JP2020004648A - Method for manufacturing conductive pattern, and plasma treatment apparatus - Google Patents

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Eiichi Ono
栄一 大野
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Abstract

To provide, in particular, by performing plasma treatment in a state where oxygen is present, a method for manufacturing conductive pattern that can achieve shortening of the treatment time and lowering of the resistance, and to provide a plasma treatment apparatus.SOLUTION: The method for manufacturing conductive pattern according to the present invention comprises containing an object to be treated having a pattern formed on a substrate using an ink in which copper oxide is dispersed, in a pressure reduced chamber, and performing plasma treatment in a state in which oxygen is present.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、導電性パターンの製造方法、及びプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a conductive pattern and a plasma processing apparatus.

基材上に導電性パターンを形成する方法として、例えば、金属酸化物粒子を分散させたインクを、基材上に印刷や塗布法で描画してパターンを形成し、該パターンを、還元性雰囲気下で加熱して還元焼結させて、導電性パターンを形成する方法が知られている。   As a method of forming a conductive pattern on a substrate, for example, an ink in which metal oxide particles are dispersed is drawn on a substrate by printing or coating to form a pattern, and the pattern is formed in a reducing atmosphere. There is known a method of forming a conductive pattern by heating under reduced pressure and sintering.

しかしながら、この方法では、必要とされる処理温度が高く、PETやPEN等の耐熱性の低い基板材料には適用し難い。更に、処理時間は数十分と長い。   However, this method requires a high processing temperature and is difficult to apply to a substrate material having low heat resistance such as PET or PEN. Further, the processing time is as long as tens of minutes.

これに対し、プラズマ処理による方法では、PETやPEN等、比較的耐熱性の低い基板に適用が可能であり、また、数分以内に導電性パターンを形成することができる(特許文献1参照)。   On the other hand, the method using plasma treatment can be applied to a substrate having relatively low heat resistance, such as PET or PEN, and can form a conductive pattern within several minutes (see Patent Document 1). .

特許第6072709号公報Japanese Patent No. 6072709

しかしながら、量産化に対応するためには、抵抗値を上昇させることなく、更なる処理時間の短縮が求められている。   However, in order to respond to mass production, it is required to further reduce the processing time without increasing the resistance value.

処理に時間が必要な要因の一つとして、導体原料をインク化する際に添加される分散剤や界面活性剤等の有機化合物を分解除去するために時間を要することが考えられる。   One of the factors that require time for the treatment is that it takes time to decompose and remove organic compounds such as dispersants and surfactants that are added when the conductive raw material is converted into ink.

そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、処理時間の短縮と低抵抗化とを図ることが可能な導電性パターンの製造方法、及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and in particular, provides a method of manufacturing a conductive pattern and a plasma processing apparatus capable of reducing processing time and reducing resistance. The purpose is to:

本発明における導電性パターンの製造方法は、酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、減圧されたチャンバー内に収容し、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことを特徴とする。   In the method for producing a conductive pattern according to the present invention, an object to be processed in which a pattern is formed on a substrate using an ink in which copper oxide is dispersed is housed in a decompressed chamber, and plasma treatment is performed in the presence of oxygen. Is performed.

本発明では、更に、前記チャンバー内に、水素ガスが存在する状態でプラズマ処理を行うことが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the plasma processing is performed in a state where hydrogen gas is present in the chamber.

また、本発明では、前記酸素を、外部から前記チャンバー内に供給することが好ましい。   Further, in the present invention, it is preferable that the oxygen is supplied into the chamber from outside.

また、本発明では、前記酸化銅は、少なくとも、酸化第一銅を含有することが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the copper oxide contains at least cuprous oxide.

また、本発明では、前記被処理物に、前記酸化第一銅とリン酸基を有する有機化合物と、を含むことが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the object to be treated contains the cuprous oxide and an organic compound having a phosphate group.

また、本発明におけるプラズマ処理装置は、酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、収容可能なチャンバーと、前記チャンバー内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記チャンバー内に酸素を供給可能な酸素供給手段と、を有し、前記被処理物は、減圧下の前記チャンバー内に前記酸素供給手段により前記酸素が供給された状態で、プラズマ処理されることを特徴とする。   In addition, the plasma processing apparatus according to the present invention includes a chamber capable of accommodating an object to be processed in which a pattern is formed on a substrate using ink in which copper oxide is dispersed, and a plasma generation unit that generates plasma in the chamber. Oxygen supply means capable of supplying oxygen into the chamber, wherein the object is subjected to plasma processing in a state where the oxygen is supplied by the oxygen supply means into the chamber under reduced pressure. It is characterized by the following.

本発明によれば、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことにより、処理時間の短縮と低抵抗化とを図ることが可能になる。   According to the present invention, by performing the plasma processing in a state where oxygen is present, it is possible to reduce the processing time and reduce the resistance.

本実施形態の導電性パターンの製造工程を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the conductive pattern of this embodiment. 本実施形態のプラズマ処理装置の模式図である。It is a schematic diagram of the plasma processing apparatus of the present embodiment. 本実施例の酸素濃度と比抵抗の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between oxygen concentration and specific resistance of a present Example.

以下、本発明の一実施形態(以下、「実施形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, one embodiment of the present invention (hereinafter, abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist.

[導電性パターンの製造工程]
図1は、本実施形態の導電性パターンの製造工程を示すフロー図である。まず、図1に示すように、インクの生成を行う(ステップST1)。本実施形態では、酸化銅を分散媒に分散させたインクを生成する。一例として、酸化第一銅の微粒子と、リン酸基を有する有機化合物を含有するインクを生成する。
[Manufacturing process of conductive pattern]
FIG. 1 is a flowchart showing a process for manufacturing the conductive pattern of the present embodiment. First, as shown in FIG. 1, ink is generated (step ST1). In the present embodiment, an ink in which copper oxide is dispersed in a dispersion medium is generated. As an example, an ink containing fine particles of cuprous oxide and an organic compound having a phosphate group is generated.

続いて、インクを基板上に印刷や塗布等して、パターンを形成する(ステップST2)。本実施形態では、パターンの形成方法を限定するものでないが、例えば、スクリーン印刷、凹版ダイレクト印刷、凹版オフセット印刷、フレキソ印刷、平版オフセット印刷、反転転写印刷及び、インクジェット印刷等の印刷法や、ディスペンサー描画法を用いることができる。また、塗布法としては、ダイコート、スピンコート、スリットコート、バーコート、ナイフコート、スプレーコート、及びディップコート等の各種塗布法を用いることができる。   Subsequently, a pattern is formed by printing or applying ink on the substrate (step ST2). In the present embodiment, the pattern forming method is not limited, for example, screen printing, intaglio direct printing, intaglio offset printing, flexographic printing, lithographic offset printing, reverse transfer printing, and printing methods such as inkjet printing, dispenser A drawing method can be used. Various coating methods such as die coating, spin coating, slit coating, bar coating, knife coating, spray coating, and dip coating can be used as the coating method.

続いて、基板上に形成されたパターンを乾燥させる(ステップST3)。この工程により、パターン中の分散媒を除去することができる。乾燥の方法を限定するものでないが、一般的に知られている乾燥方法を用いることができる。例えば、熱風加熱オーブン、赤外線加熱炉、ホットプレート、及び、真空乾燥機を用いて、溶媒を乾燥することができる。   Subsequently, the pattern formed on the substrate is dried (step ST3). By this step, the dispersion medium in the pattern can be removed. Although the drying method is not limited, a generally known drying method can be used. For example, the solvent can be dried using a hot air heating oven, an infrared heating furnace, a hot plate, and a vacuum dryer.

続いて、パターン付き基板(被処理物)を、プラズマ処理装置1のチャンバー2内に収容する(ステップST4)。   Subsequently, the substrate with a pattern (object to be processed) is housed in the chamber 2 of the plasma processing apparatus 1 (step ST4).

図2は、本実施形態のプラズマ処理装置1の模式図である。図2に示すように、プラズマ処理装置1は、チャンバー2と、チャンバー2内に配置されたステージ3と、ステージ3と対向する位置に配置された、誘電体13と、金属からなる窓部材4と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生器5と、マイクロ波発生器(マグネトロン)5と窓部材4との間の導波管6と、チャンバー2内にガスを供給するためのガス供給口8と、排気口9と、内圧調整バルブ14と、を有して構成される。被処理物7は、ステージ3の表面に載置される。   FIG. 2 is a schematic diagram of the plasma processing apparatus 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the plasma processing apparatus 1 includes a chamber 2, a stage 3 disposed in the chamber 2, a dielectric 13 disposed at a position facing the stage 3, and a window member 4 made of metal. A microwave generator 5 for generating microwaves; a waveguide 6 between the microwave generator (magnetron) 5 and the window member 4; and a gas supply port 8 for supplying gas into the chamber 2. , An exhaust port 9, and an internal pressure adjusting valve 14. The object 7 is placed on the surface of the stage 3.

被処理物7をチャンバー2内に収容した後、プラズマ処理を行う(ステップST5)。本実施形態で用いるプラズマ処理は、熱風や赤外線を用いた加熱法と比較し、より低い温度、及び短い時間での処理が可能である。したがって、耐熱性の低い樹脂フィルムを基板とする場合の焼成法としては、プラズマ処理法は、より好ましい方法の一つである。   After the object 7 is accommodated in the chamber 2, plasma processing is performed (step ST5). The plasma processing used in the present embodiment can be performed at a lower temperature and in a shorter time than the heating method using hot air or infrared rays. Therefore, as a firing method when a resin film having low heat resistance is used as a substrate, a plasma processing method is one of more preferable methods.

図2では、マイクロ波発生器5から出力されたマイクロ波は、アイソレーター、パワーモニター、チューナーを経由し導波管6を介して、窓部材4に到達する。窓部材4にはスリット12がある。例えば、誘電体13は、石英である。この窓部材4のスリット12から、例えば、2455MHz±20MHzのマイクロ波が、排気口9からの排気にて減圧されたチャンバー2内に照射され、表面波プラズマを発生させる。被処理物7は、ステージ3の上に設置され処理される。ステージ3は、必要に応じサンプルを加熱もしくは冷却するための機能を設けても良い。なお、プラズマを発生させる方式は、上記に限定されるものではない。例えば、チャンバー2内に対向する電極を配置し、電極間に高周波電源を接続して、電極間にプラズマを生じせてもよい。このとき、被処理物7は、一方の電極の表面に載置されて、プラズマ処理が施される。   In FIG. 2, the microwave output from the microwave generator 5 reaches the window member 4 via the waveguide 6 via the isolator, the power monitor, and the tuner. The window member 4 has a slit 12. For example, the dielectric 13 is quartz. Microwaves of, for example, 2455 MHz ± 20 MHz are radiated from the slits 12 of the window member 4 into the chamber 2, which is reduced in pressure by the exhaust from the exhaust port 9, to generate surface wave plasma. The workpiece 7 is set on the stage 3 and processed. The stage 3 may have a function for heating or cooling the sample as needed. Note that the method of generating plasma is not limited to the above. For example, a plasma may be generated between the electrodes by disposing opposed electrodes in the chamber 2 and connecting a high-frequency power supply between the electrodes. At this time, the object 7 is placed on the surface of one of the electrodes and subjected to plasma processing.

また、プラズマ処理の際、通常は、還元性ガスもしくは還元性ガスと、不活性ガスの混合ガスを、ガス供給口8からチャンバー2内に流し、マイクロ波によりプラズマを発生させる。これにより、チャンバー2内の被処理物7は、還元反応が促進される。更には、インクに添加された分散剤や、界面活性剤等に含まれる有機物が適切に、分解除去されて、導電性に優れた導電性パターンを得ることができる(ステップST6)。   In addition, during the plasma treatment, a reducing gas or a mixed gas of a reducing gas and an inert gas is flowed into the chamber 2 from the gas supply port 8 to generate plasma by microwaves. Thereby, the reduction reaction of the object 7 in the chamber 2 is promoted. Further, the organic substance contained in the dispersant, the surfactant, and the like added to the ink is appropriately decomposed and removed, and a conductive pattern having excellent conductivity can be obtained (step ST6).

なお、酸化状態の粒子を導電性パターンとするためには、還元性気体として、水素以外に一酸化炭素、アンモニア、メタン、エタン、プロパン、ブタン、アセチレン等の炭化水素系ガス、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ジメチルエーテール、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、エチレンオキサイド、オキセタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、蟻酸等を挙げることができ、これらの中から一種で、又は二種以上混合して用いてもよい。   In order to make the particles in the oxidized state a conductive pattern, as a reducing gas, in addition to hydrogen, carbon monoxide, ammonia, methane, ethane, propane, butane, hydrocarbon-based gas such as acetylene, methanol, ethanol, Alcohols such as propanol and butanol, ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, ethyl methyl ether, ethylene oxide, oxetane, and tetrahydrofuran; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol; formaldehyde, acetaldehyde, and propionaldehyde Aldehydes, formic acid and the like can be mentioned, and one of these may be used, or two or more may be used in combination.

また、不活性ガスとして、プラズマの発生を容易にする効果のあるヘリウムガスを好ましく使用することができる。なお、ヘリウムガス以外にもネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス、窒素ガスなどを用いても良い。また、不活性ガスは、二種以上混合して用いても良い。   Helium gas having an effect of facilitating generation of plasma can be preferably used as the inert gas. Note that other than helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, nitrogen gas, or the like may be used. Further, two or more kinds of inert gases may be used as a mixture.

更に、プラズマ処理の際、処理時間の短縮と低抵抗化に効果のある水を供給しても良い。水の供給は、例えば、不活性ガス及び還元性ガスのいずれか一方、もしくは両方のガスに水を混合して、チャンバー2内に供給する方法によって行うことができる。また、被処理物7の基板に水を吸着させ、または、水を吸着させた材料を、チャンバー2内に投入する方法によっても行うことができる。   Further, at the time of the plasma treatment, water that is effective in shortening the treatment time and reducing the resistance may be supplied. Water can be supplied, for example, by a method in which water is mixed with one or both of an inert gas and a reducing gas and supplied to the chamber 2. Further, it can also be performed by a method in which water is adsorbed on the substrate of the processing object 7 or a material in which the water is adsorbed is charged into the chamber 2.

プラズマ処理装置1では、マイクロ波投入パワー、導入ガス流量、チャンバー内圧、プラズマ発生源から処理サンプルまでの距離、処理サンプル温度、処理時間等の調整が可能である。これらを適宜調整することで、プラズマ処理の強度を変えることができる。従って、上記した各調整項目の最適化を図ることにより、基板に無機材料の基板を用いる場合はもちろんのこと、有機材料の熱硬化性樹脂フィルムや、紙、耐熱性の低い熱可塑性樹脂フィルムとして、例えば、PETや、PEN等を基板として用いた場合でも、導電性パターンの形成が可能である。   In the plasma processing apparatus 1, it is possible to adjust microwave input power, introduced gas flow rate, chamber internal pressure, distance from a plasma generation source to a processing sample, processing sample temperature, processing time, and the like. By appropriately adjusting these, the intensity of the plasma treatment can be changed. Therefore, by optimizing each of the above adjustment items, not only when a substrate made of an inorganic material is used as the substrate, but also as a thermosetting resin film of an organic material, paper, or a thermoplastic resin film having low heat resistance. For example, even when PET, PEN, or the like is used as a substrate, a conductive pattern can be formed.

但し、プラズマ処理の最適条件は、プラズマ処理装置1の構造やインクの組成、パターンの厚み、及び基板の材質等により異なる。したがって、各種状況に合わせて、プラズマ処理の最適条件を調整する必要がある。また、被処理物7をチャンバー2内に焼成毎に投入し取出しを行うバッチ方式であっても、ロールにより連続的に供給する方式でも良い。また、被処理物7を加熱もしくは冷却可能な機構を設けても良い。被処理物7の加温温度については、通常、プラズマ処理を行うときは、温度が高い程、焼結が進みやすくなるため、被処理物7を加熱し処理を行う方法が知られている。しかし、温度が高過ぎると、基板の変形や溶融が起こる。そのため、基板の耐熱温度以下の設定とするのが好ましい。本実施の形態では、焼結能力が高いため、被処理物7を加熱せずに、温度設定が室温付近やそれ以下であっても、充分焼結が可能である。特に、基板の耐熱温度が低い場合は、室温以下に設定してもよい。被処理物7の加温温度の上限は、基板の耐熱温度以下が好ましく、下限は処理後の抵抗値で決めればよい。   However, the optimal conditions for the plasma processing vary depending on the structure of the plasma processing apparatus 1, the composition of the ink, the thickness of the pattern, the material of the substrate, and the like. Therefore, it is necessary to adjust the optimum conditions of the plasma processing according to various situations. Further, a batch system in which the workpiece 7 is charged into the chamber 2 every time it is fired and taken out, or a system in which the workpiece 7 is continuously supplied by a roll may be used. Further, a mechanism capable of heating or cooling the processing target 7 may be provided. Regarding the heating temperature of the processing target 7, usually, when performing plasma processing, the higher the temperature, the easier the sintering proceeds. Therefore, a method of heating and processing the processing target 7 is known. However, if the temperature is too high, the substrate is deformed or melted. Therefore, it is preferable to set the temperature to be equal to or lower than the heat resistant temperature of the substrate. In the present embodiment, since the sintering ability is high, sufficient sintering is possible without heating the object to be processed 7 even when the temperature is set to around room temperature or lower. In particular, when the heat-resistant temperature of the substrate is low, the temperature may be set to room temperature or lower. The upper limit of the heating temperature of the processing target 7 is preferably equal to or lower than the heat resistant temperature of the substrate, and the lower limit may be determined by the resistance value after the processing.

導電性パターンを形成後、被処理物7をチャンバー2から取り出す(ステップST7)。   After forming the conductive pattern, the processing target 7 is taken out of the chamber 2 (step ST7).

ところで、従来では、プラズマ処理に時間を要した。インクには、微粒子を分散させた分散体の凝集防止のために加えられる分散剤、ハジキなどの欠陥防止のために加えられる界面活性剤やレベリング材、パターン形成のための塗布や印刷性を良好にすることを目的に加えられる増粘のためのバインダーや流動性調整剤、その他、密着性を付与する密着性付与剤、安定剤など多種の添加剤が加えられる。   By the way, conventionally, it took time for the plasma processing. The ink has a dispersant added to prevent aggregation of the dispersion of fine particles, a surfactant and a leveling agent added to prevent defects such as cissing, and good coating and printability for pattern formation. Various additives such as a binder for thickening, a fluidity regulator, an adhesion-imparting agent for imparting adhesion, and a stabilizer are added for the purpose of reducing the viscosity.

適切に微粒子の焼結を促進させるためには、添加剤の分解除去が適切に行われなければならない。しかしながら、多種多様な添加剤を加えることで、分解除去に時間を要する。これが、プラズマ処理に時間を要する一つの原因として考えられる。   In order to properly promote the sintering of the fine particles, the additives must be appropriately decomposed and removed. However, adding various types of additives requires time for decomposition and removal. This is considered as one of the causes of the time required for the plasma processing.

そこで、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、プラズマ処理を、酸素が存在する状態で行うことで、処理時間の短縮と抵抗値の低下という効果を得ることができることを見出した。   Thus, as a result of diligent research, the present inventor has found that by performing the plasma treatment in the presence of oxygen, the effects of shortening the treatment time and decreasing the resistance value can be obtained.

このような効果が得られる原因は定かではないが、酸素存在下でプラズマ処理を行うことで、酸素が分解され、酸素ラジカルや励起された酸素が発生する。   It is not clear why this effect is obtained, but by performing the plasma treatment in the presence of oxygen, oxygen is decomposed, and oxygen radicals and excited oxygen are generated.

これらは、パターン中に存在する分散剤や、界面活性剤、増粘剤等の有機物と反応する。これにより、有機物が速やかに酸化分解により除去され、その結果、焼結がしやすくなる。一方、還元性気体として用いられる水素ガスは、プラズマ処理を行うことで、水素ラジカルを生じ、金属酸化物の還元に寄与する。以上のメカニズムにより、処理時間の短縮及び抵抗値の低下を図ることができるものと推定される。   These react with organic substances such as a dispersant, a surfactant and a thickener present in the pattern. As a result, organic substances are promptly removed by oxidative decomposition, and as a result, sintering is facilitated. On the other hand, hydrogen gas used as a reducing gas generates hydrogen radicals by performing a plasma treatment and contributes to reduction of metal oxides. It is presumed that the processing time and the resistance value can be reduced by the above mechanism.

また、酸素ラジカルや励起された酸素は、有機物と反応した場合、最終的に、二酸化炭素と水になるが、反応で生じた二酸化炭素は結合乖離エネルギーが大きく還元されにくい。このため、酸素ラジカルや励起された酸素が優先的に消費され、水素が分解することで生じた水素ラジカルが、酸化銅の還元に効果的に寄与する。また、インク中に含まれる有機成分以外に、樹脂基板も同様な酸素ラジカルや励起された酸素を消費する働きをするものと推定される。更に、実際にパターン形成に使われる樹脂基板以外の樹脂や有機材料、カーボンなど酸素を消費する材料をチャンバー2中に収容し処理を行っても良い。   Further, when oxygen radicals and excited oxygen react with an organic substance, they eventually become carbon dioxide and water. However, carbon dioxide generated by the reaction has a large bond dissociation energy and is hardly reduced. For this reason, oxygen radicals and excited oxygen are preferentially consumed, and hydrogen radicals generated by the decomposition of hydrogen effectively contribute to the reduction of copper oxide. It is also assumed that, in addition to the organic components contained in the ink, the resin substrate also functions to consume similar oxygen radicals and excited oxygen. Further, a material that consumes oxygen, such as a resin, an organic material, and carbon, other than the resin substrate actually used for pattern formation may be housed in the chamber 2 for processing.

なお、酸素を供給することで、酸素と水素とが反応し、水素が消費され、還元能力が低下することが考えられるが、反応により生成した水から、プラズマにより水素ラジカルが生成して還元に寄与することにより、還元能力が殆ど低下しないものと推定される。   In addition, by supplying oxygen, it is considered that oxygen and hydrogen react with each other, hydrogen is consumed, and the reducing ability is reduced. It is presumed that the reduction ability hardly decreases due to the contribution.

なお、チャンバー2内の酸素量は、チャンバー2内に同時に供給されている水素ガス量の1.7%から95%、好ましくは8%から90%、より好ましくは13%から80%、更に好ましくは27%から70%、更により好ましくは30%から60%が好ましい。   The amount of oxygen in the chamber 2 is 1.7% to 95%, preferably 8% to 90%, more preferably 13% to 80%, and still more preferably the amount of hydrogen gas supplied into the chamber 2 at the same time. Is preferably 27% to 70%, even more preferably 30% to 60%.

[酸素の供給方法]
次に、プラズマ処理装置1への酸素供給方法について説明する。酸素は、外部からチャンバー2内に、酸素ガス単独で、もしくは空気や不活性ガス等との混合気体を、所定の濃度となるよう流量を制御しながら供給すればよい。
[How to supply oxygen]
Next, a method of supplying oxygen to the plasma processing apparatus 1 will be described. Oxygen may be supplied from the outside into the chamber 2 by controlling the flow rate of an oxygen gas alone or a mixed gas with air, an inert gas or the like so as to have a predetermined concentration.

酸素を、外部からチャンバー2内に供給する場合、例えば、不活性ガスや還元性ガスに、チャンバー2の外部で、酸素或いは酸素を含む空気を混合し、図2に示すガス供給口8を通じて供給することができる。また、図2に示すように、新たに、酸素或いは酸素を含む空気を供給する酸素供給口10を設け、酸素供給口10から、酸素或いは空気をチャンバー2内に供給してもよい。   When oxygen is supplied into the chamber 2 from the outside, for example, oxygen or air containing oxygen is mixed with an inert gas or a reducing gas outside the chamber 2 and supplied through the gas supply port 8 shown in FIG. can do. Further, as shown in FIG. 2, an oxygen supply port 10 for newly supplying oxygen or air containing oxygen may be provided, and oxygen or air may be supplied into the chamber 2 from the oxygen supply port 10.

上記のように、ガス中に酸素を含ませる場合、不活性ガス及び還元性ガスのいずれか一方、もしくは両方のガスに酸素を混合してチャンバー2内に供給する際、その混合比により、ガス中に含まれる酸素の割合をコントロールすることができる。   As described above, when oxygen is contained in the gas, when one of the inert gas and the reducing gas, or both gases are mixed with oxygen and supplied into the chamber 2, the gas is mixed depending on the mixing ratio. The ratio of oxygen contained therein can be controlled.

また、図2に示す酸素供給口10からチャンバー2へ酸素を供給する方法では、例えば、流量をモニターして、酸素量を制御することができる。流量を制御する方法では、ニードルバルブなどの調整バルブ11(図2参照)を手動で調整する方法を用いることができる。   In the method of supplying oxygen from the oxygen supply port 10 to the chamber 2 shown in FIG. 2, for example, the flow rate is monitored to control the amount of oxygen. As a method of controlling the flow rate, a method of manually adjusting the adjustment valve 11 (see FIG. 2) such as a needle valve can be used.

また、これらのガスの流量制御は、マスフローコントローラーを用いる等既知の方法で、容易に行うことができる。   Further, the flow rates of these gases can be easily controlled by a known method such as using a mass flow controller.

また、プラズマ処理装置1に、被処理物7を収容した後の、酸素の供給タイミング(ステップST8)としては、被処理物7のチャンバー2内への収容工程とプラズマ処理工程との間、プラズマ処理工程中等を選択でき、また、プラズマ処理中、任意に供給タイミングと時間を変えてもよい。例えば、プラズマ処理中、常に供給する、或いは処理の途中で、任意のタイミングと時間で供給する、処理中に供給と停止を繰り返してもよい。   Further, the supply timing of oxygen (Step ST8) after the workpiece 7 is accommodated in the plasma processing apparatus 1 is such that the plasma is supplied between the step of accommodating the workpiece 7 in the chamber 2 and the plasma processing step. During the processing step or the like can be selected, and the supply timing and time may be arbitrarily changed during the plasma processing. For example, supply may be performed during plasma processing, or may be supplied at an arbitrary timing and time during processing, or supply and stop may be repeated during processing.

[本実施形態の効果]
上記したように、本実施形態では、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことにより、プラズマ処理の処理時間の短縮と導電性パターンの低抵抗化とを図ることができる。
[Effects of the present embodiment]
As described above, in the present embodiment, by performing the plasma processing in a state where oxygen is present, the processing time of the plasma processing can be reduced and the resistance of the conductive pattern can be reduced.

プラズマ処理時間を、15〜240秒程度で、導電性パターンの抵抗値を、50〜90μΩcm程度とすることができる。また、酸素が存在しない状態でプラズマ処理を施した従来例と比較すると、プラズマ処理の処理時間を、本実施形態と比較例とで同じにし、比較例の導電性パターンの抵抗値を1としたとき、本実施形態の導電性パターンの抵抗値は、0.2〜0.5程度に低くすることができる。また、導電性パターンの抵抗値を、本実施形態と比較例とで同じにし、比較例のプラズマ処理の処理時間を1としたとき、本実施形態のプラズマ処理時間は、0.2〜0.5程度に短くすることができる。   The plasma processing time is about 15 to 240 seconds, and the resistance value of the conductive pattern can be about 50 to 90 μΩcm. Further, as compared with the conventional example in which the plasma processing was performed in the absence of oxygen, the processing time of the plasma processing was the same in the present embodiment and the comparative example, and the resistance value of the conductive pattern of the comparative example was set to 1. At this time, the resistance value of the conductive pattern of the present embodiment can be reduced to about 0.2 to 0.5. Further, when the resistance value of the conductive pattern is the same in the present embodiment and the comparative example, and the processing time of the plasma processing of the comparative example is 1, the plasma processing time of the present embodiment is 0.2 to 0. It can be shortened to about 5.

本実施形態では、酸化銅を分散させたインクを使用することができる。以下では、使用するインクについて詳しく説明する。   In the present embodiment, an ink in which copper oxide is dispersed can be used. Hereinafter, the ink used will be described in detail.

[使用するインク]
インクに含有される酸化銅は、金属酸化物の中でも還元が容易であり、更に、微粒子を得ることが可能であり、焼結が容易である。更に、酸化銅は、価格的にも銅であるがゆえに銀などの貴金属類と比較すると安価である。また、銀と比較すると、マイグレーションに対し有利であるといった特徴を有する。
[Ink used]
Copper oxide contained in the ink is easily reduced among metal oxides, and fine particles can be obtained, and sintering is easy. Furthermore, copper oxide is inexpensive compared to noble metals such as silver because copper is also copper in price. Further, it has a feature that it is more advantageous for migration than silver.

酸化銅としては、酸化第一銅及び、酸化第二銅が入手可能であるが、酸化第一銅の方が還元されやすく好ましい。   As copper oxide, cuprous oxide and cupric oxide are available, but cuprous oxide is preferred because it is easily reduced.

酸化銅粒子の平均一次粒子径の好ましい範囲は、酸化銅を還元処理することにより得られる金属の緻密性、及び電気的特性の観点、及び、焼成時の基板へのダメージを低減すべく低温化の観点から、調整される。具体的には、平均一次粒子径の好ましい範囲は、キュムラント法で求めた平均一次粒子径が、100nm以下、より好ましくは、50nm以下、更に好ましくは、20nm以下である。   The preferred range of the average primary particle diameter of the copper oxide particles is as follows: the compactness of the metal obtained by reducing the copper oxide, and the viewpoint of the electrical characteristics, and lowering the temperature to reduce the damage to the substrate during firing. It is adjusted from the viewpoint of. Specifically, the preferred range of the average primary particle diameter is 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and still more preferably 20 nm or less, as determined by the cumulant method.

酸化銅粒子の一次粒子径を100nm以下とすることで、焼成処理において投入エネルギーを低減できる傾向にあり、基板へのダメージを回避することができる。酸化銅粒子の平均粒径の下限値は、特に制限値はないが、取り扱いの容易性から1nm以上が好ましい。これより小さいと、分散安定性を保つための分散剤使用量が増大し、焼成処理時に除去すべき分散剤成分が多くなる。その結果、分散剤を適切に除去しにくくなる。   By setting the primary particle diameter of the copper oxide particles to 100 nm or less, the input energy in the baking treatment tends to be reduced, and damage to the substrate can be avoided. The lower limit of the average particle size of the copper oxide particles is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more from the viewpoint of easy handling. If it is smaller than this, the amount of the dispersant used to maintain the dispersion stability increases, and the dispersant component to be removed during the baking treatment increases. As a result, it becomes difficult to appropriately remove the dispersant.

インク中に分散された酸化銅粒子は、プラズマ処理により容易に還元され金属(導体)になる。そして、各金属粒子(銅粒子)が焼結することで、導電性を得ることが可能になる。   The copper oxide particles dispersed in the ink are easily reduced to a metal (conductor) by the plasma treatment. Then, by sintering the metal particles (copper particles), it becomes possible to obtain conductivity.

なお、本実施形態では、酸化銅を含むことが好ましいが、別の例としては、少なくとも酸化銀を用いる構成とすることができ、例えば、酸化銅とともに酸化銀を混ぜて使用することができる。   Note that in this embodiment, it is preferable to include copper oxide. However, as another example, a structure using at least silver oxide can be used. For example, silver oxide can be used in combination with copper oxide.

[酸化第一銅]
次に、酸化第一銅について説明する。酸化第一銅粒子に関しては、市販品を用いても良いし、合成して用いても良い。市販品として、(株)希少金属材料研究所製の一次粒径5〜50nmのものを用いることができる。
[Cuprous oxide]
Next, cuprous oxide will be described. Regarding cuprous oxide particles, a commercially available product may be used, or a synthesized product may be used. As a commercially available product, one having a primary particle size of 5 to 50 nm manufactured by Rare Metal Materials Laboratory Co., Ltd. can be used.

また、合成法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
(1)ポリオール溶剤中に、水と銅アセチルアセトナト錯体を加える。続いて、いったん有機銅化合物を加熱溶解させ、次に、反応に必要な水を後添加する。更に、昇温して有機銅の還元温度で加熱する加熱還元する。
(2)有機銅化合物(銅−N−ニトロソフェニルヒドロキシアミン錯体)を、ヘキサデシルアミンなどの保護剤の存在下で、且つ不活性雰囲気中で、300℃程度の高温にて加熱する。
(3)水溶液に溶解した銅塩を、ヒドラジンで還元する。
Further, examples of the synthesis method include the following method.
(1) Water and a copper acetylacetonato complex are added to a polyol solvent. Subsequently, the organic copper compound is once dissolved by heating, and then water required for the reaction is added later. Further, heat reduction is performed by raising the temperature and heating at the reduction temperature of the organic copper.
(2) The organic copper compound (copper-N-nitrosophenylhydroxyamine complex) is heated at a high temperature of about 300 ° C. in the presence of a protective agent such as hexadecylamine and in an inert atmosphere.
(3) The copper salt dissolved in the aqueous solution is reduced with hydrazine.

上記のうち、(3)の方法は操作が簡便で、かつ、粒径の小さい酸化第一銅が得られるので好ましい。   Of the above, the method (3) is preferable because the operation is simple and cuprous oxide having a small particle size can be obtained.

[酸化第一銅の分散体の調整]
例えば、上記の(3)に記載したように、水溶液に溶解した銅塩を、ヒドラジンで還元して、酸化第一銅を合成する。得られた酸化第一銅は、軟凝集体である。このままでは、印刷や塗布に適さないため、分散媒に分散させた酸化第一銅の分散体を作成する。
[Preparation of cuprous oxide dispersion]
For example, as described in the above (3), a copper salt dissolved in an aqueous solution is reduced with hydrazine to synthesize cuprous oxide. The obtained cuprous oxide is a soft aggregate. Since this state is not suitable for printing or coating, a dispersion of cuprous oxide dispersed in a dispersion medium is prepared.

まず、酸化第一銅の合成終了後、合成溶液と酸化第一銅の分離を行う。このとき、遠心分離などの既知の方法を用いて分離を行うことができる。得られた酸化第一銅を後述する分散剤や、分散媒、また、必要に応じて界面活性剤などを加え、ホモジナイザーなど既知の方法で攪拌し分散する。   First, after the synthesis of cuprous oxide is completed, the synthesis solution and cuprous oxide are separated. At this time, separation can be performed using a known method such as centrifugation. The obtained cuprous oxide is added with a dispersant, a dispersion medium, and, if necessary, a surfactant, which will be described later, and stirred and dispersed by a known method such as a homogenizer.

なお、分散媒によっては分散し難く、分散が不充分な場合がある。このような場合は一例として、分散しやすいアルコール類、例えば、ブタノールなどを用い分散させる。その後、所望の分散媒への置換と所望の濃度への濃縮を行う。例えば、UF膜による濃縮、所望の分散媒による希釈、及び、濃縮を繰り返す方法で分散体を得ることができる。   Note that, depending on the dispersion medium, dispersion is difficult and dispersion may be insufficient. In such a case, as an example, an easily dispersible alcohol such as butanol is used for dispersion. Thereafter, replacement with a desired dispersion medium and concentration to a desired concentration are performed. For example, a dispersion can be obtained by a method of repeating concentration with a UF membrane, dilution with a desired dispersion medium, and concentration.

[分散剤]
本実施形態において分散剤を限定するものではないが、酸化銅として第一酸化銅を使用する場合、分散剤としてリン酸基を有する有機化合物を用いることが好ましい。リン酸基は、銅酸化物粒子に吸着し、立体障害効果により凝集を抑制する。
[Dispersant]
Although a dispersant is not limited in the present embodiment, when copper (I) oxide is used as copper oxide, it is preferable to use an organic compound having a phosphate group as the dispersant. The phosphate groups are adsorbed on the copper oxide particles and suppress aggregation due to a steric hindrance effect.

分散剤の数平均分子量は、特に制限はないが、300〜30000であることが好ましい。数平均分子量を300以上とすることで、得られる分散体の分散安定性が増す傾向がある。また、数平均分子量を30000以下とすることで、焼成しやすい効果がある。   The number average molecular weight of the dispersant is not particularly limited, but is preferably 300 to 30,000. When the number average molecular weight is 300 or more, the dispersion stability of the obtained dispersion tends to increase. Further, by setting the number average molecular weight to 30,000 or less, there is an effect that firing is easy.

分散剤の具体例としては、ビックケミー社製の「Disperbyk−102」、「Disperbyk−103」、「Disperbyk−110」、「Disperbyk−111」、「Disperbyk−118」、「Disperbyk−142」、「Disperbyk−145」、「Disperbyk−180」、「Byk−9076」、第一工業製薬製の「プラサーフM208F」、「プライサーフDBS」を挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、複数を混合して用いても良い。分散剤の必要量は、酸化銅の量に比例し、要求される分散安定性を考慮して調整する。   Specific examples of the dispersant include “Disperbyk-102”, “Disperbyk-103”, “Disperbyk-110”, “Disperbyk-111”, “Disperbyk-118”, “Disperbyk-142”, and “Disperbyk” manufactured by BYK Chemie. -145 "," Disperbyk-180 "," Byk-9076 "," Plasurf M208F "and" Plysurf DBS "manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku. These may be used alone or in combination of two or more. The required amount of the dispersant is proportional to the amount of copper oxide and is adjusted in consideration of the required dispersion stability.

本実施形態の分散体に含まれるリン酸基を有する有機化合物と酸化銅との重量比率は、酸化銅を1とした時、0.001〜0.35であり、好ましくは0.02〜0.3、より好ましくは0.01〜0.25である。分散剤の量は、分散安定性に影響し、分散剤の量が少ないと凝集しやすく、分散剤の量が多いと、分散安定性が向上する傾向がある。但し、分散剤の含有率が35.0重量%を超えると、焼成して得られる導電体において分散剤由来の残渣が多くなり導電性が悪くなる傾向がある。   The weight ratio of the organic compound having a phosphate group and copper oxide contained in the dispersion of the present embodiment is 0.001 to 0.35 when copper oxide is 1, and preferably 0.02 to 0. 0.3, more preferably 0.01 to 0.25. The amount of the dispersant affects the dispersion stability. When the amount of the dispersant is small, aggregation tends to occur, and when the amount of the dispersant is large, the dispersion stability tends to be improved. However, when the content of the dispersant exceeds 35.0% by weight, the residue derived from the dispersant increases in the conductor obtained by firing, and the conductivity tends to deteriorate.

より長い期間の分散安定性を求めるのであれば分散剤を増やす方向で、短い期間でよければ減らす方向で混合比率を調整すれば良い。   If a longer period of dispersion stability is required, the mixing ratio may be adjusted in a direction to increase the dispersing agent, and in a shorter period to decrease the mixing ratio.

[添加剤]
パターン形成に際し、基板への濡れ性向上によるハジキなどの欠陥防止のために加えられる界面活性剤やレベリング材、パターン形成のための塗布や印刷性を良好にすることを目的に加えられる増粘のためのバインダーや流動性調整剤、密着性を付与、安定剤など多種の添加剤などを必要に応じ加えても良い。
[Additive]
During pattern formation, surfactants and leveling materials added to prevent defects such as cissing due to improved wettability to the substrate, and thickeners added to improve coating and printability for pattern formation If necessary, various kinds of additives such as a binder, a fluidity adjusting agent, an adhesive, and a stabilizer may be added.

[金属粒子]
導電性パターンの強度向上、導電性向上や印刷性向上のための粘度増加のために金属粒子を加えても良く、金属の種類としては、金、銀、銅、ニッケル、錫、亜鉛などいずれか一種もしくは二種類以上の粒子を加えることができる。粒子形状は球状、鱗片状、針状、樹枝状、その他多面体であっても良い。
[Metal particles]
Metal particles may be added to improve the strength of the conductive pattern, to increase the viscosity for improving the conductivity or the printability, and as the type of metal, gold, silver, copper, nickel, tin, zinc, etc. One or more particles can be added. The particle shape may be spherical, scaly, needle-like, dendritic, or other polyhedral.

[分散媒]
本実施形態に用いられる分散媒は、分散という観点からは、分散剤のリン酸基を有する有機化合物の溶解が可能なものの中から、分散可能なものを選択する。一方、分散体を用いてパターンを形成するという観点からは、分散媒の揮発性が作業性に影響を与えるため、パターンの形成方法、例えば印刷や塗布の方式に適するものである必要がある。従って、分散媒は分散性と印刷や塗布の作業性に合わせて下記の溶剤から選択すれば良い。
[Dispersion medium]
As the dispersion medium used in the present embodiment, from the viewpoint of dispersion, a dispersible one is selected from those capable of dissolving the organic compound having a phosphate group of the dispersant. On the other hand, from the viewpoint of forming a pattern using a dispersion, since the volatility of the dispersion medium affects the workability, it must be suitable for a pattern forming method, for example, a printing or coating method. Accordingly, the dispersion medium may be selected from the following solvents according to the dispersibility and the workability of printing and coating.

具体例としては、次の材料を挙げることができる。すなわち、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシ−3−メチル−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピ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ブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2−ペンタンジオール、2−メチルペンタン−2,4−ジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、ジエチレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、トリエチレングリコール、トリ−1,2−プロピレングリコール、グリセロール、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、n−ペンタノール、i−ペンタノール、2−メチルブタノール、2−ペンタノール、t−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、2−エチルブタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、2−オクタノール、n−ノニルアルコール、2、6ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3、3、5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール、テルピネオールが挙げられる。これら具体的に記載したもの以外にも、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステル類溶剤、水を分散媒に用いることができる。   The following materials can be given as specific examples. That is, propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-3-methyl-butyl acetate, ethoxyethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene Glycol monomethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2-pentanediol, 2-methylpentane-2,4-diol , 2,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2-ethylhexane-1,3- All, diethylene glycol, hexanediol, octanediol, triethylene glycol, tri-1,2-propylene glycol, glycerol, ethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether Acetate, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, 2-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, 2-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, 1-hexanol, 2-hexano 2-ethylbutanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, 2-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, Examples include cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol, and terpineol. In addition to those specifically described, alcohol, glycol, glycol ether, glycol ester solvents, and water can be used as the dispersion medium.

これらは単独で用いても良いし、複数を混合して用いても良く、印刷方式に応じ蒸発性や、印刷機材、被印刷基板の耐溶剤性を考慮し選択する。ただし、沸点は溶剤の作業性に影響を与える。沸点が低すぎれば揮発が速いため、固形物の析出による欠陥の増加や清掃頻度の増大により作業性が悪化する。したがって、塗布や、ディスペンサー方式では40℃以上とすることが好ましく、インクジェット方式、スクリーン方式、及びオフセット方式では120℃以上とすることが好ましく、150℃以上とすることがより好ましく、200℃以上とすることが更に好ましい。また、温度の上限値は、乾燥の観点から300℃以下とすることが好ましい。   These may be used alone or in combination of two or more, and are selected in consideration of the evaporability and the solvent resistance of the printing equipment and the substrate to be printed according to the printing method. However, the boiling point affects the workability of the solvent. If the boiling point is too low, volatilization is rapid, so that workability is deteriorated due to an increase in defects due to precipitation of solids and an increase in cleaning frequency. Therefore, it is preferable that the temperature is 40 ° C. or higher in the coating or dispenser method, and it is preferable that the temperature is 120 ° C. or higher in the ink jet method, the screen method, and the offset method, more preferably 150 ° C. or higher, and 200 ° C. or higher. More preferably, The upper limit of the temperature is preferably 300 ° C. or less from the viewpoint of drying.

[基板]
本実施形態の酸化銅を分散させたインクを塗布や印刷する基板については、特に制限されるものではないが、材質の一例を下記に記載する。
[substrate]
The substrate on which the ink in which the copper oxide is dispersed according to the present embodiment is applied or printed is not particularly limited, but an example of the material is described below.

基板は、無機材料及び有機材料の別を問わないが、無機材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、石英ガラスなどのガラスや、アルミナなどのセラミック材料が挙げられる。   The substrate may be any of an inorganic material and an organic material. Examples of the inorganic material include glass such as soda lime glass, non-alkali glass, borosilicate glass, and quartz glass, and ceramic material such as alumina.

有機材料としては、高分子材料や、紙が挙げられる。高分子材料としては、樹脂フィルムを用いることができ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ガラス−エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、液晶高分子化合物などを挙げることができる。紙としては、一般的なパルプを原料とした上質紙、中質紙、コート紙、ボール紙、段ボールなどの洋紙やセルロースナノファイバーを原料としたものが挙げられる。紙の場合は、高分子材料を溶解したもの、もしくはゾルゲル材料などを含浸硬化させたものを使うことができる。また、これらの材料は、ラミネートするなど貼り合わせて使用しても良い。   Examples of the organic material include a polymer material and paper. As the polymer material, a resin film can be used. Polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, polysulfone, polycarbonate, polyetherimide, epoxy resin, Examples thereof include phenol resins, glass-epoxy resins, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, acrylic resins, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and liquid crystal polymer compounds. Examples of the paper include high-quality paper, medium-grade paper, coated paper, cardboard, corrugated cardboard, and other Western paper using general pulp as a raw material, and those using cellulose nanofiber as a raw material. In the case of paper, a material obtained by dissolving a polymer material or a material obtained by impregnating and curing a sol-gel material can be used. Further, these materials may be used by laminating or bonding.

更に、これらの上に平滑化層、バリア層、易接着層などとして、高分子材料としては、ポリイミド、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、ポリビニルフェノール、等を単独もしくは組み合わせて使用しても良く、シリカ等の無機材料等の粒子などを混合して用いても良い。また無機系材料としては、シリカ、アルミナなどを、スパッタ法や、蒸着法で形成しても良い。また、ゾルゲル系材料でシリカや、アルミナ系の膜を塗布法で形成することができる。   Furthermore, on these, as a smoothing layer, a barrier layer, an easy adhesion layer, etc., as a polymer material, polyimide, polyurethane, acrylic resin, epoxy, polyvinyl phenol, etc. may be used alone or in combination. And the like may be used by mixing particles such as inorganic materials. Further, as an inorganic material, silica, alumina, or the like may be formed by a sputtering method or an evaporation method. In addition, a sol-gel based material such as silica or alumina based film can be formed by a coating method.

以下、実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the invention is not limited to these examples.

[実施例1]
水3670g、1,2−プロピレングリコール(和光純薬製)1696gの混合溶媒中に、酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)391.5gを溶かした。そして、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)114gを加えて攪拌した後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
[Example 1]
In a mixed solvent of 3670 g of water and 1696 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical), 391.5 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) was dissolved. Then, 114 g of hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and the mixture was stirred, and then separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物200gに、分散剤として、Disperbyk−118(ビッグケミー製)27.6g、界面活性剤としてS−611(セイミケミカル製)6.9g及びエタノール(和光純薬製)455.5gを加え、ホモジナイザーを用いて分散し、インクとした。   27.6 g of Disperbyk-118 (manufactured by Big Chemie) as a dispersant, 6.9 g of S-611 (manufactured by Seimi Chemical) and 455.5 g of ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) were added to 200 g of the obtained precipitate. In addition, the mixture was dispersed using a homogenizer to obtain an ink.

このインクを、PEN基板に、No.4バーを用いてコートし、室温で乾燥し、プラズマ処理用のサンプルとした。   This ink was applied to the PEN substrate by No. The sample was coated using a 4 bar and dried at room temperature to obtain a sample for plasma treatment.

プラズマ処理装置にて、ステージ3の温度を28℃とし、マイクロ波電力を1.50kwとし、チャンバー内へ予め、水素濃度3%、ヘリウム濃度97%に調整したガスと、酸素源として希望する比率となるよう空気とを、合わせて200sccm供給し、チャンバー内圧力を110Paに調整し、前記サンプルを、空気比率(チャンバー内酸素濃度)を違えた条件で、各々2分間処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を、表1に示す。なお、ここに記載したsccmとは、温度0℃、圧力101.3kPaに換算した流量(ml/分)を表すものである。なお、プラズマ処理後のパターンの膜厚は、0.25μmであった。   In the plasma processing apparatus, the temperature of the stage 3 is set to 28 ° C., the microwave power is set to 1.50 kw, and a gas previously adjusted to a hydrogen concentration of 3% and a helium concentration of 97% into a chamber is mixed with a desired ratio as an oxygen source. And a pressure of 110 Pa in the chamber was adjusted, and the sample was treated for 2 minutes under different air ratios (oxygen concentration in the chamber), and the specific resistance was adjusted. It was measured. Table 1 shows the results. The sccm described here indicates a flow rate (ml / min) converted to a temperature of 0 ° C. and a pressure of 101.3 kPa. The thickness of the pattern after the plasma treatment was 0.25 μm.

[比較例1]
実施例1と同様な方法で、プラズマ処理用サンプルを得た。チャンバー内へ空気を導入しないこと以外は、実施例1と同様にして処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を、表1に示す。
[Comparative Example 1]
A sample for plasma treatment was obtained in the same manner as in Example 1. The process was performed in the same manner as in Example 1 except that no air was introduced into the chamber, and the specific resistance was measured. Table 1 shows the results.

Figure 2020004648
Figure 2020004648

以上の結果を、図3に示す。図3から、空気(酸素)をチャンバー内へ導入すると、酸素を導入しない場合と比較して、同じ処理時間では、より抵抗を下げる効果があることが分かった。このことから、所定の抵抗値が要求された場合、プラズマ処理において酸素を導入することにより、酸素を導入しない場合と比較して、処理時間を短縮することが可能であると推定される。また、酸素濃度は、水素濃度より低くすることで、上記インクを良好に導通できることが分かった。   The above results are shown in FIG. From FIG. 3, it was found that introducing air (oxygen) into the chamber has an effect of lowering the resistance for the same processing time as compared with the case where oxygen is not introduced. From this, it is presumed that, when a predetermined resistance value is required, it is possible to shorten the processing time by introducing oxygen in the plasma processing, as compared with the case where oxygen is not introduced. Further, it was found that the ink can be satisfactorily conducted by setting the oxygen concentration lower than the hydrogen concentration.

本発明の導電性パターンは、配線基板、アンテナ、メッシュ方式透明電極、電磁波シールド、電磁波反射、フラットディスプレイ用配線、電極、太陽電池の配線などで用いることができ、生産性の向上に寄与する。   The conductive pattern of the present invention can be used for a wiring board, an antenna, a mesh-type transparent electrode, an electromagnetic wave shield, an electromagnetic wave reflection, a wiring for a flat display, an electrode, a wiring of a solar cell, and the like, and contributes to an improvement in productivity.

1 プラズマ処理装置
2 チャンバー
3 ステージ
4 窓部材
5 マイクロ波発生器
6 導波管
7 被処理物
8 ガス供給口
9 排気口
10 酸素供給口
11 調整バルブ
12 スリット
13 誘電体
14 内圧調整バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 2 Chamber 3 Stage 4 Window member 5 Microwave generator 6 Waveguide 7 Workpiece 8 Gas supply port 9 Exhaust port 10 Oxygen supply port 11 Adjustment valve 12 Slit 13 Dielectric 14 Internal pressure adjustment valve

Claims (6)

酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、減圧されたチャンバー内に収容し、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことを特徴とする導電性パターンの製造方法。   An object to be processed in which a pattern is formed on a substrate using an ink in which copper oxide is dispersed is housed in a decompressed chamber, and plasma treatment is performed in a state where oxygen is present. Production method. 更に、前記チャンバー内に、水素ガスが存在する状態でプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の導電性パターンの製造方法。   2. The method according to claim 1, further comprising performing plasma processing in a state where hydrogen gas is present in the chamber. 前記酸素を、外部から前記チャンバー内に供給することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導電性パターンの製造方法。   The method for producing a conductive pattern according to claim 1, wherein the oxygen is supplied into the chamber from outside. 前記酸化銅は、少なくとも、酸化第一銅を含有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の導電性パターンの製造方法。   The method for manufacturing a conductive pattern according to claim 1, wherein the copper oxide contains at least cuprous oxide. 前記被処理物に、前記酸化第一銅とリン酸基を有する有機化合物と、を含むことを特徴とする請求項4に記載の導電性パターンの製造方法。   The method for producing a conductive pattern according to claim 4, wherein the object to be treated includes the cuprous oxide and an organic compound having a phosphate group. 酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、収容可能なチャンバーと、
前記チャンバー内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記チャンバー内に酸素を供給可能な酸素供給手段と、を有し、
前記被処理物は、減圧下の前記チャンバー内に前記酸素供給手段により前記酸素が供給された状態で、プラズマ処理されることを特徴とするプラズマ処理装置。
An object to be processed in which a pattern is formed on a substrate using an ink in which copper oxide is dispersed, a chamber capable of accommodating the object,
Plasma generating means for generating plasma in the chamber,
Oxygen supply means capable of supplying oxygen into the chamber,
The plasma processing apparatus is characterized in that the object to be processed is subjected to plasma processing in a state where the oxygen is supplied to the chamber under reduced pressure by the oxygen supply unit.
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