JP2016501431A - Method for forming a thin film conductor on a substrate - Google Patents

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Abstract

薄膜導体を形成する方法が、開示される。薄膜前駆体材料が、最初に、多孔性基板上に堆積させられる。薄膜前駆体材料は、次いで、薄膜が薄膜前駆体材料より電気伝導性であるように、薄膜前駆体材料を薄膜に変換するために、光パルスを用いて照射される。最後に、圧縮応力が、薄膜および多孔性基板に与えられ、薄膜の電気伝導性をさらに増加させる。一実施形態において、堆積させることは、印刷によって行なわれる。一実施形態において、多孔性基板は、紙である。A method of forming a thin film conductor is disclosed. A thin film precursor material is first deposited on a porous substrate. The thin film precursor material is then irradiated using a light pulse to convert the thin film precursor material into a thin film such that the thin film is more electrically conductive than the thin film precursor material. Finally, compressive stress is applied to the thin film and the porous substrate, further increasing the electrical conductivity of the thin film. In one embodiment, the depositing is done by printing. In one embodiment, the porous substrate is paper.

Description

本発明は、一般に、薄膜に関し、より具体的には、基板上に薄膜導体を形成する方法に関する。   The present invention relates generally to thin films, and more specifically to a method of forming a thin film conductor on a substrate.

光硬化は、閃光灯からの光パルスを使用する、薄膜の高温熱処理である。光硬化は、低温基板上の薄膜が、炉を用いた(数秒から数分かかる)よりもはるかに短時間(約1ミリ秒)において処理されることを可能にする。   Photocuring is a high temperature heat treatment of a thin film using light pulses from a flashlight. Photocuring allows thin films on low temperature substrates to be processed in a much shorter time (about 1 millisecond) than using a furnace (which takes seconds to minutes).

本発明の好ましい実施形態によると、薄膜前駆体材料が、最初に、多孔性基板上に堆積される。薄膜前駆体材料は、次いで、薄膜が薄膜前駆体材料より電気伝導性であるように、薄膜前駆体材料を薄膜に変換するために、光パルスを用いて照射される。最後に、圧縮応力が、薄膜および多孔性基板に与えられ、薄膜の電気伝導性をさらに増加させる。   According to a preferred embodiment of the present invention, a thin film precursor material is first deposited on a porous substrate. The thin film precursor material is then irradiated with a light pulse to convert the thin film precursor material into a thin film such that the thin film is more conductive than the thin film precursor material. Finally, compressive stress is applied to the thin film and the porous substrate, further increasing the electrical conductivity of the thin film.

本発明の全ての特徴および利点は、以下の詳述された説明において明白となるであろう。   All features and advantages of the present invention will become apparent in the following detailed description.

本発明自体、ならびにその好ましい使用形態、さらなる目的、および利点は、付随の図面と併せて熟読されることによって、例証的実施形態の以下の発明を実施するための形態を参照することによって最も良く理解されるであろう。
図1は、本発明の好ましい実施形態による、薄膜導体を基板上に形成する方法の高レベルプロセス流れ図である。 図2は、本発明の好ましい実施形態による、光硬化装置の略図である。 図3は、図1に描写される方法を使用して圧縮される前および後の紙基板上の銅膜の高さプロファイルを示す、グラフである。
The invention itself, as well as its preferred forms of use, further objects and advantages, are best understood by referring to the following detailed description of exemplary embodiments thereof, when read in conjunction with the accompanying drawings. Will be understood.
FIG. 1 is a high level process flow diagram of a method for forming a thin film conductor on a substrate, according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a photocuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the height profile of the copper film on the paper substrate before and after being compressed using the method depicted in FIG.

光硬化によって可能となる比較的に短い処理時間は、問題を引き起こし得る。光硬化のアーチファクトの1つは、薄膜の高速加熱が薄膜内にガスを発生させ得ることである。ガスの発生が十分に強烈である場合、薄膜は、完全凝集破壊を受け、すなわち、それは、爆発し得る。より一般には、薄膜は、若干の多孔性を発達させる。多くの場合、多孔性は、重要ではないが、ある条件下では、薄膜がそのより密度の高い対応物より機械的に脆弱であることをもたらし得る。さらに、薄膜が、電気伝導性等の何らかの電子機能性を有する場合、そのシート抵抗は、多孔性の結果、より高くなるであろう。薄膜内の多孔性の増加はまた、表面粗度の増加も同様に呈し得る。これは、電気構成要素の取り付きを阻害し、かつ薄膜の審美的外観を低下させ得る。加えて、多孔性の増加は、処理される薄膜が、一般に、環境中に見出される水または酸素等の元素に敏感である場合、経時的に薄膜の劣化の増進を引き起こし得る。したがって、薄膜導体を基板上に形成するための改良された方法を提供することが望ましいであろう。   The relatively short processing time enabled by photocuring can cause problems. One of the photocuring artifacts is that rapid heating of the thin film can generate gas in the thin film. If the gas evolution is strong enough, the thin film will undergo full cohesive failure, i.e. it may explode. More generally, thin films develop some porosity. In many cases, porosity is not critical, but under certain conditions it can result in a membrane being mechanically more fragile than its denser counterpart. Furthermore, if the thin film has some electronic functionality such as electrical conductivity, its sheet resistance will be higher as a result of porosity. An increase in porosity within the membrane can also exhibit an increase in surface roughness as well. This can hinder the attachment of electrical components and reduce the aesthetic appearance of the thin film. In addition, the increase in porosity can cause increased degradation of the thin film over time if the treated thin film is generally sensitive to elements such as water or oxygen found in the environment. Accordingly, it would be desirable to provide an improved method for forming thin film conductors on a substrate.

ここで図面、特に、図1を参照すると、本発明の好ましい実施形態による、薄膜導体を基板上に形成する方法の流れ図が、描写される。ブロック100から開始して、薄膜前駆体材料が、最初に、ブロック110に示されるように、基板上に堆積される。材料は、次いで、ブロック120に描写されるように、薄膜前駆体材料が薄膜材料になるように、光硬化装置を用いて熱的に処理される。薄膜材料の電気伝導性は、薄膜前駆体材料のそれより高い。最後に、ブロック130に示されるように、圧縮応力が、基板上に位置する薄膜材料に与えられ、薄膜材料のその電気伝導性がさらに増加され得るように、薄膜材料の密度が高くなることをもたらす。   With reference now to the drawings, and in particular with reference to FIG. 1, a flowchart of a method of forming a thin film conductor on a substrate is depicted in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Beginning at block 100, a thin film precursor material is first deposited on the substrate, as shown at block 110. The material is then thermally processed using a photocuring device so that the thin film precursor material becomes a thin film material, as depicted in block 120. The electrical conductivity of the thin film material is higher than that of the thin film precursor material. Finally, as shown in block 130, a compressive stress is applied to the thin film material located on the substrate, increasing the density of the thin film material so that its electrical conductivity of the thin film material can be further increased. Bring.

(A.薄膜前駆体材料の堆積)
薄膜前駆体材料は、粒子状形態であることができる。薄膜前駆体材料はまた、液体中に分散されることができる。薄膜前駆体材料は、スクーン印刷、インクジェット、エアロゾルジェット、フレキソ印刷、グラビア印刷、レーザ、パッド、浸漬ペン、注入器、あるいはエアブラシ、塗料、ロールコーティング、スロットダイコーティング等のコーティング方法等、印刷方法の1つまたはその組み合わせによって、基板上に堆積されることができる。
(A. Deposition of thin film precursor material)
The thin film precursor material can be in particulate form. The thin film precursor material can also be dispersed in a liquid. Thin film precursor materials can be used for printing methods such as scoon printing, inkjet, aerosol jet, flexographic printing, gravure printing, laser, pad, dipping pen, injector, or coating methods such as airbrush, paint, roll coating, slot die coating, etc. It can be deposited on the substrate by one or a combination thereof.

代替として、薄膜前駆体材料は、化学蒸着(CVD)、PECVD、蒸発、スパッタリング等の真空堆積技法を含む、液体を伴わずに堆積されることができる。薄膜前駆体材料が堆積され得る、他のドライコーティング技法は、静電堆積、ゼログラフィ等を含む。   Alternatively, the thin film precursor material can be deposited without a liquid, including vacuum deposition techniques such as chemical vapor deposition (CVD), PECVD, evaporation, sputtering, and the like. Other dry coating techniques on which thin film precursor materials can be deposited include electrostatic deposition, xerography, and the like.

薄膜前駆体材料は、好ましくは、金属、および/または、酸化物、塩、または有機金属等の金属化合物を含む。薄膜前駆体材料は、銅、ニッケル、コバルト、銀、炭素、アルミニウム、シリコン、金、スズ、鉄、亜鉛、チタン等であることができる。酸化物の実施例は、CuO、CuO、Co、Co、NiO等を含む。塩の実施例は、硝酸銅(II)、塩化銅(II)、酢酸銅(II)、硫化銅(II)、ならびにコバルト、ニッケル、銀等の硝酸化物、塩化物、酢酸化物、および硫化物を含む。薄膜前駆体材料が、金属化合物を含む場合、還元剤も、概して、それに伴われる。 The thin film precursor material preferably comprises a metal and / or a metal compound such as an oxide, salt, or organometallic. The thin film precursor material can be copper, nickel, cobalt, silver, carbon, aluminum, silicon, gold, tin, iron, zinc, titanium, and the like. Examples of oxides include Cu 2 O, CuO, Co 3 O 4 , Co 2 O 3 , NiO, and the like. Examples of salts include copper (II) nitrate, copper (II) chloride, copper (II) acetate, copper (II) sulfide, and nitrates, chlorides, acetates, and sulfides of cobalt, nickel, silver, etc. including. If the thin film precursor material includes a metal compound, a reducing agent is also generally associated with it.

多孔性であり得る基板は、好ましくは、450℃未満の最大作業温度を有する。実施例は、ポリマーおよびセルロースを含む。多孔性基板の実施例は、セルロース(例えば、紙)またはポリエチレン(例えば、DuPont(登録商標)製Tyvek(登録商標))等のカレンダ加工される繊維系膜を含む。代替として、多孔性は、基板材料を発泡させることによって、基板内に誘発され得る。   The substrate, which can be porous, preferably has a maximum working temperature of less than 450 ° C. Examples include polymers and cellulose. Examples of porous substrates include calendered fiber-based membranes such as cellulose (eg, paper) or polyethylene (eg, Tyvek® from DuPont®). Alternatively, porosity can be induced in the substrate by foaming the substrate material.

(B.薄膜前駆体材料の光硬化)
薄膜前駆体材料が、液体内で印刷されるとき、薄膜前駆体材料の熱処理が、溶媒を蒸発させる。薄膜前駆体材料が、最終薄膜の粒子状形態である場合、光硬化は、加えて、薄膜前駆体材料を焼結させる。薄膜前駆体材料が、互に化学的に反応するように設計される複数の種(金属化合物および還元剤等)から成る場合、熱処理は、加えて、前駆体薄膜材料を反応させ、概して、金属である最終薄膜を形成する。
(B. Photocuring of thin film precursor material)
When the thin film precursor material is printed in liquid, the heat treatment of the thin film precursor material evaporates the solvent. If the thin film precursor material is in the particulate form of the final thin film, photocuring additionally sinters the thin film precursor material. If the thin film precursor material consists of multiple species (such as metal compounds and reducing agents) that are designed to chemically react with each other, the heat treatment additionally causes the precursor thin film material to react and generally the metal A final thin film is formed.

薄膜前駆体材料は、光硬化装置を使用して、熱的に処理されることができる。ここで図2を参照すると、本発明の好ましい実施形態による、光硬化装置の略図が、図示される。示されるように、光硬化装置200は、コンベヤシステム210と、ストロボヘッド220と、リレーラック230と、リール/リール送り出しシステム240とを含む。光硬化装置200は、比較的に高速でストロボヘッド220を過ぎて運搬されるウェブ上に位置する基板203上に堆積される薄膜前駆体材料202を照射可能である。   The thin film precursor material can be thermally processed using a photocuring apparatus. Referring now to FIG. 2, a schematic diagram of a photocuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is illustrated. As shown, the light curing apparatus 200 includes a conveyor system 210, a strobe head 220, a relay rack 230, and a reel / reel delivery system 240. The photocuring apparatus 200 can irradiate a thin film precursor material 202 deposited on a substrate 203 located on a web that is conveyed past a strobe head 220 at a relatively high speed.

ストロボヘッド220は、基板203上に位置する薄膜前駆体材料202を硬化させるための高強度キセノン閃光灯221を含む。キセノン閃光灯221は、異なる強度、パルス長さ、およびパルス繰り返し周波数のパルスを提供することができる。例えば、キセノン閃光灯221は、最大1kHzのパルス繰り返し率において、3インチ×6インチ幅の専有面積を伴う10μs〜10msパルスを提供することができる。キセノン閃光灯221から放射のスペクトル成分は、200nm〜2,500nmに及ぶ。スペクトルは、石英灯をセリウムドープ石英灯と交換し、350nmを下回る放射の大部分を除去することによって調節されることができる。石英灯はまた、約140nm〜約4,500nmまで放射を広げるために、サファイア灯と交換されることもできる。キセノン閃光灯221はまた、時として、方向性プラズマアーク(DPA)灯と称される、水冷壁式閃光灯であることができる。   The strobe head 220 includes a high intensity xenon flash lamp 221 for curing the thin film precursor material 202 located on the substrate 203. The xenon flash lamp 221 can provide pulses of different intensity, pulse length, and pulse repetition frequency. For example, the xenon flash lamp 221 can provide 10 μs to 10 ms pulses with a 3 inch × 6 inch wide footprint at a pulse repetition rate of up to 1 kHz. The spectral components of radiation from the xenon flash lamp 221 range from 200 nm to 2,500 nm. The spectrum can be tuned by replacing the quartz lamp with a cerium-doped quartz lamp and removing most of the radiation below 350 nm. Quartz lamps can also be replaced with sapphire lamps to spread radiation from about 140 nm to about 4,500 nm. The xenon flash lamp 221 can also be a water-cooled wall flash lamp, sometimes referred to as a directional plasma arc (DPA) lamp.

リレーラック230は、調節可能電力供給源と、コンベヤ制御モジュールと、ストロボ制御モジュールとを含む。調節可能電力供給源は、パルスあたり最大4kJのエネルギーを伴うパルスをもたらすことができる。調節可能電力供給源は、キセノン閃光灯221に接続され、キセノン閃光灯221からの放射の強度は、キセノン閃光灯221を通る電流の量を制御することによって、変動させられることができる。   Relay rack 230 includes an adjustable power supply, a conveyor control module, and a strobe control module. The adjustable power supply can provide pulses with up to 4 kJ energy per pulse. The adjustable power supply is connected to the xenon flash lamp 221 and the intensity of radiation from the xenon flash lamp 221 can be varied by controlling the amount of current through the xenon flash lamp 221.

調節可能電力供給源は、キセノン閃光灯221の放射強度を制御する。キセノン閃光灯221からの放射のパワー、パルス持続時間、およびパルス繰り返し周波数は、リアルタイムで電子的に調節され、ウェブスピードに同期させられ、薄膜前駆体材料202および基板203の光学、熱、および幾何学的特性に応じて、基板203を損傷せずに、薄膜前駆体材料202の最適硬化を可能にする。好ましくは、各光パルスの照射の持続時間は、基板203上の薄膜前駆体材料202を備えるスタックの熱平衡時間に対する時間未満である。   The adjustable power supply controls the radiation intensity of the xenon flash lamp 221. The power, pulse duration, and pulse repetition frequency of the radiation from the xenon flash lamp 221 are electronically adjusted in real time and synchronized to the web speed, and the optical, thermal, and geometry of the thin film precursor material 202 and the substrate 203. Depending on the specific characteristics, the thin film precursor material 202 can be optimally cured without damaging the substrate 203. Preferably, the duration of irradiation of each light pulse is less than the time for the thermal equilibration time of the stack comprising the thin film precursor material 202 on the substrate 203.

光パルスを用いた照射の間、基板203ならびに薄膜前駆体材料202は、コンベヤシステム210によって移動させられる。コンベヤシステム210は、薄膜前駆体材料202をストロボヘッド220下に移動させ、そこで、薄膜前駆体材料202は、キセノン閃光灯221からの高速光パルスによって硬化させられる。キセノン閃光灯221からの放射のパワー、持続時間、および繰り返し率は、ストロボ制御モジュールによって制御され、基板203がストロボヘッド220を過ぎて移動させられるスピードは、コンベヤ制御モジュールによって決定される。   During irradiation with the light pulse, the substrate 203 as well as the thin film precursor material 202 is moved by the conveyor system 210. The conveyor system 210 moves the thin film precursor material 202 under the strobe head 220 where the thin film precursor material 202 is cured by a high speed light pulse from a xenon flash lamp 221. The power, duration, and repetition rate of the radiation from the xenon flash lamp 221 is controlled by the strobe control module, and the speed at which the substrate 203 is moved past the strobe head 220 is determined by the conveyor control module.

キセノン閃光灯221が、光パルスを放射しているとき、薄膜前駆体材料202は、瞬間的に加熱され、薄膜前駆体材料202を硬化させるためのエネルギーを提供する。高速パルス列が、移動する基板203に同期させられると、均一硬化が、任意の大きい面積にわたって達成されることができる。薄膜前駆体材料202の各区画が、炉等の連続硬化システムに近い複数の光パルスに露出され得るからである。   When the xenon flash lamp 221 is emitting a light pulse, the thin film precursor material 202 is instantaneously heated to provide energy to cure the thin film precursor material 202. When the fast pulse train is synchronized to the moving substrate 203, uniform curing can be achieved over any large area. This is because each section of the thin film precursor material 202 can be exposed to multiple light pulses close to a continuous curing system such as a furnace.

(C.処理材料の圧縮)
基板203上に位置する薄膜前駆体材料202が、閃光灯221を用いて光硬化させられ、薄膜材料202’を形成した後、圧縮応力が、薄膜材料202および基板203の密度を高くするために、薄膜材料202’および基板203に与えられる。基板203上の薄膜材料202’は、スタンピング、鋳造、圧延、カレンダ加工、プレス加工、エンボス加工、積層等、既存の技術の1つまたはそれらの組み合わせによって圧縮されることができる。
(C. Compression of processing material)
After the thin film precursor material 202 located on the substrate 203 is photocured using the flashlamp 221 to form the thin film material 202 ′, the compressive stress increases the density of the thin film material 202 and the substrate 203. The thin film material 202 ′ and the substrate 203 are applied. The thin film material 202 ′ on the substrate 203 can be compressed by one or a combination of existing techniques such as stamping, casting, rolling, calendering, pressing, embossing, lamination, and the like.

圧延が、好ましくは、一組のピンチローラ260によってリール/リール製造設定において使用される。ピンチローラ260は、薄膜材料202’および基板203に与えられるピーク圧力が、標準的条件において、光硬化後、バルク薄膜材料の終局引張強度(UTS)の25%を超えるように、圧縮で負荷をかけられる。銅のような比較的に軟質かつ延性の金属の場合、好ましい圧縮圧力範囲は、7,500〜30,000psi(すなわち、標準的条件におけるその終局引張強度の25%〜100%)である。   Rolling is preferably used in a reel / reel manufacturing setting by a set of pinch rollers 260. The pinch roller 260 compresses the load so that the peak pressure applied to the thin film material 202 ′ and the substrate 203 exceeds 25% of the ultimate tensile strength (UTS) of the bulk thin film material after photocuring under standard conditions. It can be applied. For relatively soft and ductile metals such as copper, the preferred compression pressure range is 7,500 to 30,000 psi (ie, 25% to 100% of its ultimate tensile strength at standard conditions).

基板203は、多孔性であるため、圧縮可能であり、紙のような繊維系基板等のように同一の幅を保ちながら、厚さを減少させることによって圧縮に応答する。この単一寸法変化は、薄膜材料202’が基板203の側方変形によって損傷されないことを確実にする。ピンチローラ260によって、PET等の非多孔性であるポリマー基板に適用可能なピーク圧力は、PETが、比較的に軟質である傾向にある、低温ポリマーであるため、限定され得る。PETは、他の基板より低い圧力閾値において、側方に変形するであろう。それは、薄膜材料202’および基板203に損傷を生じさせ得る。   Since the substrate 203 is porous, it is compressible and responds to compression by reducing the thickness while maintaining the same width as a fiber-based substrate such as paper. This single dimensional change ensures that the thin film material 202 ′ is not damaged by lateral deformation of the substrate 203. The peak pressure that can be applied by pinch roller 260 to a non-porous polymer substrate such as PET may be limited because PET is a low temperature polymer that tends to be relatively soft. PET will deform laterally at lower pressure thresholds than other substrates. It can cause damage to the thin film material 202 ′ and the substrate 203.

ピンチローラ260は、角速度ω=v/rで駆動され(式中、ωは、ピンチローラ260の角速度であり、rは、ピンチローラ260の半径である)、調節され、ウェブスピードvに同期させられ、薄膜材料202’および基板203の機械的および幾何学的特性に応じて、基板203を劣化させずに、薄膜材料202’の最適高密度化を可能にする。   The pinch roller 260 is driven at an angular velocity ω = v / r (where ω is the angular velocity of the pinch roller 260 and r is the radius of the pinch roller 260) and is adjusted and synchronized to the web speed v. Thus, depending on the mechanical and geometrical properties of the thin film material 202 ′ and the substrate 203, the thin film material 202 ′ can be optimally densified without degrading the substrate 203.

ある状況では、基板203上の薄膜材料202’に、ある周波数で駆動されるピンチローラ260を用いて、動的圧縮応力(経時的に振動する大きさ)を与え、ピンチローラ260上でより低い平均力を用いて、高ピーク圧力を達成し、ツール寿命時間を延長し、および/または最大ウェブスピードを増加させることが有利であり得る。   In some situations, the thin film material 202 ′ on the substrate 203 is subjected to dynamic compressive stress (a magnitude that oscillates over time) using a pinch roller 260 driven at a certain frequency and lower on the pinch roller 260. It may be advantageous to use average force to achieve high peak pressure, extend tool life time, and / or increase maximum web speed.

ピンチローラ260を基板203の標準的温度と最大作業温度との間の温度に加熱することは、圧縮の間、薄膜材料202’の軟化のため、標準的温度ピンチローラ260を用いて同様の結果を達成するために要求される圧力を低下させることができる。   Heating the pinch roller 260 to a temperature between the standard temperature of the substrate 203 and the maximum working temperature results in similar results using the standard temperature pinch roller 260 due to softening of the thin film material 202 'during compression. The pressure required to achieve this can be reduced.

基板203上に堆積される薄膜材料202’に与えられる圧縮応力は、薄膜材料202’の密度を増加させることができる。粒子または溶液ベースの堆積材料は、堆積される層内の残留細孔構造により、バルク前駆体材料より低い密度を有する。加えて、光硬化プロセスは、追加の多孔性を薄膜材料202’内に導入し得る。層体積に対する細孔空間の体積(体積割合)は、材料、プロセス、および粒子サイズに応じて、変動するであろう。細孔空間体積割合を減少させることは、材料の密度を高め、電気伝導性の増加(伝導性である場合)、改良された機械的安定性および硬度の観点からその性能を改善し、表面粗度を減少させること、およびはんだ能力を改善することのような表面特性を改変し、体積に対する表面積の比率を幻想させることによって、化学的抵抗を改善する(材料が腐食を受けやすい場合)。薄膜材料202’を圧縮することは、その密度を増加させ、それは、堆積される薄膜材料202’をバルク薄膜材料の特性により近づける。   The compressive stress applied to the thin film material 202 'deposited on the substrate 203 can increase the density of the thin film material 202'. Particle or solution based deposition materials have a lower density than bulk precursor materials due to residual pore structure in the deposited layers. In addition, the photocuring process may introduce additional porosity into the thin film material 202 '. The volume (volume ratio) of the pore space to the layer volume will vary depending on the material, process, and particle size. Decreasing the pore volume ratio increases the density of the material, improves its performance in terms of increased electrical conductivity (if conductive), improved mechanical stability and hardness, and improves surface roughness. Improve chemical resistance (if the material is susceptible to corrosion) by modifying surface properties such as reducing the degree and improving the soldering ability and illusion of the ratio of surface area to volume. Compressing the thin film material 202 'increases its density, which brings the deposited thin film material 202' closer to the properties of the bulk thin film material.

以下の実施例は、基板上に位置する薄膜材料に圧縮応力を与える種々の方法を図示する。圧縮応力の結果は、基板上の薄膜材料の高密度化であり、薄膜材料の伝導性、機械的安定性、および化学抵抗が改良され得る。   The following examples illustrate various methods of applying compressive stress to a thin film material located on a substrate. The result of the compressive stress is a densification of the thin film material on the substrate, which can improve the conductivity, mechanical stability, and chemical resistance of the thin film material.

(実施例1)紙基板上のメソ多孔性銅の薄膜に与えられる圧縮応力
銅酸化物還元インクのスクリーン印刷可能バージョン(NovaCentrix(Austin,Texas)から利用可能な製品番号ICI−021)が、230メッシュフラットスクリーンを用いて、Wausau 110 lb精密インデックス紙上に印刷された。印刷物は、次いで、140℃の炉内で5分間乾燥され、過剰溶媒を除去した。最初に、インクは、約1GΩ/□のシート抵抗を有していた。すなわち、通常マルチメータによって測定される抵抗は、開回路であった。
Example 1 Compressive stress imparted to a mesoporous copper thin film on a paper substrate A screen printable version of copper oxide reducing ink (product number ICI-021 available from NovaCentrix (Austin, Texas)) is 230 Printed on Wausau 110 lb precision index paper using a mesh flat screen. The print was then dried in a 140 ° C. oven for 5 minutes to remove excess solvent. Initially, the ink had a sheet resistance of about 1 GΩ / □. That is, the resistance usually measured by a multimeter was an open circuit.

インクは、光硬化装置(NovaCentrix(Austin,Texas)によって製造されるPulseForge(登録商標)3300 X2光硬化システム等)を使用して、伝導性メソ多孔性銅薄膜に変換された。硬化のために使用される機械上の設定は、430V、1,600ms、重複係数5、およびウェブスピード16フィート/分であった。光硬化後のシート抵抗は、17.2mΩ/□であった。   The ink was converted to a conductive mesoporous copper film using a photocuring device (such as a PulseForge® 3300 X2 photocuring system manufactured by NovaCentrix (Austin, Texas)). The machine settings used for curing were 430 V, 1,600 ms, overlap factor 5 and web speed 16 feet / minute. The sheet resistance after photocuring was 17.2 mΩ / □.

メソ多孔性銅薄膜は、以下のプロセスを介して、高密度化を受けた。一対の鋼鉄ローラ(直径1.7インチ×長さ3.0インチ)が、ローラを通して引っ張られる場合、圧縮力2,875lbfを紙上の発泡された銅薄膜に与えた。圧縮の断面積は、0.074inであり、平均38,850psiが印刷された導体に与えられた。メソ多孔性銅の圧縮を介した高密度化は、シート抵抗を9.3mΩ/□まで減少させた。したがって、メソ多孔性銅の圧縮は、その抵抗率を46%減少させた。 The mesoporous copper thin film was densified through the following process. When a pair of steel rollers (1.7 inches in diameter x 3.0 inches in length) were pulled through the rollers, a compressive force of 2,875 lbf was applied to the foamed copper film on the paper. The cross-sectional area of compression was 0.074 in 2 , giving an average of 38,850 psi to the printed conductor. Densification through compression of mesoporous copper reduced the sheet resistance to 9.3 mΩ / □. Therefore, compression of mesoporous copper reduced its resistivity by 46%.

改良された電気伝導性に加えて、圧縮された銅膜の全体的性能の追加の利点は、表面搭載デバイス(SMD)取り付き評価、機械的安定性試験、および環境試験の間、明白となった。   In addition to improved electrical conductivity, additional benefits of the overall performance of the compressed copper film became apparent during surface mount device (SMD) mounting evaluation, mechanical stability testing, and environmental testing. .

圧縮された銅は、変換後のメソ多孔性銅の上へのSMD構成要素の取り付けの有意に改良された成功率を実証した。失敗率は、メソ多孔性銅へのサーモード接合(thermode bonded)されたSMDシリコンチップの場合、50%であった。圧縮された銅は、その低表面粗度により、90%のはるかに高い成功率を実証した。加えて、表面粗度の減少は、変換された銅の光学特性を、高圧力において、マットから略鏡面反射性に改変する。   The compacted copper demonstrated a significantly improved success rate of mounting the SMD component on top of the converted mesoporous copper. The failure rate was 50% in the case of SMD silicon chips that were thermobonded to mesoporous copper. Compressed copper demonstrated a much higher success rate of 90% due to its low surface roughness. In addition, the reduction in surface roughness modifies the optical properties of the converted copper from matte to approximately specular at high pressure.

ここで図3を参照すると、圧縮前および後における紙上の発泡銅の高さプロファイルを示すグラフが、図示される。総高さおよび表面粗度は両方とも、減少され、銅膜の密度増加および表面粗度の減少を示す。具体的には、表面粗度は、25ミクロン〜5ミクロンに減少された。薄膜スタック全体は、厚さにおいて約50ミクロン減少した。   Referring now to FIG. 3, a graph illustrating the height profile of the copper foam on the paper before and after compression is illustrated. Both total height and surface roughness are reduced, indicating increased copper film density and reduced surface roughness. Specifically, the surface roughness was reduced from 25 microns to 5 microns. The entire thin film stack was reduced by about 50 microns in thickness.

紙上の銅の場合、UTSより下で、圧力が純銅の電気伝導性を改善する、飽和点が存在する。変換後のメソ多孔性銅は、シート抵抗において約30mΩ/□であった。8,300psi(純銅の27%UTS)で圧縮されたメソ多孔性銅膜は、シート抵抗において22mΩ/□であった。圧力12,000psi(純銅の40%UTS)では、シート抵抗は、最小値20mΩ/□(飽和点)に到達した。さらに、与えられる圧力を25,000psi(純銅の83%UTS)まで増加させると、銅膜のシート抵抗に改良は見られなかった。しかしながら、経時的に伝導性を追跡すると、12,000psiで圧縮された銅膜が、空気中で40日にわたって20%シート抵抗を増したことが観察された。25,000psiで圧縮された銅膜は、空気中で40日にわたって5%のみシート抵抗を増した。したがって、純銅の40%UTS(12,000psi)を超える圧力が、銅薄膜のための経時的腐食抵抗および安定性のために要求される。   For copper on paper, there is a saturation point below UTS where pressure improves the electrical conductivity of pure copper. The mesoporous copper after conversion was about 30 mΩ / □ in sheet resistance. The mesoporous copper film compressed at 8,300 psi (27% UTS of pure copper) had a sheet resistance of 22 mΩ / □. At a pressure of 12,000 psi (40% UTS of pure copper), the sheet resistance reached a minimum value of 20 mΩ / □ (saturation point). Further, when the applied pressure was increased to 25,000 psi (83% UTS of pure copper), no improvement was seen in the sheet resistance of the copper film. However, following conductivity over time, it was observed that copper films compressed at 12,000 psi increased sheet resistance by 20% over 40 days in air. Copper films compressed at 25,000 psi increased sheet resistance by only 5% over 40 days in air. Thus, pressures exceeding 40% UTS (12,000 psi) of pure copper are required for corrosion resistance and stability over time for copper thin films.

与えられる応力を2倍増加させても、膜の電気伝導性を改良しなかったが、安定性が、著しく改良された。これは、細孔空間体積割合が、圧力増加(25,000psi)に伴って減少し、および/または、銅材料が、完全に降伏され、半分の圧力で圧縮された膜のように「復活」しなかったことを意味する。復活効果は、一般に、従来のシート金属形成において見られる。製造環境では、シート金属の部品の寸法を減少させるために、材料は、複数の段階を通して、圧縮または圧延されなければならない。単一段階の寸法減少は、プロセスの弾性変形成分のために、減少後の厚さにおいて拡張する金属の傾向により、有用ではない。この場合、80%UTSで圧縮された発泡銅は、完全に降伏し、残留弾性応力が圧縮された膜の全体的性能および安定性を劣化させることを防止する。   Increasing the applied stress by a factor of 2 did not improve the electrical conductivity of the film, but the stability was significantly improved. This is because the pore space volume fraction decreases with increasing pressure (25,000 psi) and / or the copper material is “resurrected” like a fully yielded and compressed half pressure membrane It means not. The revival effect is generally seen in conventional sheet metal formation. In a manufacturing environment, the material must be compressed or rolled through multiple stages to reduce the size of the sheet metal part. Single stage dimensional reduction is not useful due to the tendency of the metal to expand in the reduced thickness due to the elastic deformation component of the process. In this case, the foamed copper compressed at 80% UTS yields completely and prevents residual elastic stress from degrading the overall performance and stability of the compressed film.

光硬化後、変換されたメソ多孔性銅は、高表面積対体積比を有し、その不良天然腐食抵抗に寄与する。メソ多孔性銅の圧縮は、銅の表面積対体積比を著しく減少させ、材料の腐食抵抗を改善する。環境試験が、紙基板上の剥き出しの変換後かつおよび圧縮された銅膜上で行なわれた。圧縮された銅は、24時間、85℃/100%相対湿度における環境で試験された場合、有意に改良された腐食抵抗を実証する。紙上のコーティングされていないメソ多孔性銅は、そのような環境試験に耐えられないが、圧縮された銅は、コーティングされず、かつ検出可能伝導性変化を伴わずに、耐えられる。コーティングされていない圧縮された銅膜は、20%の抵抗率の増加のみ伴って、業界基準(85℃/85%相対湿度で1,000時間)に合格した。生産に関する追加のコスト利点は、圧縮された銅膜を封入するための材料の要求される体積が、変換後の銅に対して減少されるため、明白となる。   After photocuring, the converted mesoporous copper has a high surface area to volume ratio and contributes to its poor natural corrosion resistance. Compression of mesoporous copper significantly reduces the copper surface area to volume ratio and improves the corrosion resistance of the material. Environmental testing was performed after conversion of the bare on the paper substrate and on the compressed copper film. Compressed copper demonstrates significantly improved corrosion resistance when tested in an environment at 85 ° C./100% relative humidity for 24 hours. Uncoated mesoporous copper on paper cannot withstand such environmental tests, but compressed copper is uncoated and can withstand no detectable conductivity change. The uncoated compressed copper film passed industry standards (1,000 hours at 85 ° C./85% relative humidity) with only a 20% increase in resistivity. An additional cost advantage for production becomes apparent because the required volume of material to encapsulate the compressed copper film is reduced relative to the converted copper.

薄膜の表面粗度のみ減少させることが望ましいとき、有意に低い圧力が、使用され得る。平均表面粗度5ミクロンを呈する、紙基板上のメソ多孔性銅の硬化させられた後の膜が、2,600psi(純銅の9%UTS)で圧縮され、平均表面粗度を2ミクロンまで減少させた。この圧力では、メソ多孔性銅膜の電気伝導性は、変わらなかった。   When it is desirable to reduce only the surface roughness of the thin film, a significantly lower pressure can be used. The cured film of mesoporous copper on paper substrate exhibiting an average surface roughness of 5 microns is compressed at 2,600 psi (9% UTS of pure copper) to reduce the average surface roughness to 2 microns I let you. At this pressure, the electrical conductivity of the mesoporous copper film did not change.

(実施例2)紙基板上のニッケルの多孔性薄膜に与えられる圧縮応力
ニッケルフレークインクのスクリーン印刷可能バージョン(NovaCentrix(Austin,Texas)から利用可能な製品番号79−89−16)が、230メッシュフラットスクリーンを用いて、Wausau 110 lb精密インデックス紙上に印刷された。印刷物は、乾燥され、150℃炉内で5分間乾燥され、過剰溶媒を除去した。炉乾燥後、シート抵抗は、77Ω/□を測定した。
Example 2 Compressive stress imparted to a nickel porous thin film on a paper substrate A screen printable version of nickel flake ink (product number 79-89-16 available from NovaCentrix (Austin, Texas)) is 230 mesh. Printed on Wausau 110 lb precision index paper using a flat screen. The print was dried and dried in a 150 ° C. oven for 5 minutes to remove excess solvent. After oven drying, the sheet resistance was measured as 77Ω / □.

乾燥されたインクは、光硬化させられ、光硬化装置(NovaCentrix(Austin,Texas)によって製造されるPulseForge(登録商標)3300 X2光硬化システム等)を使用して、高伝導性多孔性ニッケル薄膜を形成した。硬化のために使用される光硬化装置上の設定は、540V、1,100ms、重複係数4、ウェブスピード14フィート/分であった。光硬化は、紙基板上のニッケル膜のシート抵抗を550mΩ/□まで減少させた。   The dried ink is photocured and a highly conductive porous nickel film is formed using a photocuring device (such as PulseForge® 3300 X2 photocuring system manufactured by NovaCentrix (Austin, Texas)). Formed. The settings on the light curing apparatus used for curing were 540V, 1,100 ms, overlap factor 4, web speed 14 feet / minute. Photocuring reduced the sheet resistance of the nickel film on the paper substrate to 550 mΩ / □.

多孔性ニッケル薄膜は、以下のプロセスを介して、高密度化を受けた。一対の鋼鉄ローラ(直径1.7インチ×長さ3.0インチ)が、ローラを通して引っ張られている場合、圧縮力2,464lbfを紙上の多孔性ニッケル薄膜に与えた。圧縮の断面積は、0.074inであり、平均33,300psiが印刷された導体に与えられた。多孔性ニッケルの圧縮を介した高密度化は、シート抵抗を60mΩ/□まで減少させた。多孔性ニッケルの圧縮は、その抵抗率を89%減少させた。 The porous nickel thin film was densified through the following process. When a pair of steel rollers (1.7 inches in diameter x 3.0 inches in length) was pulled through the rollers, a compressive force of 2,464 lbf was applied to the porous nickel film on the paper. The cross-sectional area of compression was 0.074 in 2 , giving an average of 33,300 psi to the printed conductor. Densification through compression of porous nickel reduced the sheet resistance to 60 mΩ / □. The compression of porous nickel reduced its resistivity by 89%.

(実施例3)紙基板上の銀の薄膜に与えられる圧縮応力
銀フレークインクのスクリーン印刷可能バージョン(NovaCentrix(Austin,Texas)から利用可能な製品番号HPS−030LV)が、230メッシュフラットスクリーンを用いて、Wausau 110 lb精密インデックス紙上に印刷された。印刷物は、170℃炉内で5分間乾燥され、過剰溶媒を除去し、銀フレークの焼結を生じさせた。炉乾燥後、シート抵抗は、16.9mΩ/□を測定した。
Example 3 Compressive stress applied to a silver thin film on a paper substrate A screen printable version of silver flake ink (product number HPS-030LV available from NovaCentrix (Austin, Texas)) uses a 230 mesh flat screen. Printed on Wausau 110 lb precision index paper. The print was dried in a 170 ° C. oven for 5 minutes to remove excess solvent and cause sintering of the silver flakes. After oven drying, the sheet resistance was measured as 16.9 mΩ / □.

紙基板上の5ミクロン厚の銀トレースは、以下のプロセスを介して、高密度化を受けた。一対の鋼鉄ローラ(直径1.7インチ×長さ3.0インチ)は、ローラを通して引っ張られている場合、圧縮力1,848lbfを紙上の銀薄膜に与えた。圧縮の断面積は、0.074inであり、平均24,970psiが印刷された導体に与えられた。銀の圧縮を介した高密度化は、シート抵抗を14.2mΩ/□まで減少させた。銀膜の圧縮は、抵抗率を16%減少させた。 The 5 micron thick silver trace on the paper substrate was subjected to densification through the following process. A pair of steel rollers (1.7 inches in diameter x 3.0 inches in length) provided a compressive force of 1,848 lbf to the silver film on the paper when pulled through the rollers. The cross-sectional area of compression was 0.074 in 2 , giving an average of 24,970 psi to the printed conductor. Densification via silver compression reduced the sheet resistance to 14.2 mΩ / □. The compression of the silver film reduced the resistivity by 16%.

(実施例4)PET基板上のメソ多孔性銅の薄膜に与えられる圧縮応力
銅酸化物還元インクのスクリーン印刷可能バージョン(NovaCentrix(Austin,Texas)から利用可能な製品番号ICI−021)が、230メッシュフラットスクリーンを用いて、ST505テレフタル酸ポリエチレン(PET)膜上に印刷された。印刷物は、次いで、140℃炉内で5分間乾燥され、過剰溶媒を除去した。最初に、インクは、約1GΩ/□のシート抵抗を有していた。すなわち、通常マルチメータによって測定される抵抗は、開回路であった。
Example 4 Compressive Stress Applied to Mesoporous Copper Thin Film on PET Substrate A screen printable version of copper oxide reducing ink (product number ICI-021 available from NovaCentrix (Austin, Texas)) is 230 It was printed on ST505 polyethylene terephthalate (PET) film using a mesh flat screen. The print was then dried in a 140 ° C. oven for 5 minutes to remove excess solvent. Initially, the ink had a sheet resistance of about 1 GΩ / □. That is, the resistance usually measured by a multimeter was an open circuit.

インクは、光硬化装置(NovaCentrix(Austin,Texas)によって製造されるPulseForge(登録商標)3300 X2光硬化システム等)を使用して、伝導性メソ多孔性銅薄膜に変換された。硬化のために使用される機械上の設定は、360V、2,500ms、重複係数1、およびウェブスピード16フィート/分であった。光硬化後のシート抵抗は、46mΩ/□であった。   The ink was converted to a conductive mesoporous copper film using a photocuring device (such as a PulseForge® 3300 X2 photocuring system manufactured by NovaCentrix (Austin, Texas)). The machine settings used for curing were 360 V, 2500 ms, overlap factor 1, and web speed 16 feet / minute. The sheet resistance after photocuring was 46 mΩ / □.

メソ多孔性銅薄膜は、以下のプロセスを介して、高密度化を受けた。一対の鋼鉄ローラ(直径1.7インチ×長さ3.0インチ)が、ローラを通して引っ張られている場合、圧縮力1,027lbfを紙上の発泡銅薄膜に与えた。圧縮の断面積は、0.074inであり、平均13,873psiが印刷された導体に与えられた。メソ多孔性銅の圧縮を介した高密度化は、平均シート抵抗を34mΩ/□まで減少させた。したがって、メソ多孔性銅の圧縮は、その抵抗率を26%減少させ、その表面粗度を減少させた。 The mesoporous copper thin film was densified through the following process. When a pair of steel rollers (1.7 inches in diameter x 3.0 inches in length) was pulled through the rollers, a compressive force of 1027 lbf was applied to the foamed copper film on the paper. The cross-sectional area of compression was 0.074 in 2 , giving an average of 13,873 psi to the printed conductor. Densification through compression of mesoporous copper reduced the average sheet resistance to 34 mΩ / □. Thus, compression of mesoporous copper reduced its resistivity by 26% and reduced its surface roughness.

PET上のメソ多孔性銅の薄膜に与えられる圧力は、実施例1において使用された圧力の約半分であった。これは、15,000psiのその降伏圧力を超える圧力で側方に変形するPETの傾向に起因して、銅膜を保存するために行なわれた。   The pressure applied to the mesoporous copper thin film on PET was about half that used in Example 1. This was done to preserve the copper film due to the tendency of PET to deform laterally at a pressure above its yield pressure of 15,000 psi.

圧縮応力が、薄膜の印刷された領域のみ(すなわち、薄膜および基板全体ではない)に与えられると、有意により高い圧力(PET等の基板の降伏圧力を上回る)が、メソ多孔性銅の薄膜および非多孔性PET基板に与えられ、薄膜の密度および電気伝導性を増加させ得る。非多孔性基板の降伏圧力を上回る圧力における圧延圧縮の制限は、薄膜導体に局所的側方変形が、完全領域圧縮がそうであるように、薄膜導体の隣接を妨害しないので、除去される。印刷された回路のこのタイプの領域特定の圧縮は、エンボス加工ローラ等のスタンピングツールの使用を通して遂行され得る。エンボス加工ローラは、印刷される回路パターンに一致する隆起パターンを有し得、基板上の印刷される領域にのみ接触し、それを圧縮し、基板の大部分を圧縮させずに残す。概して、本技法は、基板の50%未満を被覆する印刷堆積のために有用である。堆積面積の割合が100%まで増加するにつれて、領域特定の圧縮は、圧延圧縮のように挙動する傾向となり、基板のウェブ全体が圧縮され、したがって、利点を失う。   When compressive stress is applied only to the printed areas of the thin film (ie, not the entire thin film and substrate), a significantly higher pressure (above the yield pressure of a substrate such as PET) is applied to the mesoporous copper film and Given to a non-porous PET substrate, it can increase the density and electrical conductivity of the thin film. The restriction of rolling compression at pressures above the yield pressure of the non-porous substrate is eliminated because local lateral deformations in the thin film conductor do not interfere with the adjoining of the thin film conductor, as do full area compression. This type of area specific compression of the printed circuit may be accomplished through the use of a stamping tool such as an embossing roller. The embossing roller may have a raised pattern that matches the printed circuit pattern, contacting only the printed area on the substrate, compressing it, and leaving most of the substrate uncompressed. In general, the technique is useful for printed deposition that covers less than 50% of a substrate. As the percentage of deposited area increases to 100%, the area specific compression tends to behave like a rolling compression, and the entire web of the substrate is compressed, thus losing the advantage.

説明されたように、本発明は、薄膜導体を基板上に形成する方法を提供する。   As described, the present invention provides a method of forming a thin film conductor on a substrate.

本発明は、特に、好ましい実施形態を参照して、図示および説明されたが、形態および詳細における種々の変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、そこに行なわれ得ることは、当業者によって理解されるであろう。   Although the invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments, it will be understood that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art.

Claims (20)

薄膜導体を基板上に形成する方法であって、前記方法は、
薄膜前駆体材料を多孔性基板上に堆積させることと、
前記薄膜前駆体材料を光パルスを用いて照射し、前記薄膜前駆体材料を薄膜に変換することであって、前記薄膜は、前記薄膜前駆体材料より電気伝導性である、ことと、
圧縮応力を前記薄膜および前記多孔性基板に与え、前記薄膜の電気伝導性をさらに増加させることと
を含む、方法。
A method of forming a thin film conductor on a substrate, the method comprising:
Depositing a thin film precursor material on a porous substrate;
Irradiating the thin film precursor material with a light pulse to convert the thin film precursor material into a thin film, the thin film being more electrically conductive than the thin film precursor material;
Applying compressive stress to the thin film and the porous substrate to further increase the electrical conductivity of the thin film.
前記堆積させることは、印刷によって行なわれる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the depositing is performed by printing. 前記多孔性基板は、紙である、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the porous substrate is paper. 前記多孔性基板は、ポリマーである、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the porous substrate is a polymer. 前記圧縮応力を与えることは、圧延またはカレンダ加工によって遂行される、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein applying the compressive stress is accomplished by rolling or calendaring. 前記圧縮応力は、標準的温度および圧力において、前記薄膜の終局引張強度の25%を超える、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the compressive stress is greater than 25% of the ultimate tensile strength of the thin film at standard temperature and pressure. 前記圧縮応力を与えることは、時間に伴って、大きさにおいて振動する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein applying the compressive stress oscillates in magnitude over time. 前記薄膜前駆体材料は、粒子状金属を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the thin film precursor material comprises a particulate metal. 前記粒子状金属は、銅、ニッケル、コバルト、銀、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される金属である、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the particulate metal is a metal selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, silver, and combinations thereof. 前記薄膜前駆体材料は、粒子状金属酸化物および還元剤を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the thin film precursor material comprises a particulate metal oxide and a reducing agent. 前記薄膜前駆体材料は、金属塩および還元剤を含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the thin film precursor material comprises a metal salt and a reducing agent. 薄膜導体を基板上に形成する方法であって、前記方法は、
薄膜前駆体材料を基板上にパターンで堆積させることと、
前記薄膜前駆体材料を光パルスを用いて照射し、前記薄膜前駆体材料を薄膜に変換することであって、前記薄膜は、前記薄膜前駆体材料より電気伝導性である、ことと、
前記薄膜および前記基板のパターン化された領域にのみ圧縮応力を与え、前記薄膜の電気伝導性をさらに増加させることと
を含む、方法。
A method of forming a thin film conductor on a substrate, the method comprising:
Depositing a thin film precursor material in a pattern on a substrate;
Irradiating the thin film precursor material with a light pulse to convert the thin film precursor material into a thin film, the thin film being more electrically conductive than the thin film precursor material;
Applying compressive stress only to the patterned areas of the thin film and the substrate to further increase the electrical conductivity of the thin film.
前記堆積させることは、印刷によって行なわれる、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the depositing is performed by printing. 前記基板は、紙である、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the substrate is paper. 前記基板は、ポリマーである、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the substrate is a polymer. 前記圧縮応力を与えることは、圧延またはカレンダ加工によって遂行される、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein applying the compressive stress is accomplished by rolling or calendaring. 前記圧縮応力は、標準的温度および圧力において、前記薄膜の終局引張強度の25%を超える、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the compressive stress is greater than 25% of the ultimate tensile strength of the thin film at standard temperature and pressure. 前記圧縮応力を与えることは、時間に伴って、大きさにおいて振動する、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein applying the compressive stress oscillates in magnitude over time. 前記薄膜前駆体材料は、粒子状金属を含む、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the thin film precursor material comprises a particulate metal. 前記パターンは、前記基板の総面積の50%未満をおおう、請求項12に記載の方法。   The method of claim 12, wherein the pattern covers less than 50% of the total area of the substrate.
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