JP6609675B2 - 導電性パターンの製造方法 - Google Patents
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Description
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、金属粒子を分散媒に分散させたインクを生成する。一例として、銀を含有するインクを生成する。
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。
次に、プラズマ処理装置への水蒸気供給方法について説明する。ここでは一例としてチャンバー内に被処理物を収容し、減圧下で誘電体を介してマイクロ波を供給し、プラズマを発生する方式で説明する。水は、外部からチャンバー2内に供給しても、或いは、被処理物7に、又は被処理物と別の材料をチャンバー内に収容し、これに付帯させることもできる。
上記したように、本実施形態では、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。
金属粒子を分散させたインクの金属成分を限定するものではないが、例えば金、銀、銅、ニッケル、錫、パラジウム等やそれらの合金、及び金、銀で被覆した粒子を挙げることができる。この中でも、銀が好ましく用いられる。これは、金属の中でも低温での焼結が比較的容易で、抵抗値が低く酸化し難いといった特徴があるためである。更に、平均粒径で直径100nm以下の銀粒子を安定的に分散させたインクの入手も容易である為である。銀粒子の粒径は小さい程焼結が容易になり、焼結温度を下げることができる。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、焼結処理時に金属粒子間から除去すべき分散剤成分が多くなり、焼結が難しくなる傾向にあるためである。銀粒子を有機溶媒や水に分散させたインクは市販されていて入手が可能であり、これを使用することができる。
本実施形態の金属粒子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。
ハリマ化成(株)製の銀粒子分散インク(NPS−J)を用い、PEN基材(厚み100μm)にスピンコーターを用い塗布した。塗布はPEN基板上に銀インクを滴下後、400rpmで5秒間、続けて3000rpmで20秒間回転させる条件で行った。乾燥は、温度24℃及び湿度30%で、24時間行い、プラズマ処理用サンプルを得た。続いて、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0.75kwとし、水蒸気200sccmをチャンバー内へ供給した。更に、チャンバー内圧力を、真空ポンプとチャンバー間に設けた調整バルブ11にて調整し、110Paに合わせた。そして、前記サンプルに対し、処理時間だけを違えた条件で複数点プラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表1に示す。プラズマ処理後のパターンの膜厚は、0.20μmであった。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。
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。続いて、プラズマ処理装置に実施例1の水蒸気の代わりに、水素濃度3%、ヘリウム濃度97%としたガスを供給したことと、処理時間を違えた以外は、実施例1と同じ条件で複数点プラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表1に示す。
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。続いて、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0.75kwとし、水蒸気と、水素3%とヘリウム97%の混合ガスを両者合わせて200sccmをチャンバー内へ供給した。更に、チャンバー内圧力を真空ポンプとチャンバー間に設けたバルブで調整し、110Paに合わせた。プラズマ処理時間を35秒とし、前記水蒸気と、水素ヘリウム混合ガスの比率だけを違えた条件で複数点プラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
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。続いて、プラズマ処理装置にて、実施例2の水蒸気を供給しないこと以外は実施例2と同様な条件でプラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
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。続いて、プラズマ処理装置にて、実施例2の水素とヘリウムの代わりに、窒素を用い、水蒸気と窒素の比率だけを違えた条件で複数点プラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
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。続いて、プラズマ処理装置にて、実施例2の水素とヘリウムの混合ガスを供給せずに水蒸気のみを供給した以外は実施例2と同様な条件でプラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
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。続いて、プラズマ処理装置にて、実施例3の水蒸気を供給しないこと以外は実施例3と同様な条件でプラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
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。これを温度24℃及び湿度30%、温度24℃及び湿度40%、温度24℃及び湿度60%、温度24℃及び湿度75%、温度24℃及び湿度95%、温度24℃及び水浸漬の各々の条件で1日放置し吸湿させた。各サンプルをプラズマ処理装置に収容し、ステージ3の温度を28℃とし、マイクロ波電力0.75kwとし、ヘリウム97%、水素3%からなるガスを、流量200sccmでチャンバー内に供給した。更に、チャンバー内圧力を真空ポンプとチャンバー間に設けた調整バルブ11にて調整し、110Paに合わせた。そして、各サンプルに対し、35秒間のプラズマ処理後、比抵抗を測定した。その結果を表3へ示す。
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。これを、温度24℃及び湿度略0%の条件で1日放置し乾燥させた。続いて、プラズマ処理装置にて、実施例5と同様な条件でプラズマ処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を表3に示す。
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 水供給口
11 調整バルブ
12 スリット
13 誘電体
14 内圧調整バルブ
Claims (4)
- 金属粒子を分散させたインクを用いて、チャンバー内に配置した基板上にパターンを形成した被処理物を、水が存在する状態でプラズマ処理を行う工程を有し、
前記プラズマ処理の工程では、前記チャンバー内に、水蒸気と窒素とを供給し、前記チャンバー内の水量を、チャンバー内ガス圧で、10%以上70%以下に調整することを特徴とする導電性パターンの製造方法。 - 前記被処理物を、減圧されたチャンバー内に収容し、水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。
- 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又は請求項2に記載の導電性パターンの製造方法。
- 前記水を、外部から前記チャンバー内に供給し、或いは、前記被処理物又は前記被処理物とは異なる材料に付帯させ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。
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