defined above, and R 5 represents a hydrocarbylene group having 2 to 12 carbon atoms which may be substituted with a hydroxyl group.)
前記Rがエチレン基、プロピレン基、プロパン−1,3−ジイル基、2,3−ブチレン基、1,2−ブチレン基、ブタン−1,3−ジイル基、2,2−ジメチルプロパン−1,3−ジイル基である請求項2記載の金属膜の製造方法。 R 5 is ethylene group, propylene group, propane-1,3-diyl group, 2,3-butylene group, 1,2-butylene group, butane-1,3-diyl group, 2,2-dimethylpropane-1 The method for producing a metal film according to claim 2, which is a 1,3-diyl group. 前記Rが−NRであって、RおよびRが互いに独立して酸素原子が含まれてもよい炭素数1〜6のアルキル基(RとRは環をなしてもよい)である、請求項1〜3のいずれかに記載の金属膜の製造方法。 R 2 is —NR 6 R 7 , and R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may contain an oxygen atom (R 6 and R 7 form a ring) The method of manufacturing a metal film according to any one of claims 1 to 3. 前記Rが−ORであって、Rが炭素数1〜6のアルキル基である、請求項1〜3のいずれかに記載の金属膜の製造方法。 Said R 2 is an -OR 8, R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, method for producing a metal film according to claim 1. 前記Rが−CR10=CArRであって、RおよびR10がトランスに位置し、かつ互いに独立して水素、フェニル基または炭素数1〜6のアルキル基であり、Arが炭素数1〜6のアルキル基、アルキルオキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基もしくはジアルキルアミノ基またはこれらの置換基の組み合わせにより形成される環状の置換基によって置換されてもよいフェニル基、ピリジル基あるいはチエニル基である、請求項1〜3のいずれかに記載の金属膜の製造方法。 R 2 is —CR 10 ═CArR 9 , R 9 and R 10 are located in trans, and independently of each other are hydrogen, a phenyl group, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and Ar is a carbon number 1-6 alkyl groups, alkyloxy groups, hydroxyl groups, hydroxymethyl groups, formyl groups, amino groups, monoalkylamino groups or dialkylamino groups, or substituted by cyclic substituents formed by combinations of these substituents. The manufacturing method of the metal film in any one of Claims 1-3 which is a phenyl group, pyridyl group, or thienyl group which may be sufficient. 前記RがArであって、Arが炭素数1〜6のアルキル基、アルキルオキシ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、ホルミル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基もしくはジアルキルアミノ基、またはこれらの置換基の組み合わせにより形成される環状の置換基によって置換されてもよいフェニル基、ピリジル基あるいはチエニル基である、請求項1〜3のいずれかに記載の金属膜の製造方法。 R 2 is Ar, and Ar is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkyloxy group, a hydroxyl group, a hydroxymethyl group, a formyl group, an amino group, a monoalkylamino group or a dialkylamino group, or a substitution thereof. The manufacturing method of the metal film in any one of Claims 1-3 which is the phenyl group, pyridyl group, or thienyl group which may be substituted by the cyclic substituent formed by the combination of group. 前記金属が銀、銅、ニッケルまたは錫である請求項1〜7のいずれかに記載の金属膜の製造方法。   The said metal is silver, copper, nickel, or tin, The manufacturing method of the metal film in any one of Claims 1-7. 前記金属粒子、酸化膜を有する金属粒子または金属酸化物粒子の平均粒径が1〜200nmである請求項1〜8のいずれかに記載の金属膜の製造方法。   The method for producing a metal film according to claim 1, wherein the metal particles, the metal particles having an oxide film, or the metal oxide particles have an average particle diameter of 1 to 200 nm. 式1で示される化合物の存在の様態が、
(1)前記組成部の外部に蒸気として存在
(2)前記組成物の外部に液体として存在
(3)前記組成物の成分として存在
のいずれかまたはその組み合わせである請求項1〜9のいずれかに記載の金属膜の製造方法。
The presence of the compound represented by Formula 1 is
(1) Present as a vapor outside the composition part (2) Present as a liquid outside the composition (3) Present as a component of the composition or a combination thereof The manufacturing method of the metal film as described in any one of.
前記加熱処理の温度が180℃以下に選択される請求項1〜10のいずれかに記載の金属膜の製造方法。   The manufacturing method of the metal film in any one of Claims 1-10 by which the temperature of the said heat processing is selected as 180 degrees C or less. 前記金属粒子、酸化膜を有する金属粒子および金属酸化物粒子から選択される少なくとも一つ以上と式1で示される化合物を含有する組成物。   A composition comprising at least one selected from the metal particles, metal particles having an oxide film, and metal oxide particles and a compound represented by Formula 1. 請求項1〜11記載の金属膜の製造方法により製造された金属膜。
The metal film manufactured by the manufacturing method of the metal film of Claims 1-11.
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