JP2678841B2 - 微粒子分散ぺースト及びこれを用いた金属膜の製造方法 - Google Patents
微粒子分散ぺースト及びこれを用いた金属膜の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微粒子分散ぺースト及び
これを用いた金属膜の製造方法に係り、詳しくは例えば
セラミックス基材上へ塗布することにより電極、配線、
回路等の導電膜が容易に作製できる微粒子分散ぺースト
及びこれを用いた金属膜の製造方法に関する。
これを用いた金属膜の製造方法に係り、詳しくは例えば
セラミックス基材上へ塗布することにより電極、配線、
回路等の導電膜が容易に作製できる微粒子分散ぺースト
及びこれを用いた金属膜の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、導電性を有する機能性高分子とし
て種々のものが開発されているが、その中でもＰ−アセ
チレン、Ｐ−パラフェニレン、Ｐ−パラフェニレンビニ
レン、Ｐ−チオフェン、Ｐ−アニリン、Ｐ−ピロール等
に代表されるπ共役系電子を利用する高分子群があり、
導電率１〜１０5 Ｓ／ｃｍとほぼ金属と同等になるもの
が知られている。一方、他の導電性を有する高分子材料
としては、高分子マトリックスに金属粉、金属繊維、カ
ーボンブラック等の導電体を充填したものがあるが、そ
の導電率は１０-4〜１Ｓ／ｃｍと低いものである。
て種々のものが開発されているが、その中でもＰ−アセ
チレン、Ｐ−パラフェニレン、Ｐ−パラフェニレンビニ
レン、Ｐ−チオフェン、Ｐ−アニリン、Ｐ−ピロール等
に代表されるπ共役系電子を利用する高分子群があり、
導電率１〜１０5 Ｓ／ｃｍとほぼ金属と同等になるもの
が知られている。一方、他の導電性を有する高分子材料
としては、高分子マトリックスに金属粉、金属繊維、カ
ーボンブラック等の導電体を充填したものがあるが、そ
の導電率は１０-4〜１Ｓ／ｃｍと低いものである。
【０００３】ところが、上記導電性高分子は共役結合が
できてしまうと、溶剤にも溶けず成形加工ができないた
め、導電膜を作製するのは困難であること、また空気中
に長時間放置すると導電率が低下するといった大きな問
題があった。また、他の導電膜を作製する方法として
は、金属の真空蒸着法、スパッタ法、メッキ法、金属ペ
ースト等によって基材上に金属膜を作っている。
できてしまうと、溶剤にも溶けず成形加工ができないた
め、導電膜を作製するのは困難であること、また空気中
に長時間放置すると導電率が低下するといった大きな問
題があった。また、他の導電膜を作製する方法として
は、金属の真空蒸着法、スパッタ法、メッキ法、金属ペ
ースト等によって基材上に金属膜を作っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の真空蒸
着法、スパッタ法、メッキ法では比較的薄い金属膜を作
製することができるが、厚い膜を形成することは不適切
であり、基材との付着力も充分ではなかった。また、金
属ペーストでは金属を溶かすための温度が高いため、使
用できる基材が限られ、あるいは基材が熱で損傷した
り、基材や金属膜がこれに生じた残留応力により外力を
受けると破損しやすくなることがあった。本発明は、こ
のような問題点を改善するものであり、特にセラミック
ス基材上へ強固に付着する電極、配線、回路等の導電膜
を水素ガス等の還元性雰囲気中でなくても大気中あるい
は減圧中で容易に作製でき、しかも低温で金属膜を作製
できて基材や金属膜に損傷を与えにくい微粒子分散ぺー
スト及びこれを用いた金属膜の製造方法を提供する。
着法、スパッタ法、メッキ法では比較的薄い金属膜を作
製することができるが、厚い膜を形成することは不適切
であり、基材との付着力も充分ではなかった。また、金
属ペーストでは金属を溶かすための温度が高いため、使
用できる基材が限られ、あるいは基材が熱で損傷した
り、基材や金属膜がこれに生じた残留応力により外力を
受けると破損しやすくなることがあった。本発明は、こ
のような問題点を改善するものであり、特にセラミック
ス基材上へ強固に付着する電極、配線、回路等の導電膜
を水素ガス等の還元性雰囲気中でなくても大気中あるい
は減圧中で容易に作製でき、しかも低温で金属膜を作製
できて基材や金属膜に損傷を与えにくい微粒子分散ぺー
スト及びこれを用いた金属膜の製造方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の特徴とす
るところは、融解した結晶性高分子を蒸発固化させるか
あるいは超急冷させることによって得られる熱力学的に
不安定な高分子層を作製し、この高分子層の表面に金属
層を密着した後、上記高分子層を該融解温度以下で加熱
して高分子層を安定化させることで金属層から微粒子化
した金属あるいは金属酸化物の微粒子を高分子内に分散
し、得られた高分子複合物を有機溶剤に溶解させること
により該微粒子を分散させた微粒子分散ぺーストにあ
る。また、本発明では溶解した結晶性高分子と、予め結
晶性高分子中に分散した金属あるいは金属酸化物の微粒
子と、金属粉末とからなる微粒子分散ぺーストも含む。
るところは、融解した結晶性高分子を蒸発固化させるか
あるいは超急冷させることによって得られる熱力学的に
不安定な高分子層を作製し、この高分子層の表面に金属
層を密着した後、上記高分子層を該融解温度以下で加熱
して高分子層を安定化させることで金属層から微粒子化
した金属あるいは金属酸化物の微粒子を高分子内に分散
し、得られた高分子複合物を有機溶剤に溶解させること
により該微粒子を分散させた微粒子分散ぺーストにあ
る。また、本発明では溶解した結晶性高分子と、予め結
晶性高分子中に分散した金属あるいは金属酸化物の微粒
子と、金属粉末とからなる微粒子分散ぺーストも含む。
【０００６】また 他の特徴とするところは、融解した
結晶性高分子を蒸発固化させるかあるいは超急冷させる
ことによって得られる熱力学的に不安定な高分子層を作
製し、この高分子層の表面に金属層を密着した後、上記
高分子層を該融解温度以下で加熱して高分子層を安定化
させることで金属層から微粒子化した金属あるいは金属
酸化物の微粒子を高分子内に分散させ、これにより得ら
れた高分子複合物を有機溶剤に溶解することによって微
粒子分散ぺーストとし、これを基材の表面に塗布し、大
気圧下あるいは減圧下にて加熱し、ぺースト中の高分子
を分解させることにより金属膜を作製することを特徴と
する微粒子分散ぺーストを用いた金属膜の製造方法にも
ある。
結晶性高分子を蒸発固化させるかあるいは超急冷させる
ことによって得られる熱力学的に不安定な高分子層を作
製し、この高分子層の表面に金属層を密着した後、上記
高分子層を該融解温度以下で加熱して高分子層を安定化
させることで金属層から微粒子化した金属あるいは金属
酸化物の微粒子を高分子内に分散させ、これにより得ら
れた高分子複合物を有機溶剤に溶解することによって微
粒子分散ぺーストとし、これを基材の表面に塗布し、大
気圧下あるいは減圧下にて加熱し、ぺースト中の高分子
を分解させることにより金属膜を作製することを特徴と
する微粒子分散ぺーストを用いた金属膜の製造方法にも
ある。
【０００７】即ち、本発明においては、図１より図４に
示すように、高分子複合物を得る工程からなる。まず、
第１に高分子層を熱力学的に不安定な状態に成形するこ
とである。これは具体的に言うと、結晶性高分子を真空
中で加熱して融解し蒸発させて下地１の上に高分子層２
を固化する真空蒸着方法、あるいは結晶性高分子を融解
温度以上で融解し、この状態のまま直ちに液体窒素等に
投入して急冷し、下地１の上に高分子層２を付着させる
融解急冷固化方法などがある。
示すように、高分子複合物を得る工程からなる。まず、
第１に高分子層を熱力学的に不安定な状態に成形するこ
とである。これは具体的に言うと、結晶性高分子を真空
中で加熱して融解し蒸発させて下地１の上に高分子層２
を固化する真空蒸着方法、あるいは結晶性高分子を融解
温度以上で融解し、この状態のまま直ちに液体窒素等に
投入して急冷し、下地１の上に高分子層２を付着させる
融解急冷固化方法などがある。
【０００８】真空蒸着方法の場合には、通常の真空蒸着
装置を使用して１０-4〜１０-6Ｔｏｏｒの真空度、蒸着
速度０．１〜１００μｍ／分、好ましくは０．５〜５μ
ｍ／分で、ガラス等の下地１の上に高分子層２を得るこ
とができる。融解急冷固化方法では、結晶性高分子を融
解し、該高分子固有の臨界冷却速度以上の速度で冷却
し、高分子層２を得る。得られた高分子層２は熱力学的
に不安定な状態におかれ、時間の経過につれて平衡状態
へ移行する。
装置を使用して１０-4〜１０-6Ｔｏｏｒの真空度、蒸着
速度０．１〜１００μｍ／分、好ましくは０．５〜５μ
ｍ／分で、ガラス等の下地１の上に高分子層２を得るこ
とができる。融解急冷固化方法では、結晶性高分子を融
解し、該高分子固有の臨界冷却速度以上の速度で冷却
し、高分子層２を得る。得られた高分子層２は熱力学的
に不安定な状態におかれ、時間の経過につれて平衡状態
へ移行する。
【０００９】本発明で使用する結晶性高分子は、例えば
ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１
２、ナイロン６９、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィ
ド（ＰＰＳ）等である。
ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１
２、ナイロン６９、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィ
ド（ＰＰＳ）等である。
【００１０】 続いて、前記熱力学的に不安定にある高
分子層２は、第３図に示すように、その表面に金属層３
を密着させる工程へと移される。この工程では真空蒸着
装置によって金属３を高分子層２に蒸着させるか、もし
くは金属箔、金属板を直接高分子層２に密着させる等の
方法で金属層３を高分子層２に積層させる。その金属材
料としては銅、金、銀、白金、鉄、ニッケル、コバル
ト、スズ、亜鉛、セリウム、イットリウム等であり、特
に銅がよい。
分子層２は、第３図に示すように、その表面に金属層３
を密着させる工程へと移される。この工程では真空蒸着
装置によって金属３を高分子層２に蒸着させるか、もし
くは金属箔、金属板を直接高分子層２に密着させる等の
方法で金属層３を高分子層２に積層させる。その金属材
料としては銅、金、銀、白金、鉄、ニッケル、コバル
ト、スズ、亜鉛、セリウム、イットリウム等であり、特
に銅がよい。
【００１１】 上記金属層３と高分子層２とが密着した
複合物を、加熱して高分子層２を安定状態へ移行させ
る。この工程では前記金属層付の高分子層２を恒温槽中
で結晶性高分子の融解温度以下において加熱する。その
結果、第３図に示されるように金属層３の金属は、粒径
３００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下の金属
もしくは金属酸化物の微粒子４となって高分子層２内へ
拡散浸透し、この状態は高分子層２が完全に緩和するま
で続き、高分子層２に付着している金属層３はその厚さ
も減少して最終的に無くなる。（図３及び図４参照）従
って、金属層３が全て金属もしくは金属酸化物の微粒子
４となって高分子層２に分散するためには、その厚みを
調節する必要がある。
複合物を、加熱して高分子層２を安定状態へ移行させ
る。この工程では前記金属層付の高分子層２を恒温槽中
で結晶性高分子の融解温度以下において加熱する。その
結果、第３図に示されるように金属層３の金属は、粒径
３００ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下の金属
もしくは金属酸化物の微粒子４となって高分子層２内へ
拡散浸透し、この状態は高分子層２が完全に緩和するま
で続き、高分子層２に付着している金属層３はその厚さ
も減少して最終的に無くなる。（図３及び図４参照）従
って、金属層３が全て金属もしくは金属酸化物の微粒子
４となって高分子層２に分散するためには、その厚みを
調節する必要がある。
【００１２】前記微粒子４は金、銀、白金等の金属と、
Ｃｕ2 Ｏ、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＺｎＯ、Ｙ2 Ｏ3 等の金属酸化
物を含んでいる。
Ｃｕ2 Ｏ、Ｆｅ3 Ｏ4 、ＺｎＯ、Ｙ2 Ｏ3 等の金属酸化
物を含んでいる。
【００１３】尚、この工程で高分子層２を加熱すると、
高分子層２が金属もしくは金属酸化物の微粒子４との相
互作用で固有の着色を示し、金属もしくは金属酸化物の
微粒子４が高分子層２内へ浸透していることがわかる。
また、この色は金属もしくは金属酸化物の種類、金属も
しくは金属酸化物の粒子径、高分子の種類により変化し
うる。このようにして得られた高分子複合物５は、図４
に示すように微粒子４が独立した状態で分離分散してい
る。
高分子層２が金属もしくは金属酸化物の微粒子４との相
互作用で固有の着色を示し、金属もしくは金属酸化物の
微粒子４が高分子層２内へ浸透していることがわかる。
また、この色は金属もしくは金属酸化物の種類、金属も
しくは金属酸化物の粒子径、高分子の種類により変化し
うる。このようにして得られた高分子複合物５は、図４
に示すように微粒子４が独立した状態で分離分散してい
る。
【００１４】得られた高分子複合物５は、図５に示すよ
うに、メタクレゾール、ジメチルホルムアミド、シクロ
ヘキサン、ギ酸等の有機溶剤に混合し溶解させ、微粒子
４を均一に分散させたペーストにする。微粒子は粒径が
小さく高分子との相互作用が存在するためにペースト中
で高分子との分離、沈澱が生じない。この場合、微粒子
の含有量は５〜８０重量％、好ましくは２０〜６０重量
％である。また、金属粉末を高分子複合物５とともに併
用することができ、これによって抵抗値を下げることが
できる。ペーストの金属もしくは金属酸化物の微粒子４
は、粒子径の大きい金属粉末の間隙やその周囲を包囲し
た状態で焼結して金属粉末間を連結させるために抵抗値
が低下し、しかも金属粉末を基材に付着させる。この金
属粉末は銅、金、銀、白金、鉄、ニッケル、コバルト、
スズ、亜鉛、セリウム、イットリウム等であり、その添
加量は１〜９０重量％で、粒径は０．１〜３０μｍであ
る。
うに、メタクレゾール、ジメチルホルムアミド、シクロ
ヘキサン、ギ酸等の有機溶剤に混合し溶解させ、微粒子
４を均一に分散させたペーストにする。微粒子は粒径が
小さく高分子との相互作用が存在するためにペースト中
で高分子との分離、沈澱が生じない。この場合、微粒子
の含有量は５〜８０重量％、好ましくは２０〜６０重量
％である。また、金属粉末を高分子複合物５とともに併
用することができ、これによって抵抗値を下げることが
できる。ペーストの金属もしくは金属酸化物の微粒子４
は、粒子径の大きい金属粉末の間隙やその周囲を包囲し
た状態で焼結して金属粉末間を連結させるために抵抗値
が低下し、しかも金属粉末を基材に付着させる。この金
属粉末は銅、金、銀、白金、鉄、ニッケル、コバルト、
スズ、亜鉛、セリウム、イットリウム等であり、その添
加量は１〜９０重量％で、粒径は０．１〜３０μｍであ
る。
【００１５】このペースト６は、図６および図７に示す
ように、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化
珪素、サイアロン、チタン酸バリウム、ＰＢＺＴ等から
なる基材７に塗布した後、大気圧下あるいは減圧下にて
加熱してぺースト中の高分子を分解させることにより金
属もしくは金属酸化物の微粒子４を焼結して基材７上に
金属膜８を作製する。尚、ペースト６を基材７に塗布し
た後、乾燥しなくてもよいが、好ましくは常圧下で５０
〜２００°Ｃで乾燥し溶剤を除去するほうがよく、更に
は０．５〜２Ｔｏｒｒの減圧下１５０〜２００°Ｃで乾
燥し溶剤を除去するとよい。また、加熱温度は微粒子４
によって異なるが、Ｃｕ2 Ｏの場合は４００〜９００°
Ｃ、好ましくは５００〜７００°Ｃであり、通常の銅粉
末を溶融させる温度よりはるかに低い。
ように、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化
珪素、サイアロン、チタン酸バリウム、ＰＢＺＴ等から
なる基材７に塗布した後、大気圧下あるいは減圧下にて
加熱してぺースト中の高分子を分解させることにより金
属もしくは金属酸化物の微粒子４を焼結して基材７上に
金属膜８を作製する。尚、ペースト６を基材７に塗布し
た後、乾燥しなくてもよいが、好ましくは常圧下で５０
〜２００°Ｃで乾燥し溶剤を除去するほうがよく、更に
は０．５〜２Ｔｏｒｒの減圧下１５０〜２００°Ｃで乾
燥し溶剤を除去するとよい。また、加熱温度は微粒子４
によって異なるが、Ｃｕ2 Ｏの場合は４００〜９００°
Ｃ、好ましくは５００〜７００°Ｃであり、通常の銅粉
末を溶融させる温度よりはるかに低い。
【００１６】
【作用】本発明のペースト６に含有している粒径３００
ｎｍ以下の金属もしくは金属酸化物の微粒子４は、粒径
が小さく高分子との相互作用が存在するためにペースト
中で高分子との分離、沈澱が起こらず、また融点の低下
によって低温で基材７と反応し、付着強度の大きな強固
な金属膜８が得られる。つまり、このペースト６中の微
粒子４は低温で溶融、焼結して金属膜を形成するため、
基材７や金属膜８の熱による損傷が少なく、また残留応
力が小さくて外力に対して破壊しにくい。しかも、微粒
子４の含有量や塗布量を変えることによっても、金属膜
８の厚みを調整することができる。
ｎｍ以下の金属もしくは金属酸化物の微粒子４は、粒径
が小さく高分子との相互作用が存在するためにペースト
中で高分子との分離、沈澱が起こらず、また融点の低下
によって低温で基材７と反応し、付着強度の大きな強固
な金属膜８が得られる。つまり、このペースト６中の微
粒子４は低温で溶融、焼結して金属膜を形成するため、
基材７や金属膜８の熱による損傷が少なく、また残留応
力が小さくて外力に対して破壊しにくい。しかも、微粒
子４の含有量や塗布量を変えることによっても、金属膜
８の厚みを調整することができる。
【００１７】更に、金属粉末を高分子複合物５とともに
併用することができ、これによって抵抗値を下げること
ができる。これは、ペーストの金属もしくは金属酸化物
の微粒子４を粒子径の大きい金属粉末の間隙やその周囲
を包囲した状態で焼結して金属粉末間を連結させるため
に導電性を高めている。しかも、金属粉末を覆う微粒子
４がは基材７に付着するため、強固に基材７と反応す
る。このため、このペースト６は、例えばセラミックス
基材上へ電極、配線、回路等の導電膜を容易に作製でき
る。
併用することができ、これによって抵抗値を下げること
ができる。これは、ペーストの金属もしくは金属酸化物
の微粒子４を粒子径の大きい金属粉末の間隙やその周囲
を包囲した状態で焼結して金属粉末間を連結させるため
に導電性を高めている。しかも、金属粉末を覆う微粒子
４がは基材７に付着するため、強固に基材７と反応す
る。このため、このペースト６は、例えばセラミックス
基材上へ電極、配線、回路等の導電膜を容易に作製でき
る。
【００１８】
【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。 実施例１、比較例１〜２ 真空蒸着装置を用いて、ナイロン１１のポリマーペレッ
ト５ｇをタングステンボード中に入れ、１０-6Ｔｏｒｒ
に減圧する。次いで、電圧を印加してタングステンボー
ドを真空中で加熱してポリマーを融解させ、取り付け台
の上部に設置した下地（ガラス板）上に、１０-4〜１０
-6Ｔｏｒｒの真空度で約１μｍ／分の速度で厚さ約５μ
ｍの蒸着膜の高分子層を得た。この高分子層の分子量は
前記ポリマーペレットの１／２〜１／１０程度になって
いる。
細に説明する。 実施例１、比較例１〜２ 真空蒸着装置を用いて、ナイロン１１のポリマーペレッ
ト５ｇをタングステンボード中に入れ、１０-6Ｔｏｒｒ
に減圧する。次いで、電圧を印加してタングステンボー
ドを真空中で加熱してポリマーを融解させ、取り付け台
の上部に設置した下地（ガラス板）上に、１０-4〜１０
-6Ｔｏｒｒの真空度で約１μｍ／分の速度で厚さ約５μ
ｍの蒸着膜の高分子層を得た。この高分子層の分子量は
前記ポリマーペレットの１／２〜１／１０程度になって
いる。
【００１９】更に、銅チップをタングステンボード中に
入れて加熱融解して１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒの真空度で
蒸着を行って高分子層の上に銅蒸着膜を付着させた。こ
れを真空蒸着装置から取り出し、１２０°Ｃに保持した
恒温槽中に１０分間放置して複合物を得た。その結果、
この高分子複合物にはＣｕ2 Ｏが４０ｖｏｌ％含有し、
その大きさは１〜１５ｎｍであった。
入れて加熱融解して１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒの真空度で
蒸着を行って高分子層の上に銅蒸着膜を付着させた。こ
れを真空蒸着装置から取り出し、１２０°Ｃに保持した
恒温槽中に１０分間放置して複合物を得た。その結果、
この高分子複合物にはＣｕ2 Ｏが４０ｖｏｌ％含有し、
その大きさは１〜１５ｎｍであった。
【００２０】 上記高分子複合物をメタクレゾールに溶
解させてペーストとし、これを基板（窒化アルミニウ
ム）の１ｃｍ２の領域に塗布し、これを所定温度で１０
分間、減圧下で加熱して微粒子をメタライジングして金
属膜を作製した。上記金属膜を入射角１．０°の薄膜Ｘ
線回折装置（理学電機社製ＲＩＮＴ１２００）を用いて
Ｘ線回折パターンを測定した。図８に示すように、メタ
ライジングした金属膜はナイロン１１が存在せず、しか
も微粒子のＣｕ２Ｏが還元されてＣｕを生成し、結晶子
サイズの大きい膜に成長していることが判る。
解させてペーストとし、これを基板（窒化アルミニウ
ム）の１ｃｍ２の領域に塗布し、これを所定温度で１０
分間、減圧下で加熱して微粒子をメタライジングして金
属膜を作製した。上記金属膜を入射角１．０°の薄膜Ｘ
線回折装置（理学電機社製ＲＩＮＴ１２００）を用いて
Ｘ線回折パターンを測定した。図８に示すように、メタ
ライジングした金属膜はナイロン１１が存在せず、しか
も微粒子のＣｕ２Ｏが還元されてＣｕを生成し、結晶子
サイズの大きい膜に成長していることが判る。
【００２１】 この金属膜の上に２ｍｍ×２ｍｍの大き
さでハンダ付けした領域を２か所設けた。これらのハン
ダ付け部の間隔は５ｍｍである。また、このハンダ付け
部に直径０．８ｍｍのリード線を取り付けた。電気抵抗
値はこの２本のリード線間をデジタルマルチメータによ
り測定した。膜強度は２ｍｍ×２ｍｍの金属膜に直径
０．８ｍｍのリード線をハンダ付けし、基材とリード線
の付着力をバネ計りで計測した。この結果を表１に示
す。
さでハンダ付けした領域を２か所設けた。これらのハン
ダ付け部の間隔は５ｍｍである。また、このハンダ付け
部に直径０．８ｍｍのリード線を取り付けた。電気抵抗
値はこの２本のリード線間をデジタルマルチメータによ
り測定した。膜強度は２ｍｍ×２ｍｍの金属膜に直径
０．８ｍｍのリード線をハンダ付けし、基材とリード線
の付着力をバネ計りで計測した。この結果を表１に示
す。
【００２２】
【表１】
【００２３】また、比較例１として粒径５μｍの銅粉を
基板（窒化アルミ）の１ｃｍ2 の領域にばらまき、所定
温度で加熱したとき金属膜が形成されるか否かを観測し
た。更に、比較例２としてナイロン１１のポリマーペレ
ット３０ｇをメタクレゾール５０ｇに溶解させ、これに
同じ粒径５μｍの銅粉２０ｇを混合してペースト化し
た。これを基板（窒化アルミニウム）の１ｃｍ2の領域
に塗布し、これを所定温度で１０分間、減圧下で加熱し
て金属膜が形成されるか否かを観測した。この結果を表
２に示す。
基板（窒化アルミ）の１ｃｍ2 の領域にばらまき、所定
温度で加熱したとき金属膜が形成されるか否かを観測し
た。更に、比較例２としてナイロン１１のポリマーペレ
ット３０ｇをメタクレゾール５０ｇに溶解させ、これに
同じ粒径５μｍの銅粉２０ｇを混合してペースト化し
た。これを基板（窒化アルミニウム）の１ｃｍ2の領域
に塗布し、これを所定温度で１０分間、減圧下で加熱し
て金属膜が形成されるか否かを観測した。この結果を表
２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】これによると、本発明のペーストでは５０
０°Ｃで加熱してもＣｕ2 Ｏの微粒子が基板上で溶融、
焼結して金属膜が形成されたが、比較例の銅粉では１２
００°Ｃで溶融したが、基板上で凝集して球形状となっ
て基板に付着せず、濡れが悪いことが判った。
０°Ｃで加熱してもＣｕ2 Ｏの微粒子が基板上で溶融、
焼結して金属膜が形成されたが、比較例の銅粉では１２
００°Ｃで溶融したが、基板上で凝集して球形状となっ
て基板に付着せず、濡れが悪いことが判った。
【００２６】実施例２ 実施例１と同じ高分子複合物に比較例１に用いた粒径５
μｍの銅粉を２５重量％添加し、これをメタクレゾール
に溶解させてペーストとした。これを実施例１と同じよ
うに、これを基板（窒化アルミニウム）の１ｃｍ2 の領
域に塗布し、所定温度で１０分間、減圧下で加熱して金
属膜を作製した。この金属膜の特性を表３に示す。
μｍの銅粉を２５重量％添加し、これをメタクレゾール
に溶解させてペーストとした。これを実施例１と同じよ
うに、これを基板（窒化アルミニウム）の１ｃｍ2 の領
域に塗布し、所定温度で１０分間、減圧下で加熱して金
属膜を作製した。この金属膜の特性を表３に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】 この結果によると、実施例２のように銅
粉を含有したペーストを用いても、銅粉の融点より低い
温度で導電性があり膜強度の大きい金属膜を形成するこ
とできる。
粉を含有したペーストを用いても、銅粉の融点より低い
温度で導電性があり膜強度の大きい金属膜を形成するこ
とできる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明における微粒子化
した金属もしくは金属酸化物を含有させた微粒子分散ぺ
ースト及びこれを用いた金属膜の製造方法では、微粒子
の粒径が小さく高分子との相互作用が存在するためにペ
ースト中で高分子との分離、沈澱が起こらず安定したも
のになり、またこのペースト中の微粒子が低温で溶融、
焼結して基材上と反応し、付着強度の大きな強固な金属
膜を形成するため、基材や金属膜の熱による損傷が少な
く、また残留応力が小さくて外力に対して破壊しにく
い。しかも、微粒子の含有量を変えることにより、膜の
厚みを調整することができる。また、このぺーストに金
属粉末も含めることができてこれによって抵抗値を下
げ、しかも金属粉末を含む金属膜を強固に基材に付着す
ることができる。特に、微粒子としてＣｕ2 Ｏを分散さ
せたぺーストでは、例えばセラミックス基材上へ電極、
配線、回路等の導電膜が容易に作製できる効果がある。
した金属もしくは金属酸化物を含有させた微粒子分散ぺ
ースト及びこれを用いた金属膜の製造方法では、微粒子
の粒径が小さく高分子との相互作用が存在するためにペ
ースト中で高分子との分離、沈澱が起こらず安定したも
のになり、またこのペースト中の微粒子が低温で溶融、
焼結して基材上と反応し、付着強度の大きな強固な金属
膜を形成するため、基材や金属膜の熱による損傷が少な
く、また残留応力が小さくて外力に対して破壊しにく
い。しかも、微粒子の含有量を変えることにより、膜の
厚みを調整することができる。また、このぺーストに金
属粉末も含めることができてこれによって抵抗値を下
げ、しかも金属粉末を含む金属膜を強固に基材に付着す
ることができる。特に、微粒子としてＣｕ2 Ｏを分散さ
せたぺーストでは、例えばセラミックス基材上へ電極、
配線、回路等の導電膜が容易に作製できる効果がある。
【図１】下地の上に高分子層を形成した後の状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】高分子層の上に金属層を付着させた状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】高分子層の表面に金属層を積層した積層物を加
熱した後の状態を示す断面図である。
熱した後の状態を示す断面図である。
【図４】本発明において使用する高分子複合物の断面図
である。
である。
【図５】本発明の微粒子分散ぺーストを容器に入れた状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図６】本発明の金属膜の製造方法であり、微粒子分散
ぺーストを基材の上に塗布した状態を示す図である。
ぺーストを基材の上に塗布した状態を示す図である。
【図７】本発明の金属膜の製造方法であり、基材の上に
塗布した微粒子分散ぺーストを加熱して金属膜を得た状
態を示す図である。
塗布した微粒子分散ぺーストを加熱して金属膜を得た状
態を示す図である。
【図８】実施例１により得られた微粒子分散ぺーストと
これを加熱して得られた金属膜との薄膜Ｘ線回折パター
ン図である。
これを加熱して得られた金属膜との薄膜Ｘ線回折パター
ン図である。
１ 下地 ２ 高分子層 ３ 金属層 ４ 微粒子 ５ 高分子複合物 ６ ぺースト ７ 基材 ８ 金属膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 中田 とし子
Claims (6)
- 【請求項１】 融解した結晶性高分子を蒸発固化させる
かあるいは超急冷させることによって得られる熱力学的
に不安定な高分子層を作製し、この高分子層の表面に金
属層を密着した後、上記高分子層を該融解温度以下で加
熱して高分子層を安定化させることで金属層から微粒子
化した金属あるいは金属酸化物の微粒子を高分子内に分
散し、得られた高分子複合物を有機溶剤に溶解させるこ
とにより該微粒子を分散させたことを特徴とする微粒子
分散ぺースト。 - 【請求項２】 溶解した結晶性高分子と、予め結晶性高
分子中に分散させた金属あるいは金属酸化物の微粒子
と、金属粉末とからなる請求項１記載の微粒子分散ぺー
スト。 - 【請求項３】 結晶性高分子中に分散していた金属ある
いは金属酸化物の微粒子が粒径３００ｎｍ以下である請
求項１または２記載の微粒子分散ぺースト。 - 【請求項４】 微粒子化した金属酸化物がＣｕ2 Ｏであ
る請求項１記載の微粒子分散ぺースト。 - 【請求項５】 融解した結晶性高分子を蒸発固化させる
かあるいは超急冷させることによって得られる熱力学的
に不安定な高分子層を作製し、この高分子層の表面に金
属層を密着した後、上記高分子層を該融解温度以下で加
熱して高分子層を安定化させることで金属層から微粒子
化した金属あるいは金属酸化物の微粒子を高分子内に分
散させ、これにより得られた高分子複合物を有機溶剤に
溶解することによって微粒子分散ぺーストとし、これを
基材の表面に塗布し、大気圧下あるいは減圧下にて加熱
し、ぺースト中の高分子を分解させることにより金属膜
を作製することを特徴とする微粒子分散ぺーストを用い
た金属膜の製造方法。 - 【請求項６】 高分子複合物と金属粉末とを有機溶剤に
溶解させた微粒子分散ぺーストを用いる請求項５記載の
微粒子分散ぺーストを用いた金属膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29052491A JP2678841B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 微粒子分散ぺースト及びこれを用いた金属膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29052491A JP2678841B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 微粒子分散ぺースト及びこれを用いた金属膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598195A JPH0598195A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2678841B2 true JP2678841B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=17757144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29052491A Expired - Fee Related JP2678841B2 (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 微粒子分散ぺースト及びこれを用いた金属膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2678841B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817241A (ja) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Mitsuboshi Belting Ltd | 銅導体ペーストおよび銅導体膜の製造方法 |
| DE10297544B4 (de) * | 2001-12-18 | 2015-10-29 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Verfahren zur Herstellung eines Metall-Dünnfilms |
| DE102007007908A1 (de) | 2006-02-14 | 2007-08-30 | Eckart Gmbh & Co. Kg | Dunkle metallische Effektpigmente hergestellt durch PVD-Verfahren |
| JP2008285347A (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Asahi Kasei Corp | 酸化第一銅分散体 |
| KR20120022754A (ko) | 2009-03-04 | 2012-03-12 | 유키 하세가와 | 표면 증강 라먼 산란 활성 측정 기판 |
| JP4932050B2 (ja) * | 2011-09-16 | 2012-05-16 | 旭化成イーマテリアルズ株式会社 | 酸化第一銅分散体の製造方法 |
| CN104356765B (zh) * | 2014-12-01 | 2016-05-11 | 苏州冰心文化用品有限公司 | 一种导电色浆及其制备方法 |
-
1991
- 1991-10-09 JP JP29052491A patent/JP2678841B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0598195A (ja) | 1993-04-20 |
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