JP2022033596A - Article manufacturing method - Google Patents

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元気 米倉
Genki Yonekura
芳則 江尻
Yoshinori Ejiri
高明 納堂
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Abstract

To provide an article manufacturing method in which the conductivity of a sintered body layer, the adhesion of the sintered body layer to a base material, and the insulation reliability between wiring are satisfied at a high level in an article provided with the base material and the sintered body layer formed on the surface thereof.SOLUTION: An article manufacturing method includes the steps of selectively roughening a part of the surface of a base material to obtain a processed base material having a roughened portion that has been roughened and a non-roughened portion that has not been roughened, forming a metal particle-containing layer using a composition containing metal particles so as to cover at least a part of the roughened portion in the processed base material, and sintering the metal particles in the metal particle-containing layer to form a sintered body layer.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an article.

回路パターンの形成方法として、プリンテッドエレクトロニクス法と称される方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。この方法は、金属粒子を含むインク、ペースト等からなるパターンをインクジェット印刷、スクリーン印刷、ディスペンス印刷等によって基材上に形成する工程と、金属粒子を含むパターンを加熱することによって導電性を有する回路パターンを形成する工程とを含む。インク又はペーストに含まれる金属粒子が熱によって焼結して焼結体層となることで導電性が発現する。 As a method for forming a circuit pattern, a method called a printed electronics method is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2). This method consists of a step of forming a pattern consisting of ink containing metal particles, a paste, etc. on a substrate by inkjet printing, screen printing, dispense printing, etc., and a circuit having conductivity by heating the pattern containing metal particles. Includes a step of forming a pattern. Conductivity is exhibited by the metal particles contained in the ink or paste being sintered by heat to form a sintered body layer.

近年、配線の小型軽量化の観点から、Molded Interconnect Devices(以下、「MID」という場合がある。)に注目が集まっている。MIDは、凹凸面、曲面等の三次元形状の面を有する成形体に直接配線が形成された部材であり、例えば、配線上にはんだを用いて電子部品が実装されることにより、種々の分野で利用されている。MIDの形成技術によれば、デバイスのデッドスペースに配線を形成した構造、ハーネスを除去した構造等が作製できるため、車載用部材の軽量化、スマートフォンの小型化等が可能となる。MIDの形成技術の一態様として、Laser Direct Structuring法(以下、「LDS法」という場合がある。)が知られている。LDS法は、金属粒子を含む成形体を製造する工程と、この成形体の表面の回路を形成すべき領域にレーザーを照射することによって金属粒子を導体化させる工程と、成形体表面の導体化した部分に無電解めっきを行うことで回路を形成する工程とを含む。 In recent years, from the viewpoint of reducing the size and weight of wiring, Molded Connect Devices (hereinafter, may be referred to as "MID") has been attracting attention. MID is a member in which wiring is directly formed on a molded body having a three-dimensionally shaped surface such as an uneven surface or a curved surface. For example, electronic components are mounted on the wiring by using solder in various fields. It is used in. According to the MID forming technology, a structure in which wiring is formed in the dead space of the device, a structure in which the harness is removed, and the like can be manufactured, so that it is possible to reduce the weight of the in-vehicle member and the size of the smartphone. As one aspect of the MID forming technique, the Laser Direct Structuring method (hereinafter, may be referred to as “LDS method”) is known. The LDS method includes a step of manufacturing a molded body containing metal particles, a step of irradiating a region on the surface of the molded body to form a circuit with a laser to make the metal particles into a conductor, and a step of making the surface of the molded body into a conductor. It includes a step of forming a circuit by performing electroless plating on the formed portion.

特開2012-072418号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-072418 特開2014-148732号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-148732

プリンテッドエレクトロニクス法においては、回路パターンを構成する焼結体層の基材に対する密着性と焼結体層の導電性とがトレードオフの関係にある。すなわち、焼結体層の密着性を向上させるためのバインダー樹脂を金属粒子とともにインク又はペーストに配合すると、焼結体層の導電性が低下する傾向にある。従来のプリンテッドエレクトロニクス法はこの点において改善の余地がある。 In the printed electronics method, there is a trade-off relationship between the adhesion of the sintered body layer constituting the circuit pattern to the substrate and the conductivity of the sintered body layer. That is, when the binder resin for improving the adhesion of the sintered body layer is blended with the metal particles in the ink or the paste, the conductivity of the sintered body layer tends to decrease. The conventional printed electronics method has room for improvement in this respect.

ところで、本発明者らの検討によると、基材の表面に対して粗化処理を施すことで、粗化処理が施された粗化部上に形成された焼結体層は、基材の粗化部と物理的にかみ合いが増して、密着性が向上することが見出された。 By the way, according to the study by the present inventors, the sintered body layer formed on the roughened portion obtained by subjecting the surface of the base material to the roughened portion is made of the base material. It was found that the physical engagement with the roughened portion was increased and the adhesion was improved.

一方で、本発明者らのさらなる検討によると、以下の問題点が見出された。図4(a)は、粗化処理が基材表面の全部に施された加工基材における焼結体層を模式的に示す断面図であり、図4(b)は、粗化処理が基材表面の一部に施された加工基材における焼結体層を模式的に示す断面図である。すなわち、基材表面の全部に対して粗化処理を施すと、焼結体層を形成しない部分も粗化部2aとなる。粗化部2aは焼結体層との高い密着性を示すが、毛細管現象によって濡れ広がりが起こり易い傾向にある。そのため、焼結体層の前駆体である金属粒子含有層を形成するに際して、例えば、金属粒子を含有する組成物を塗布して焼結部3を形成する場合、所望の部分以外に濡れ広がって、例えば、図4(a)の3aで示すように、線幅が太くなって微細配線を形成し難くなる、焼結後の配線間の絶縁信頼性が低下するという問題が生じることがある(図4(a)、(b)参照)。 On the other hand, further studies by the present inventors have found the following problems. FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing a sintered body layer in a processed substrate in which the roughening treatment is applied to the entire surface of the substrate, and FIG. 4B is a cross-sectional view based on the roughening treatment. It is sectional drawing which shows typically the sintered body layer in the processed base material applied to a part of the material surface. That is, when the entire surface of the base material is roughened, the portion that does not form the sintered body layer also becomes the roughened portion 2a. The roughened portion 2a exhibits high adhesion to the sintered body layer, but tends to wet and spread due to the capillary phenomenon. Therefore, when forming the metal particle-containing layer which is the precursor of the sintered body layer, for example, when the composition containing the metal particles is applied to form the sintered portion 3, the sintered portion 3 is wet and spreads to other than the desired portion. For example, as shown in 3a of FIG. 4A, there may be a problem that the line width becomes thick and it becomes difficult to form fine wiring, and the insulation reliability between the wirings after sintering is lowered (. See FIGS. 4 (a) and 4 (b)).

また、還元性のあるギ酸雰囲気で塗布した金属粒子を含有する組成物を焼成すると、金属粒子とギ酸との反応物である金属含有成分が昇華して塗布部分以外に拡散することがある。このとき、所望の部分以外が粗化処理されていると、昇華した成分が基材に付着し易くなり、焼結後に配線間の絶縁信頼性が低下するという問題が生じることがある。 Further, when the composition containing the metal particles coated in a reducing formic acid atmosphere is fired, the metal-containing component which is a reaction product of the metal particles and formic acid may be sublimated and diffused to other than the coated portion. At this time, if the portion other than the desired portion is roughened, the sublimated component tends to adhere to the base material, which may cause a problem that the insulation reliability between the wirings is lowered after sintering.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、基材と、その表面上に形成された焼結体層とを備える物品において、焼結体層の導電性、基材に対する焼結体層の密着性、及び配線間の絶縁信頼性を高水準で満たす物品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in an article including a base material and a sintered body layer formed on the surface thereof, the conductivity of the sintered body layer and firing on the base material are obtained. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an article which satisfies a high level of adhesion of a body layer and insulation reliability between wirings.

本発明の一側面は、物品の製造方法に関する。当該物品の製造方法は、基材の表面の一部に選択的に粗化処理を施し、粗化処理が施された粗化部と粗化処理が施されていない非粗化部とを有する加工基材を得る工程と、加工基材において、粗化部の少なくとも一部を覆うように、金属粒子を含有する組成物を用いて金属粒子含有層を形成する工程と、金属粒子含有層における金属粒子を焼結させて焼結体層を形成する工程とを備える。 One aspect of the present invention relates to a method of manufacturing an article. The method for producing the article has a roughened portion in which a part of the surface of the base material is selectively roughened and has been roughened, and a non-roughened portion in which the roughened portion has not been applied. In the step of obtaining the processed base material, the step of forming the metal particle-containing layer using the composition containing the metal particles so as to cover at least a part of the roughened portion in the processed base material, and the step of forming the metal particle-containing layer. It includes a step of sintering metal particles to form a sintered body layer.

このような物品の製造方法によれば、基材に対する焼結体層の密着性及び焼結体層の導電性を向上させることができる。また、このような物品の製造方法によれば、基材の表面の一部に選択的に粗化処理を施し、粗化部の少なくとも一部を覆うように、金属粒子を含有する組成物を用いることから、当該組成物の濡れ広がり及び焼成時の金属含有成分の昇華による付着広がりを抑制することができる。そのため、配線間の絶縁信頼性の低下を防ぐことができる。 According to the method for manufacturing such an article, the adhesion of the sintered body layer to the substrate and the conductivity of the sintered body layer can be improved. Further, according to the method for producing such an article, a composition containing metal particles is selected so as to selectively roughen a part of the surface of the base material and cover at least a part of the roughened part. Since it is used, it is possible to suppress the wet spread of the composition and the adhesion spread due to the sublimation of the metal-containing component at the time of firing. Therefore, it is possible to prevent a decrease in insulation reliability between wirings.

本発明によれば、基材と、その表面上に形成された焼結体層とを備える物品において、焼結体層の導電性、基材に対する焼結体層の密着性、及び配線間の絶縁信頼性を高水準で満たす物品の製造方法が提供される。 According to the present invention, in an article including a base material and a sintered body layer formed on the surface thereof, the conductivity of the sintered body layer, the adhesion of the sintered body layer to the base material, and the space between wirings. A method for manufacturing an article that meets a high level of insulation reliability is provided.

図1は、一実施形態に係る物品の製造方法により得られる物品を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an article obtained by the method for producing an article according to an embodiment. 図2(a)、図2(b)、及び図2(c)は、一実施形態に係る物品の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。2 (a), 2 (b), and 2 (c) are cross-sectional views schematically showing a process of a method for manufacturing an article according to an embodiment. 図3(a)及び図3(b)は、一実施形態に係る物品の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views schematically showing a process of a method for manufacturing an article according to an embodiment. 図4(a)は、粗化処理が基材表面の全部に施された加工基材における焼結体層を模式的に示す断面図であり、図4(b)は、粗化処理が基材表面の一部に施された加工基材における焼結体層を模式的に示す断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing a sintered body layer in a processed substrate in which the roughening treatment is applied to the entire surface of the substrate, and FIG. 4B is a cross-sectional view based on the roughening treatment. It is sectional drawing which shows typically the sintered body layer in the processed base material applied to a part of the material surface.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including element steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The same applies to the numerical values and their ranges, and does not limit the present invention.

本明細書において、「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、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目的が達成されれば、当該工程も含まれる。本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。本明細書において、組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。 In the present specification, the term "process" refers to a process that is independent of other processes, and even if the process cannot be clearly distinguished from other processes, if the purpose of the process is achieved, the process is also included. included. In the present specification, the numerical range indicated by using "-" includes the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively. In the numerical range described stepwise in the present specification, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range described stepwise. good. Further, in the numerical range described in the present specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the value shown in the examples. In the present specification, the content or content of each component in the composition refers to the plurality of types present in the composition when a plurality of substances corresponding to the respective components are present in the composition, unless otherwise specified. Means the total content or content of the substances in.

<物品及びその製造方法>
図1は、一実施形態に係る物品の製造方法により得られる物品を示す斜視図である。図2(a)、図2(b)、及び図2(c)は、一実施形態に係る物品の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。図3(a)及び図3(b)は、一実施形態に係る物品の製造方法の工程を模式的に示す断面図である。図1に示すように、物品1は、加工基材2Aと、加工基材2A上に設けられた焼結体層3とを備える。加工基材2Aは、基材2の表面の一部に選択的に粗化処理が施されたものであり、粗化処理が施された粗化部2a及び粗化処理が施されていない非粗化部2bを有している(図2(c)参照)。焼結体層3は、加工基材2Aにおいて、粗化部2aの少なくとも一部を覆うように形成されている(図3(b)参照)。
<Articles and their manufacturing methods>
FIG. 1 is a perspective view showing an article obtained by the method for producing an article according to an embodiment. 2 (a), 2 (b), and 2 (c) are cross-sectional views schematically showing a process of a method for manufacturing an article according to an embodiment. 3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views schematically showing a process of a method for manufacturing an article according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the article 1 includes a processed base material 2A and a sintered body layer 3 provided on the processed base material 2A. In the processed base material 2A, a part of the surface of the base material 2 is selectively roughened, and the roughened portion 2a that has been roughened and the non-roughened portion 2a that has not been roughened. It has a roughened portion 2b (see FIG. 2C). The sintered body layer 3 is formed in the processed base material 2A so as to cover at least a part of the roughened portion 2a (see FIG. 3B).

基材2の形状は、用途等に応じて適宜選択される。基材2は、例えば、凹凸形状等の三次元形状を有する立体物であってよい。基材2は、例えば、金型を用いて樹脂を成型することによって作製されたものである。基材2を構成する樹脂としては、耐熱性が低い樹脂(例えば、後述するガラス転移温度及び/又は5%熱重量減少温度を有する樹脂)であってよく、例えば、熱可塑性樹脂であってよい。熱可塑性樹脂は、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、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶プラスチックなどであってよい。熱可塑性樹脂は、これら2種類以上の混合物又はこれらの分子構造を含む共重合体であってもよい。基材を構成する樹脂は、好ましくはポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及び液晶プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも1種である。 The shape of the base material 2 is appropriately selected depending on the intended use and the like. The base material 2 may be, for example, a three-dimensional object having a three-dimensional shape such as an uneven shape. The base material 2 is produced, for example, by molding a resin using a mold. The resin constituting the base material 2 may be a resin having low heat resistance (for example, a resin having a glass transition temperature and / or a 5% thermogravimetric reduction temperature described later), and may be, for example, a thermoplastic resin. .. The thermoplastic resin may be a polyolefin such as polyethylene, polypropylene or polymethylpentene, polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene resin, polystyrene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, liquid crystal plastic or the like. The thermoplastic resin may be a mixture of two or more kinds thereof or a copolymer containing a molecular structure thereof. The resin constituting the base material is preferably at least one selected from the group consisting of polypropylene, polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene resin, polystyrene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and liquid crystal plastic.

樹脂のガラス転移温度は、150℃以下、120℃以下、又は80℃以下であってよく、30℃以上であってもよい。樹脂のガラス転移温度は、動的粘弾性測定によって測定され、具体的には、例えば、動的粘弾性測定装置を用い、周波数10Hz、昇温速度5℃/分、温度範囲20~260℃の条件で、tanδが最大値を示す温度として測定される。 The glass transition temperature of the resin may be 150 ° C. or lower, 120 ° C. or lower, or 80 ° C. or lower, and may be 30 ° C. or higher. The glass transition temperature of the resin is measured by dynamic viscoelasticity measurement, specifically, for example, using a dynamic viscoelasticity measuring device, a frequency of 10 Hz, a heating rate of 5 ° C./min, and a temperature range of 20 to 260 ° C. Under the condition, tan δ is measured as the temperature showing the maximum value.

樹脂の5%熱重量減少温度は、400℃以下、300℃以下、250℃以下、又は200℃以下であってよい。樹脂の5%熱重量減少温度は、熱重量分析計(TGA)を用いて、窒素雰囲気下で、25℃から昇温速度:5℃/分で昇温させたときに、樹脂の重量が、25℃における(昇温前の)樹脂の重量に対して5重量%減少したときの温度として定義される。 The 5% thermogravimetric reduction temperature of the resin may be 400 ° C. or lower, 300 ° C. or lower, 250 ° C. or lower, or 200 ° C. or lower. The 5% thermal weight reduction temperature of the resin is determined by using a thermogravimetric analyzer (TGA) to increase the weight of the resin from 25 ° C. to a temperature rise rate of 5 ° C./min under a nitrogen atmosphere. It is defined as the temperature when the temperature is reduced by 5% by weight with respect to the weight of the resin (before the temperature rise) at 25 ° C.

基材2は、樹脂以外の成分を含んでいてもよい。基材2は、例えば、耐熱性又は強度向上の観点から、例えば、フィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば、ガラス、シリカ、金属酸化物、カーボン、鉱物等が挙げられる。 The base material 2 may contain components other than the resin. The base material 2 may contain, for example, a filler from the viewpoint of improving heat resistance or strength. Examples of the filler include glass, silica, metal oxides, carbon, minerals and the like.

基材2は、例えば、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、アルミニウム等から構成される電極又は配線を備えていてもよい。電極又は配線は、例えば、基材2の表面又は内部に配置され得る。 The base material 2 may include, for example, an electrode or wiring composed of gold, silver, copper, nickel, palladium, aluminum, or the like. The electrodes or wiring may be arranged, for example, on the surface or inside of the substrate 2.

焼結体層3は、例えば、加工基材2A(基材2)の一面2f側(図1においては上面側)において、粗化部2aの少なくとも一部を覆うように形成されている。すなわち、焼結体層3は、粗化部2aの一部又は全部を覆うように形成されていてもよい。焼結体層3が粗化部2aの全部を覆うように形成されている場合、焼結体層3の一部は非粗化部2b上に形成されていてもよい(図3(b)参照)。 The sintered body layer 3 is formed so as to cover at least a part of the roughened portion 2a on one side 2f side (upper surface side in FIG. 1) of the processed base material 2A (base material 2), for example. That is, the sintered body layer 3 may be formed so as to cover a part or all of the roughened portion 2a. When the sintered body layer 3 is formed so as to cover the entire roughened portion 2a, a part of the sintered body layer 3 may be formed on the non-roughened portion 2b (FIG. 3 (b)). reference).

加工基材2A(基材2)の一面2fは、凹凸面、曲面等の三次元形状を有する面であってよい。焼結体層3は、導電性を有する層であり、例えば、電気回路を形成する配線であってよい(上面から見たときに線状であってよい)。 One surface 2f of the processed base material 2A (base material 2) may be a surface having a three-dimensional shape such as an uneven surface or a curved surface. The sintered body layer 3 is a layer having conductivity, and may be, for example, wiring forming an electric circuit (may be linear when viewed from above).

焼結体層3は、銅の焼結体を含む層であってよい。焼結体層3は、銅粒子を含有する組成物を焼結させることによって得られるものであってよい(詳細は後述)。焼結体層3は、例えば、多孔性の層であってよい。焼結体層3の気孔率は、10%以上、13%以上、又は15%以上であってよく、70%以下、55%以下、又は40%以下であってもよい。焼結体層3の気孔率は、走査型電子顕微鏡、走査型イオン顕微鏡等によって観察した焼結体層3の断面画像を、画像解析ソフトを用いて解析することにより得られる、焼結体層3断面の全面積に対する焼結体が存在しない非導電部分の面積の比率を意味する。 The sintered body layer 3 may be a layer containing a copper sintered body. The sintered body layer 3 may be obtained by sintering a composition containing copper particles (details will be described later). The sintered body layer 3 may be, for example, a porous layer. The porosity of the sintered body layer 3 may be 10% or more, 13% or more, or 15% or more, and may be 70% or less, 55% or less, or 40% or less. The porosity of the sintered body layer 3 is obtained by analyzing a cross-sectional image of the sintered body layer 3 observed with a scanning electron microscope, a scanning ion microscope, or the like using image analysis software. It means the ratio of the area of the non-conductive portion where the sintered body does not exist to the total area of the three cross sections.

焼結体層3は、充分な厚さを有する細線状の配線になり得る。焼結体層3の厚さは、1.0μm以上、5.0μm以上、7.0μm以上又は10.0μm以上であってもよく、200μm以下、100μm以下、60μm以下、50μm以下又は32μm以下であってもよい。焼結体層3の線幅(上面からみたときの焼結体層3(配線)の短手方向(配線が延びる方向と垂直な方向)の長さ)は、5mm以下、3mm以下、1mm以下、0.7mm以下、0.5mm以下、0.4mm以下、0.3mm以下、又は0.2mm以下であってよい。 The sintered body layer 3 can be a fine wire-like wiring having a sufficient thickness. The thickness of the sintered body layer 3 may be 1.0 μm or more, 5.0 μm or more, 7.0 μm or more, or 10.0 μm or more, and may be 200 μm or less, 100 μm or less, 60 μm or less, 50 μm or less, or 32 μm or less. There may be. The line width of the sintered body layer 3 (the length in the lateral direction (direction perpendicular to the direction in which the wiring extends) of the sintered body layer 3 (wiring) when viewed from above) is 5 mm or less, 3 mm or less, and 1 mm or less. , 0.7 mm or less, 0.5 mm or less, 0.4 mm or less, 0.3 mm or less, or 0.2 mm or less.

続いて、図2(a)、図2(b)、及び図2(c)を参照しながら、物品1の製造方法について説明する。当該製造方法は、基材2の表面の一部に選択的に粗化処理を施し、粗化処理が施された粗化部2aと粗化処理が施されていない非粗化部2bとを有する加工基材2Aを得る工程(第1の工程)と、加工基材2Aにおいて、粗化部2aの少なくとも一部を覆うように、金属粒子を含有する組成物を用いて金属粒子含有層3pを形成する工程(第2の工程)と、金属粒子を焼結させて焼結体層3を形成する工程(第3の工程)とを備える。ここで、金属粒子は焼結性金属を含んでいてよく、例えば、銀(Ag)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉄(Fe)等を含んでいてよい。焼結性金属とは、その金属粒子が融点よりも低い温度で加熱されたときに焼結体を形成し得る金属である。以下、焼結性金属が銅である場合を例として詳細に説明をするが、以下の記載において、「銅」を「焼結性を有する他の金属」に置き換えてもよい。 Subsequently, a method for manufacturing the article 1 will be described with reference to FIGS. 2 (a), 2 (b), and 2 (c). In the manufacturing method, a part of the surface of the base material 2 is selectively roughened, and the roughened portion 2a that has been roughened and the non-roughened portion 2b that has not been roughened are formed. A metal particle-containing layer 3p using a composition containing metal particles so as to cover at least a part of the roughened portion 2a in the step of obtaining the processed substrate 2A to have (first step) and the processed substrate 2A. (Second step) and a step (third step) of sintering metal particles to form a sintered body layer 3 are provided. Here, the metal particles may contain a sintered metal, for example, silver (Ag), copper (Cu), palladium (Pd), aluminum (Al), nickel (Ni), zinc (Zn), tin ( Sn), bismuth (Bi), indium (In), iron (Fe) and the like may be contained. The sinterable metal is a metal that can form a sintered body when the metal particles are heated at a temperature lower than the melting point. Hereinafter, the case where the sinterable metal is copper will be described in detail as an example, but in the following description, "copper" may be replaced with "another metal having sinterability".

(第1の工程)
本工程は、基材2を準備し、基材2の表面の一部に選択的に粗化処理を施す工程である。ここで、基材の表面は、金属粒子含有層3p及び焼結体層3が形成される表面(金属粒子含有層3p及び焼結体層3の形成予定表面)を意味し、金属粒子含有層3p及び焼結体層3が配置されない表面は包含されない。図2(a)、(b)は、基材2の一面2f側の表面の一部を粗化処理する工程を示す図であり、基材2の一面2f側の表面の一部を粗化処理する工程(図2(a)、(b)参照)であり、図2(b)は、粗化処理の一例として、レーザー5による粗化処理を示す図である。これらの粗化処理によって、粗化処理が施された粗化部2aと粗化処理が施されていない非粗化部2bとを有する加工基材2Aが得られる(図2(c)参照)。このような加工基材2Aを用いることによって、基材に対する焼結体層の密着性を向上させることができる。
(First step)
This step is a step of preparing the base material 2 and selectively roughening a part of the surface of the base material 2. Here, the surface of the base material means the surface on which the metal particle-containing layer 3p and the sintered body layer 3 are formed (the surface on which the metal particle-containing layer 3p and the sintered body layer 3 are planned to be formed), and the metal particle-containing layer. The surface on which 3p and the sintered layer 3 are not arranged is not included. 2A and 2B are diagrams showing a step of roughening a part of the surface of the base material 2 on the one side 2f side, and roughen a part of the surface of the base material 2 on the one side 2f side. It is a step of processing (see FIGS. 2A and 2B), and FIG. 2B is a diagram showing a roughening process by a laser 5 as an example of the roughening process. By these roughening treatments, a processed base material 2A having a roughened portion 2a that has been roughened and a non-roughened portion 2b that has not been roughened can be obtained (see FIG. 2C). .. By using such a processed base material 2A, the adhesion of the sintered body layer to the base material can be improved.

粗化処理としては、例えば、レーザー照射処理、研磨処理、サンドブラスト処理、ウェットブラスト処理、フレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理等が挙げられる。また、粗化処理は、例えば、凹凸加工された金型による成型処理であってよい。粗化処理は、所望の特性に合わせて任意に選択することができる。粗化処理は、レーザー照射処理、研磨処理、サンドブラスト処理、及びウェットブラスト処理からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよく、微細で選択的な粗化を簡便に行うことができることから、レーザー照射処理であることがより好ましい。 Examples of the roughening treatment include laser irradiation treatment, polishing treatment, sandblasting treatment, wet blasting treatment, frame treatment, corona treatment, plasma treatment and the like. Further, the roughening treatment may be, for example, a molding treatment using a mold having an uneven surface. The roughening treatment can be arbitrarily selected according to the desired characteristics. The roughening treatment may be at least one selected from the group consisting of a laser irradiation treatment, a polishing treatment, a sandblasting treatment, and a wet blasting treatment, and since fine and selective roughening can be easily performed, a laser is used. Irradiation treatment is more preferable.

レーザー照射処理は、基材の所望の部分を選択的に照射することによって、微細で選択的な粗化を簡便に行うことができる。また、レーザーのスポット径は、マイクロメートル単位で調整することができる。そのため、レーザーを用いることによって、例えば、100μm以下の線幅で粗化処理が可能である。また、基材2の一面2fが三次元形状を有している場合でも、選択的に粗化処理を施すことが可能である。 In the laser irradiation treatment, fine and selective roughening can be easily performed by selectively irradiating a desired portion of the substrate. In addition, the spot diameter of the laser can be adjusted in micrometer units. Therefore, by using a laser, for example, roughening treatment can be performed with a line width of 100 μm or less. Further, even when one surface 2f of the base material 2 has a three-dimensional shape, it is possible to selectively perform the roughening treatment.

レーザー照射装置としては、例えば、樹脂又はセラミックスの加工に使用されるレーザーマーカーを使用することができる。レーザーは、例えば、CO2レーザー(波長:10.6μm)、近赤外レーザー(波長:1064nm)、可視光レーザー(波長:532nm)、紫外レーザー(波長:355nm)等を使用することができる。 As the laser irradiation device, for example, a laser marker used for processing resin or ceramics can be used. As the laser, for example, a CO2 laser (wavelength: 10.6 μm), a near infrared laser (wavelength: 1064 nm), a visible light laser (wavelength: 532 nm), an ultraviolet laser (wavelength: 355 nm) and the like can be used.

レーザー照射のパラメータとしては、例えば、レーザー平均出力(W)、周波数(Hz)、スキャン速度(mm/s)等が挙げられる。これらのパラメータは、形成すべき焼結体層3の形状(線又は面)、基材2の材質等に応じて適宜設定することができる。例えば、基材2に向けて所定の条件でレーザーを照射したところ、粗化したい部分よりも広く粗化された場合、レーザー出力を下げる、Qスイッチ周波数を高くする、スキャンスピードを高くする等の手段を講じればよい。なお、本発明者らの検討によると、焼結体層3を面状に形成する場合つまり面状に粗化処理をする場合、線状に粗化部を形成する場合と比較してスキャンスピードを高くすることが好ましい。また、熱伝導性の低い基材を処理する場合、熱伝導性の高い基材と比較してレーザー照射による熱が拡散しにくいことで粗化され易いため、スキャンスピードを高くすることが好ましい。 Examples of the laser irradiation parameters include laser average output (W), frequency (Hz), scan speed (mm / s), and the like. These parameters can be appropriately set according to the shape (line or surface) of the sintered body layer 3 to be formed, the material of the base material 2, and the like. For example, when the base material 2 is irradiated with a laser under predetermined conditions and the laser is coarsened wider than the portion to be roughened, the laser output is lowered, the Q-switch frequency is increased, the scan speed is increased, and the like. You just have to take measures. According to the study by the present inventors, the scan speed is higher when the sintered body layer 3 is formed in a planar shape, that is, in the case where the roughened portion is formed in a planar shape, as compared with the case where the roughened portion is formed in a linear shape. It is preferable to increase the value. Further, when treating a base material having low thermal conductivity, it is preferable to increase the scan speed because the heat generated by laser irradiation is less likely to diffuse and is easily roughened as compared with the base material having high thermal conductivity.

レーザー照射は、レーザーを照射する領域に還元性ガスを吹き付けながら実施してもよいし、このようなガスの吹き付けを行うことなく、空気雰囲気下で実施してもよい。樹脂基材上に既に金属電極が形成されている場合は、金属電極の酸化を抑制するために不活性(例えば、窒素、アルゴン等)又は還元雰囲気下で実施する方が好ましい。 The laser irradiation may be carried out while blowing a reducing gas on the region to be irradiated with the laser, or may be carried out in an air atmosphere without blowing such a gas. When the metal electrode is already formed on the resin base material, it is preferably carried out under an inert atmosphere (for example, nitrogen, argon, etc.) or a reducing atmosphere in order to suppress the oxidation of the metal electrode.

ウェットブラスト、サンドブラスト等はスプレーで研磨剤を吹き付けた部分に対して選択的に粗化処理を施すことができる。微細な処理を行う場合、例えば、基材2に、テープの貼り付け、レジスト膜の露光現像等によって非粗化部2bとなる部分に保護層(マスキング)を配置し、基材2全体に対して粗化処理を施す等の手法が有効である。 In wet blasting, sandblasting and the like, the portion sprayed with the abrasive can be selectively roughened. When performing fine processing, for example, a protective layer (masking) is arranged on the base material 2 to be a non-roughened portion 2b by attaching a tape, exposure development of a resist film, or the like, and the entire base material 2 is covered with a protective layer (masking). A method such as roughening is effective.

研磨は、例えば、研磨紙等を用いて基材の表面を擦ることによって行うことができる。また、研磨は、先端が細長い針のような形状のハンドグラインダー等を使用することによって、1mm幅程度の微細な粗化処理を施すことができる。 Polishing can be performed by rubbing the surface of the base material with, for example, polishing paper or the like. Further, for polishing, a fine roughening treatment having a width of about 1 mm can be performed by using a hand grinder or the like having a shape like a needle having an elongated tip.

例えば、基材2において、非粗化部2bとなる部分に保護層(マスキング)を配置し、保護層が配置されていない部分に上記粗化処理を施すことによって、粗化処理が施された粗化部2aと粗化処理が施されていない非粗化部2bとを有する加工基材2Aを効率よく得ることができる。 For example, in the base material 2, the roughening treatment was performed by arranging a protective layer (masking) on the portion to be the non-roughened portion 2b and performing the roughening treatment on the portion where the protective layer was not arranged. A processed base material 2A having a roughened portion 2a and a non-roughened portion 2b that has not been roughened can be efficiently obtained.

粗化処理は、加工基材2Aの粗化部2aの表面粗さRa(算術平均粗さ(JIS B 0601-2001))が0.05~10.0μmの範囲になるように実施することが好ましい。加工基材2Aの粗化部2aの表面粗さは、良好な密着強度及び配線の断面形状の観点から、0.1~6.0μmであることがより好ましい。 The roughening treatment may be carried out so that the surface roughness Ra (arithmetic mean roughness (JIS B 0601-2001)) of the roughened portion 2a of the processed substrate 2A is in the range of 0.05 to 10.0 μm. preferable. The surface roughness of the roughened portion 2a of the processed base material 2A is more preferably 0.1 to 6.0 μm from the viewpoint of good adhesion strength and the cross-sectional shape of the wiring.

(第2の工程)
本工程は、加工基材2Aにおいて、粗化部2aの少なくとも一部を覆うように、銅粒子を含有する組成物を用いて金属粒子含有層3pを形成する工程である(図3(a)参照)。金属粒子含有層3pは、加工基材2Aの一面2f側の表面に形成される。
(Second step)
This step is a step of forming a metal particle-containing layer 3p using a composition containing copper particles so as to cover at least a part of the roughened portion 2a in the processed base material 2A (FIG. 3A). reference). The metal particle-containing layer 3p is formed on the surface of the processed base material 2A on the one side 2f side.

金属粒子含有層3pは、例えば、エアロゾルジェットを用いた方法によって形成することができる。装置としては、アトマイザーとアトマイザーに連結された吐出ノズルとを備える噴霧装置を用いることができる。このような噴霧装置は、公知の噴射方法が適用される装置をそのまま使用することができる。公知の噴射方法としては、例えば、エアロゾルデポジション法、コールドスプレー法、サーマルスプレー法等が挙げられる。 The metal particle-containing layer 3p can be formed, for example, by a method using an aerosol jet. As the device, a spraying device including an atomizer and a discharge nozzle connected to the atomizer can be used. As such a spraying device, a device to which a known spraying method is applied can be used as it is. Known injection methods include, for example, an aerosol deposition method, a cold spray method, a thermal spray method and the like.

金属粒子含有層3pは、他にもジェットディスペンサーを用いた方法によって形成することができる。装置としては、シリンジとシリンジに連結された吐出ノズルと金属粒子組成物をノズルから吐出させるための可動部を備える塗布装置を用いることができる。このような塗布装置は、公知の塗布方法が適用される装置をそのまま使用することができる。 The metal particle-containing layer 3p can also be formed by a method using a jet dispenser. As the device, a syringe, a discharge nozzle connected to the syringe, and a coating device provided with a movable portion for discharging the metal particle composition from the nozzle can be used. As such a coating device, a device to which a known coating method is applied can be used as it is.

金属粒子含有層3pは、加工基材2Aにおいて、粗化部2aの少なくとも一部を覆うように形成されている。すなわち、金属粒子含有層3pは、粗化部2aの一部又は全部を覆うように形成されていてもよい。金属粒子含有層3pが粗化部2aの全部を覆うように形成されている場合、金属粒子含有層3pの一部は非粗化部2b上に形成されていてもよい(図3(a)参照)。 The metal particle-containing layer 3p is formed in the processed base material 2A so as to cover at least a part of the roughened portion 2a. That is, the metal particle-containing layer 3p may be formed so as to cover a part or all of the roughened portion 2a. When the metal particle-containing layer 3p is formed so as to cover the entire roughened portion 2a, a part of the metal particle-containing layer 3p may be formed on the non-roughened portion 2b (FIG. 3A). reference).

金属粒子含有層3pを上記方法によって形成する場合、加工基材2Aの粗化部2aの全部が覆われるように調整して組成物の噴射又は塗布を行うことが好ましい。このような手法としては、例えば、非粗化部2bとなる部分に保護層(マスキング)を配置し、粗化部2aに対して組成物の噴射又は塗布を行うことが挙げられる。 When the metal particle-containing layer 3p is formed by the above method, it is preferable to adjust the roughened portion 2a of the processed base material 2A so as to cover the entire surface, and then spray or apply the composition. As such a method, for example, a protective layer (masking) is arranged on the portion to be the non-roughened portion 2b, and the composition is sprayed or applied to the roughened portion 2a.

本工程で用いられる組成物(金属焼結体層形成用組成物)は、少なくとも銅粒子を含有しており、例えば分散媒をさらに含有している。銅粒子は、熱伝導率及び焼結性の観点から、主成分として銅を含有する。銅粒子における銅元素の割合は、水素、炭素、酸素を除く全元素を基準として、80原子%以上、90原子%以上、又は95原子%以上であってよい。当該元素割合が80原子%以上であると、銅に由来する熱伝導率及び焼結性が発現し易い傾向にある。 The composition used in this step (composition for forming a metal sintered body layer) contains at least copper particles, and further contains, for example, a dispersion medium. Copper particles contain copper as a main component from the viewpoint of thermal conductivity and sinterability. The ratio of the copper element in the copper particles may be 80 atomic% or more, 90 atomic% or more, or 95 atomic% or more based on all the elements except hydrogen, carbon, and oxygen. When the element ratio is 80 atomic% or more, the thermal conductivity and sinterability derived from copper tend to be easily exhibited.

銅粒子の形状としては、特に制限されないが、例えば、球状、略球状、多面体状、針状、フレーク状、ロッド状等が挙げられる。銅粒子は、少なくともフレーク状の銅粒子を含み、さらに形状の異なる他の銅粒子を含んでいてもよい。異なる形状の銅粒子を含むことによって、形成される配線のひび割れが抑制され、かつ充分な厚さを有する配線を形成し易くなる傾向にある。この理由は必ずしも定かではないが、異なる形状の銅粒子が互いに隙間を補完し、銅粒子同士の融着等による体積減少の全方位的な発生が抑制されるためであると考えられる。これにより、充分な厚さを有する配線においても、ひび割れが抑制されると推察される。形状の異なるものの組み合わせは、特に制限されないが、例えば、フレーク状銅粒子(A1)と球状銅粒子(A2)との組み合わせであることが好ましい。 The shape of the copper particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a substantially spherical shape, a polyhedral shape, a needle shape, a flake shape, and a rod shape. The copper particles include at least flake-shaped copper particles, and may further contain other copper particles having different shapes. By including copper particles having different shapes, cracking of the formed wiring is suppressed, and it tends to be easy to form a wiring having a sufficient thickness. The reason for this is not necessarily clear, but it is considered that the copper particles having different shapes complement each other in the gaps and suppress the omnidirectional generation of volume reduction due to the fusion of the copper particles to each other. As a result, it is presumed that cracks are suppressed even in wiring having a sufficient thickness. The combination of those having different shapes is not particularly limited, but for example, a combination of flake-shaped copper particles (A1) and spherical copper particles (A2) is preferable.

フレーク状銅粒子(A1)のメジアン径は、1.0μm以上である。耐熱性の低い樹脂基材程焼成工程における温度変化による膨張又は収縮、反りの影響が大きくなり配線がひび割れ易い。フレーク状銅粒子のメジアン径が大きい程ひび割れを抑制することができる。この観点から、当該メジアン径は、5.0μm以上又は8.0μm以上であってもよい。当該メジアン径の上限は、良好な低温焼結性及び塗布性を維持し易いという観点から、20.0μmとすることができる。球状銅粒子(A2)のメジアン径は、0.1~2.0μm、0.1~1.2μm、0.1~0.9μm、又は0.1~0.6μmであってもよい。このようなメジアン径を有するフレーク状銅粒子(A1)と球状銅粒子(A2)とを組み合わせることによって、低温での融着性により優れる傾向にある。粒子のメジアン径は、レーザー折式粒度分布計(例えば、サブミクロン粒子アナライザN5 PLUS(ベックマン・コールター社)等)で測定したD50の値(体積分布の累積中央値)を意味する。 The median diameter of the flake-shaped copper particles (A1) is 1.0 μm or more. The lower the heat resistance of the resin base material, the greater the influence of expansion, contraction, and warpage due to temperature changes in the firing process, and the wiring is more likely to crack. The larger the median diameter of the flake-shaped copper particles, the more the cracks can be suppressed. From this point of view, the median diameter may be 5.0 μm or more or 8.0 μm or more. The upper limit of the median diameter can be 20.0 μm from the viewpoint of easily maintaining good low-temperature sinterability and coatability. The median diameter of the spherical copper particles (A2) may be 0.1 to 2.0 μm, 0.1 to 1.2 μm, 0.1 to 0.9 μm, or 0.1 to 0.6 μm. By combining the flake-shaped copper particles (A1) having such a median diameter and the spherical copper particles (A2), the fusion property at a low temperature tends to be more excellent. The median diameter of the particles means the value of D50 (cumulative median value of volume distribution) measured by a laser folding particle size distribution meter (for example, Submicron Particle Analyzer N5 PLUS (Beckman Coulter), etc.).

組成物中の、フレーク状銅粒子(A1)の含有量に対する球状銅粒子(A2)の含有量の割合(球状銅粒子(A2)の含有量/フレーク状銅粒子(A1)の含有量)は、0.25~4.0、0.3~3.0、又は0.4~2.5であってもよい。フレーク状銅粒子(A1)の含有量に対する球状銅粒子(A2)の含有量がこのような範囲であると、ひび割れがより抑制される傾向にある。 The ratio of the content of the spherical copper particles (A2) to the content of the flake-shaped copper particles (A1) in the composition (content of the spherical copper particles (A2) / content of the flake-shaped copper particles (A1)) is , 0.25 to 4.0, 0.3 to 3.0, or 0.4 to 2.5. When the content of the spherical copper particles (A2) is in such a range with respect to the content of the flake-shaped copper particles (A1), cracking tends to be more suppressed.

銅粒子の含有量は、組成物全質量100質量部に対して、20~90質量部であってもよい。銅粒子の含有量は、30質量部以上、40質量部以上、又は50質量部以上であってもよい。銅粒子の含有量が、組成物全質量100質量部に対して、20質量部以上であると、より充分な厚みを有する配線を形成できる傾向にある。銅粒子の含有量は、85質量部以下、80質量部以下、75質量部以下、70質量部以下、又は65質量部以下であってもよい。銅粒子の含有量が、組成物全質量100質量部に対して、85質量部以下であると、装置からの吐出性により優れる傾向にある。 The content of the copper particles may be 20 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total mass of the composition. The content of the copper particles may be 30 parts by mass or more, 40 parts by mass or more, or 50 parts by mass or more. When the content of the copper particles is 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total mass of the composition, there is a tendency that wiring having a sufficient thickness can be formed. The content of the copper particles may be 85 parts by mass or less, 80 parts by mass or less, 75 parts by mass or less, 70 parts by mass or less, or 65 parts by mass or less. When the content of the copper particles is 85 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the composition, the ejection property from the apparatus tends to be more excellent.

一実施形態として、銅粒子は、銅を含むコア粒子とコア粒子の表面の少なくとも一部を被覆する有機物とを有する銅含有粒子であってもよい。銅含有粒子は、例えば、銅を含むコア粒子と、コア粒子の表面の少なくとも一部に存在するアルキルアミンに由来する物質を含む有機物と、を有していてよい。当該アルキルアミンは、炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンであってよい。この銅含有粒子は、有機物を構成するアルキルアミンの炭化水素基の鎖長が比較的短いため、比較的低い温度(例えば、150℃以下)でも熱分解し、コア粒子同士が融着し易い。このような銅含有粒子としては、例えば、特開2016-037627号公報に記載の銅含有粒子を好適に用いることができる。なお、優れた導電性を達成する観点から、焼結体層3には有機物は残存していないことが好ましく、焼結体層3における有機物の含有量は好ましくは3質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下である。本実施形態に係る製造方法によれば焼結体層3がバインダー樹脂(有機物)を含んでいなくても、焼結体層3の基材2に対する優れた密着性を達成できる。 In one embodiment, the copper particles may be copper-containing particles having core particles containing copper and an organic substance covering at least a part of the surface of the core particles. The copper-containing particles may include, for example, copper-containing core particles and an organic substance containing a substance derived from an alkylamine present on at least a part of the surface of the core particles. The alkylamine may be an alkylamine having 7 or less carbon atoms in the hydrocarbon group. Since the copper-containing particles have a relatively short chain length of the hydrocarbon group of the alkylamine constituting the organic substance, they are thermally decomposed even at a relatively low temperature (for example, 150 ° C. or lower), and the core particles are easily fused to each other. As such copper-containing particles, for example, the copper-containing particles described in JP-A-2016-037627 can be preferably used. From the viewpoint of achieving excellent conductivity, it is preferable that no organic matter remains in the sintered body layer 3, and the content of the organic matter in the sintered body layer 3 is preferably 3% by mass or less. It is preferably 1% by mass or less. According to the manufacturing method according to the present embodiment, even if the sintered body layer 3 does not contain a binder resin (organic substance), excellent adhesion of the sintered body layer 3 to the base material 2 can be achieved.

有機物は、炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンを含んでいてもよい。炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミンは、例えば、1級アミン、2級アミン、アルキレンジアミン等であってよい。1級アミンとしては、エチルアミン、2-エトキシエチルアミン、プロピルアミン、3-エトキシプロピルアミン、ブチルアミン、4-メトキシブチルアミン、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。2級アミンとしては、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。アルキレンジアミンとしては、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。 The organic substance may contain an alkylamine having 7 or less carbon atoms in the hydrocarbon group. The alkylamine having 7 or less carbon atoms in the hydrocarbon group may be, for example, a primary amine, a secondary amine, an alkylenediamine or the like. Examples of the primary amine include ethylamine, 2-ethoxyethylamine, propylamine, 3-ethoxypropylamine, butylamine, 4-methoxybutylamine, isobutylamine, pentylamine, isopentylamine, hexylamine, cyclohexylamine, heptylamine and the like. be able to. Examples of the secondary amine include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, ethylpropylamine, ethylpentylamine and the like. Examples of the alkylenediamine include ethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediamine, N, N-diethylethylenediamine, N, N'-diethylethylenediamine, 1,3-propanediamine, and 2,2-dimethyl-. 1,3-Propane diamine, 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, 1,7-diaminoheptane and the like can be mentioned. ..

コア粒子の表面の少なくとも一部を被覆する有機物は、炭化水素基の炭素数が7以下であるアルキルアミン以外の有機物を含んでいてもよい。有機物全体に対する炭化水素基の炭素数が7以下である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 organic substance that covers at least a part of the surface of the core particles may contain an organic substance other than the alkylamine having 7 or less carbon atoms in the hydrocarbon group. The ratio of the alkylamine having 7 or less carbon atoms in the hydrocarbon group to the whole organic substance is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and further preferably 70% by mass or more. preferable.

コア粒子の表面の少なくとも一部を被覆する有機物は、その割合がコア粒子及び有機物の合計に対して0.1~20質量%であることが好ましい。有機物の割合が0.1質量%以上であると、充分な耐酸化性が得られる傾向にある。有機物の割合が20質量%以下であると、低温での導体化が達成され易くなる傾向にある。コア粒子及び有機物の合計に対する有機物の割合は0.3~10質量%であることがより好ましく、0.5~5質量%であることがさらに好ましい。 The proportion of the organic matter covering at least a part of the surface of the core particles is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to the total of the core particles and the organic matter. When the proportion of organic matter is 0.1% by mass or more, sufficient oxidation resistance tends to be obtained. When the proportion of organic matter is 20% by mass or less, it tends to be easy to achieve conductor formation at a low temperature. The ratio of the organic matter to the total of the core particles and the organic matter is more preferably 0.3 to 10% by mass, further preferably 0.5 to 5% by mass.

銅含有粒子は、少なくとも銅を含み、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、還元性化合物又は有機物、酸化物、塩化物等を挙げることができる。導電性に優れる導体を形成する観点からは、銅含有粒子中の銅の含有率は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。銅含有粒子の製造方法は特に制限されない。製造方法としては、例えば、特開2016-037626号公報に開示される銅含有粒子の製造方法が挙げられる。 The copper-containing particles contain at least copper and may contain other substances as needed. Examples of other substances include metals such as gold, silver, platinum, tin and nickel, compounds containing these metal elements, reducing compounds or organic substances, oxides, chlorides and the like. From the viewpoint of forming a conductor having excellent conductivity, the content of copper in the copper-containing particles is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more. Is even more preferable. The method for producing the copper-containing particles is not particularly limited. Examples of the production method include a method for producing copper-containing particles disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-0376226.

分散媒は、特に制限されずに、導電インク、導電ペースト等の製造に一般に用いられる有機溶剤から用途に応じて適宜選択できる。分散媒は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。粘度調整の観点から、分散媒は、テルピネオール、イソボルニルシクロヘキサノール、ジヒドロテルピネオール、ジヒドロテルピネオールアセテート、エタノール、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、ノナノール、デカノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリブチリン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル等であってよい。分散媒の含有量は、銅粒子100質量部に対して、1質量部以上、3質量部以上、又は5質量部以上であってよく、300質量部以下、200質量部以下、又は150質量部以下であってよい。 The dispersion medium is not particularly limited and may be appropriately selected from organic solvents generally used for producing conductive inks, conductive pastes and the like, depending on the intended use. As the dispersion medium, one type may be used alone or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of viscosity adjustment, the dispersion medium is terpineol, isobornylcyclohexanol, dihydroterpineol, dihydroterpineol acetate, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, ethylene glycol, propylene glycol, Diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, tributyrin, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate and the like may be used. The content of the dispersion medium may be 1 part by mass or more, 3 parts by mass or more, or 5 parts by mass or more, and 300 parts by mass or less, 200 parts by mass or less, or 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copper particles. It may be as follows.

組成物は、必要に応じて、銅粒子及び分散媒以外のその他の成分をさらに含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、シランカップリング剤、高分子化合物(樹脂)、ラジカル開始剤、還元剤、レオロジー調整剤等が挙げられる。また、その他の成分としては、銅粒子以外のその他の金属粒子が挙げられる。その他の金属粒子としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、錫、ビスマス、インジウム、亜鉛、鉄、銀、金、パラジウム、白金等の粒子が挙げられる。その他の金属粒子の含有量は、充分な接合性を得る観点から、組成物に含まれる金属粒子の全質量を基準として、20質量%未満であってよく、10質量%以下であってもよい。その他の金属粒子が含まれる場合、銅粒子の含有量を基準として設定される分散媒の含有量等は、銅粒子及び金属粒子の含有量を基準として設定することができる。 The composition may further contain other components other than the copper particles and the dispersion medium, if necessary. Examples of other components include a silane coupling agent, a polymer compound (resin), a radical initiator, a reducing agent, a rheology adjuster, and the like. In addition, examples of other components include other metal particles other than copper particles. Examples of other metal particles include particles such as aluminum, nickel, tin, bismuth, indium, zinc, iron, silver, gold, palladium, and platinum. The content of the other metal particles may be less than 20% by mass and may be 10% by mass or less based on the total mass of the metal particles contained in the composition from the viewpoint of obtaining sufficient bondability. .. When other metal particles are included, the content of the dispersion medium set based on the content of the copper particles can be set based on the content of the copper particles and the metal particles.

組成物の25℃における粘度は、組成物の使用方法に応じて適宜設定することができ、例えば、10~100000mPa・s、100~80000mPa・s、500~60000mPa・s、又は1000~40000mPa・sであってよい。組成物の25℃における粘度は、E型粘度計(東機産業株式会社製、製品名:VISCOMETER-TV22、適用コーンプレート型ロータ:3°×R17.65)を用いて測定される25℃における粘度を意味する。 The viscosity of the composition at 25 ° C. can be appropriately set depending on the method of use of the composition, for example, 10 to 100,000 mPa · s, 100 to 80,000 mPa · s, 500 to 60,000 mPa · s, or 1000 to 40,000 mPa · s. May be. The viscosity of the composition at 25 ° C. is measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., product name: VISCOMETER-TV22, applicable cone plate type rotor: 3 ° × R17.65). Means viscosity.

組成物の製造方法は、特に限定されずに、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、銅粒子及び分散媒、並びに必要に応じてその他の成分を分散処理することで調製することができる。分散処理は、石川式撹拌機、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、シルバーソン撹拌機等のキャビテーション撹拌装置、アルテマイザー等の対向衝突法など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。 The method for producing the composition is not particularly limited, and a method usually used in the art can be used. For example, it can be prepared by dispersing copper particles and a dispersion medium, and if necessary, other components. Dispersion processing includes media dispersers such as Ishikawa stirrer, rotating and revolving stirrer, ultra-thin high-speed rotary disperser, roll mill, ultrasonic disperser, bead mill, and cavitation stirrer such as homomixer and Silberson stirrer. An opposed collision method such as an ultimateizer can be used. Moreover, you may use these methods in combination as appropriate.

(第3の工程)
本工程は、金属粒子含有層3pにおける金属粒子を焼結させて焼結体層3を形成する工程である(図3(b)参照)。ここでは、金属粒子含有層3pの加熱により、有機物が熱分解し、かつ、金属粒子同士が融着して、焼結体層3が形成される。焼結体層3は、導体化された層(すなわち、導体層)といえる。これにより、物品1を得ることができる。焼結のための加熱温度は、例えば、250℃以下、230℃以下、210℃以下であってもよく、100℃以上、110℃以上、又は120℃以上であってもよい。このような低温での焼結であれば、基材2及び加工基材2Aの耐熱性が充分でない場合であっても、基材2及び加工基材2Aの損傷を伴わずに焼結体層3を形成することができる。焼結のための加熱温度は、通常、100℃以上である。特に、銅を含むコア粒子とコア粒子の表面の少なくとも一部を被覆する有機物とを有する銅含有粒子を用いる場合、低温での導体化が可能であるため、導体層を形成するための加熱温度は、200℃以下、又は180℃以下であってもよい。
(Third step)
This step is a step of sintering the metal particles in the metal particle-containing layer 3p to form the sintered body layer 3 (see FIG. 3B). Here, by heating the metal particle-containing layer 3p, the organic matter is thermally decomposed and the metal particles are fused to each other to form the sintered body layer 3. The sintered body layer 3 can be said to be a conductor layer (that is, a conductor layer). Thereby, the article 1 can be obtained. The heating temperature for sintering may be, for example, 250 ° C. or lower, 230 ° C. or lower, 210 ° C. or lower, 100 ° C. or higher, 110 ° C. or higher, or 120 ° C. or higher. In the case of sintering at such a low temperature, even if the heat resistance of the base material 2 and the processed base material 2A is not sufficient, the sintered body layer is not damaged by the base material 2 and the processed base material 2A. 3 can be formed. The heating temperature for sintering is usually 100 ° C. or higher. In particular, when copper-containing particles having a core particle containing copper and an organic substance covering at least a part of the surface of the core particle are used, the conductor can be formed at a low temperature, so that the heating temperature for forming the conductor layer is obtained. May be 200 ° C. or lower, or 180 ° C. or lower.

焼結のための加熱温度は、一定であっても、規則的又は不規則に変化させてもよい。加熱の時間は特に制限されず、加熱温度、加熱雰囲気、銅含有粒子の量等を考慮して選択できる。加熱方法は、特に制限されないが、例えば、熱板、赤外ヒータ、又はパルスレーザによる加熱であってもよい。 The heating temperature for sintering may be constant, or may be changed regularly or irregularly. The heating time is not particularly limited and can be selected in consideration of the heating temperature, the heating atmosphere, the amount of copper-containing particles, and the like. The heating method is not particularly limited, and may be, for example, heating by a hot plate, an infrared heater, or a pulse laser.

金属粒子含有層3pが加熱される雰囲気は、特に制限されないが、窒素、アルゴン等を含む不活性雰囲気であってもよく、水素、ギ酸等の還元性物質を含む還元雰囲気であってもよい。圧力は特に制限されないが、減圧雰囲気で金属粒子含有層3pを加熱することで、より低温での導体化が促進される傾向がある。 The atmosphere in which the metal particle-containing layer 3p is heated is not particularly limited, but may be an inert atmosphere containing nitrogen, argon, or the like, or a reducing atmosphere containing a reducing substance such as hydrogen or formic acid. The pressure is not particularly limited, but heating the metal particle-containing layer 3p in a reduced pressure atmosphere tends to promote conductor formation at a lower temperature.

低温焼成という点では特にギ酸を含む還元雰囲気が好ましい。 In terms of low-temperature firing, a reducing atmosphere containing formic acid is particularly preferable.

焼結体層(導体層)を有する物品を製造する方法は、必要に応じてその他の工程をさらに有していてもよい。その他の工程としては、例えば、金属粒子含有層3pの金属粒子の焼結のための加熱の前に、金属粒子含有層3p中の揮発成分の少なくとも一部を除去する工程、金属粒子含有層3pの金属粒子を焼結した後、形成された焼結体層(導体層)を還元雰囲気下でさらに加熱して、焼結体層(導体層)に含まれる酸化物(酸化銅)を還元する工程、焼結体層(導体層)の光焼成により、焼結体層(導体層)中の残存成分を除去する工程、焼結体層(導体層)に対して荷重を印加する工程等が挙げられる。 The method for producing an article having a sintered body layer (conductor layer) may further include other steps, if necessary. Other steps include, for example, a step of removing at least a part of volatile components in the metal particle-containing layer 3p before heating for sintering the metal particles of the metal particle-containing layer 3p, a step of removing the metal particle-containing layer 3p. After sintering the metal particles of the above, the formed sintered body layer (conductor layer) is further heated in a reducing atmosphere to reduce the oxide (copper oxide) contained in the sintered body layer (conductor layer). Steps, a step of removing residual components in the sintered body layer (conductor layer) by light firing of the sintered body layer (conductor layer), a step of applying a load to the sintered body layer (conductor layer), etc. Can be mentioned.

物品1は、MID(成形回路部品、立体成形回路部品、三次元成形回路部品等とも呼ばれることがある。)として好適に用いることができる。具体的には、物品1は、スマートフォンアンテナ、車載用配線、積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ、トランジスタ、半導体パッケージ、積層セラミックコンデンサ等として好適に使用される。物品1は、電気配線、放熱膜、表面被覆膜等の部材として利用することもできる。 Article 1 can be suitably used as an MID (sometimes also referred to as a molding circuit component, a three-dimensional molding circuit component, a three-dimensional molding circuit component, or the like). Specifically, the article 1 is suitably used as a smartphone antenna, in-vehicle wiring, a laminated board, a solar cell panel, a display, a transistor, a semiconductor package, a laminated ceramic capacitor and the like. The article 1 can also be used as a member such as an electric wiring, a heat radiating film, and a surface covering film.

本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、材料コストが低いという利点はあるものの、酸化され易い銅粒子を金属粒子として使用する場合を例示したが、銅粒子の代わりに、銀粒子、銀-銅粒子、銀-パラジウム粒子、錫粒子、錫ビスマス粒子、アルミニウム粒子又はニッケル粒子を使用してもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where copper particles that are easily oxidized are used as metal particles, although they have the advantage of low material cost, has been exemplified. However, instead of copper particles, silver particles, silver-copper particles, and silver are exemplified. -Palladium particles, tin particles, tin bismuth particles, aluminum particles or nickel particles may be used.

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<組成物の調製>
以下に示す銅粒子(A)70質量部と、以下に示す有機溶剤(B)30質量部とを混合し、金属焼結体層形成用組成物を調製した。なお、銅粒子のメジアン径(D50)は、サブミクロン粒子アナライザN5 PLUS(ベックマン・コールター社)を用いて測定した。
<Preparation of composition>
70 parts by mass of the copper particles (A) shown below and 30 parts by mass of the organic solvent (B) shown below were mixed to prepare a composition for forming a metal sintered body layer. The median diameter (D50) of the copper particles was measured using a submicron particle analyzer N5 PLUS (Beckman Coulter).

(銅粒子(A))
銅粒子(A)として、フレーク状銅粒子(A1)と球状銅粒子(A2)とを30:70(質量比)で混合したもの(フレーク状銅粒子(A1)の含有量に対する球状銅粒子(A2)の含有量の割合(球状銅粒子(A2)の含有量/フレーク状銅粒子(A1)の含有量):2.3)を用いた。
フレーク状銅粒子(A1):製品名:3L3N、福田金属箔粉工業株式会社、メジアン径(D50):5.0μm
球状銅粒子(A2):製品名:CH0200、三井金属鉱業株式会社、メジアン径(D50):0.15μm
(Copper particles (A))
As the copper particles (A), flake-shaped copper particles (A1) and spherical copper particles (A2) are mixed at a ratio of 30:70 (mass ratio) (spherical copper particles (spherical copper particles) with respect to the content of the flake-shaped copper particles (A1). The ratio of the content of A2) (content of spherical copper particles (A2) / content of flake-shaped copper particles (A1): 2.3) was used.
Flake-shaped copper particles (A1): Product name: 3L3N, Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd., Mediane diameter (D50): 5.0 μm
Spherical copper particles (A2): Product name: CH0200, Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Mediane diameter (D50): 0.15 μm

(有機溶剤(B))
有機溶剤として、テルピネオール70質量部と、トリブチリン30質量部とを混合したものを使用した。
(Organic solvent (B))
As the organic solvent, a mixture of 70 parts by mass of terpineol and 30 parts by mass of tributyrin was used.

[実施例1]
<加工基材の作製>
ポリプロピレン(PP)基板(サイズ:30mm×30mm)を用意し、PP基板に対して、粗化処理を施した。具体的には、基板上に2mm幅のテープを2mm間隔おきにマスキングし、耐水研磨紙(三共理化学株式会社製、粒度#120)を用いてマスキングしてない基材表面を擦って粗化部と非粗化部とを有する加工基材を得た。加工基材の粗化部の表面粗さRaは4.7μmであった。
[Example 1]
<Preparation of processed base material>
A polypropylene (PP) substrate (size: 30 mm × 30 mm) was prepared, and the PP substrate was roughened. Specifically, 2 mm wide tape is masked on the substrate at 2 mm intervals, and the surface of the unmasked substrate is rubbed with water-resistant abrasive paper (manufactured by Sankyo Rikagaku Co., Ltd., particle size # 120) to roughen the surface. And a processed substrate having a non-roughened portion was obtained. The surface roughness Ra of the roughened portion of the processed substrate was 4.7 μm.

<金属粒子含有層の形成>
得られたマスキングされたままの加工基材において、上記組成物を、粗化部が覆われるようにスキージを用いて塗布した。テープの厚さ分だけ、加工基材上に組成物が残存するように調整した。続いて、テープを剥がし、組成物を塗布した加工基材を90℃の温度条件で5分間乾燥させて、金属粒子含有層を形成した。
<Formation of metal particle-containing layer>
In the obtained processed substrate as it was masked, the above composition was applied using a squeegee so as to cover the roughened portion. The composition was adjusted so that the composition remained on the processed substrate by the thickness of the tape. Subsequently, the tape was peeled off, and the processed substrate coated with the composition was dried at a temperature of 90 ° C. for 5 minutes to form a metal particle-containing layer.

<焼結層の形成>
続いて、金属粒子含有層を備える加工基材を、3%ギ酸含有の窒素雰囲気中、昇温速度6℃/分で110℃まで昇温し、110℃で60分間保持する条件で加熱した。これにより、実施例1の物品を得た。
<Formation of sintered layer>
Subsequently, the processed substrate provided with the metal particle-containing layer was heated in a nitrogen atmosphere containing 3% formic acid under the condition that the temperature was raised to 110 ° C. at a heating rate of 6 ° C./min and held at 110 ° C. for 60 minutes. As a result, the article of Example 1 was obtained.

[比較例1-1]
粗化処理を施していないPP基板(サイズ:30mm×30mm)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1-1の物品を得た。
[Comparative Example 1-1]
The article of Comparative Example 1-1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a PP substrate (size: 30 mm × 30 mm) that had not been roughened was used.

[比較例1-2]
マスキングをしないで粗化処理を表面の全部に施したPP基板(サイズ:30mm×30mm)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1-2の物品を得た。
[Comparative Example 1-2]
The article of Comparative Example 1-2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a PP substrate (size: 30 mm × 30 mm) which had been roughened on the entire surface without masking was used.

[実施例2]
<加工基材の作製>
PP基板(サイズ:30mm×30mm)を用意し、研磨紙で線幅1mmの線状に1mm間隔で粗化処理を施し、粗化部と非粗化部とを有する加工基材を得た。
[Example 2]
<Preparation of processed base material>
A PP substrate (size: 30 mm × 30 mm) was prepared and roughened with abrasive paper in a linear shape with a line width of 1 mm at 1 mm intervals to obtain a processed substrate having a roughened portion and a non-roughened portion.

<金属粒子含有層の形成>
得られた加工基材において、上記組成物を、粗化部が覆われるようにジェットディスペンサーを用いて線幅1mmの線状に塗布し、金属粒子含有層を形成した。
<Formation of metal particle-containing layer>
In the obtained processed substrate, the above composition was applied linearly with a line width of 1 mm using a jet dispenser so as to cover the roughened portion, and a metal particle-containing layer was formed.

<焼結層の形成>
実施例1と同様にして、焼結層を形成し、実施例2の物品を得た。
<Formation of sintered layer>
A sintered layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain the article of Example 2.

[比較例2]
研磨紙を用いて粗化処理を表面の全部に施したPP基板(サイズ:30mm×30mm)を用いた以外は、実施例2と同様にして、比較例2の物品を得た。
[Comparative Example 2]
The article of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 2 except that a PP substrate (size: 30 mm × 30 mm) which had been roughened on the entire surface using abrasive paper was used.

[実施例3]
<加工基材の作製>
ポリプロピレン(PP)ケース(サイズ:70mm×100mm×30mm)を用意した。PPケースの表面に対して、実施例2と同様にして粗化処理を施し、隣り合う2面に対してL字状の粗化部とそれ以外の非粗化部とを有する加工基材を得た。
[Example 3]
<Preparation of processed base material>
A polypropylene (PP) case (size: 70 mm × 100 mm × 30 mm) was prepared. The surface of the PP case is roughened in the same manner as in Example 2, and a processed base material having an L-shaped roughened portion and other non-roughened portions on two adjacent surfaces is provided. Obtained.

<金属粒子含有層の形成>
得られた加工基材において、上記組成物を、粗化部が覆われるようにジェットディスペンサーを用いて線幅1mmの線状に塗布し、金属粒子含有層を形成した。なお、PPケースにおいては、隣り合う2面に対して連続的に塗布し、L字状の金属粒子含有層を形成した。
<Formation of metal particle-containing layer>
In the obtained processed substrate, the above composition was applied linearly with a line width of 1 mm using a jet dispenser so as to cover the roughened portion, and a metal particle-containing layer was formed. In the PP case, the coating was continuously applied to two adjacent surfaces to form an L-shaped metal particle-containing layer.

<焼結層の形成>
実施例1と同様にして、焼結層を形成し、実施例3の物品を得た。
<Formation of sintered layer>
A sintered layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain the article of Example 3.

[比較例3-1]
粗化処理を施していないPPケース(サイズ:70mm×100mm×30mm)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例3-1の物品を得た。
[Comparative Example 3-1]
The article of Comparative Example 3-1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a PP case (size: 70 mm × 100 mm × 30 mm) which had not been roughened was used.

[比較例3-2]
研磨紙を用いて粗化処理を表面の全部に施したPPケース(サイズ:70mm×100mm×30mm)を用いた以外は、実施例3と同様にして、比較例3-2の物品を得た。
[Comparative Example 3-2]
The article of Comparative Example 3-2 was obtained in the same manner as in Example 3 except that a PP case (size: 70 mm × 100 mm × 30 mm) which had been roughened using abrasive paper was used. ..

[実施例4]
<加工基材の作製>
PPケース(サイズ:70mm×100mm×30mm)を用意した。PPケースの表面に対して、レーザー照射処理によって線幅1mmの線状に1mm間隔で粗化処理を施し、隣り合う2面に対してL字状の粗化部とそれ以外の非粗化部とを有する加工基材を得た。なお、レーザー照射装置として、ファイバーレーザー加工機(株式会社群協製作所製、GunyucutGT1300R)を用い、以下の条件でレーザーの照射を行った。
・レーザー:近赤外レーザー(波長:1.07μm)
・レーザー平均出力:18W
・周波数:500Hz
・スキャンスピード:500~4000mm/s
・レーザー照射雰囲気:大気
[Example 4]
<Preparation of processed base material>
A PP case (size: 70 mm × 100 mm × 30 mm) was prepared. The surface of the PP case is roughened in a linear line with a line width of 1 mm at 1 mm intervals by laser irradiation treatment, and an L-shaped roughened portion and other non-roughened portions are applied to two adjacent surfaces. A processed substrate having the above was obtained. A fiber laser processing machine (GunyucutGT1300R, manufactured by Gunkyo Seisakusho Co., Ltd.) was used as a laser irradiation device, and laser irradiation was performed under the following conditions.
-Laser: Near infrared laser (wavelength: 1.07 μm)
・ Laser average output: 18W
・ Frequency: 500Hz
・ Scan speed: 500-4000 mm / s
・ Laser irradiation atmosphere: Atmosphere

<金属粒子含有層の形成>
得られた加工基材において、上記組成物を、粗化部が覆われるようにジェットディスペンサーを用いて線幅1mmの線状に塗布し、金属粒子含有層を形成した。なお、PPケースにおいては、隣り合う2面に対して連続的に塗布し、L字状の金属粒子含有層を形成した。
<Formation of metal particle-containing layer>
In the obtained processed substrate, the above composition was applied linearly with a line width of 1 mm using a jet dispenser so as to cover the roughened portion, and a metal particle-containing layer was formed. In the PP case, the coating was continuously applied to two adjacent surfaces to form an L-shaped metal particle-containing layer.

<焼結層の形成>
実施例1と同様にして、焼結層を形成し、実施例4の物品を得た。
<Formation of sintered layer>
A sintered layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain the article of Example 4.

[比較例4]
同様のレーザー照射処理による粗化処理を表面の全部に施したPPケース(サイズ:70mm×100mm×30mm)を用いた以外は、実施例4と同様にして、比較例4の物品を得た。
[Comparative Example 4]
The article of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 4 except that a PP case (size: 70 mm × 100 mm × 30 mm) which had been subjected to the same roughening treatment by laser irradiation treatment on the entire surface was used.

[実施例5]
<加工基材の作製>
ポリフェニレンサルファイド(PPS)基板(サイズ:30mm×30mm)を用意した。PPS基板の表面に対して、実施例4と同様にして粗化処理を施し、粗化部と非粗化部とを有する加工基材を得た。
[Example 5]
<Preparation of processed base material>
A polyphenylene sulfide (PPS) substrate (size: 30 mm × 30 mm) was prepared. The surface of the PPS substrate was roughened in the same manner as in Example 4 to obtain a processed substrate having a roughened portion and a non-roughened portion.

<金属粒子含有層の形成>
得られた加工基材において、上記組成物を、粗化部が覆われるようにジェットディスペンサーを用いて線幅1mmの線状に塗布し、金属粒子含有層を形成した。
<Formation of metal particle-containing layer>
In the obtained processed substrate, the above composition was applied linearly with a line width of 1 mm using a jet dispenser so as to cover the roughened portion, and a metal particle-containing layer was formed.

<焼結層の形成>
実施例1と同様にして、焼結層を形成し、実施例4の物品を得た。
<Formation of sintered layer>
A sintered layer was formed in the same manner as in Example 1 to obtain the article of Example 4.

[比較例5]
同様のレーザー照射処理による粗化処理を表面の全部に施したPPS基板(サイズ:30mm×30mm)を用いた以外は、実施例5と同様にして、比較例5の物品を得た。
[Comparative Example 5]
The article of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the PPS substrate (size: 30 mm × 30 mm) subjected to the roughening treatment by the same laser irradiation treatment was used on the entire surface.

<各種評価>
(焼結体層の導電性)
形成された焼結体層の体積抵抗率を、4端針面抵抗測定器で測定した面抵抗値と、非接触表面・層断面形状計測システム(VertScan、三菱ケミカルシステム株式会社製)で測定した焼結体層の厚さとから計算した。体積抵抗率の値に基づく以下の基準により、焼結体層の導電性を評価した。一般に、体積抵抗率が100μΩ・cm未満であれば、導電性に優れるといえる。結果を表1、表2、表3、表4、及び表5に示す。
A:10μΩ・cm未満であった。
B:10μΩ・cm以上30μΩ・cm未満であった。
C:30μΩ・cm以上100μΩ・cm未満であった。
D:100μΩ・cm以上であった。
<Various evaluations>
(Conductivity of sintered body layer)
The volume resistivity of the formed sintered body layer was measured by the surface resistance value measured by a four-ended needle surface resistance measuring instrument and by a non-contact surface / layer cross-sectional shape measuring system (VertScan, manufactured by Mitsubishi Chemical Systems, Inc.). It was calculated from the thickness of the sintered body layer. The conductivity of the sintered body layer was evaluated according to the following criteria based on the value of volume resistivity. Generally, if the volume resistivity is less than 100 μΩ · cm, it can be said that the conductivity is excellent. The results are shown in Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, and Table 5.
A: It was less than 10 μΩ · cm.
B: It was 10 μΩ · cm or more and less than 30 μΩ · cm.
C: It was 30 μΩ · cm or more and less than 100 μΩ · cm.
D: It was 100 μΩ · cm or more.

(基材に対する焼結体層の密着性)
形成した焼結体層を目視観察、ピンセットによる引っかき試験、テープ剥離試験を実施し、密着性を評価した。以下の基準で密着性を判定した。下記A又はBの基準を満たした場合は密着性が良好といえる。結果を表1、表2、表3、表4、及び表5に示す。
A:テープ剥離試験後に剥離がなかった。
B:ピンセットによる引っかき試験後に剥離がなかった。
C:目視で剥離が観察されなかったが、ピンセットによる引っかき試験後に剥離があった。
D:目視で剥離が観察された。
(Adhesion of the sintered body layer to the substrate)
The formed sintered body layer was visually observed, a scratch test with tweezers, and a tape peeling test were carried out to evaluate the adhesion. Adhesion was judged according to the following criteria. When the following criteria A or B are satisfied, it can be said that the adhesion is good. The results are shown in Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, and Table 5.
A: There was no peeling after the tape peeling test.
B: There was no peeling after the scratch test with tweezers.
C: No peeling was visually observed, but there was peeling after the scratch test with tweezers.
D: Peeling was visually observed.

(配線間の絶縁信頼性)
配線の上からソルダレジストを塗布後、窒素雰囲気中、120℃、1時間の条件で加熱してレジストを硬化させた。配線間の絶縁信頼性に関しては、絶縁抵抗の初期値とマイグレーション試験(温度85℃、湿度85%、20V印加の条件で100時間放置)後の値を、6サンプルについて測定し、全6サンプル中、絶縁抵抗値が10Ω以上となるサンプルの割合を算出した。得られた割合から下記基準に従って絶縁信頼性を判定した。なお、下記A又はBの基準を満たした場合は絶縁信頼性が良好といえる。結果を表1、表2、表3、表4、及び表5に示す。
A:絶縁抵抗値10Ω以上の割合が全6サンプル中、6サンプルであった。
B:絶縁抵抗値10Ω以上の割合が全6サンプル中、5サンプルであった。
C:絶縁抵抗値10Ω以上の割合が全6サンプル中、4サンプル又は3サンプルであった。
D:絶縁抵抗値10Ω以上の割合が全6サンプル中、2サンプル、1サンプル、又は0サンプルであった。
(Insulation reliability between wiring)
After applying the solder resist from above the wiring, the resist was cured by heating in a nitrogen atmosphere at 120 ° C. for 1 hour. Regarding the insulation reliability between the wiring, the initial value of the insulation resistance and the value after the migration test (leaved for 100 hours under the conditions of temperature 85 ° C, humidity 85%, 20V application) were measured for 6 samples, and out of all 6 samples. , The ratio of samples having an insulation resistance value of 109 Ω or more was calculated. From the obtained ratio, the insulation reliability was determined according to the following criteria. It can be said that the insulation reliability is good when the following criteria A or B are satisfied. The results are shown in Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, and Table 5.
A: The ratio of insulation resistance value of 109 Ω or more was 6 out of 6 samples.
B: The ratio of insulation resistance value of 109 Ω or more was 5 out of 6 samples.
C: The ratio of insulation resistance value of 109 Ω or more was 4 samples or 3 samples out of all 6 samples.
D: The ratio of the insulation resistance value of 109 Ω or more was 2 samples, 1 sample, or 0 sample out of all 6 samples.

Figure 2022033596000001
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Figure 2022033596000002
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Figure 2022033596000004
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Figure 2022033596000005
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表1、表2、表3、表4、及び表5に示すとおり、粗化処理が施された粗化部と粗化処理が施されていない非粗化部とを有する加工基材を用いた実施例の物品は、導電性、密着性、及び絶縁信頼性の点で優れていた。一方、粗化処理が施されていない基材を用いた比較例の物品は、導電性、密着性、及び絶縁信頼性の点で不充分であった。また、粗化処理が表面の全部に施された加工基材を用いた比較例の物品は、導電性及び密着性の点で優れていたが、絶縁信頼性の点で不充分であった。これらの結果から、本発明の物品の製造方法により製造される物品が、焼結体層の導電性、基材に対する焼結体層の密着性、及び配線間の絶縁信頼性を高水準で満たすことが確認された。 As shown in Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, and Table 5, a processed substrate having a roughened portion that has been roughened and a non-roughened portion that has not been roughened is used. The article of the example was excellent in conductivity, adhesion, and insulation reliability. On the other hand, the article of the comparative example using the base material not subjected to the roughening treatment was insufficient in terms of conductivity, adhesion, and insulation reliability. Further, the article of the comparative example using the processed base material on which the roughening treatment was applied to the entire surface was excellent in terms of conductivity and adhesion, but was insufficient in terms of insulation reliability. From these results, the article manufactured by the method for manufacturing an article of the present invention satisfies the conductivity of the sintered body layer, the adhesion of the sintered body layer to the substrate, and the insulation reliability between wirings at a high level. It was confirmed that.

1…物品、2…基材、2A…加工基材、2a…粗化部、2b…非粗化部、3…焼結体層、3p…金属粒子含有層、5…レーザー。 1 ... Article, 2 ... Base material, 2A ... Processed base material, 2a ... Roughened part, 2b ... Non-roughened part, 3 ... Sintered body layer, 3p ... Metal particle-containing layer, 5 ... Laser.

Claims (5)

基材の表面の一部に選択的に粗化処理を施し、前記粗化処理が施された粗化部と前記粗化処理が施されていない非粗化部とを有する加工基材を得る工程と、
前記加工基材において、前記粗化部の少なくとも一部を覆うように、金属粒子を含有する組成物を用いて金属粒子含有層を形成する工程と、
前記金属粒子含有層における前記金属粒子を焼結させて焼結体層を形成する工程と、
を備える、物品の製造方法。
A part of the surface of the base material is selectively roughened to obtain a processed base material having the roughened portion subjected to the roughening treatment and the non-roughened portion not subjected to the roughening treatment. Process and
A step of forming a metal particle-containing layer using a composition containing metal particles so as to cover at least a part of the roughened portion in the processed substrate.
A step of sintering the metal particles in the metal particle-containing layer to form a sintered body layer,
A method of manufacturing an article.
前記粗化処理が、レーザー照射処理、研磨処理、サンドブラスト処理、及びウェットブラスト処理からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の物品の製造方法。 The method for producing an article according to claim 1, wherein the roughening treatment is at least one selected from the group consisting of a laser irradiation treatment, a polishing treatment, a sandblasting treatment, and a wet blasting treatment. 前記金属粒子が銅粒子である、請求項1又は2に記載の物品の製造方法。 The method for producing an article according to claim 1 or 2, wherein the metal particles are copper particles. 前記基材が樹脂で形成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の物品の製造方法。 The method for producing an article according to any one of claims 1 to 3, wherein the base material is made of a resin. 前記樹脂が、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及び液晶プラスチックからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項4に記載の物品の製造方法。 The method for producing an article according to claim 4, wherein the resin is at least one selected from the group consisting of polypropylene, polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene resin, polystyrene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and liquid crystal plastic. ..
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