JP2013128044A

JP2013128044A - Conductor pattern forming method and conductor pattern

Info

Publication number: JP2013128044A
Application number: JP2011276985A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kuwabara; 真桑原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductor pattern forming method capable of inexpensively forming, without waste, a conductor pattern in which migration is less likely to occur and which has low resistance, and to provide a conductor pattern.SOLUTION: A conductive paste 4 containing an additive 1 selected from a group consisting of an organic carboxylic acid, an organic carboxylate, a phosphinic acid, a phosphinate, and dimethylaminoborane, copper particles 2, and a binder 3 is printed on a substrate 5 and then is heated and pressurized.

Description

本発明は、導体パターンの形成方法及び導体パターンに関するものである。 The present invention relates to a conductor pattern forming method and a conductor pattern.

従来、導体パターンを形成するにあたっては、フォトリソグラフィーが主流となっているが、この技術では、酸、アルカリ、レジスト等を多量に使用してコストがかさむ上に、廃棄物の量も工程数も多くなるという問題がある。 Conventionally, photolithography has been the mainstream for forming conductor patterns, but this technique uses a large amount of acid, alkali, resist, etc., adds cost, and also increases the amount of waste and the number of processes. There is a problem of increasing.

そこで、このような問題を解決するため、近年では、太陽電池等の電極を形成するにあたって、銀粒子及びバインダーを含有する導電性ペーストを基材に印刷することによって導体パターンを形成することが行われている。このような印刷ならば、必要な部分に導体パターンを迅速に形成することができると共に、廃棄物の量も少なくなって環境に優しい上に安価に導体パターンを形成することができる。 Therefore, in order to solve such problems, in recent years, when forming an electrode such as a solar battery, a conductive pattern is formed by printing a conductive paste containing silver particles and a binder on a substrate. It has been broken. With such printing, a conductor pattern can be quickly formed in a necessary portion, and the amount of waste can be reduced, and the conductor pattern can be formed at a low cost while being environmentally friendly.

ところが、湿熱状態でこのような導体パターンに大電流が流れると、導体パターン中の銀粒子がマイグレーションを引き起こしやすいので、最近では銀粒子の代わりに銅粒子を含有する導電性ペーストを用いることが検討されている（例えば、特許文献１、２参照）。 However, when a large current flows through such a conductor pattern in a moist heat state, silver particles in the conductor pattern are likely to cause migration, so recently it has been considered to use a conductive paste containing copper particles instead of silver particles. (For example, see Patent Documents 1 and 2).

特開平５−１３５６１９号公報JP-A-5-135619 特開２００２−２７９８２８号公報JP 2002-279828 A

しかし、マイグレーションの発生を抑制することができても、銅粒子は、銀粒子に比べて酸化されやすいので、このような導電性ペーストを用いて形成された導体パターンの抵抗値が高くなるという問題がある。 However, even if the occurrence of migration can be suppressed, copper particles are more likely to be oxidized than silver particles, and thus the resistance value of a conductor pattern formed using such a conductive paste is increased. There is.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、マイグレーションが発生しにくく、抵抗値の低い導体パターンを無駄なく安価に形成することができる導体パターンの形成方法及び導体パターンを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a conductor pattern forming method and a conductor pattern that are less likely to cause migration and can form a conductor pattern having a low resistance value without waste and at low cost. It is the purpose.

本発明に係る導体パターンの形成方法は、有機カルボン酸、有機カルボン酸塩、フォスフィン酸、フォスフィン酸塩、ジメチルアミノボランの群の中から選ばれる添加剤と、銅粒子と、バインダーとを含有する導電性ペーストを基材に印刷した後に加熱加圧することを特徴とするものである。 The method for forming a conductor pattern according to the present invention includes an additive selected from the group consisting of organic carboxylic acid, organic carboxylate, phosphinic acid, phosphinate, and dimethylaminoborane, copper particles, and a binder. It is characterized by heating and pressurizing after printing the conductive paste on the substrate.

前記導体パターンの形成方法において、前記添加剤が樹脂粒子に封入されてマイクロカプセルとして含有されていることが好ましい。 In the method for forming a conductor pattern, the additive is preferably encapsulated in resin particles and contained as microcapsules.

前記導体パターンの形成方法において、前記樹脂粒子が、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂及びポリエステル系樹脂の群の中から選ばれるもので形成されていることが好ましい。 In the method for forming a conductor pattern, the resin particles are preferably formed of a material selected from the group consisting of a styrene resin, an acrylic resin, and a polyester resin.

前記導体パターンの形成方法において、銅粒子の平均粒径が０．００１〜１０μｍであることが好ましい。 In the method for forming a conductor pattern, it is preferable that the average particle diameter of the copper particles is 0.001 to 10 μm.

前記導体パターンの形成方法において、加熱加圧時に加湿処理することが好ましい。 In the method of forming the conductor pattern, it is preferable to perform a humidification process during heating and pressurization.

本発明に係る導体パターンは、有機カルボン酸、有機カルボン酸塩、フォスフィン酸、フォスフィン酸塩、ジメチルアミノボランの群の中から選ばれる添加剤と、銅粒子と、バインダーとを含有する導電性ペーストを基材に印刷した後に加熱加圧することによって形成されていることを特徴とするものである。 The conductive pattern according to the present invention is an electrically conductive paste containing an additive selected from the group consisting of organic carboxylic acid, organic carboxylate, phosphinic acid, phosphinate, and dimethylaminoborane, copper particles, and a binder. It is formed by heating and pressurizing after printing on a base material.

本発明によれば、マイグレーションが発生しにくく、抵抗値の低い導体パターンを無駄なく安価に形成することができるものである。しかも本発明に係る方法により形成された導体パターンであれば、導体幅が５０μｍ以下のような非常に微細な配線が可能であるため、例えば、このような導体パターンを自動車やビルディング等の窓ガラスに形成して、アンテナのように使用することが可能である。この場合、導体パターンが形成された基材が透明であり、その配線が細いため、基材を透して違和感無く外の景色を見ることができるものである。 According to the present invention, it is possible to form a conductive pattern that is less likely to cause migration and has a low resistance value without waste. Moreover, if the conductor pattern is formed by the method according to the present invention, a very fine wiring having a conductor width of 50 μm or less is possible. For example, such a conductor pattern is used for a window glass of an automobile or a building. And can be used like an antenna. In this case, since the base material on which the conductor pattern is formed is transparent and the wiring is thin, the outside scenery can be seen through the base material without a sense of incongruity.

本発明に係る導体パターンの形成方法の一例を示すものであり、（ａ）は加熱加圧前の概略断面図、（ｂ）は加熱加圧後の概略断面図である。An example of the formation method of the conductor pattern which concerns on this invention is shown, (a) is a schematic sectional drawing before heat-pressing, (b) is a schematic sectional drawing after heat-pressing. 本発明に係る導体パターンの形成方法の他の一例を示すものであり、（ａ）は加熱加圧前の概略断面図、（ｂ）は加熱加圧後の概略断面図である。The other example of the formation method of the conductor pattern which concerns on this invention is shown, (a) is a schematic sectional drawing before heat-pressing, (b) is a schematic sectional drawing after heat-pressing. 導体パターンの形状の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the shape of a conductor pattern.

以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

図１は本発明に係る導体パターンの形成方法の一例を示すものである。導体パターン６は、導電性ペースト４を基材５に印刷した後に加熱加圧することによって形成することができる。図１（ａ）は加熱加圧する前の状態を示し、図１（ｂ）は加熱加圧した後の状態、つまり導体パターン６が形成された導電性基材１０を示す。この導電性基材１０は、基材５と、受容層９と、導体パターン６とを備えて形成されているが、受容層９は備えていなくてもよい。 FIG. 1 shows an example of a method for forming a conductor pattern according to the present invention. The conductor pattern 6 can be formed by printing the conductive paste 4 on the substrate 5 and then applying heat and pressure. FIG. 1A shows a state before heat-pressing, and FIG. 1B shows a state after heat-pressing, that is, the conductive substrate 10 on which the conductor pattern 6 is formed. The conductive base material 10 is formed including the base material 5, the receiving layer 9, and the conductor pattern 6, but the receiving layer 9 may not be provided.

基材５としては、絶縁性のあるものであれば特に限定されるものではないが、光学分野での用途に利用する場合には、少なくとも可視光領域で透明性を有するものが好ましい。具体的には、基材５としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのほか、ポリメタクリル酸メチルに代表されるアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ＪＳＲ株式会社製の商品名「アートン」に代表されるノルボルネン系樹脂、東ソー株式会社製の品番「ＴＩ−１６０」に代表されるオレフィンマレイミド樹脂等にて形成される有機樹脂基体や、ガラスにて形成されるガラス基体、特開平０８−１４８８２９号公報に記載されているエポキシ樹脂基材等のような、シート状あるいは板状のもの等を用いることができる。また基材５の厚さは、１μｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、１０μｍ〜１ｍｍであることがより好ましく、２５μｍ〜２００μｍであることが最も好ましい。 The substrate 5 is not particularly limited as long as it has an insulating property, but when used for applications in the optical field, a substrate having transparency at least in the visible light region is preferable. Specifically, as the base material 5, for example, in addition to a polyethylene terephthalate (PET) film, an acrylic resin typified by polymethyl methacrylate, a polyester resin such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, JSR shares It is made of an organic resin substrate formed of a norbornene resin represented by the product name “Arton” manufactured by the company, an olefin maleimide resin represented by the product number “TI-160” manufactured by Tosoh Corporation, or glass. A glass substrate, a sheet-like or plate-like material such as an epoxy resin base material described in JP-A-08-148829 can be used. The thickness of the substrate 5 is preferably 1 μm to 20 mm, more preferably 10 μm to 1 mm, and most preferably 25 μm to 200 μm.

また受容層９は、必要に応じて基材５の表面に設けられるものである。光学分野での用途に利用する場合には、受容層９は、少なくとも可視光領域で透明性を有するものであることが好ましい。受容層９は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は電子線硬化性樹脂、及び必要に応じて溶媒を配合して受容層形成用溶液を調製し、この溶液を基材５の表面に塗布してこれを加熱乾燥させたり電子線を照射したりすることによって形成することができる。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は電子線硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、これらの樹脂の誘導体、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体等を用いることができる。溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、キシレン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１−（２−メトキシ−２−メチルエトキシ）−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び水等をそれぞれ単独で用いたり、任意の割合で混合した混合溶媒として用いたりすることができる。また受容層９の厚さは、０．１〜３００μｍであることが好ましく、０．５〜５０μｍであることがより好ましい。受容層９の厚さが０．１μｍ以上であることによって、導体パターン６を容易に受容層９にめり込ませることができるものである。 The receiving layer 9 is provided on the surface of the substrate 5 as necessary. When used for an application in the optical field, it is preferable that the receiving layer 9 is transparent at least in the visible light region. The receiving layer 9 is prepared by, for example, blending a thermoplastic resin, a thermosetting resin or an electron beam curable resin, and, if necessary, a solvent to prepare a receiving layer forming solution. It can be formed by applying and drying by heating or irradiating with an electron beam. Examples of the thermoplastic resin, thermosetting resin, or electron beam curable resin include epoxy resins, vinyl resins, polyester resins, acrylic resins, derivatives of these resins, carboxymethylcellulose, acetylcellulose, cellulose acetate butyrate and the like. Derivatives and the like can be used. Examples of the solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA), methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), toluene, ethyl acetate, cyclohexanone, xylene, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, 1 -(2-Methoxy-2-methylethoxy) -2-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, water and the like can be used alone or as a mixed solvent mixed at an arbitrary ratio. Moreover, it is preferable that the thickness of the receiving layer 9 is 0.1-300 micrometers, and it is more preferable that it is 0.5-50 micrometers. When the thickness of the receiving layer 9 is 0.1 μm or more, the conductor pattern 6 can be easily embedded in the receiving layer 9.

導電性ペースト４としては、銅粒子２と、添加剤１と、バインダー３とを含有するものを用いる。銅粒子２の含有量は、導電性ペースト４全量に対して、１０．０〜９９．９質量％であることが好ましく、５０．０〜９９．９質量％であることがより好ましく、６０．０〜９８．０質量％であることが最も好ましい。 As the conductive paste 4, a paste containing copper particles 2, an additive 1 and a binder 3 is used. The content of the copper particles 2 is preferably 10.0 to 99.9% by mass, more preferably 50.0 to 99.9% by mass with respect to the total amount of the conductive paste 4; Most preferably, it is 0-98.0 mass%.

銅粒子２の平均粒径（Ｄ５０）は、０．００１〜１０μｍであることが好ましく、０．００１〜１．５ｎｍであることがより好ましい。ここで、銅粒子２の平均粒径（Ｄ５０）とは、レーザ回折法等により測定された銅粒子２の粒径分布において、累積質量が５０％となる粒径を意味する。銅粒子２の平均粒径（Ｄ５０）が０．００１μｍ以上であることによって、導電性ペースト４の調製時に粘度が増加することが抑制され、容易に印刷に使用することができる。逆に、銅粒子２の平均粒径（Ｄ５０）が１０μｍ以下であることによって、導体パターン６の抵抗値が低くなり導電性を高めることができると共に微細な導体パターン６を形成することが容易となる。 The average particle diameter (D50) of the copper particles 2 is preferably 0.001 to 10 μm, and more preferably 0.001 to 1.5 nm. Here, the average particle diameter (D50) of the copper particles 2 means a particle diameter at which the cumulative mass becomes 50% in the particle diameter distribution of the copper particles 2 measured by a laser diffraction method or the like. When the average particle diameter (D50) of the copper particles 2 is 0.001 μm or more, an increase in viscosity during the preparation of the conductive paste 4 is suppressed, and the copper particles 2 can be easily used for printing. On the contrary, when the average particle diameter (D50) of the copper particles 2 is 10 μm or less, the resistance value of the conductor pattern 6 can be lowered, the conductivity can be increased, and the fine conductor pattern 6 can be easily formed. Become.

また銅粒子２は、主成分が６０質量％以上（実質的な上限は１００質量％）の銅であることが好ましく、残り４０質量％以下にニッケルや錫等が含有されていてもよい。特に銅粒子２中にニッケルが含有されていると防錆効果が向上するものである。 The copper particles 2 are preferably copper having a main component of 60% by mass or more (substantially upper limit is 100% by mass), and the remaining 40% by mass or less may contain nickel, tin, or the like. In particular, if the copper particles 2 contain nickel, the rust prevention effect is improved.

また添加剤１としては、有機カルボン酸、有機カルボン酸塩、フォスフィン酸、フォスフィン酸塩、ジメチルアミノボランの群の中から選ばれるものを用いる。このような添加剤１は、銅粒子２の表面の酸化膜を除去して、銅粒子２が酸化することを抑制することができるものである。特に、有機カルボン酸としては、アジピン酸、グルタル酸、吉草酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸等を用いることが好ましく、有機カルボン酸塩としては、アジピン酸ナトリウム、グルタル酸ナトリウム等を用いることが好ましく、フォスフィン酸塩としては、フォスフィン酸ナトリウム等を用いることが好ましい。これらは２種以上を組み合わせて添加してもよい。 As additive 1, one selected from the group consisting of organic carboxylic acid, organic carboxylate, phosphinic acid, phosphinate, and dimethylaminoborane is used. Such an additive 1 can suppress the oxidation of the copper particles 2 by removing the oxide film on the surface of the copper particles 2. In particular, it is preferable to use adipic acid, glutaric acid, valeric acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, etc. as the organic carboxylic acid, and use sodium adipate, sodium glutarate, etc. as the organic carboxylate. It is preferable to use sodium phosphinate as the phosphinate. You may add these in combination of 2 or more types.

また添加剤１は、図２に示すように樹脂粒子７の微小な容器（殻）に封入されてマイクロカプセル８として含有されていてもよい。この場合、加熱加圧時における圧縮力等の外力によってマイクロカプセル８の容器である樹脂粒子７が割れることによって内部の添加剤１が外部に漏れ出し、この漏れ出した添加剤１が、銅粒子２の表面の酸化膜を除去して、銅粒子２が酸化することを抑制することができるものである。このような添加剤１のマイクロカプセル化は、ジメチルアミンボランのような分解しやすい還元剤や有機酸を使用する場合に分解しにくくなるため、特に有効である。ここで、樹脂粒子７は、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂及びポリエステル系樹脂の群の中から選ばれるもので形成されていることが好ましい。これらの樹脂は比較的融点が低く、溶剤にも溶けやすいので、マイクロカプセル８を形成しやすい。なお、マイクロカプセルの平均粒径（Ｄ５０）は、０．０５〜５．０μｍであることが好ましい。 Further, as shown in FIG. 2, the additive 1 may be enclosed in a fine container (shell) of resin particles 7 and contained as a microcapsule 8. In this case, the internal additive 1 leaks to the outside when the resin particles 7 as the container of the microcapsule 8 are cracked by an external force such as a compressive force at the time of heating and pressurizing, and the leaked additive 1 becomes the copper particles It is possible to suppress the oxidation of the copper particles 2 by removing the oxide film on the surface of 2. Such microencapsulation of Additive 1 is particularly effective because it becomes difficult to decompose when a reducing agent or organic acid that is easily decomposed, such as dimethylamine borane, is used. Here, the resin particles 7 are preferably formed of a material selected from the group of styrene resins, acrylic resins, and polyester resins. Since these resins have a relatively low melting point and are easily dissolved in a solvent, the microcapsules 8 are easily formed. In addition, it is preferable that the average particle diameter (D50) of a microcapsule is 0.05-5.0 micrometers.

またバインダー３としては、好ましくはガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０〜２５０℃であるもの、より好ましくは０〜２００℃であるものを用いる。バインダー３のガラス転移温度（Ｔｇ）が−１０℃以上であることによって、容易にペースト状にすることができるものである。また、バインダー３のガラス転移温度（Ｔｇ）が２５０℃以下であることによって、導電性ペースト４が流動しやすくなり、後述するような溶媒にも溶解しやすくなるものである。 The binder 3 is preferably one having a glass transition temperature (Tg) of −10 to 250 ° C., more preferably 0 to 200 ° C. When the glass transition temperature (Tg) of the binder 3 is −10 ° C. or higher, it can be easily made into a paste. Moreover, when the glass transition temperature (Tg) of the binder 3 is 250 ° C. or less, the conductive paste 4 is easy to flow and is easily dissolved in a solvent as described later.

具体的にはバインダー３としては、例えば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等や、これらの樹脂で−ＣＯＣ−骨格、−ＣＯＯ−骨格等を有する誘導体、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体等を用いることができる。 Specifically, as the binder 3, for example, vinyl resin, polyester resin, acrylic resin, and the like, derivatives having -COC-skeleton, -COO-skeleton and the like in these resins, carboxymethylcellulose, acetylcellulose, cellulose acetate butyrate Cellulose derivatives such as can be used.

そして、導電性ペースト４は、上記のような銅粒子２、添加剤１及びバインダー３を配合して調製することができるが、さらにシリコン系表面調整剤や溶媒等を配合してもよい。シリコン系表面調整剤としては、例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製「ＢＹＫ３３３（シリコンオイル）」等を用いることができ、この含有量は、導電性ペースト４全量に対して、０〜１０質量％であることが好ましい。 The conductive paste 4 can be prepared by blending the copper particles 2, the additive 1 and the binder 3 as described above, but may further be blended with a silicon-based surface conditioner or a solvent. As the silicon-based surface conditioner, for example, “BYK333 (silicone oil)” manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd. can be used, and this content is 0 to 10% by mass with respect to the total amount of the conductive paste 4. Preferably there is.

また溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、キシレン、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、１−（２−メトキシ−２−メチルエトキシ）−２−プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及び水等をそれぞれ単独で用いたり、任意の割合で混合した混合溶媒として用いたりすることができる。 Examples of the solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA), methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), toluene, ethyl acetate, cyclohexanone, xylene, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether, 1- (2-methoxy-2-methylethoxy) -2-propanol, propylene glycol monomethyl ether acetate, water, and the like can be used alone or as a mixed solvent mixed at an arbitrary ratio.

そして、導電性基材１０は、次のようにして製造することができる。以下では受容層９を形成する場合について説明するが、受容層９は形成しなくてもよい。 And the electroconductive base material 10 can be manufactured as follows. Although the case where the receiving layer 9 is formed is demonstrated below, the receiving layer 9 does not need to be formed.

まず、図１（ａ）に示すように基材５の表面に受容層９を形成した後、この受容層９の表面に導電性ペースト４を所定形状に印刷する。ここで、基材５の受容層９に印刷する形状としては、例えば、図３のような格子状又は網目状（メッシュ状）等を挙げることができる。導体幅（Ｌ）／導体ピッチ（Ｐ）は例えば０．１〜５０μｍ／１０〜１００００μｍである。導体幅が３０μｍ以下である微細な導体パターン６を形成する場合には、あらかじめ導電性ペースト４は、その幅が２５〜３０μｍとなるように印刷しておくことが好ましい。このように導電性ペースト４の幅を３０μｍ以下にしておくのは、加熱加圧により幅が若干広くなる場合があるからである。バインダーのガラス転移温度（Ｔｇ）よりも高い温度で加熱加圧する場合には、印刷された導電性ペースト４の幅が広がりにくくなるので、あらかじめ最大３０μｍの幅で導電性ペースト４を印刷しておくことができる。また、印刷された導電性ペースト４の厚さは０．０１〜３０μｍであることが好ましい。また印刷方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等を使用することができる。 First, as shown in FIG. 1A, after forming a receiving layer 9 on the surface of the substrate 5, the conductive paste 4 is printed on the surface of the receiving layer 9 in a predetermined shape. Here, examples of the shape to be printed on the receiving layer 9 of the substrate 5 include a lattice shape or a mesh shape (mesh shape) as shown in FIG. The conductor width (L) / conductor pitch (P) is, for example, 0.1 to 50 μm / 10 to 10,000 μm. When the fine conductor pattern 6 having a conductor width of 30 μm or less is formed, the conductive paste 4 is preferably printed in advance so that the width is 25 to 30 μm. The reason why the width of the conductive paste 4 is set to 30 μm or less in this way is that the width may be slightly widened by heating and pressing. When heating and pressurizing at a temperature higher than the glass transition temperature (Tg) of the binder, the width of the printed conductive paste 4 is difficult to expand. be able to. Moreover, it is preferable that the thickness of the printed electroconductive paste 4 is 0.01-30 micrometers. As a printing method, for example, screen printing, gravure printing, offset printing, or the like can be used.

その後、基材５の受容層９の表面に印刷された導電性ペースト４を５０〜１５０℃、０．１〜１８０分の条件で加熱して乾燥させる。次に加熱加圧装置（図示省略）を用い、図１（ｂ）に示すように導電性ペースト４を加熱加圧すると共に受容層９にめり込ませることによって導体パターン６が形成され、導電性基材１０を製造することができる。ここで、加熱加圧装置としては、近接・離間し、対向面が平坦に形成された一対の熱盤を備えたものを用いることができる。なお、図１（ｂ）では導体パターン６の全部が受容層９にめり込んでいるが、導体パターン６の少なくとも一部が受容層９にめり込んでいれば、導体パターン６の受容層９に対する密着性を高く得ることができるものである。 Thereafter, the conductive paste 4 printed on the surface of the receiving layer 9 of the substrate 5 is heated and dried at 50 to 150 ° C. for 0.1 to 180 minutes. Next, using a heating and pressing apparatus (not shown), the conductive paste 4 is heated and pressurized and embedded in the receiving layer 9 as shown in FIG. The base material 10 can be manufactured. Here, as the heating and pressurizing device, a device provided with a pair of heating plates which are close to and separated from each other and whose opposing surfaces are formed flat can be used. In FIG. 1B, the conductor pattern 6 is entirely recessed into the receiving layer 9. However, if at least a part of the conductor pattern 6 is recessed into the receiving layer 9, the adhesion of the conductor pattern 6 to the receiving layer 9. Can be obtained high.

上記のように導体パターン６を形成する場合、加熱加圧する前は図１（ａ）に示すように、印刷された導電性ペースト４中において、銅粒子２と添加剤１との間や銅粒子２同士の間にはバインダー３が存在している。しかし、加熱加圧した後は図１（ｂ）に示すように、導電性ペースト４が圧縮され、銅粒子２と添加剤１との間に存在するバインダー３が押し出されて排除される。これにより銅粒子２と添加剤１との距離が縮まってこの両者が接触する。このとき添加剤１が銅粒子２の表面の酸化膜を除去する。図１（ｂ）では添加剤１が銅粒子２に作用している様子を矢印で示している。さらに導電性ペースト４の圧縮により、銅粒子２同士の間に存在するバインダー３も押し出されて排除される。そして、酸化膜が除去された銅粒子２同士の距離が縮まり、この両者の接触面積が増加する。このように、酸化されやすい銅粒子２が導電性ペースト４に含有されていても、添加剤１の作用で銅粒子２の酸化膜が除去され、これらの銅粒子２同士が近接することによって、導体パターン６の抵抗値が低くなり、導電性が高くなるものである。なお、加熱加圧の条件は、温度５０〜１５０℃、圧力０．０１〜２００ｋｇｆ／ｃｍ^２（０．９８ｋＰａ〜１９．６ＭＰａ）、時間０．１〜１８０分間であることが好ましい。 When the conductor pattern 6 is formed as described above, before heating and pressurization, as shown in FIG. 1A, in the printed conductive paste 4, between the copper particles 2 and the additive 1 or copper particles There is a binder 3 between the two. However, after the heating and pressurization, as shown in FIG. 1B, the conductive paste 4 is compressed, and the binder 3 existing between the copper particles 2 and the additive 1 is pushed out and removed. As a result, the distance between the copper particles 2 and the additive 1 is reduced and the two come into contact with each other. At this time, the additive 1 removes the oxide film on the surface of the copper particles 2. In FIG. 1B, the state in which the additive 1 acts on the copper particles 2 is indicated by arrows. Furthermore, the binder 3 existing between the copper particles 2 is also pushed out by the compression of the conductive paste 4 and eliminated. Then, the distance between the copper particles 2 from which the oxide film has been removed is reduced, and the contact area between the two is increased. Thus, even if the copper particles 2 that are easily oxidized are contained in the conductive paste 4, the oxide film of the copper particles 2 is removed by the action of the additive 1, and these copper particles 2 come close to each other, The resistance value of the conductor pattern 6 becomes low and the conductivity becomes high. The heating and pressing conditions are preferably a temperature of 50 to 150 ° C., a pressure of 0.01 to 200 kgf / cm ² (0.98 kPa to 19.6 MPa), and a time of 0.1 to 180 minutes.

また、添加剤１がマイクロカプセル８として含有された導電性ペースト４を用いて導体パターン６を形成する場合、加熱加圧する前は図２（ａ）に示すように、印刷された導電性ペースト４中において、銅粒子２とマイクロカプセル８との間や銅粒子２同士の間にはバインダー３が存在している。しかし、加熱加圧した後は図２（ｂ）に示すように、導電性ペースト４が圧縮され、銅粒子２とマイクロカプセル８との間に存在するバインダー３が押し出されて排除される。これにより銅粒子２とマイクロカプセル８との距離が縮まってこの両者が圧接すると、マイクロカプセル８の樹脂粒子７が割れる。このとき樹脂粒子７の内部から添加剤１が漏れ出し、銅粒子２の表面の酸化膜を除去する。図２（ｂ）では樹脂粒子７から漏れ出した添加剤１が銅粒子２に作用している様子を矢印で示している。さらに導電性ペースト４の圧縮により銅粒子２同士の間に存在するバインダー３も押し出されて排除される。そして、酸化膜が除去された銅粒子２同士の距離が縮まり、この両者の接触面積が増加する。このように、酸化されやすい銅粒子２が導電性ペースト４に含有されていても、添加剤１の作用で銅粒子２の酸化膜が除去され、これらの銅粒子２同士が近接することによって、導体パターン６の抵抗値が低くなり、導電性が高くなるものである。なお、加熱加圧の条件は、上記と同様である。 When the conductive pattern 6 is formed using the conductive paste 4 containing the additive 1 as the microcapsule 8, the printed conductive paste 4 is printed as shown in FIG. Inside, the binder 3 exists between the copper particles 2 and the microcapsules 8 or between the copper particles 2. However, after the heating and pressurization, as shown in FIG. 2B, the conductive paste 4 is compressed, and the binder 3 existing between the copper particles 2 and the microcapsules 8 is pushed out and removed. As a result, when the distance between the copper particles 2 and the microcapsules 8 is reduced and the both are pressed, the resin particles 7 of the microcapsules 8 break. At this time, the additive 1 leaks from the inside of the resin particle 7 and the oxide film on the surface of the copper particle 2 is removed. In FIG. 2 (b), an arrow indicates that the additive 1 leaking from the resin particles 7 acts on the copper particles 2. Furthermore, the binder 3 existing between the copper particles 2 is also pushed out by the compression of the conductive paste 4 and eliminated. Then, the distance between the copper particles 2 from which the oxide film has been removed is reduced, and the contact area between the two is increased. Thus, even if the copper particles 2 that are easily oxidized are contained in the conductive paste 4, the oxide film of the copper particles 2 is removed by the action of the additive 1, and these copper particles 2 come close to each other, The resistance value of the conductor pattern 6 becomes low and the conductivity becomes high. The heating and pressing conditions are the same as above.

また、図１及び図２に示すような導体パターンの形成方法によれば、導電性ペースト４には銀粒子が含有されていないので、形成された導体パターン６に大電流を流しても、マイグレーションが発生しにくいものである。さらに本発明では、廃棄物の量や工程数が多くなるフォトリソグラフィーではなく、印刷を利用しているので、導体パターン６を無駄なく安価に形成することができるものである。 Further, according to the method for forming a conductor pattern as shown in FIGS. 1 and 2, since the conductive paste 4 does not contain silver particles, even if a large current is passed through the formed conductor pattern 6, the migration is performed. Is unlikely to occur. Furthermore, in the present invention, printing is used instead of photolithography that increases the amount of waste and the number of processes, and therefore the conductor pattern 6 can be formed at low cost without waste.

また、導体パターン６を形成するにあたって、加熱加圧時に加湿処理することも好ましい。この処理は、基材５の受容層９の表面に印刷された導電性ペースト４を加熱して乾燥させた後にオートクレーブを用いて行うことができる。このように加湿処理することによって、導体パターン６の抵抗値がさらに低くなり、導電性がさらに高くなるものである。ここで、加熱加圧時の加湿処理の条件は、温度５０〜１５０℃、圧力０．０１〜２００ｋｇｆ／ｃｍ^２（０．９８ｋＰａ〜１９．６ＭＰａ）、湿度６０〜１００％ＲＨ、時間０．１〜１８０分間であることが好ましい。 Moreover, when forming the conductor pattern 6, it is also preferable to perform a humidification process at the time of heating and pressurizing. This treatment can be performed using an autoclave after the conductive paste 4 printed on the surface of the receiving layer 9 of the substrate 5 is heated and dried. By performing the humidification process in this way, the resistance value of the conductor pattern 6 is further reduced, and the conductivity is further increased. Here, the conditions of the humidification treatment during heating and pressurization are as follows: temperature 50 to 150 ° C., pressure 0.01 to 200 kgf / cm ² (0.98 kPa to 19.6 MPa), humidity 60 to 100% RH, time 0.1. It is preferably ~ 180 minutes.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.

（実施例１）
銅粒子２として、平均粒径（Ｄ５０）が１．２μｍのものを用いた。 Example 1
The copper particles 2 having an average particle diameter (D50) of 1.2 μm were used.

また添加剤１として、フォスフィン酸ナトリウムを用いた。 As additive 1, sodium phosphinate was used.

またバインダー３として、ＥＡＳＴＭＡＮ製「セルロースアセテートブチレートＣＡＢ−５５１−０．２」（ガラス転移温度（Ｔｇ）１０１℃）を用いた。 Further, as the binder 3, “cellulose acetate butyrate CAB-551-0.2” (glass transition temperature (Tg) 101 ° C.) manufactured by EASTMAN was used.

そして、導電性ペースト４は、上記の銅粒子２を８ｇ、上記の添加剤１を２．０ｇ、上記のバインダーを０．５ｇ、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を１．８ｍＬ配合することによって調製した。 The conductive paste 4 was prepared by blending 8 g of the copper particles 2, 2.0 g of the additive 1, 0.5 g of the binder, and 1.8 mL of methyl isobutyl ketone (MIBK). .

次に、基材５として、ＰＥＴフィルムである東洋紡績株式会社製「コスモシャインＡ４３００」（厚さ１００μｍ）を用い、この基材５の表面（５ｍｍ×３０ｍｍの領域）に上記の導電性ペースト４を図３のように格子状又は網目状に印刷した。このときの導体幅（Ｌ）／導体ピッチ（Ｐ）は２５μｍ／３００μｍである。 Next, “Cosmo Shine A4300” (100 μm thickness) manufactured by Toyobo Co., Ltd., which is a PET film, is used as the base material 5, and the conductive paste 4 is applied to the surface (5 mm × 30 mm region) of the base material 5. Was printed in a grid or mesh pattern as shown in FIG. The conductor width (L) / conductor pitch (P) at this time is 25 μm / 300 μm.

その後、基材５の表面に印刷された導電性ペースト４を１２０℃、３０分の条件で加熱して乾燥させた。 Thereafter, the conductive paste 4 printed on the surface of the substrate 5 was dried by heating at 120 ° C. for 30 minutes.

次に、導電性ペースト４が印刷された基材５を加熱加圧装置を用いて、１１５℃、２．５４ｋｇｆ／ｃｍ^２（２４９ｋＰａ）、５０分間の条件で加熱加圧することによって、導体パターン６を形成した。 Next, the substrate 5 on which the conductive paste 4 is printed is heated and pressed under the conditions of 115 ° C. and 2.54 kgf / cm ² (249 kPa) for 50 minutes using a heating and pressing apparatus, thereby forming the conductor pattern 6. Formed.

そして、導体パターン４の抵抗値を測定すると共にこの導体パターン６の体積を求めて算出したところ、表面抵抗は２．１Ω／□であり、比抵抗は５．３×１０^−４Ω・ｃｍであった。 And when the resistance value of the conductor pattern 4 was measured and the volume of this conductor pattern 6 was calculated and calculated, the surface resistance was 2.1 Ω / □, and the specific resistance was 5.3 × 10 ⁻⁴ Ω · cm. there were.

（実施例２）
添加剤１として、特開２００４−０１８５５７号公報に記載の方法により、ジメチルアミンボランがポリスチレンの樹脂粒子に封入されて形成されたマイクロカプセル（平均粒径（Ｄ５０）３．０μｍ）を用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、導体パターン６を形成した。 (Example 2)
As additive 1, microcapsules (average particle diameter (D50) 3.0 μm) formed by encapsulating dimethylamine borane in polystyrene resin particles by the method described in JP-A-2004-018557 are used. A conductor pattern 6 was formed in the same manner as in Example 1 except that.

そして、実施例１と同様に算出したところ、表面抵抗は１．８Ω／□であり、比抵抗は３．１×１０^−４Ω・ｃｍであった。 When calculated in the same manner as in Example 1, the surface resistance was 1.8 Ω / □, and the specific resistance was 3.1 × 10 ⁻⁴ Ω · cm.

（実施例３）
実施例１において、加熱加圧装置の代わりにオートクレーブを用いて、導電性ペースト４が印刷された基材５を１１５℃、湿度１００％ＲＨ、１．０５ｋｇｆ／ｃｍ^２（０．１０ＭＰａ）、１時間の条件で加熱加圧時に加湿処理することによって、導体パターン６を形成した。 (Example 3)
In Example 1, an autoclave is used instead of a heating and pressing apparatus, and the substrate 5 on which the conductive paste 4 is printed is 115 ° C., humidity 100% RH, 1.05 kgf / cm ² (0.10 MPa), 1 The conductor pattern 6 was formed by performing a humidification process at the time of heating and pressing under the condition of time.

そして、実施例１と同様に算出したところ、表面抵抗は１．９Ω／□であり、比抵抗は３．９×１０^−４Ω・ｃｍであった。 When calculated in the same manner as in Example 1, the surface resistance was 1.9Ω / □, and the specific resistance was 3.9 × 10 ⁻⁴ Ω · cm.

（実施例４）
添加剤１として、アジピン酸１．８ｇを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、導体パターン６を形成した。 Example 4
A conductor pattern 6 was formed in the same manner as in Example 1 except that 1.8 g of adipic acid was used as additive 1.

そして、実施例１と同様に算出したところ、表面抵抗は２．１Ω／□であり、比抵抗は７．１×１０^−４Ω・ｃｍであった。 When calculated in the same manner as in Example 1, the surface resistance was 2.1 Ω / □, and the specific resistance was 7.1 × 10 ⁻⁴ Ω · cm.

（実施例５）
添加剤１として、アジピン酸０．９ｇ及びグルタル酸０．９ｇを用いると共に、銅粒子２として、平均粒径（Ｄ５０）が１．２５μｍであり、９０質量％の銅に１０質量％のニッケルがメッキされて含有されているものを用いるようにした以外は、実施例１と同様にして、導体パターン６を形成した。 (Example 5)
As additive 1, 0.9 g of adipic acid and 0.9 g of glutaric acid are used, and copper particle 2 has an average particle diameter (D50) of 1.25 μm, and 90% by mass of copper is 10% by mass of nickel. A conductor pattern 6 was formed in the same manner as in Example 1 except that the material contained by plating was used.

そして、実施例１と同様に算出したところ、表面抵抗は１．８Ω／□であり、比抵抗は３．０×１０^−４Ω・ｃｍであった。 When calculated in the same manner as in Example 1, the surface resistance was 1.8Ω / □ and the specific resistance was 3.0 × 10 ⁻⁴ Ω · cm.

（比較例１）
添加剤１を用いないようにした以外は、実施例１と同様にして、導体パターン６を形成した。 (Comparative Example 1)
A conductor pattern 6 was formed in the same manner as in Example 1 except that the additive 1 was not used.

そして、実施例１と同様に算出しようとしたが、過負荷（オーバーロード）となり、表面抵抗も比抵抗も測定することができなかった。 An attempt was made to calculate in the same manner as in Example 1, but overload was caused, and neither the surface resistance nor the specific resistance could be measured.

１添加剤
２銅粒子
３バインダー
４導電性ペースト
５基材
６導体パターン
７樹脂粒子
８マイクロカプセル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Additive 2 Copper particle 3 Binder 4 Conductive paste 5 Base material 6 Conductor pattern 7 Resin particle 8 Microcapsule

Claims

Heating after printing a conductive paste containing an additive selected from the group consisting of organic carboxylic acid, organic carboxylate, phosphinic acid, phosphinate, dimethylaminoborane, copper particles, and binder on a substrate A method of forming a conductor pattern, characterized by applying pressure.

The method for forming a conductor pattern according to claim 1, wherein the additive is encapsulated in resin particles and contained as microcapsules.

3. The method for forming a conductor pattern according to claim 2, wherein the resin particles are formed of a material selected from the group consisting of a styrene resin, an acrylic resin, and a polyester resin.

The method for forming a conductor pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein the average particle diameter of the copper particles is 0.001 to 10 µm.

The method for forming a conductor pattern according to any one of claims 1 to 4, wherein a humidification process is performed during heating and pressurization.

Heating after printing a conductive paste containing an additive selected from the group consisting of organic carboxylic acid, organic carboxylate, phosphinic acid, phosphinate, dimethylaminoborane, copper particles, and binder on a substrate A conductor pattern formed by applying pressure.