JP2016039008A - Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate - Google Patents

Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate Download PDF

Info

Publication number
JP2016039008A
JP2016039008A JP2014160867A JP2014160867A JP2016039008A JP 2016039008 A JP2016039008 A JP 2016039008A JP 2014160867 A JP2014160867 A JP 2014160867A JP 2014160867 A JP2014160867 A JP 2014160867A JP 2016039008 A JP2016039008 A JP 2016039008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
substrate
conductive material
layer
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014160867A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
杏子 黒田
Kyoko Kuroda
杏子 黒田
恭 神代
Yasushi Kamishiro
恭 神代
元気 米倉
Genki Yonekura
元気 米倉
航介 浦島
Kosuke Urashima
航介 浦島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP2014160867A priority Critical patent/JP2016039008A/en
Publication of JP2016039008A publication Critical patent/JP2016039008A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a copper-layer attached substrate in which the process is simplified and in which it is possible to make the substrate into a conductor at a lower temperature.SOLUTION: Provided is a method for manufacturing a copper-layer attached substrate including: a step for forming a conductive material-containing layer on a substrate by applying a conductive material comprising a copper-containing particle having a copper-containing core particle and organic matter, disposed in at least a portion of the surface of said core particle, having an amino group, and a dispersion medium; and a step for forming the copper layer by heat treating, under an atmosphere comprising acid that can be introduced as saturation gas and in which the oxygen concentration is 1 ppm to 10000 ppm, the conductive material-containing layer, at a temperature range of 150°C or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、銅層付き基板の製造方法、及び銅層付き基板に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a substrate with a copper layer, and a substrate with a copper layer.

金属パターンの形成方法として、銅等の金属粒子を含むインク、ペースト等の導電材料をインクジェット印刷、スクリーン印刷等により基板上に付与する工程と、導電材料を加熱して金属粒子を焼結させ、導電性を発現させる導体化工程とを含む方法が知られている。   As a method for forming a metal pattern, a step of applying a conductive material such as ink or paste containing metal particles such as copper onto a substrate by ink jet printing, screen printing or the like, and heating the conductive material to sinter the metal particles, There is known a method including a conductor-forming step for developing conductivity.

導電材料に印刷性を付与する観点から、導電材料にはバインダー樹脂等が一般的に添加される。また、ペースト等の導電材料中での金属粒子の分散性を高める観点から、導電材料に有機分散剤が添加されることがある。更には、金属粒子が銅粒子の場合、銅は酸化しやすい物質であるため保護剤が使用されることがある。バインダー樹脂、有機分散剤、保護剤等の有機物成分は、導体化工程において金属粒子同士の焼結を阻害する要因となる。それゆえ、体積抵抗率の低い導体を得るためには有機物成分を除去する必要があり、導体化工程を酸素雰囲気下において高温で行い、これら有機物成分を燃焼させて除去している。   From the viewpoint of imparting printability to the conductive material, a binder resin or the like is generally added to the conductive material. Moreover, an organic dispersing agent may be added to a conductive material from a viewpoint of improving the dispersibility of the metal particle in conductive materials, such as a paste. Furthermore, when the metal particles are copper particles, a protective agent may be used because copper is a substance that is easily oxidized. Organic components such as a binder resin, an organic dispersant, and a protective agent are factors that inhibit the sintering of metal particles in the conductor process. Therefore, in order to obtain a conductor having a low volume resistivity, it is necessary to remove organic components, and the conductor-forming step is performed at a high temperature in an oxygen atmosphere, and these organic components are burned and removed.

他方、生産効率の向上、使用する基板の種類の多様化等の観点から、より低温(例えば、150℃以下)での導電材料の導体化を可能にする技術の開発が求められている。また、銅は酸素雰囲気下での加熱により容易に酸化銅となってしまうため、有機物成分を除去した後で還元雰囲気において焼結するという工程の煩雑さがある。   On the other hand, from the viewpoints of improving production efficiency and diversifying the types of substrates to be used, there is a need for the development of a technique that enables conductive materials to be made conductive at lower temperatures (for example, 150 ° C. or lower). Further, since copper easily becomes copper oxide by heating in an oxygen atmosphere, there is a complicated process of sintering in a reducing atmosphere after removing organic components.

そこで、銅の酸化を抑制して保存性を高めるために、銅粒子の表面に被覆材としての有機物を付着させたものが知られている。例えば、特許文献1には、低温で焼結でき、良好な導電性を発現する被覆銅粒子及びその製造方法が記載されている。特許文献1に記載の銅粒子は、シュウ酸銅等の銅前駆体とヒドラジン等の還元性化合物とを混合して複合化合物を得る工程と、前記複合化合物をアルキルアミンの存在下で加熱する工程とを有する方法によって製造されるものである。特許文献1の実施例では、作製した銅粒子を含むインクをアルゴン雰囲気中、60℃/分で300℃まで加熱して30分保持することで導体化を達成している。   Therefore, in order to suppress the oxidation of copper and improve the storage stability, one in which an organic substance as a coating material is attached to the surface of copper particles is known. For example, Patent Document 1 describes a coated copper particle that can be sintered at a low temperature and exhibits good conductivity and a method for producing the same. The copper particles described in Patent Document 1 are obtained by mixing a copper precursor such as copper oxalate and a reducing compound such as hydrazine to obtain a composite compound, and heating the composite compound in the presence of an alkylamine. It is manufactured by the method which has these. In the example of Patent Document 1, the ink containing the produced copper particles is heated to 300 ° C. at 60 ° C./min in an argon atmosphere and held for 30 minutes to achieve a conductor.

特許文献2には、導電性金属粉末、有機ビヒクル等を含む導電性ペースト組成物が記載されている。有機バインダー除去を目的に、通常、250℃〜330℃、空気雰囲気、窒素雰囲気等で熱処理を施して有機ビヒクルを燃焼させた後、金属粉末が酸化されないように中性又は還元雰囲気で850℃〜1300℃で焼結することが記載されている。   Patent Document 2 describes a conductive paste composition containing a conductive metal powder, an organic vehicle, and the like. For the purpose of removing the organic binder, the organic vehicle is usually burned by performing heat treatment at 250 ° C. to 330 ° C. in an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, etc., and then in a neutral or reducing atmosphere so that the metal powder is not oxidized. Sintering at 1300 ° C. is described.

特開2012−72418号公報JP 2012-72418 A 特開2012−226865号公報JP 2012-226865 A

近年、生産効率の向上、使用する基板の種類の多様化等の観点から、より低温(例えば、150℃以下)での金属粒子の導体化を可能にする技術の開発が求められている。また、導体化工程の簡便さが求められている。従って、特許文献1及び2に記載されている温度よりもさらに低い温度で、しかも簡便に実施できる導体化方法の開発が求められている。   In recent years, from the viewpoint of improving production efficiency and diversifying the types of substrates to be used, there is a demand for the development of a technique that enables metal particles to be made conductive at a lower temperature (for example, 150 ° C. or lower). Moreover, the simplicity of the conductor process is required. Accordingly, there is a need for the development of a conductorization method that can be easily performed at a temperature lower than the temperatures described in Patent Documents 1 and 2.

本発明は上記課題に鑑み、工程が簡略化され且つより低温での導体化が可能な銅層付き基板の製造方法、及びこれにより得られる銅層付き基板を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the board | substrate with a copper layer obtained by the manufacturing method of the board | substrate with a copper layer in which a process is simplified and conductorization at lower temperature is possible in view of the said subject, and this.

上記課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
<1> 基板上に、銅を含有するコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物と、を有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料を付与して導電材料含有層を形成する工程と、
飽和ガスとして導入可能な酸を含み且つ酸素濃度が1ppm〜10000ppmの雰囲気下で、前記導電材料含有層を、150℃以下の温度域で熱処理して銅層を形成する工程と、
を含む、銅層付き基板の製造方法。
Means for solving the above problems are as follows.
<1> A conductive material containing copper-containing particles having a core particle containing copper and an organic substance having an amino group disposed on at least a part of the surface of the core particle and a dispersion medium is provided on the substrate. Forming a conductive material-containing layer
Forming a copper layer by heat-treating the conductive material-containing layer in a temperature range of 150 ° C. or lower in an atmosphere containing an acid that can be introduced as a saturated gas and having an oxygen concentration of 1 ppm to 10,000 ppm;
The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer containing this.

<2> 前記銅含有粒子中のアミノ基を有する有機物の含有率が、0.1質量%〜20質量%である、前記<1>に記載の銅層付き基板の製造方法。 The content rate of the organic substance which has an amino group in the <2> said copper containing particle | grain is 0.1 mass%-20 mass%, The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer as described in said <1>.

<3> 前記アミノ基を有する有機物が、炭素数が7以下のアルキル基を有する、前記<1>又は<2>に記載の銅層付き基板の製造方法。 <3> The method for producing a substrate with a copper layer according to <1> or <2>, wherein the organic substance having an amino group has an alkyl group having 7 or less carbon atoms.

<4> 前記コア粒子中の銅酸化物の含有率が、5質量%以下である、前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の銅層付き基板の製造方法。 <4> The method for producing a substrate with a copper layer according to any one of <1> to <3>, wherein the content of the copper oxide in the core particles is 5% by mass or less.

<5> 前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の製造方法により得られる銅層付き基板。 <5> The board | substrate with a copper layer obtained by the manufacturing method of any one of said <1>-<4>.

<6> 基板と、
前記基板上に配置される、銅を含有するコア粒子と前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物とを有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料の焼結物である銅層と、
を有する銅層付き基板。
<6> a substrate;
A sintered material of a conductive material containing copper-containing particles and a dispersion medium having copper-containing core particles and an amino group-containing organic substance arranged on at least part of the surface of the core particles, which are disposed on the substrate A copper layer,
A substrate with a copper layer.

本発明によれば、工程が簡略化され且つより低温での導体化が可能な銅層付き基板の製造方法、及びこれにより得られる銅層付き基板を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the board | substrate with a copper layer which can simplify a process and can be made into a conductor at lower temperature, and the board | substrate with a copper layer obtained by this can be provided.

本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。さらに本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。   In the present specification, a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. Further, in the present specification, the content of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. Means.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。   In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .

本明細書において「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構成に加え、一部に形成されている形状の構成も包含される。   In this specification, the term “layer” includes a configuration formed in a part in addition to a configuration formed in the entire surface when observed as a plan view.

本明細書において「導体化」との語は、金属含有粒子を焼結させて導電性を有する物体に変化させることをいう。「導体」とは、導電性を有する物体をいう。導電性とは、体積抵抗率が300μΩcm以下であることを意味する。   In the present specification, the term “conducting” means that the metal-containing particles are sintered to be changed into a conductive object. “Conductor” refers to an object having electrical conductivity. Conductivity means that the volume resistivity is 300 μΩcm or less.

<銅層付き基板の製造方法>
本発明の銅層付き基板の製造方法は、基板上に、銅を含有するコア粒子(以下、「コア粒子」とも称する)と前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物とを有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料を付与して導電材料含有層を形成する工程(以下、「導電材料付与工程」とも称する)と、飽和ガスとして導入可能な酸を含み且つ酸素濃度が1ppm〜10000ppmの雰囲気下で、前記導電材料含有層を150℃以下の温度域で熱処理して銅層を形成する工程(以下、「熱処理工程」とも称する)と、を含む。本発明の導電性積層体の製造方法は、必要に応じて、その他の工程を含んでいてもよい。
<Method for producing substrate with copper layer>
The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer of this invention has an amino group arrange | positioned on the at least one part of the surface of the core particle (henceforth a "core particle") containing the copper and the said core particle on a board | substrate. A step of forming a conductive material-containing layer by applying a conductive material containing copper-containing particles having organic matter and a dispersion medium (hereinafter also referred to as “conductive material application step”), an acid that can be introduced as a saturated gas, and And a step of forming a copper layer by heat-treating the conductive material-containing layer in a temperature range of 150 ° C. or lower in an atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm to 10000 ppm (hereinafter also referred to as “heat treatment step”). The manufacturing method of the electroconductive laminated body of this invention may include the other process as needed.

本発明の導電性積層体の製造方法は、上記構成を採ることにより、工程が簡略化され、且つより低温での導体化が可能となる。これにより、耐熱性が比較的低い基板上にも銅層を形成することができる。その理由は以下のように推察される。   The manufacturing method of the conductive laminate according to the present invention adopts the above-described configuration, thereby simplifying the process and making the conductor at a lower temperature. Thereby, a copper layer can be formed also on a board | substrate with comparatively low heat resistance. The reason is guessed as follows.

銅は容易に酸化される。しかし、本発明に係る銅含有粒子は、表面の少なくとも一部が有機物で被覆されているため、大気中で保存しても酸化が抑制されるという利点を有する。   Copper is easily oxidized. However, since at least a part of the surface of the copper-containing particles according to the present invention is coated with an organic substance, there is an advantage that oxidation is suppressed even when stored in the atmosphere.

また、熱処理工程が、酸素濃度1ppm以上の雰囲気下で実行されるため、焼結させる際には導体化の妨げとなる有機物が熱分解により除去される。そして、酸素の存在により、有機物の熱分解が促進され、熱処理温度を低くすることができる。また、酸素濃度10000ppm以下の雰囲気下で実行されることで、銅の不要な酸化が抑えられる。更に、酸素濃度10000ppm以下の雰囲気下において、飽和ガスとして導入可能な酸を更に含むことで、より低い熱処理温度で導体化が実現できる。この理由は定かではないが、酸が銅含有粒子の表面に配置される有機物の脱離及び分解を促進するためであると推測される。
尚、特許文献1に記載の実施例では加熱の際の雰囲気中の酸素濃度について具体的な記載がなく、有機物の熱分解を充分なものとするために加熱を最高温度300℃で実施している。
In addition, since the heat treatment step is performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 1 ppm or more, the organic matter that hinders conductorization is removed by thermal decomposition when sintering. And the presence of oxygen accelerates the thermal decomposition of organic matter, and can lower the heat treatment temperature. Moreover, unnecessary oxidation of copper is suppressed by being executed in an atmosphere having an oxygen concentration of 10,000 ppm or less. Furthermore, by further containing an acid that can be introduced as a saturated gas in an atmosphere having an oxygen concentration of 10,000 ppm or less, a conductor can be realized at a lower heat treatment temperature. The reason for this is not clear, but it is presumed that the acid promotes the detachment and decomposition of organic substances arranged on the surface of the copper-containing particles.
In the examples described in Patent Document 1, there is no specific description about the oxygen concentration in the atmosphere during heating, and heating is performed at a maximum temperature of 300 ° C. in order to sufficiently decompose the organic matter. Yes.

また、本発明における銅含有粒子では酸化が抑制されるため、従来の銅含有粒子に比べて銅酸化物の含有率は少なくなり、仮に銅酸化物を少量含有しているとしても、酸を含む雰囲気下で熱処理されることで、銅酸化物が還元されて金属銅が生成する。したがって、より低抵抗な銅層(導体)が得られる。しかも、有機物の熱分解と金属銅への還元とが一括して行われるため、工程の簡略化が図られる。   Moreover, since oxidation is suppressed in the copper-containing particles in the present invention, the content of copper oxide is reduced as compared with conventional copper-containing particles, and even if it contains a small amount of copper oxide, it contains an acid. By being heat-treated in an atmosphere, the copper oxide is reduced to produce metallic copper. Therefore, a lower resistance copper layer (conductor) is obtained. In addition, since the pyrolysis of the organic substance and the reduction to metallic copper are performed at once, the process can be simplified.

以上により、本発明の製造方法によれば、より低温での導体化が実現され、且つ有機物の熱分解の工程後に還元工程を行わずに済み、工程が簡略化される。   As described above, according to the manufacturing method of the present invention, conductorization at a lower temperature is realized, and the reduction process is not required after the thermal decomposition process of the organic matter, thereby simplifying the process.

〔導電材料付与工程〕
本発明に係る導電材料付与工程では、基板上に、銅を含有するコア粒子と前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物とを有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料を付与して導電材料含有層を形成する。
[Conductive material application process]
In the conductive material application step according to the present invention, the substrate contains copper-containing particles having a copper-containing core particle and an organic substance having an amino group disposed on at least a part of the surface of the core particle, and a dispersion medium. A conductive material is provided to form a conductive material-containing layer.

(基板)
基板の材質は特に制限されず、導電性を有していても有していなくてもよい。例えば、Cu、Au、Pt、Pd,Ag、Zn、Ni、Co、Fe、Al、Sn等の金属、これら金属の合金、ITO、ZnO、SnO、Si等の半導体、ガラス、黒鉛、グラファイト等のカーボン材料、樹脂、紙などを挙げることができる。
(substrate)
The material of the substrate is not particularly limited, and may or may not have conductivity. For example, metals such as Cu, Au, Pt, Pd, Ag, Zn, Ni, Co, Fe, Al, Sn, alloys of these metals, semiconductors such as ITO, ZnO, SnO, Si, glass, graphite, graphite, etc. A carbon material, resin, paper, etc. can be mentioned.

本発明の導電性積層体の製造方法は、特に、耐熱性が比較的低い材質からなる基板を用いる場合に好適に適用することができる。このような材質としては、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
基板の形状は特に制限されず、板状、棒状、ロール状、フィルム状等であってよい。
The method for producing a conductive laminate of the present invention can be suitably applied particularly when a substrate made of a material having relatively low heat resistance is used. An example of such a material is a thermoplastic resin. Examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and polymethylpentene, and polycarbonate resins.
The shape of the substrate is not particularly limited, and may be a plate shape, a rod shape, a roll shape, a film shape, or the like.

(導電材料)
本発明の導電性積層体の製造方法において使用される導電材料は、銅を含有するコア粒子と前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物とを有する銅含有粒子、及び分散媒を含み、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
(Conductive material)
The conductive material used in the method for producing a conductive laminate of the present invention is a copper-containing particle having core particles containing copper and an organic substance having an amino group arranged on at least a part of the surface of the core particles, And a dispersion medium, and may contain other components as necessary.

−銅含有粒子−
本発明における銅含有粒子は、銅を含有するコア粒子の表面の少なくとも一部にアミノ基を有する有機物(以下、「有機物」と略称される場合がある)が配置される。コア粒子の表面の少なくとも一部が有機物により被覆されると、銅含有粒子の酸化が抑制され、大気中でも長期保存が可能な銅含有粒子を得ることができる。
-Copper-containing particles-
In the copper-containing particles in the present invention, an organic substance having an amino group (hereinafter sometimes abbreviated as “organic substance”) is disposed on at least a part of the surface of the core particle containing copper. When at least a part of the surface of the core particle is coated with an organic substance, the oxidation of the copper-containing particle is suppressed, and the copper-containing particle that can be stored for a long time in the air can be obtained.

銅含有粒子の酸化をより効果的に抑制する観点からは、有機物の含有率は銅含有粒子中、0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上であることがより好ましく、0.3質量%以上であることがさらに好ましい。より低温での導体化を図る観点からは、有機物の含有率は銅含有粒子中、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。   From the viewpoint of more effectively suppressing the oxidation of the copper-containing particles, the organic content is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more in the copper-containing particles. More preferably, the content is 0.3% by mass or more. From the viewpoint of achieving a conductor at a lower temperature, the content of the organic substance is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less in the copper-containing particles, and 5% by mass or less. Is more preferable.

有機物の含有率は、有機物が熱分解する温度以上の温度で銅含有粒子を加熱し、加熱前後の質量を比較することで得られる。   The content of the organic substance is obtained by heating the copper-containing particles at a temperature equal to or higher than the temperature at which the organic substance is thermally decomposed, and comparing the mass before and after the heating.

本発明の好ましい一実施態様では、アミノ基を有する有機物は炭素数が7以下のアルキル基を有し、アルキルアミンに由来する物質を含む。アルキルアミンはRNH(Rは炭化水素基であり、環状又は分岐状であってもよい)で表される1級アミン、RNH(R及びRは同じであっても異なっていてもよい炭化水素基であり、環状又は分岐状であってもよい)で表される2級アミン、炭化水素鎖に2つのアミノ基が置換したアルキレンジアミン等を意味する。アルキルアミンは、1つ以上の二重結合を有していてもよく、酸素、ケイ素、窒素、硫黄、リン等の原子を有していてもよい。アルキルアミンは、1種のみであっても2種以上であってもよい。 In a preferred embodiment of the present invention, the organic substance having an amino group includes a substance having an alkyl group having 7 or less carbon atoms and derived from an alkylamine. Alkylamine is a primary amine represented by RNH 2 (R is a hydrocarbon group and may be cyclic or branched), R 1 R 2 NH (R 1 and R 2 are the same or different. Or a branched or branched hydrocarbon group), an alkylene diamine in which two amino groups are substituted on the hydrocarbon chain, and the like. The alkylamine may have one or more double bonds, and may have atoms such as oxygen, silicon, nitrogen, sulfur, and phosphorus. The alkylamine may be only one type or two or more types.

本発明の方法に使用される1級アミンとして具体的には、エチルアミン、2−エトキシエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オレイルアミン等を挙げることができる。   Specific examples of the primary amine used in the method of the present invention include ethylamine, 2-ethoxyethylamine, propylamine, butylamine, isobutylamine, pentylamine, isopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine, and octylamine. , Nonylamine, decylamine, dodecylamine, hexadecylamine, oleylamine and the like.

本発明の方法に使用される2級アミンとして具体的には、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルペンチルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン等を挙げることができる。   Specific examples of the secondary amine used in the method of the present invention include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, ethylpropylamine, ethylpentylamine, dibutylamine, dipentylamine, and dihexylamine.

本発明の方法に使用されるアルキレンジアミンとして具体的には、エチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン、1,6−ジアミノへキサン、N,N’−ジメチル−1,6−ジアミノへキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,12−ジアミノドデカン等を挙げることができる。   Specific examples of the alkylene diamine used in the method of the present invention include ethylene diamine, N, N-dimethylethylene diamine, N, N′-dimethylethylene diamine, N, N-diethyl ethylene diamine, N, N′-diethyl ethylene diamine, 1, 3-propanediamine, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane, N, N′-dimethyl-1,3-diaminopropane, N, N-diethyl -1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diamino-2-methylpentane, 1,6-diaminohexane, N, N′-dimethyl-1,6-diaminohexane, , 7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,12-diaminododecane, etc. It is possible.

アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は、7以下であることが好ましい。炭素数が7以下のアルキルアミン(特定アルキルアミン)は、分子量が比較的小さいために、比較的低い温度でも熱分解する傾向がある。より良好な導体化を達成する観点からは、アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は6以下であることがより好ましい。また、アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は4以上であることが好ましい。   The hydrocarbon group of the alkylamine preferably has 7 or less carbon atoms. Alkylamines having a carbon number of 7 or less (specific alkylamines) have a relatively low molecular weight, and therefore tend to thermally decompose even at relatively low temperatures. From the viewpoint of achieving better conductorization, the hydrocarbon group of the alkylamine preferably has 6 or less carbon atoms. Further, the hydrocarbon group of the alkylamine preferably has 4 or more carbon atoms.

炭素数が7以下である1級アミンとして具体的には、エチルアミン、2−エトキシエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン等を挙げることができる。   Specific examples of primary amines having 7 or less carbon atoms include ethylamine, 2-ethoxyethylamine, propylamine, butylamine, isobutylamine, pentylamine, isopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine and the like. Can do.

炭素数が7以下である2級アミンとして具体的には、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、エチルプロピルアミン、エチルペンチルアミン等を挙げることができる。   Specific examples of the secondary amine having 7 or less carbon atoms include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, ethylpropylamine, and ethylpentylamine.

炭素数が7以下であるアルキルジアミンとして具体的には、エチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N’−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノ−2−メチルペンタン、1,6−ジアミノへキサン、N,N’−ジメチル−1,6−ジアミノへキサン、1,7−ジアミノヘプタン等を挙げることができる。   Specific examples of the alkyldiamine having 7 or less carbon atoms include ethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N′-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N′-diethylethylenediamine, 1,3 -Propanediamine, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, N, N-dimethyl-1,3-diaminopropane, N, N'-dimethyl-1,3-diaminopropane, N, N-diethyl- 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diamino-2-methylpentane, 1,6-diaminohexane, N, N′-dimethyl-1,6-diaminohexane, 1, Examples thereof include 7-diaminoheptane.

本発明における銅含有粒子の形状は特に制限されない。例えば、球状、長粒状、扁平状等を挙げることができ、銅含有粒子の用途にあわせて選択できる。印刷用ペーストを調製する観点からは、球状又は長粒状であることが好ましい。   The shape of the copper-containing particles in the present invention is not particularly limited. For example, a spherical shape, a long granular shape, a flat shape, and the like can be mentioned, which can be selected according to the use of the copper-containing particles. From the viewpoint of preparing a printing paste, it is preferably spherical or long granular.

本発明における銅含有粒子の大きさは特に制限されず、用途に応じて選択することができる。無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の長さの中央値が10nm〜500nmの範囲内であることが好ましく、10nm〜200nmの範囲内であることがより好ましく、10nm〜100nmの範囲内であることがさらに好ましい。無作為に選択される200個の銅含有粒子の長軸の長さの中央値が10nm以上であると、前記の値が10nm未満である粒子に比べて反応性が低いために本発明における特定の酸素濃度範囲において酸化がより良好に抑制される傾向にある。   The size of the copper-containing particles in the present invention is not particularly limited and can be selected according to the application. The median length of the long axis of 200 randomly selected copper-containing particles is preferably in the range of 10 nm to 500 nm, more preferably in the range of 10 nm to 200 nm, and 10 nm to 100 nm. More preferably, it is in the range. When the median value of the major axis length of 200 randomly selected copper-containing particles is 10 nm or more, the reactivity is lower than that of particles having the value less than 10 nm. In the oxygen concentration range, oxidation tends to be suppressed better.

本発明において長軸の長さとは、粒子に外接し、互いに平行である二平面の間の距離が最大となるように選ばれる二平面間の距離を意味する。本発明において長軸の長さの中央値とは、200個の銅含有粒子の長軸の長さの値を小さい順に並べたときに中央に位置する2つの値(100番目及び101番目)の算術平均値を意味する。銅含有粒子の長軸の長さは、電子顕微鏡による観察等の通常の方法によって測定できる。   In the present invention, the length of the major axis means the distance between two planes selected so that the distance between the two planes circumscribing the particle and parallel to each other is maximized. In the present invention, the median value of the length of the major axis is the two values (100th and 101st) located at the center when the major axis length values of 200 copper-containing particles are arranged in ascending order. Means the arithmetic mean. The length of the major axis of the copper-containing particles can be measured by a usual method such as observation with an electron microscope.

本発明における銅含有粒子は、少なくとも金属銅及びアミノ基を有する有機物を含み、必要に応じてその他の物質を含んでもよい。その他の物質としては、金、銀、白金、錫、ニッケル等の金属又はこれらの金属元素を含む化合物、後述する脂肪酸銅、還元性化合物、銅酸化物、塩化銅等を挙げることができる。導電性に優れる銅パターンを形成する観点からは、銅含有粒子中の金属銅の含有率は50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。   The copper containing particle | grains in this invention contain the organic substance which has a metallic copper and an amino group at least, and may contain another substance as needed. Examples of other substances include metals such as gold, silver, platinum, tin, and nickel or compounds containing these metal elements, fatty acid copper, reducing compounds, copper oxides, and copper chlorides described later. From the viewpoint of forming a copper pattern with excellent conductivity, the content of metallic copper in the copper-containing particles is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass or more. More preferably it is.

本発明における銅含有粒子は、コア粒子の表面の少なくとも一部にアミノ基を有する有機物が存在しているために酸化が抑制されており、銅酸化物の含有率が小さい。例えば、ある実施態様では、コア粒子中の銅酸化物の含有率が5質量%以下である。コア粒子中の銅酸化物の含有率は、例えば、X線回折スペクトル(XRD、X-ray diffraction)によって測定することができる。コア粒子中の銅酸化物の含有率は、導体化の前に測定したときの値である。   In the copper-containing particles according to the present invention, since an organic substance having an amino group is present on at least a part of the surface of the core particles, oxidation is suppressed, and the content of copper oxide is small. For example, in a certain embodiment, the content rate of the copper oxide in a core particle is 5 mass% or less. The content rate of the copper oxide in the core particle can be measured by, for example, an X-ray diffraction spectrum (XRD, X-ray diffraction). The content rate of the copper oxide in a core particle is a value when measured before conductorization.

−銅含有粒子の製造方法−
本発明に係る銅含有粒子の製造方法は特に制限されない。本発明の好ましい一実施態様では、炭素数が9以下である脂肪酸と銅との金属塩と、還元性化合物と、炭素数が7以下であるアルキルアミンを含むアルキルアミンと、を含む組成物を加熱する工程を有する方法によって本発明に係る銅含有粒子を製造することができる。
-Method for producing copper-containing particles-
The method for producing the copper-containing particles according to the present invention is not particularly limited. In a preferred embodiment of the present invention, a composition comprising a metal salt of a fatty acid having a carbon number of 9 or less and copper, a reducing compound, and an alkylamine containing an alkylamine having a carbon number of 7 or less. The copper-containing particles according to the present invention can be produced by a method having a heating step.

前記方法は、銅前駆体として、炭素数が9以下である脂肪酸と銅との金属塩を使用するものである。これにより、銅前駆体としてシュウ酸銀等を用いる特許文献1に記載の方法と比較して、より沸点の低い(すなわち、分子量の小さい)アルキルアミンを反応媒として使用することが可能になると考えられる。その結果、得られる銅含有粒子の表面に存在する有機物がより熱分解しやすいものとなり、導体化を低温で実施することが可能になっていると考えられる。   The method uses a metal salt of fatty acid and copper having 9 or less carbon atoms as a copper precursor. This makes it possible to use an alkylamine having a lower boiling point (that is, having a lower molecular weight) as a reaction medium than the method described in Patent Document 1 using silver oxalate or the like as a copper precursor. It is done. As a result, the organic substance present on the surface of the obtained copper-containing particles is more likely to be thermally decomposed, and it is considered that the conductorization can be performed at a low temperature.

−脂肪酸−
前記方法に使用される脂肪酸は、RCOOHで表される1価のカルボン酸(Rは鎖状の炭化水素基であり、直鎖状であっても分岐を有していてもよい)である。本発明で使用される脂肪酸は、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸のいずれであってもよい。コア粒子の良好な被覆を得る観点からは、直鎖状の飽和脂肪酸が好ましい。脂肪酸は1種のみでも、2種以上であってもよい。
-Fatty acid-
The fatty acid used in the above method is a monovalent carboxylic acid represented by RCOOH (R is a chain hydrocarbon group, which may be linear or branched). The fatty acid used in the present invention may be either a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid. From the viewpoint of obtaining a good coating of the core particles, linear saturated fatty acids are preferred. Only one type or two or more types of fatty acids may be used.

低温で良好な焼結を得る観点からは、前記脂肪酸の炭素数が9以下であることが好ましい。炭素数が9以下である飽和脂肪酸としては、酢酸(炭素数2)、プロピオン酸(炭素数3)、酪酸及びイソ酪酸(炭素数4)、吉草酸及びイソ吉草酸(炭素数5)、カプロン酸(炭素数6)、エナント酸及びイソエナント酸(炭素数7)、カプリル酸及びイソカプリル酸及びイソカプロン酸(炭素数8)、ノナン酸及びイソノナン酸(炭素数9)などを挙げることができる。炭素数が9以下である不飽和脂肪酸としては、上記の飽和脂肪酸の炭化水素基中に1つ以上の二重結合を有するものを挙げることができる。   From the viewpoint of obtaining good sintering at a low temperature, the fatty acid preferably has 9 or less carbon atoms. Examples of saturated fatty acids having 9 or less carbon atoms include acetic acid (2 carbon atoms), propionic acid (3 carbon atoms), butyric acid and isobutyric acid (4 carbon atoms), valeric acid and isovaleric acid (5 carbon atoms), capron Examples include acids (carbon number 6), enanthic acid and isoenanthic acid (carbon number 7), caprylic acid, isocaprylic acid and isocaproic acid (carbon number 8), nonanoic acid and isononanoic acid (carbon number 9). Examples of the unsaturated fatty acid having 9 or less carbon atoms include those having one or more double bonds in the hydrocarbon group of the saturated fatty acid.

本発明における銅含有粒子の製造に使用される脂肪酸の種類は、得られる銅含有粒子の分散媒への分散性、焼結性等の性質に影響しうる。このため、銅含有粒子の用途に応じて脂肪酸の種類を選択することが好ましい。分散媒への分散性と低温での導体化性を両立する観点からは、炭素数が5以上9以下である脂肪酸と、炭素数が4以下である脂肪酸とを併用することが好ましい。例えば、炭素数が9であるノナン酸と、炭素数が2である酢酸とを併用することが好ましい。   The type of fatty acid used in the production of the copper-containing particles in the present invention can affect properties such as dispersibility of the obtained copper-containing particles in a dispersion medium and sinterability. For this reason, it is preferable to select the kind of fatty acid according to the use of copper-containing particles. From the viewpoint of achieving both dispersibility in a dispersion medium and conductorization at low temperature, it is preferable to use a fatty acid having 5 to 9 carbon atoms and a fatty acid having 4 or less carbon atoms in combination. For example, nonanoic acid having 9 carbon atoms and acetic acid having 2 carbon atoms are preferably used in combination.

炭素数が5以上9以下である脂肪酸と炭素数が4以下である脂肪酸とを併用する場合の比率は、特に制限されない。尚、炭素数が9以下である脂肪酸中の炭素数が4以下である脂肪酸の割合を40モル%未満とすると、一方の方向に長く延びる長粒の形状の銅含有粒子を安定して製造することができる。一方、炭素数が4以下である脂肪酸の割合を40モル%以上とすると、球形の形状に制御される傾向にある。   The ratio in the case of using together the fatty acid having 5 to 9 carbon atoms and the fatty acid having 4 or less carbon atoms is not particularly limited. In addition, when the ratio of the fatty acid having 4 or less carbon atoms in the fatty acid having 9 or less carbon atoms is less than 40 mol%, long-shaped copper-containing particles extending in one direction can be stably produced. be able to. On the other hand, when the proportion of fatty acids having 4 or less carbon atoms is 40 mol% or more, the shape tends to be controlled in a spherical shape.

炭素数が9以下である脂肪酸と銅との塩化合物(脂肪酸銅)を得る方法は特に制限されない。例えば、水酸化銅と脂肪酸とを溶媒中で混合することで得てもよく、市販されている脂肪酸銅を用いてもよい。あるいは、水酸化銅、脂肪酸及び還元性化合物を溶媒中で混合することで、脂肪酸銅の生成と、脂肪酸銅と還元性化合物との間で形成される錯体の生成とを一括して行ってもよい。   The method for obtaining a salt compound (fatty acid copper) of fatty acid and copper having 9 or less carbon atoms is not particularly limited. For example, it may be obtained by mixing copper hydroxide and a fatty acid in a solvent, or commercially available fatty acid copper may be used. Alternatively, by mixing copper hydroxide, a fatty acid and a reducing compound in a solvent, the production of fatty acid copper and the formation of a complex formed between the fatty acid copper and the reducing compound can be performed collectively. Good.

−還元性化合物−
前記方法に使用される還元性化合物は、脂肪酸銅と混合した際に両化合物間で錯体等の複合化合物を形成すると考えられる。これにより、還元性化合物が脂肪酸銅中の銅イオンに対する電子のドナーとなり銅イオンの還元が生じやすくなり、錯体を形成していない状態の脂肪酸銅よりも自発的な熱分解による銅原子の遊離が生じやすくなると考えられる。還元性化合物は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
-Reducing compound-
The reducing compound used in the above method is considered to form a complex compound such as a complex between both compounds when mixed with fatty acid copper. As a result, the reducing compound becomes an electron donor to the copper ion in the fatty acid copper, and the reduction of the copper ion is likely to occur, and the liberation of copper atoms due to spontaneous pyrolysis than the fatty acid copper in a state where no complex is formed. This is likely to occur. A reducing compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

還元性化合物として具体的には、ヒドラジン、ヒドラジン誘導体、塩酸ヒドラジン、硫酸ヒドラジン、抱水ヒドラジン等のヒドラジン化合物、ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン誘導体等のヒドロキシルアミン化合物、水素化ホウ素ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム等のナトリウム化合物などを挙げることができる。   Specific examples of reducing compounds include hydrazine, hydrazine derivatives, hydrazine hydrochloride, hydrazine sulfate, hydrazine hydrate and other hydrazine compounds, hydroxylamine, hydroxylamine derivatives such as hydroxylamine compounds, sodium borohydride, sodium sulfite, hydrogen sulfite. Examples thereof include sodium compounds such as sodium, sodium thiosulfate, and sodium hypophosphite.

脂肪酸銅中の銅原子に対して配位結合を形成しやすい、脂肪酸銅の構造を維持した状態で錯体を形成しやすい等の観点からは、アミノ基を有する還元性化合物が好ましい。アミノ基を有する還元性化合物としては、ヒドラジン及びその誘導体、ヒドロキシルアミン及びその誘導体等を挙げることができる。   A reducing compound having an amino group is preferable from the viewpoints of easily forming a coordination bond to a copper atom in fatty acid copper, and easily forming a complex while maintaining the structure of fatty acid copper. Examples of the reducing compound having an amino group include hydrazine and derivatives thereof, hydroxylamine and derivatives thereof, and the like.

前記方法において脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物を加熱する工程(以下では加熱工程ともいう)における加熱温度を低くする(例えば、150℃以下)観点からは、アルキルアミンの蒸発又は分解を生じない温度範囲において銅原子の還元及び遊離を生じる錯体を形成可能な還元性化合物を選択することが好ましい。このような還元性化合物としては、ヒドラジン及びその誘導体、ヒドロキシルアミン及びその誘導体等を挙げることができる。これらの還元性化合物は、骨格を成す窒素原子が銅原子との配位結合を形成して錯体を形成可能である。また、これらの還元性化合物は一般にアルキルアミンと比較して還元力が強いため、生成した錯体が比較的穏和な条件で自発的な分解を生じ、銅原子の還元及び遊離が生じる傾向にある。   From the viewpoint of lowering the heating temperature (for example, 150 ° C. or lower) in the step of heating the composition containing fatty acid copper, the reducing compound and the alkylamine in the method (hereinafter also referred to as the heating step), the evaporation of the alkylamine or It is preferable to select a reducing compound capable of forming a complex that causes reduction and liberation of a copper atom in a temperature range that does not cause decomposition. Examples of such reducing compounds include hydrazine and its derivatives, hydroxylamine and its derivatives, and the like. These reducing compounds can form a complex by forming a coordinate bond with a copper atom by a nitrogen atom forming a skeleton. In addition, since these reducing compounds generally have a stronger reducing power than alkylamines, the resulting complexes tend to spontaneously decompose under relatively mild conditions, and tend to reduce and release copper atoms.

ヒドラジン又はヒドロキシルアミンの代わりにこれらの誘導体から好適なものを選択することで、脂肪酸銅との反応性を調節することができ、所望の条件で自発分解を生じる錯体を生成することができる。ヒドラジン誘導体としては、メチルヒドラジン、エチルヒドラジン、n−プロピルヒドラジン、イソプロピルヒドラジン、n−ブチルヒドラジン、イソブチルヒドラジン、sec−ブチルヒドラジン、t−ブチルヒドラジン、n−ペンチルヒドラジン、イソペンチルヒドラジン、neo−ペンチルヒドラジン、t−ペンチルヒドラジン、n−ヘキシルヒドラジン、イソヘキシルヒドラジン、n−ヘプチルヒドラジン、n−オクチルヒドラジン、n−ノニルヒドラジン、n−デシルヒドラジン、n−ウンデシルヒドラジン、n−ドデシルヒドラジン、シクロヘキシルヒドラジン、フェニルヒドラジン、4−メチルフェニルヒドラジン、ベンジルヒドラジン、2−フェニルエチルヒドラジン、2−ヒドラジノエタノール、アセトヒドラジン等を挙げることができる。ヒドロキシルアミンの誘導体としては、N,N−ジ(スルホエチル)ヒドロキシルアミン、モノメチルヒドロキシルアミン、ジメチルヒドロキシルアミン、モノエチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、N,N−ジ(カルボキシエチル)ヒドロキシルアミン等を挙げることができる。   By selecting a suitable one of these derivatives instead of hydrazine or hydroxylamine, the reactivity with the fatty acid copper can be adjusted, and a complex that generates spontaneous decomposition under a desired condition can be generated. Examples of hydrazine derivatives include methyl hydrazine, ethyl hydrazine, n-propyl hydrazine, isopropyl hydrazine, n-butyl hydrazine, isobutyl hydrazine, sec-butyl hydrazine, t-butyl hydrazine, n-pentyl hydrazine, isopentyl hydrazine, and neo-pentyl hydrazine. , T-pentylhydrazine, n-hexylhydrazine, isohexylhydrazine, n-heptylhydrazine, n-octylhydrazine, n-nonylhydrazine, n-decylhydrazine, n-undecylhydrazine, n-dodecylhydrazine, cyclohexylhydrazine, phenyl Examples include hydrazine, 4-methylphenylhydrazine, benzylhydrazine, 2-phenylethylhydrazine, 2-hydrazinoethanol, and acetohydrazine. Rukoto can. Examples of hydroxylamine derivatives include N, N-di (sulfoethyl) hydroxylamine, monomethylhydroxylamine, dimethylhydroxylamine, monoethylhydroxylamine, diethylhydroxylamine, N, N-di (carboxyethyl) hydroxylamine and the like. Can do.

脂肪酸銅に含まれる銅と還元性化合物の比率は、所望の錯体が形成される条件であれば特に制限されない。例えば、前記比率(銅:還元性化合物)はモル基準で1:1〜1:4の範囲とすることができ、1:1〜1:3の範囲とすることが好ましく、1:1〜1:2の範囲とすることがより好ましい。   The ratio of the copper and the reducing compound contained in the fatty acid copper is not particularly limited as long as a desired complex is formed. For example, the ratio (copper: reducing compound) can be in the range of 1: 1 to 1: 4 on a molar basis, preferably in the range of 1: 1 to 1: 3, and 1: 1 to 1 : The range of 2 is more preferable.

−アルキルアミン−
前記方法に使用されるアルキルアミンは、脂肪酸銅と還元性化合物とから形成される錯体の分解反応の反応媒として機能すると考えられる。さらに、還元性化合物の還元作用によって生じるプロトンを捕捉し、反応溶液が酸性に傾いて銅原子が酸化されることを抑制すると考えられる。
-Alkylamine-
The alkylamine used in the above method is considered to function as a reaction medium for the decomposition reaction of the complex formed from the fatty acid copper and the reducing compound. Furthermore, it is considered that protons generated by the reducing action of the reducing compound are captured, and the reaction solution is inclined to be acidic and copper atoms are prevented from being oxidized.

アルキルアミンは、本発明の銅含有粒子の表面に存在する有機物に関連して述べたものと同様である。アルキルアミンが特定アルキルアミン(炭素数が7以下であるアルキルアミン)以外のアルキルアミンを含む場合、アルキルアミン全体に占める特定アルキルアミンの割合は50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。   The alkylamine is similar to that described in connection with the organic matter present on the surface of the copper-containing particles of the present invention. When the alkylamine contains an alkylamine other than the specific alkylamine (alkylamine having 7 or less carbon atoms), the proportion of the specific alkylamine in the total alkylamine is preferably 50% by mass or more, and 60% by mass or more. It is more preferable that it is 70 mass% or more.

脂肪酸銅に含まれる銅とアルキルアミンの比率は、所望の銅含有粒子が得られる条件であれば特に制限されない。例えば、前記比率(銅:アルキルアミン)はモル基準で1:1〜1:8の範囲とすることができ、1:1〜1:6の範囲とすることが好ましく、1:1〜1:4の範囲とすることがより好ましい。   The ratio of copper and alkylamine contained in fatty acid copper is not particularly limited as long as desired copper-containing particles are obtained. For example, the ratio (copper: alkylamine) can be in a range of 1: 1 to 1: 8 on a molar basis, preferably in a range of 1: 1 to 1: 6, and 1: 1 to 1: A range of 4 is more preferable.

−加熱工程−
前記方法において、脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物を加熱する工程を実施するための方法は特に制限されない。例えば、脂肪酸銅と還元性化合物とを混合した後にアルキルアミンを添加して得た組成物を加熱する方法、脂肪酸銅とアルキルアミンとを混合した後に還元性化合物を添加して得た組成物を加熱する方法、脂肪酸銅の出発物質である水酸化銅、脂肪酸、還元性化合物及びアルキルアミンを混合して得た組成物を加熱する方法等を挙げることができる。
-Heating process-
In the said method, the method in particular for implementing the process of heating the composition containing fatty-acid copper, a reducing compound, and an alkylamine is not restrict | limited. For example, a method of heating a composition obtained by adding alkylamine after mixing fatty acid copper and a reducing compound, and a composition obtained by adding reducing compound after mixing fatty acid copper and alkylamine Examples thereof include a method of heating, a method of heating a composition obtained by mixing copper hydroxide, a fatty acid, a reducing compound and an alkylamine, which are starting materials for fatty acid copper.

脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物の加熱は、脂肪酸銅と還元性化合物とから形成される錯体が分解する温度で行われる。例えば、前記加熱は150℃以下で行うことが好ましく、130℃以下で行うことがより好ましく、100℃以下で行うことがさらに好ましい。前記方法では、銅前駆体として特定の脂肪酸銅を用いることにより、加熱工程を比較的低温で行うことができる。   The composition containing fatty acid copper, reducing compound and alkylamine is heated at a temperature at which a complex formed from fatty acid copper and the reducing compound is decomposed. For example, the heating is preferably performed at 150 ° C. or less, more preferably at 130 ° C. or less, and further preferably at 100 ° C. or less. In the said method, a heating process can be performed at comparatively low temperature by using specific fatty acid copper as a copper precursor.

脂肪酸銅、還元性化合物及びアルキルアミンを含む組成物は、さらに溶媒を含んでもよい。脂肪酸銅と還元性化合物による錯体の形成を促進する観点からは、極性溶媒を含むことが好ましい。ここで極性溶媒とは、25℃で水に対する溶解度を有するものであることが好ましく、アルコール溶媒であることがより好ましい。溶媒としてアルコールを用いることで錯体の形成が促進される理由は明らかではないが、固体である脂肪酸銅を溶解させながら水溶性である還元性化合物との接触が促進されるためと考えられる。溶媒は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   The composition containing fatty acid copper, a reducing compound and an alkylamine may further contain a solvent. From the viewpoint of promoting the formation of a complex of fatty acid copper and a reducing compound, it is preferable to include a polar solvent. Here, the polar solvent is preferably a solvent having solubility in water at 25 ° C., and more preferably an alcohol solvent. The reason why the formation of the complex is promoted by using alcohol as the solvent is not clear, but it is considered that the contact with the water-soluble reducing compound is promoted while dissolving the solid fatty acid copper. A solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

25℃で水に対する溶解度を示すアルコールとしては、炭素数が1〜8であり、分子中に水酸基を1つ有するアルコールを挙げることができる。このようなアルコールとしては、直鎖状のアルキルアルコール、フェノール、分子内にエーテル結合を有する炭化水素の水素原子を水酸基で置換したもの等を挙げることができる。より強い極性を発現する観点からは、分子中に水酸基を2個以上含むアルコールも好ましく用いられる。また、製造される銅含有粒子の用途に応じて硫黄原子、リン原子、ケイ素原子等を含むアルコールを用いてもよい。   As alcohol which shows the solubility with respect to water at 25 degreeC, C1-C8 can be mentioned and the alcohol which has one hydroxyl group in a molecule | numerator can be mentioned. Examples of such alcohols include linear alkyl alcohols, phenols, and those obtained by replacing hydrogen atoms of hydrocarbons having an ether bond in the molecule with hydroxyl groups. From the viewpoint of expressing a stronger polarity, an alcohol having two or more hydroxyl groups in the molecule is also preferably used. Moreover, you may use alcohol containing a sulfur atom, a phosphorus atom, a silicon atom, etc. according to the use of the copper containing particle | grains manufactured.

溶媒として用いるアルコールとして具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、ピナコール、プロピレングリコール、メントール、カテコール、ヒドロキノン、サリチルアルコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、スクロース、グルコース、キシリトール、メトキシエタノール、トリ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、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール等を挙げることができる。   Specific examples of alcohol used as a solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, allyl alcohol, benzyl alcohol, pinacol, propylene glycol, menthol, catechol, hydroquinone, Examples include salicyl alcohol, glycerin, pentaerythritol, sucrose, glucose, xylitol, methoxyethanol, triethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and pentaethylene glycol.

前記アルコールのうち、水に対する溶解度が極めて大きいメタノール、エタノール、1−プロパノール及び2−プロパノールが好ましく、1−プロパノール及び2−プロパノールがより好ましく、1−プロパノールがさらに好ましい。   Among the alcohols, methanol, ethanol, 1-propanol and 2-propanol having a very high solubility in water are preferable, 1-propanol and 2-propanol are more preferable, and 1-propanol is more preferable.

(分散媒)
本発明における導電材料に使用される分散媒は特に制限されず、導電インク、導電ペースト等の作製に一般に用いられる有機溶剤から用途に応じて選択できる。例えば、粘度コントロールの観点からは、テルピネオール、イソボルニルシクロヘキサノール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート等が好ましい。
(Dispersion medium)
The dispersion medium used for the conductive material in the present invention is not particularly limited, and can be selected from organic solvents generally used for producing conductive inks, conductive pastes, and the like according to applications. For example, terpineol, isobornylcyclohexanol, dihydroterpineol, dihydroterpineol acetate and the like are preferable from the viewpoint of viscosity control.

(その他の成分)
本発明における導電材料は、上述した成分に加え、必要に応じて、当該技術分野で通常用いられるその他の成分を更に含むことができる。その他の成分としては、例えば、チクソ剤、可塑剤、分散剤、界面活性剤、無機結合剤、金属酸化物、セラミック、チクソ剤及び有機金属化合物を挙げることができる。
(Other ingredients)
In addition to the above-described components, the conductive material in the present invention can further contain other components that are usually used in the technical field, if necessary. Examples of other components include thixotropic agents, plasticizers, dispersants, surfactants, inorganic binders, metal oxides, ceramics, thixotropic agents, and organometallic compounds.

(導電材料の製造方法)
本発明における導電材料の製造方法は特に限定されず、当該技術分野で通常用いられる方法を用いることができる。
例えば、本発明における銅含有粒子及び必要に応じて含まれるその他の成分を分散媒中に分散処理することで調製することができる。分散処理は、石川式攪拌器、自転公転式撹拌機、超薄膜高速回転式分散機、ロールミル、超音波分散機、ビーズミル等のメディア分散機、ホモミキサー、シルバーソン攪拌機等のキャビテーション攪拌装置、アルテマイザー等の対向衝突法を用いることができる。また、これらの手法を適宜組み合わせて用いてもよい。
(Method for producing conductive material)
The manufacturing method of the electrically conductive material in this invention is not specifically limited, The method normally used in the said technical field can be used.
For example, it can prepare by disperse | distributing the copper containing particle | grains in this invention, and the other component contained as needed in a dispersion medium. Dispersion treatment includes Ishikawa-type stirrer, rotation-revolution stirrer, ultra-thin high-speed rotary disperser, roll mill, ultrasonic disperser, media disperser such as bead mill, homomixer, cavitation stirrer such as Silverson stirrer, Ultema An opposing collision method such as Iser can be used. Moreover, you may use combining these methods suitably.

本発明の導電材料の状態は特に制限されず、用途に応じて選択できる。例えば、導電材料をスクリーン印刷法に適用する場合は、粘度が0.1Pa・s〜30Pa・sであることが好ましく、1Pa・s〜30Pa・sであることがより好ましい。導電材料をインクジェット印刷法に適用する場合は、粘度が0.1mPa・s〜30mPa・sであることが好ましく、5mPa・s〜20mPa・sであることがより好ましい。   The state of the conductive material of the present invention is not particularly limited and can be selected according to the application. For example, when the conductive material is applied to the screen printing method, the viscosity is preferably 0.1 Pa · s to 30 Pa · s, and more preferably 1 Pa · s to 30 Pa · s. When the conductive material is applied to the ink jet printing method, the viscosity is preferably 0.1 mPa · s to 30 mPa · s, and more preferably 5 mPa · s to 20 mPa · s.

(導電材料の付与方法)
導電材料を基板上に付与して導電材料含有層を形成する方法は、導電材料含有層を基板上の任意の場所に任意の形状で形成可能な手法であれば特に制限はない。このような手法として、インクジェット法、スーパーインクジェット法、スクリーン印刷法、転写印刷法、オフセット印刷法、ジェットプリンティング法、ディスペンサ法、ジェットディスペンサ法、ニードルディスペンサ法、カンマコート法、スリットコート法、ダイコート法、グラビアコート法、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、ソフトリソグラフ法、ディップペンリソグラフ法、粒子堆積法、スプレーコート法、スピンコート法、ディップコート法、電着塗装法等を挙げることができる。中でも、インクジェット法、スーパーインクジェット法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ジェットプリンティング法、ディスペンサ法、ニードルディスペンサ法、カンマコート法、スリットコート法、ダイコート法及びグラビアコート法からなる群より選択される少なくとも1種の方法であることが好ましい。
例えば、ペースト状の導電材料をスクリーン印刷法により基板上に付与してもよく、インク状の導電材料をインクジェット印刷法により基板上に付与してもよい。
(Method for applying conductive material)
The method for forming the conductive material-containing layer by applying the conductive material on the substrate is not particularly limited as long as the conductive material-containing layer can be formed in any shape at any location on the substrate. Examples of such methods include inkjet methods, super inkjet methods, screen printing methods, transfer printing methods, offset printing methods, jet printing methods, dispenser methods, jet dispenser methods, needle dispenser methods, comma coating methods, slit coating methods, and die coating methods. , Gravure coating method, letterpress printing method, intaglio printing method, gravure printing method, soft lithographic method, dip pen lithographic method, particle deposition method, spray coating method, spin coating method, dip coating method, electrodeposition coating method, etc. Can do. Among them, at least selected from the group consisting of an inkjet method, a super inkjet method, a screen printing method, an offset printing method, a jet printing method, a dispenser method, a needle dispenser method, a comma coating method, a slit coating method, a die coating method, and a gravure coating method. One method is preferred.
For example, a paste-like conductive material may be applied to the substrate by a screen printing method, and an ink-like conductive material may be applied to the substrate by an inkjet printing method.

(導電材料含有層の特性)
基板上に形成される導電材料含有層の形状は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。
また、導電材料含有層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば0.2μm〜50μmとすることができ、導電性及び接続信頼性の観点から0.5μm〜20μmであることが好ましい。
(Characteristics of conductive material containing layer)
The shape of the conductive material-containing layer formed on the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
Further, the thickness of the conductive material-containing layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the thickness may be 0.2 μm to 50 μm, and is preferably 0.5 μm to 20 μm from the viewpoint of conductivity and connection reliability.

<熱処理工程>
熱処理工程では、飽和ガスとして導入可能な酸を含み且つ酸素濃度が1ppm〜10000ppmの雰囲気下で、導電材料付与工程において形成される導電材料含有層を、150℃以下の温度域で熱処理して銅層を形成する。
<Heat treatment process>
In the heat treatment step, the conductive material-containing layer formed in the conductive material application step is heat treated in a temperature range of 150 ° C. or lower in an atmosphere containing an acid that can be introduced as a saturated gas and having an oxygen concentration of 1 ppm to 10,000 ppm. Form a layer.

本発明では、従来の導電材料を導体化させる場合よりも酸素濃度を少し高くすることで、より低温での導体化が達成される傾向にある。その理由は明らかではないが、本発明の銅含有粒子は従来の銅含有粒子よりも酸化しにくい性質を有しているため、銅含有粒子の過度な酸化を抑制しつつ酸素濃度を高めて有機物の熱分解を促進することができるためと考えられる。但し、酸素濃度を高くしすぎると、銅含有粒子の酸化が促進されてしまうために、導体化するための温度が高くなってしまう。そのため、酸素濃度の上限値は10000ppmとする。また、上記範囲の酸素濃度において導体化することで、銅の不要な酸化が抑えられ、有機物の熱分解の工程後に還元工程を行わずに済み、煩雑な操作が省略できる。   In the present invention, the conductor concentration at a lower temperature tends to be achieved by slightly increasing the oxygen concentration compared to the case where the conventional conductive material is made a conductor. The reason for this is not clear, but the copper-containing particles of the present invention have the property of being less susceptible to oxidation than conventional copper-containing particles, so the organic concentration is increased by suppressing the excessive oxidation of the copper-containing particles and increasing the oxygen concentration. It is considered that the thermal decomposition of can be promoted. However, if the oxygen concentration is too high, the oxidation of the copper-containing particles is promoted, so that the temperature for making the conductor becomes high. For this reason, the upper limit value of the oxygen concentration is set to 10,000 ppm. In addition, by conducting at an oxygen concentration in the above range, unnecessary oxidation of copper can be suppressed, and a reduction step can be omitted after the thermal decomposition step of the organic matter, and complicated operations can be omitted.

更に、酸素濃度を上記特定の範囲内とした上で、ギ酸等の飽和ガスとして導入可能な酸を含ませることで、導体化するための温度を低くすることができる。その理由は明らかではないが、銅含有粒子の表面に配置される有機物の脱離及び分解が促進されるためであると考えられる。   Furthermore, by making the oxygen concentration within the above specific range and adding an acid that can be introduced as a saturated gas such as formic acid, the temperature for making the conductor can be lowered. Although the reason is not clear, it is thought that it is because desorption and decomposition | disassembly of the organic substance arrange | positioned on the surface of a copper containing particle | grain is accelerated | stimulated.

熱処理工程の酸素濃度は、10ppm〜5000ppmであることが好ましく、10ppm〜1000ppmであることがさらに好ましい。   The oxygen concentration in the heat treatment step is preferably 10 ppm to 5000 ppm, more preferably 10 ppm to 1000 ppm.

熱処理工程における雰囲気は、酸素のほかに、飽和ガスとして導入可能な酸を更に含む。銅含有粒子が銅酸化物を含有する場合には、飽和ガスとして導入可能な酸を含む雰囲気下で加熱することで、銅酸化物が還元されて、金属銅が生成する。飽和ガスとして導入可能な酸としては、ギ酸、酢酸等が挙げられる。   The atmosphere in the heat treatment step further includes an acid that can be introduced as a saturated gas in addition to oxygen. When the copper-containing particles contain copper oxide, the copper oxide is reduced by heating in an atmosphere containing an acid that can be introduced as a saturated gas, thereby producing metallic copper. Examples of the acid that can be introduced as the saturated gas include formic acid and acetic acid.

熱処理工程の雰囲気中の酸の濃度は、1ppm〜10000ppmであることが好ましく、10ppm〜5000ppmであることがより好ましい。   The concentration of the acid in the atmosphere of the heat treatment step is preferably 1 ppm to 10000 ppm, and more preferably 10 ppm to 5000 ppm.

熱処理工程における雰囲気において、不活性ガスを用いることができる。不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。   An inert gas can be used in the atmosphere in the heat treatment step. Examples of the inert gas include nitrogen gas, argon gas, and helium gas.

本発明に係る導電材料は上述のように、比較的低い温度で導体化することが可能である。具体的には例えば、150℃以下で導体化することができる。従って、例えば、樹脂等の耐熱性の低い基板上に銅配線を形成する場合等にも好適に用いることができる。
熱処理工程は一定の昇温速度で行っても、不規則に変化させてもよい。
熱処理時間は特に限定されず、熱処理温度、熱処理雰囲気、銅含有粒子の量等を考慮して選択できる。熱処理時間は、工程管理の観点から、10分〜120分であることが好ましい。
As described above, the conductive material according to the present invention can be made into a conductor at a relatively low temperature. Specifically, for example, the conductor can be formed at 150 ° C. or lower. Therefore, for example, it can be suitably used when a copper wiring is formed on a substrate having low heat resistance such as resin.
The heat treatment step may be performed at a constant rate of temperature increase or irregularly.
The heat treatment time is not particularly limited, and can be selected in consideration of the heat treatment temperature, the heat treatment atmosphere, the amount of copper-containing particles, and the like. The heat treatment time is preferably 10 minutes to 120 minutes from the viewpoint of process control.

<その他の工程>
本発明の銅層付き基板の製造方法は、必要に応じてその他の工程を含んでもよい。その他の工程としては、熱処理工程後に酸化銅を還元する工程、加熱工程後に光焼成等により残存成分を除去する工程、加熱工程後に荷重をかける工程などを挙げることができる。
<Other processes>
The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer of this invention may also include another process as needed. Examples of other steps include a step of reducing copper oxide after the heat treatment step, a step of removing residual components by light baking after the heating step, a step of applying a load after the heating step, and the like.

[銅層付き基板]
本発明の銅層付き基板は、基板と、前記基板上に配置される、銅を含有するコア粒子と前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物とを有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料の焼結物である銅層と、を有する。
本発明の銅層付き基板は、本発明の銅層付き基板の製造方法により得られる。すなわち、本発明の銅層付き基板は、基板と、前記基板上の銅層とを有し、前記銅層が上述の導電材料の焼結物である。
[Substrate with copper layer]
The substrate with a copper layer of the present invention includes a substrate, a copper-containing core particle disposed on the substrate, and an organic substance having an amino group disposed on at least a part of the surface of the core particle. And a copper layer that is a sintered product of a conductive material containing particles and a dispersion medium.
The board | substrate with a copper layer of this invention is obtained by the manufacturing method of the board | substrate with a copper layer of this invention. That is, the board | substrate with a copper layer of this invention has a board | substrate and the copper layer on the said board | substrate, and the said copper layer is a sintered compact of the above-mentioned electrically-conductive material.

本発明の製造方法により得られる銅層付き基板は、従来よりも低温の熱処理により製造することができるため、基板の損傷が少ない。従って、例えば、樹脂等の耐熱性の低い基板上に銅配線を形成する場合等にも好適に用いることができる。   Since the board | substrate with a copper layer obtained by the manufacturing method of this invention can be manufactured by heat processing lower temperature than before, there is little damage to a board | substrate. Therefore, for example, it can be suitably used when a copper wiring is formed on a substrate having low heat resistance such as resin.

また、本発明における導体(銅層)は、基板上に付与された導電材料の焼結物であるため、めっき法等により形成される導体と比較して、添加物として使用されるパラジウム等の不純物の量が少なく、体積抵抗率を低くすることができる傾向にある。   Moreover, since the conductor (copper layer) in the present invention is a sintered product of a conductive material applied on a substrate, it can be used as an additive compared to a conductor formed by a plating method or the like. The amount of impurities is small and the volume resistivity tends to be low.

本発明の銅層付き基板としては、配線基板、電極基板、熱導電路基板等が挙げられる。   As a board | substrate with a copper layer of this invention, a wiring board, an electrode board | substrate, a heat conductive path board, etc. are mentioned.

以下、本発明について実施例を示して説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and demonstrated about this invention, this invention is not limited to these Examples at all.

<実施例1>
[1.1]ノナン酸銅の合成
水酸化銅(関東化学株式会社、特級)91.5g(0.94mol)に1−プロパノール(関東化学株式会社、特級)150mLを加えて撹拌し、これにノナン酸(関東化学株式会社、90質量%以上)370.9g(2.34mol)を加えた。得られた混合物を、セパラブルフラスコ中で90℃、30分間加熱撹拌した。得られた溶液を加熱したままろ過して未溶解物を除去した。その後放冷し、生成したノナン酸銅を吸引ろ過し、洗浄液が透明になるまでヘキサンで洗浄した。得られた粉体を50℃の防爆オーブンで3時間乾燥してノナン酸銅(II)を得た。収量は340g(収率96質量%)であった。
<Example 1>
[1.1] Synthesis of copper nonanoate To 91.5 g (0.94 mol) of copper hydroxide (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade), 150 mL of 1-propanol (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was added and stirred. 370.9 g (2.34 mol) of nonanoic acid (Kanto Chemical Co., Inc., 90% by mass or more) was added. The obtained mixture was heated and stirred at 90 ° C. for 30 minutes in a separable flask. The obtained solution was filtered while heated to remove undissolved substances. Thereafter, the mixture was allowed to cool, and the produced copper nonanoate was suction filtered and washed with hexane until the washing liquid became transparent. The obtained powder was dried in an explosion-proof oven at 50 ° C. for 3 hours to obtain copper (II) nonanoate. The yield was 340 g (yield 96 mass%).

[1.2]銅粒子の合成
上記で得られたノナン酸銅(II)21.01g(0.056mol)と酢酸銅(II)無水物(関東化学株式会社、特級)4.33g(0.024mol)をセパラブルフラスコに入れ、1−プロパノール10mLとヘキシルアミン(東京化成工業株式会社、純度99質量%)32.1g(0.32mol)を添加し、オイルバス中で80℃で加熱撹拌して溶解させた。氷浴に移し、内温が5℃になるまで冷却した後、ヒドラジン一水和物(関東化学株式会社、特級)7.72mL(0.16mol)を1−プロパノール12mLに溶解させた溶液を脂肪酸銅の溶液に加え、氷浴中で撹拌した。なお、銅:ヘキシルアミンのモル比は1:4である。次いで、オイルバス中で90℃で加熱撹拌した。その際、発泡を伴う還元反応が進み、10分以内で反応が終了した。セパラブルフラスコの内壁が銅光沢を呈し、溶液が暗赤色に変化した。遠心分離を4000rpm(回転/分)で1分間実施して固体物を得た。固形物を更にヘキサン15mLで洗浄する工程を3回繰り返し、酸残渣を除去して、銅光沢を有する銅粒子を含む銅ケークを得た。
[1.2] Synthesis of copper particles 21.01 g (0.056 mol) of nonanoate copper (II) obtained above and copper (II) acetate anhydride (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) 4.33 g (0.3. 024 mol) is placed in a separable flask, 10 mL of 1-propanol and 32.1 g (0.32 mol) of hexylamine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., purity 99 mass%) are added, and the mixture is heated and stirred at 80 ° C. in an oil bath. And dissolved. After transferring to an ice bath and cooling to an internal temperature of 5 ° C., a solution obtained by dissolving 7.72 mL (0.16 mol) of hydrazine monohydrate (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) in 12 mL of 1-propanol Added to the copper solution and stirred in an ice bath. The molar ratio of copper: hexylamine is 1: 4. Subsequently, it heated and stirred at 90 degreeC in the oil bath. At that time, the reduction reaction accompanied with foaming progressed, and the reaction was completed within 10 minutes. The inner wall of the separable flask had a copper luster and the solution turned dark red. Centrifugation was performed at 4000 rpm (rotation / min) for 1 minute to obtain a solid. The step of further washing the solid with 15 mL of hexane was repeated three times to remove the acid residue, thereby obtaining a copper cake containing copper particles having copper luster.

[1.3]導電材料の調製
得られた銅ケーク(60質量部)、テルピネオール(20質量部)、及びイソボルニルシクロヘキサノール(商品名:テルソルブMTPH、日本テルペン化学株式会社)(20質量部)を混合して導電材料を作製した。
[1.3] Preparation of conductive material Obtained copper cake (60 parts by mass), terpineol (20 parts by mass), and isobornylcyclohexanol (trade name: Tersolve MTPH, Nippon Terpene Chemical Co., Ltd.) (20 parts by mass) ) To prepare a conductive material.

[1.4]導体化
上記の導電材料をポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に塗布し、アルゴン中の酸素濃度を100ppm、ギ酸の濃度を5体積%とした雰囲気中、昇温速度15℃/分で120℃まで加熱し、60分間保持して銅膜を形成した。
[1.4] Conductivity In an atmosphere in which the above conductive material is coated on a polyethylene naphthalate (PEN) film and the oxygen concentration in argon is 100 ppm and the formic acid concentration is 5% by volume, the heating rate is 15 ° C. / Heated to 120 ° C. for 60 minutes and held for 60 minutes to form a copper film.

[低温導体化の評価]
得られた銅膜の表面抵抗値と膜厚から体積抵抗率を算出した。銅膜の膜厚は、非接触表面・層断面形状計測システム(VertScan、株式会社菱化システム)で測定した。
上記の結果で体積抵抗率が300μΩcm以下であると低温導体化が「良好」であり、300μΩcmを超えると低温導体化が「不良」であると評価する。
[Evaluation of low-temperature conductor]
The volume resistivity was calculated from the surface resistance value and the film thickness of the obtained copper film. The film thickness of the copper film was measured with a non-contact surface / layer cross-sectional shape measurement system (VertScan, Ryoka System Co., Ltd.).
Based on the above results, when the volume resistivity is 300 μΩcm or less, the low-temperature conductorization is “good”, and when it exceeds 300 μΩcm, the low-temperature conductorization is evaluated as “bad”.

結果は30μΩcmであり、体積抵抗率が充分に低い導体が形成されていた。以上より、本発明の銅含有粒子は低温で導体化できることが分かった。   The result was 30 μΩcm, and a conductor having a sufficiently low volume resistivity was formed. As mentioned above, it turned out that the copper containing particle | grains of this invention can be conductorized at low temperature.

[銅含有粒子中のアミノ基を有する有機物の含有率の測定]
銅ケークを乾燥し、銅ケーク中のヘキサンを除去した後、有機物が熱分解する温度以上の温度で加熱し、加熱前後の質量を比較することで、銅含有粒子中のアミノ基を有する有機物の含有率を測定したところ、3.5質量%であった。
[Measurement of content of organic substance having amino group in copper-containing particles]
After drying the copper cake and removing hexane in the copper cake, it is heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the organic matter is thermally decomposed, and by comparing the mass before and after the heating, the organic substance having an amino group in the copper-containing particles When the content rate was measured, it was 3.5 mass%.

<実施例2>
酸素濃度を1000ppmとした以外は実施例1と同様にして銅含有粒子を合成し、導体化を行った。結果は210μΩcmであり、体積抵抗率が充分に低い導体が形成されていた。
<Example 2>
Copper-containing particles were synthesized and made conductive in the same manner as in Example 1 except that the oxygen concentration was 1000 ppm. The result was 210 μΩcm, and a conductor having a sufficiently low volume resistivity was formed.

<実施例3>
酸素濃度を500ppmとした以外は実施例1と同様にして銅含有粒子を合成し、導体化を行った。結果は220μΩcmであり、体積抵抗率が充分に低い導体が形成されていた。
<Example 3>
Copper-containing particles were synthesized and made conductive in the same manner as in Example 1 except that the oxygen concentration was 500 ppm. The result was 220 μΩcm, and a conductor having a sufficiently low volume resistivity was formed.

<比較例1>
酸素濃度を100000ppmとした以外は実施例1と同様にして銅含有粒子を合成し、導体化を行った。結果は導通が得られなかった。
<Comparative Example 1>
Copper-containing particles were synthesized and converted into conductors in the same manner as in Example 1 except that the oxygen concentration was 100,000 ppm. As a result, no continuity was obtained.

Claims (6)

基板上に、銅を含有するコア粒子と、前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物と、を有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料を付与して導電材料含有層を形成する工程と、
飽和ガスとして導入可能な酸を含み且つ酸素濃度が1ppm〜10000ppmの雰囲気下で、前記導電材料含有層を、150℃以下の温度域で熱処理して銅層を形成する工程と、
を含む、銅層付き基板の製造方法。
A conductive material including a copper-containing core particle containing copper and an organic substance having an amino group disposed on at least a part of the surface of the core particle and a conductive material including a dispersion medium is applied to the conductive material. Forming a content layer;
Forming a copper layer by heat-treating the conductive material-containing layer in a temperature range of 150 ° C. or lower in an atmosphere containing an acid that can be introduced as a saturated gas and having an oxygen concentration of 1 ppm to 10,000 ppm;
The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer containing this.
前記銅含有粒子中のアミノ基を有する有機物の含有率が、0.1質量%〜20質量%である、請求項1に記載の銅層付き基板の製造方法。   The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer of Claim 1 whose content rate of the organic substance which has an amino group in the said copper containing particle | grain is 0.1 mass%-20 mass%. 前記アミノ基を有する有機物が、炭素数が7以下のアルキル基を有する、請求項1又は請求項2に記載の銅層付き基板の製造方法。   The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer of Claim 1 or Claim 2 with which the organic substance which has the said amino group has a C7 or less alkyl group. 前記コア粒子中の銅酸化物の含有率が、5質量%以下である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の銅層付き基板の製造方法。   The manufacturing method of the board | substrate with a copper layer of any one of Claims 1-3 whose content rate of the copper oxide in the said core particle is 5 mass% or less. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の製造方法により得られる銅層付き基板。   The board | substrate with a copper layer obtained by the manufacturing method of any one of Claims 1-4. 基板と、
前記基板上に配置される、銅を含有するコア粒子と前記コア粒子の表面の少なくとも一部に配置されるアミノ基を有する有機物とを有する銅含有粒子及び分散媒を含む導電材料の焼結物である銅層と、
を有する銅層付き基板。
A substrate,
A sintered material of a conductive material containing copper-containing particles and a dispersion medium having copper-containing core particles and an amino group-containing organic substance arranged on at least part of the surface of the core particles, which are disposed on the substrate A copper layer,
A substrate with a copper layer.
JP2014160867A 2014-08-06 2014-08-06 Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate Pending JP2016039008A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014160867A JP2016039008A (en) 2014-08-06 2014-08-06 Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014160867A JP2016039008A (en) 2014-08-06 2014-08-06 Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016039008A true JP2016039008A (en) 2016-03-22

Family

ID=55529938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014160867A Pending JP2016039008A (en) 2014-08-06 2014-08-06 Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016039008A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019142437A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-25 住友電気工業株式会社 Method for producing base board to be used in printed circuit board

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019142437A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-25 住友電気工業株式会社 Method for producing base board to be used in printed circuit board
JP2019125744A (en) * 2018-01-18 2019-07-25 住友電気工業株式会社 Manufacturing method of printed wiring board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5872063B2 (en) Copper powder
US9168587B2 (en) Fine coated copper particles and method for producing same
JP6717289B2 (en) Copper-containing particles, conductor forming composition, conductor manufacturing method, conductor and device
JP5866749B2 (en) Conductive ink composition, method for producing electrically conductive portion, and use thereof
JP7139590B2 (en) COMPOSITION FOR CONDUCTOR-FORMING, JOINT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP2016146291A (en) Method for producing conductive film, conductor obtained thereby, and device produced using the conductive film
JP2012172135A (en) Nanoparticle ink composition, and method for producing the same
JP2016145299A (en) Conductive material and conductor using it
JP6902321B2 (en) Method for manufacturing copper film and conductor obtained by it
JP2016094665A (en) Silver coated copper powder and conductive paste using the same, conductive coating and conductive sheet
JP2017101307A (en) Copper-containing particle, conductor forming composition, method for producing conductor, conductor and electronic component
JP6476639B2 (en) Copper-containing particles
JP2016039008A (en) Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate
JP6627228B2 (en) Copper-containing particles, conductor-forming composition, method for producing conductor, conductor and device
JP2016039007A (en) Method for manufacturing copper-layer attached substrate, and copper-layer attached substrate
JP5983805B2 (en) Conductive ink composition, method for producing electrically conductive portion, and use thereof
WO2016080544A1 (en) Method for treating metal surface, silver-coated copper treated by said method, and composite metal body
JP2016146289A (en) Conductive composition, conductive material using it and conductor
JP2017197658A (en) Conductor-forming composition, method for producing conductor, method for producing plating layer, conductor, laminate and device
JP2016037626A (en) Method for producing copper-containing particle and copper-containing particle
JP2016039009A (en) Method for manufacturing conductive laminate, and conductive laminate
JP2017204371A (en) Conductor-forming composition, method for producing conductor, method for producing plating layer, conductor, laminate, and device
JP2016160455A (en) Copper-containing particle, conductor forming composition, method for producing conductor, conductor and device
JP7187835B2 (en) COMPOSITION FOR CONDUCTOR-FORMING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ARTICLE HAVING CONDUCTOR LAYER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JP2016037628A (en) Process for making copper-containing particle into conductor, method for manufacturing conductor, and conductor