JP6897053B2 - 導体形成用組成物、導体及びその製造方法、並びに電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導体形成用組成物、導体及びその製造方法、並びに電子部品及びその製造方法に関する。

金属パターンの形成方法として、例えば、金、銀、銅等の金属粒子を含むインク、ペースト等の導体形成用組成物をインクジェット印刷、スクリーン印刷等の手法で基材上に付与する工程と、基材上に付与した導体形成用組成物を加熱して金属粒子を融着させ、導電性を発現させる導体化工程とを含む、いわゆるプリンテッドエレクトロニクス法が知られている。

プリンテッドエレクトロニクス法に用いられる導体形成用組成物としては、例えば、特許文献１、２に記載されている導体形成用組成物が知られている。特許文献１には、低温で融着でき、良好な導電性を発現する有機物で被覆された銅粒子を含むインクが記載されている。特許文献２には、アルキルアミンと脂肪酸とを含む膜で被覆されている被覆銅微粒子を含むペーストが記載されている。

特開２０１２−７２４１８号公報 特開２０１４−１４８７３２号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載のような導体形成用組成物で形成される導体は基材との接着性が低い傾向にあるため、本発明者らは、導体形成用組成物に樹脂を添加することで、基材との接着性の改善を試みた。しかし、樹脂が金属粒子の表面を被覆することによって、導体の導電性が悪化するおそれがあり、また、導体化後のパターン形成時に不要な導体部分（金属部分）のエッチングが困難になることや、酸化された金属成分を酸などで処理することによって除去できなくなることで導電性が悪化するおそれがあることが判明した。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エッチング性、導電性及び基材との接着性のすべてに優れる導体を形成可能な導体形成用組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、エッチング性、導電性及び基材との接着性のすべてに優れる導体及びその製造方法、並びに該導体を含む電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
＜１＞ 金属成分と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂と、分散媒とを含有し、金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量が０．５〜５０質量部である、導体形成用組成物。
＜２＞ 樹脂１００質量部中のシロキサン単位の含有量が１．０〜５０質量部である、＜１＞に記載の導体形成用組成物。
＜３＞ 金属成分として銅を含有する、＜１＞又は＜２＞に記載の導体形成用組成物。
＜４＞ ＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導体形成用組成物から、分散媒を揮発させて導体を形成する工程を備える、導体の製造方法。
＜５＞ 基材上に配置された＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の導体形成用組成物から分散媒を揮発させて導体層を形成する工程と、導体層上にめっき層を形成する工程と、を備える、電子部品の製造方法。
＜６＞ 金属成分と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂とを含有し、金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量が０．５〜５０質量部である、導体。
＜７＞ 金属成分で形成される金属層と、樹脂で形成される樹脂層とを備える、＜６＞に記載の導体。
＜８＞ 基材と、基材上に配置された導体層と、導体層上に配置されためっき層とを備え、導体層が＜６＞に記載の導体で形成されている、電子部品。
＜９＞ 導体層が、基材側から、樹脂で形成される樹脂層と、金属成分で形成される金属層とをこの順で備える、＜８＞に記載の電子部品。

本発明によれば、エッチング性、導電性及び基材との接着性のすべてに優れる導体を形成可能な導体形成用組成物を提供することが可能となる。また、本発明によれば、エッチング性、導電性及び基材との接着性のすべてに優れる導体及びその製造方法、並びに該導体を含む電子部品及びその製造方法を提供することが可能になる。

（ａ），（ｂ）は、本実施形態の導体を模式的に示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、本実施形態の電子部品を模式的に示す断面図である。

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。但し、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。

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を意味する。
本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子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粒子の混合物についての値を意味する。
本明細書において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本明細書において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
本明細書において導体形成用組成物が「導体化する」とは、シート抵抗が１０ＭΩ／□以下の物体に導体形成用組成物が変化することを意味し、「導体」とは導体形成用組成物から得られるシート抵抗が１０ＭΩ／□以下の物体を意味する。なお、本明細書において導体のシート抵抗は、４端針面抵抗測定器で測定された値を意味する。

＜導体形成用組成物＞
本実施形態の導体形成用組成物は、金属成分と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂と、分散媒とを含有する。

（金属成分）
本実施形態の導体形成用組成物は、金属成分を含む。金属成分の種類は、特に制限されない。金属成分としては、例えば、銀、ニッケル、ベリリウム、白金、コバルト、アンチモン、ゲルマニウム、タリウム、イリジウム、亜鉛、ニオブ、金、パラジウム、カドミウム、ルテニウム、銅、チタン、インジウム、タングステン、モリブデン、アルミニウム、鉛、ビスマス、ロジウム、クロム、スズ、鉄、バナジウム、マンガン等の導電性を有する金属成分、又はこれらの金属成分を含む合金を挙げることができる。金属成分は、導電性の観点から、好ましくは金、銀、銅又はこれらの金属を含む合金からなる群より選択される少なくとも一種であり、耐酸化性の観点から、好ましくは金、銀又はこれらの金属を含む合金からなる群より選択される少なくとも一種であり、コストの観点から、好ましくは銅及び銅を含む合金からなる群より選択される少なくとも一種である。導体形成用組成物に含まれる金属成分は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。

金属成分の形状は、導体形成用組成物を作製可能であれば特に制限されない。金属成分は、例えば粒子状（すなわち金属粒子）であってよい。金属粒子の形状としては、例えば、球状、板状、ロッド状等が挙げられる。金属粒子の形状は、導体形成用組成物の流動性を高める観点から、好ましくは球状であり、基材上に導体形成用組成物を付与する際のチキソ性を向上させる観点から、好ましくは板状又はロッド状である。導体形成用組成物に含まれる金属成分の形状は、１種のみであっても、２種以上であってもよい。

（脂肪酸）
導体形成用組成物は、金属成分が金属粒子である場合の金属粒子の分散性を向上させるために、脂肪酸を更に含有していてもよい。脂肪酸は、金属粒子の表面を被覆していてもよい。脂肪酸は、ＲＣＯＯＨで表される１価のカルボン酸（Ｒは鎖状の炭化水素基であり、直鎖状であっても分岐を有していてもよい）である。脂肪酸は、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸のいずれであってもよい。脂肪酸は、金属粒子を効率的に被覆して酸化を抑制する観点から、好ましくは直鎖状の飽和脂肪酸である。脂肪酸は、１種のみでも、２種以上であってもよい。

脂肪酸の炭素数は、好ましくは９以下である。炭素数が９以下である飽和脂肪酸としては、酢酸（炭素数２）、プロピオン酸（炭素数３）、酪酸及びイソ酪酸（炭素数４）、吉草酸及びイソ吉草酸（炭素数５）、カプロン酸（炭素数６）、エナント酸及びイソエナント酸（炭素数７）、カプリル酸及びイソカプリル酸及びイソカプロン酸（炭素数８）、ノナン酸及びイソノナン酸（炭素数９）等が挙げられる。炭素数が９以下である不飽和脂肪酸としては、上記の飽和脂肪酸の炭化水素基中に１つ以上の二重結合を有するものを挙げることができる。

（アルキルアミン）
導体形成用組成物は、金属成分の酸化抑制、及び金属成分が金属粒子である場合の金属粒子の分散性向上のために、アルキルアミンを更に含有していてもよい。アルキルアミンは、金属粒子の表面を被覆していてもよい。アルキルアミンは、ＲＮＨ_２（Ｒは炭化水素基であり、環状又は分岐状であってもよい）で表される１級アミン、Ｒ^１Ｒ^２ＮＨ（Ｒ^１及びＲ^２は同じであっても異なっていてもよい炭化水素基であり、環状又は分岐状であってもよい）で表される２級アミン、炭化水素鎖に２つのアミノ基が置換したアルキレンジアミン等を意味する。アルキルアミンは、１つ以上の二重結合を有していてもよく、酸素、ケイ素、窒素、硫黄、リン等の原子を有していてもよい。アルキルアミンは、１種のみであっても２種以上であってもよい。

アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は、好ましくは７以下、より好ましくは６以下、更に好ましくは３以下である。アルキルアミンの炭化水素基の炭素数が７以下であると、導体形成用組成物を導体化する際にアルキルアミンが脱離しやすく、良好な導体が形成される傾向にある。
アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は、好ましくは７以下である。アルキルアミンの炭化水素基の炭素数が７以下であると、導体形成用組成物を導体化する際にアルキルアミンが脱離しやすく、良好な導体が形成される傾向にある。アルキルアミンの炭化水素基の炭素数は、より好ましくは６以下であり、更に好ましくは３以下である。

１級アミンとして具体的には、エチルアミン、２−エトキシエチルアミン、プロピルアミン、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、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オレイルアミン、３−メトキシプロピルアミン、３−エトキシプロピルアミン等が挙げられる。

２級アミンとして具体的には、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、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン等が挙げられる。

アルキレンジアミンとして具体的には、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、１，８−ジアミノオクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１２−ジアミノドデカン等が挙げられる。

アルキルアミンは、好ましくは炭化水素基の炭素数が７以下であるアルキルアミンの少なくとも１種を含む。これにより、より低温で導体化しやすい導体形成用組成物を製造することができる。アルキルアミンは１種単独で用いても、２種以上を併用してよい。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と、炭化水素基の炭素数が８以上のアルキルアミンと、を含んでもよい。炭化水素基の炭素数が７以下であるアルキルアミンと炭化水素基の炭素数が８以上のアルキルアミンとを併用する場合、アルキルアミン全体に占め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、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上である。

金属成分は、好ましくは銅であり、より好ましくは銅粒子である。酸化抑制の観点から、導電性に更に優れる観点から、銅粒子の表面の少なくとも一部は、好ましくはアルキルアミンで被覆されている。

金属成分の形状が粒子状である場合、その大きさは特に制限されない。導体形成用組成物の薄膜を形成できる観点からは、金属粒子の体積平均粒子径（Ｄ５０）は、好ましくは０．０１μｍ〜３μｍ、より好ましくは０．０６μｍ〜０．３μｍである。金属粒子の体積平均粒子径（Ｄ５０）は、粒度分布において小径側からの体積累積５０％に対応する粒子径を意味する。粒度分布は、レーザー回折式粒度分布計を用いて公知の方法により測定できる。

（側鎖にシロキサン単位を有する樹脂）
本実施形態の導体形成用組成物は、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂（無機−有機ハイブリッド樹脂とも呼ばれる）を含む。導体形成用組成物が側鎖にシロキサン単位を有する樹脂を特定量含むことにより、得られる導体は、充分なエッチング性、導電性及び基材との接着性を発現させることができる。

樹脂は、側鎖にシロキサン単位を有していればよく、樹脂の基本骨格は特に制限されない。基本骨格としては、例えば、（メタ）アクリル樹脂骨格、ポリイミド樹脂骨格、ポリウレタン樹脂骨格、ポリフェニレンエーテル樹脂骨格、シリコーン樹脂骨格、エポキシ樹脂骨格、フェノール樹脂骨格、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂骨格、ポリ塩化ビニル樹脂骨格、ポリエチレンテレフタラート樹脂骨格、ナイロン樹脂骨格、ポリフッ化ビニリデン樹脂骨格、ポリサルフォン樹脂骨格、ポリエーテルサルフォン樹脂骨格、ニトリルブタジエン樹脂骨格、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）樹脂骨格、メラミン樹脂骨格、ウレア樹脂骨格（ユリア樹脂骨格）、ポリカーボネート樹脂骨格、ポリアセタール樹脂骨格、シリコーン樹脂骨格、ポリエーテルイミド樹脂骨格、フェノキシ樹脂骨格、変性ポリフェニレンエーテル樹脂骨格、ポリアミド樹脂骨格、ポリビニルブチラール樹脂骨格、フッ素樹脂骨格、ビスマレイミド樹脂骨格、シアネートエステル樹脂骨格、アルキド樹脂骨格、不飽和ポリエステル樹脂骨格、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂骨格、キシレン樹脂骨格、フラン樹脂骨格、ケトン樹脂骨格、トリアリルシアヌレート樹脂骨格、ポリイソシアネート樹脂骨格、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートを含有する樹脂骨格、トリアリルトリメリタートを含有する樹脂骨格、シクロペンタジエンから合成された熱硬化性樹脂骨格、芳香族ジシアナミドの三量化による熱硬化性樹脂骨格、イソブチレン及び無水マレイン酸の共重合体骨格、及び各種の変性樹脂骨格が挙げられる。樹脂の基本骨格は、重量平均分子量が５０００以上のポリペプチド骨格であってもよく、このようなポリペプチド骨格を有する化合物も、本明細書においては「樹脂」に含めるものとする。導体形成用組成物に含まれる樹脂は、１種のみであっても、種類、分子量等の異なる２種以上であってもよい。

導体化後の耐久性及び耐熱性の観点から、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは１５℃〜２５０℃、より好ましくは８０℃〜２００℃である。樹脂のＴｇが１５℃以上であると、導体形成用組成物を用いて形成した導体の表面のタック力が抑制される傾向にあり、樹脂のＴｇが２５０℃以下であると導体形成用組成物を用いて形成した導体の柔軟性が良好に維持される傾向にある。

樹脂１００質量部中のシロキサン単位の含有量は、接着力の観点から、好ましくは１．０〜５０質量部、より好ましくは３〜３０質量部、更に好ましくは１０〜２５質量部である。樹脂１００質量部中のシロキサン単位の含有量が１．０質量部以上であると、より良好な接着性が得られる傾向があり、樹脂１００質量部中のシロキサン単位の含有量が５０質量部以下であるとゲル化に伴って早期に品質が劣化することを抑制できる傾向にある。

金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量は、０．５〜５０質量部である。金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量は、導電性及び基材との接着性を両立する観点から、好ましくは１．０質量部〜４０質量部、より好ましくは３．０質量部〜３０質量部、更に好ましくは６質量部〜２５質量部である。

本実施形態の導体形成用組成物は、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂を含有し、且つ金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量が０．５〜５０質量部であることで、導体形成用組成物から得られる導体からなる導体層上にめっき層を形成した場合（詳細は後述）、めっき層の強度と基材への接着性が充分に確保される傾向にある。

（分散媒）
導体形成用組成物は、分散媒を含む。分散媒の種類は、特に制限されず、導体形成用組成物の用途に応じて一般に用いられる有機溶媒から選択される。分散媒は、導体形成用組成物の粘度をコントロールする観点から、好ましくはテルピネオール、シクロヘキサノン、エチレングリコール、イソボルニルシクロヘキサノール、ジヒドロターピネオール及びジヒドロターピネオールアセテートからなる群より選択される少なくとも１種を含み、低温での除去性（揮発性）と分散性の観点から、より好ましくはテルピネオールを含む。導体形成用組成物が含有する分散媒は、１種のみであっても、２種以上の混合物であってもよい。分散媒の含有量は、金属成分と側鎖にシロキサン単位を有する樹脂との合計１００質量部に対して、例えば１０〜９００質量部であってよい。

導体形成用組成物は、導体化の際の熱による流動を抑制する目的で、熱硬化性の樹脂を更に含有してもよい。熱硬化性の樹脂としては、上述した側鎖にシロキサン単位を有する樹脂の基本骨格となる樹脂のうち熱により架橋反応を起こす樹脂が挙げられる。熱硬化性の樹脂は、粒子分散性の観点から、好ましくはウレタン樹脂であり、熱による流動の抑制効果を付与する観点から、好ましくはエポキシ樹脂である。

導体形成用組成物は、導体化の際の熱による流動を抑制する目的で、上述した樹脂以外の熱硬化性化合物を更に含有してもよい。熱硬化性化合物としては、熱により架橋反応を起こす化合物が挙げられる。このような熱硬化性化合物も本明細書においては「樹脂」に含めるものとする。熱硬化性化合物としては、酸二無水物、イソシアネート化合物、多官能の（メタ）アクリレート化合物、スチリル基を有する化合物、ジアリルビスフェノールＡ、ビスアリルナジイミド、ジアリルフタレート又はジアリルフタレートのプレポリマー、ジアリルメラミン、トリアリルイソシアヌレート、アリル変性フェノールノボラック、１，３−ジアリル−５−グリシジルイソシアヌレート等が挙げられる。これらの熱硬化性化合物は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

導体形成用組成物は、必要に応じてその他の成分を更に含んでもよい。このような成分としては、シランカップリング剤、高分子化合物、ラジカル開始剤、還元剤等が挙げられる。

導体形成用組成物の粘度は、特に制限されず、導体形成用組成物の使用方法に応じて調整できる。例えば、導体形成用組成物をスクリーン印刷法に適用する場合は、導体形成用組成物の粘度は、好ましくは０．１〜３０Ｐａ・ｓ、より好ましくは１〜３０Ｐａ・ｓである。導体形成用組成物をインクジェット印刷法に適用する場合は、使用するインクジェットヘッドの規格にもよるが、導体形成用組成物の粘度は、好ましくは０．１〜３０ｍＰａ・ｓ、より好ましくは５〜２０ｍＰａ・ｓである。導体形成用組成物（ペースト状）の粘度は、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、２５℃において測定した値を意味する。

本実施形態の導体形成用組成物はプリンテッドエレクトロニクス法による金属パターンの形成に好適に用いることができる。本実施形態の導体形成用組成物を用いてプリンテッドエレクトロニクス法により形成された導体は、従来の導体形成用組成物を用いてプリンテッドエレクトロニクス法で形成された導体に比べて、体積抵抗率が低く、基材との接着性も良好である。これは、導体形成用組成物により得られた導体をめっきシード層として用いることで、良好な接着力を有するめっきシード層にめっき膜を形成することができるからである。

本実施形態の導体形成用組成物は、比較的低温の熱処理（例えば、１５０℃以下）で導体化することができる。これにより、この導体をめっきシード層としてその上に電解めっき又は無電解めっきによりめっき層を形成する工程を含む金属パターンの形成方法は、従来の導体形成用組成物を用いてプリンテッドエレクトロニクス法で金属パターンを形成する方法に比べて、低温で金属パターンを形成することができる。したがって、本実施形態の導体形成用組成物を用いることにより、熱可塑性樹脂等の耐熱性の低い基材の上であっても導体を形成し、さらに金属パターンを形成することができる。

本実施形態の導体形成用組成物は、比較的低温の熱処理（例えば、１５０℃以下）で無機基材上へ接着させることができる。したがって、この導体をめっきシード層としてその上に電解めっき又は無電解めっきによりめっき層を形成することで、従来の導体形成用組成物を用いてプリンテッドエレクトロニクス法で金属パターンを形成する方法では金属パターンの形成が困難であった無機基材上にも、金属パターンを形成することができる。

＜導体の製造方法＞
本実施形態の導体の製造方法は、上述した実施形態の導体形成用組成物から分散媒を揮発させて（乾燥させて）導体を形成する工程（以下、導体化工程とも称する）を備える。

導体化工程は、導体形成用組成物が含有する分散媒の少なくとも一部を揮発させて、導体形成用組成物が導体化しうる程度に導体形成用組成物から分散媒を除去する工程である。分散媒の揮発の方法は、特に制限されず、例えば、熱板を用いる方法（熱処理法）、赤外ヒータを用いる方法（熱処理法）、減圧による方法等を挙げられる。導体化工程の実施温度及び実施時間は、好ましくは導体形成用組成物に含まれる分散媒が揮発する温度及び時間である。

導体化工程の実施温度は、特に制限されない。本実施形態の導体の製造方法では、比較的低い温度でも導体形成用組成物から分散媒を揮発させて導体を形成することができる。このため、例えば、導体形成用組成物が熱可塑性樹脂等の耐熱性に劣る基材の上に存在する場合であっても、基材を損なわずに導体化工程を実施することができる。導体化工程の実施温度は、例えば、２００℃以下であってよく、１５０℃以下であってもよい。導体化工程を実施している間の温度又は昇温速度は、一定であっても、不規則に変化させてもよい。

導体化工程を実施する時間は、特に制限されず、導体化工程における周辺の温度、導体化工程が実施される雰囲気中の成分、導体形成用組成物中の分散媒の含有量等を考慮して調整でき、例えば１０〜１２０分間である。

導体化工程を実施する雰囲気は特に制限されず、大気、又は窒素、アルゴン等の雰囲気であってよい。また、導体化工程を実施する雰囲気は、水素、ギ酸等の還元性物質を、窒素等に飽和させた雰囲気であってもよい。導体化工程は大気圧中で行っても、減圧又は加圧した状態で行ってもよい。

導体の製造方法は、必要に応じてその他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、例えば、導体化工程の前に導体形成用組成物を基材上に付与する工程、導体化工程前に導体形成用組成物中の分散媒の少なくとも一部を予め揮発させる（除去する）工程、導体化工程後に大気中で加熱したことにより生成した酸化物成分を除去する工程、導体化工程後に還元雰囲気中で加熱することにより生成した酸化物を還元する工程、導体化工程後に光焼成を行って残存成分を除去する工程、導体化工程後に得られた導体に対して荷重をかける工程などを挙げられる。

導体化工程の前に導体形成用組成物を基材上に付与する方法は特に制限されない。導体形成用組成物を基材上に付与する方法としては、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、ディスペンス印刷、スピンコート、スプレーコート、刷毛塗り、吹き付け等が挙げられる。

基材上に導体を形成する場合、基材の材質は特に制限されず、上述した本実施形態の導体に使用可能なものであればよい。基材は、導電性を有していても有していなくてもよい。基材の材質として具体的には、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｎ等の金属、これら金属の合金、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ、Ｓｉ等の半導体、ガラス、黒鉛、グラファイト等のカーボン材料、樹脂、紙、これらの組み合わせなどが挙げられる。

本実施形態の導体の製造方法では、熱可塑性樹脂等の耐熱性が比較的低い材質の基材を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタラート、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樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。基材の形状は特に制限されず、板状、棒状、ロール状、フィルム状等であってよい。

導体形成用組成物中の分散媒の少なくとも一部を予め揮発させる（除去する）方法は、特に制限されず、例えば、自然乾燥による方法であってもよく、分散媒が揮発しやすい温度で揮発させる方法であってもよい。

導体化工程の後に、還元雰囲気中で加熱することにより生成した酸化物を還元する方法は、特に制限されず、例えば、水素焼成炉、ギ酸リフロー炉等の装置を用いる方法であってよい。生成する酸化物としては、酸化銅が挙げられる。

導体化工程の後に、大気中で加熱したことにより生成した酸化物成分を除去する工程は、特に制限されず、例えば、濃度１０％の希硫酸に数十秒浸し、水洗する方法であってよい。

導体化工程の後に、光焼成を行って残存成分を除去する方法は、特に制限されず、例えば、パルスレーザー照射装置を用いる方法であってよい。

導体化工程の後に、得られた導体に対して荷重をかける方法は、特に制限されず、例えば、圧着機を用いる方法であってよい。

＜導体＞
本実施形態の導体は、金属成分と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂とを含有する。金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量は、０．５〜５０質量部である。

本実施形態の導体は、例えば、上述した導体形成組成物から分散媒を揮発させることで得られる。図１は、本実施形態の導体を模式的に示す断面図である。導体１の形態は、特に制限されず、例えば図１（ａ）に示すように層状であってよい。導体１は、基材上に形成された層状であってもよい。この場合、導体１は、パターン状であってもパターン状でなくてもよい。

導体１のシート抵抗は、特に制限されず、導体１の用途等に応じて調整できる。導体１のシート抵抗は、例えば、好ましくは１ＭΩ／□以下、より好ましくは０．１ＭΩ／□以下、更に好ましくは１０ｋΩ／□以下、特に好ましくは１ｋΩ／□以下である。

本実施形態の導体１は、金属成分が樹脂で完全に被覆されていないことから、希硫酸などの処理によって簡便に金属表面の酸化膜を除去できる。金属成分の表面が樹脂で完全に被覆されていないことは、希硫酸で処理することで酸化膜が除去され、金属成分の表層の色が変化することで確認できる。

図１（ｂ）に示すように、導体１１は、最も好ましくは、金属成分で形成される金属層２と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂で形成される樹脂層３と、を備える。導体１１中の金属成分と樹脂が局在した構造（二層構造）を形成しているかどうかは、例えば、導体１１の断面を走査イオン顕微鏡などによって観察することで確認できる。

本実施形態の導体１，１１は、その上にめっき層を形成するためのめっきシード層として好適に用いることができる。導体がめっきシード層である場合、その厚さは、特に制限されず、例えば０．１μｍ〜５μｍであってよい。

本実施形態の導体１，１１は、種々の用途に用いることができる。具体的には、積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ、タッチパネル、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の電子部品に使用される、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ができる。特に、本実施形態の導体は樹脂等のフレキシブルな基材上にも形成できるため、フレキシブルな積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ、タッチパネル等の製造に好適である。

＜電子部品の製造方法＞
本実施形態の電子部品の製造方法は、基材上に配置された上記導体形成用組成物から分散媒を揮発させて導体層を形成する工程を備える。

上記方法において、基材上に配置された上記導体形成用組成物から分散媒を揮発させて導体層を形成する工程の詳細及び好ましい態様は、上述した導体化工程の詳細及び好ましい態様と同様である。

本実施形態の電子部品の製造方法は、導体層上にめっき層を形成する工程（めっき層形成工程）を更に備える。めっき層形成工程は、導体層をめっきシード層として、めっきシード層上にめっき層を形成する工程であってもよい。導体層上にめっき層を形成する方法は、特に制限されず、電解めっき法であってもよく、無電解めっき法であってもよい。めっき層の厚さは、特に制限されず、例えば０．５μｍ〜３０μｍであってよい。

導体層上にめっき層を形成する場合、めっきする金属の種類は特に制限されず、例えば、銅、ニッケル、金、クロム等が挙げられる。

＜電子部品＞
図２は、本実施形態の電子部品を模式的に示す断面図である。図２（ａ）に示すように、本実施形態の電子部品４は、基材５と、基材５上に配置された導体層（導体）１と、導体層１上に配置されためっき層６と、を備える。導体層１は、金属成分、及び側鎖にシロキサン単位を有する樹脂を含有し、金属成分１００質量部に対する樹脂の含有量が０．５〜５０質量部である導体により形成されている。

図２（ｂ）に示すように、電子部品１４において、導体層１１は、好ましくは金属成分で形成される金属層２及び側鎖にシロキサン単位を有する樹脂で形成される樹脂層３を備える。導体層１１が金属層２及び樹脂層３を備える場合、導体層１１は、好ましくは基材５側から樹脂層３と金属層２とをこの順に備える（基材５側に樹脂が、基材５と反対側に金属成分が局在した構造を有する）。

めっき層６に含まれる金属の種類としては、特に制限されず、例えば、銅、ニッケル、金、クロム等が挙げられる。めっき層６の厚さは、特に制限されず、例えば０．５μｍ〜３０μｍであってよい。めっき層６の形状は、パターン状であってもよくパターン状でなくてもよい。

本実施形態の電子部品４，１４は、種々の用途に用いることができる。電子部品４，１４は、具体的には、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の電子部品に使用される、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ができる。特に、本実施形態の電子部品４，１４は樹脂等のフレキシブルな基材５上にも形成できるため、フレキシブルな積層板、太陽電池パネル、ディスプレイ等の製造に好適である。

以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

（導体形成用組成物の調製）
実施例及び比較例においては、以下に示す金属成分Ａ１〜Ａ３及び樹脂Ｂ１〜Ｂ３、ｂ１を用いて、表３〜５に示す組成の導体形成用組成物を調製した。すなわち、金属粒子（銀粒子又は銅粒子）と樹脂とを混合し、次いで混合物を、金属粒子及び樹脂の合計質量と同質量の分散媒（テルピネオール）とともに混錬脱泡機で撹拌して、導体形成用組成物を調製した。導体形成用組成物中の金属成分及び樹脂の含有量の比率を表３〜５に示す。なお、表中の「−」は、該当する記載がないことを意味する。

金属成分としては、以下の製品を用いた。

（金属成分Ａ３（銅粒子）の合成）
なお、金属成分Ａ３（銅粒子）は以下の方法により製造した。すなわち、ノナン酸銅（ＩＩ）１５．０１ｇ（０．０４０ｍｏｌ）と酢酸銅（ＩＩ）無水物（関東化学株式会社、特級）７．２１ｇ（０．０４０ｍｏｌ）をセパラブルフラスコに入れ、１−プロパノール１５ｍＬとヘキシルアミン（東京化成工業株式会社、純度９９％）３２．１ｇ（０．３２ｍｏｌ）を添加し、オイルバス中で８０℃で加熱撹拌して溶解させた。氷浴に移し、内温が５℃になるまで冷却した後、ヒドラジン一水和物（関東化学株式会社、特級）７．７２ｍＬ（０．１６ｍｏｌ）を氷浴中で撹拌した。なお、銅：ヘキシルアミンのモル比は１：４である。次いで、オイルバス中で８０℃で加熱撹拌した。その際、発泡を伴う還元反応が進み、３分以内で反応が終了した。セパラブルフラスコの内壁が銅光沢を呈し、溶液が暗赤色に変化した。遠心分離を９０００ｒｐｍ（回転／分）で１分間実施して固体物を得た。固形物を更にヘキサン１５ｍＬで洗浄する工程を３回繰り返し、酸残渣を除去して、銅光沢を有する銅粒子を得た。

（導体形成用組成物の導体化）
上記で得た導体形成用組成物を用いて、基材としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上にスクリーン印刷で１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの層を形成した。次いで、１２０℃のホットプレート上で２０分の熱処理を行い、導体形成用組成物を導体化した。

（導電性の評価）
上記で得られた導体のシート抵抗を、４端針面抵抗測定器で測定して得た面抵抗値から求めた。導電性の評価では、シート抵抗が１ｋΩ／□未満であった場合を「◎」、１ｋΩ／□以上１ＭΩ／□未満であった場合を「○」、１ＭΩ／□以上１０ＭΩ／□以下であった場合を「△」、１０ＭΩ／□を超えた場合を「×」として評価した。結果を表３〜５に示す。

（エッチング可否の評価）
上記で得られた導体に対してエッチング処理を行い、導体の金属粒子をエッチング可能であった場合を「○」、それ以外の場合を「×」として評価した。結果を表３〜５に示す。

（接着力の評価）
上記で得られた導体について、ＪＩＳ Ｋ５６００に準じてクロスカット試験を実施した。具体的には、まず、導体を１ｍｍ間隔で１００目クロスカットした。次いで、クロスカットした箇所に粘着テープを貼り付けた後、粘着テープを剥離したときの導体の剥離の有無を調べた。接着力の評価では、粘着テープ剥離後に導体の剥離がなく、残存したマス目の数が１００個／１００個であった場合を「○」、テープ剥離後に残存したマス目の数が５１個〜９９個／１００個であった場合を「△」、テープ剥離後に残存したマス目の数が５０個以下であった場合を「×」として評価した。結果を表３〜５に示す。

１，１１…導体（導体層）、２…金属層、３…樹脂層、４，１４…電子部品、５…基材、６…めっき層。

Claims (8)

1. 金属成分と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂と、分散媒とを含有し、
   前記金属成分１００質量部に対する前記樹脂の含有量が０．５〜５０質量部であり、
   前記金属成分として銅を含有する、導体形成用組成物。
2. 前記樹脂１００質量部中の前記シロキサン単位の含有量が１．０〜５０質量部である、請求項１に記載の導体形成用組成物。
3. 請求項１又は２に記載の導体形成用組成物から、前記分散媒を揮発させて導体を形成する工程を備える、導体の製造方法。
4. 基材上に配置された請求項１又は２に記載の導体形成用組成物から前記分散媒を揮発させて導体層を形成する工程と、
   前記導体層上にめっき層を形成する工程と、を備える、電子部品の製造方法。
5. 金属成分と、側鎖にシロキサン単位を有する樹脂とを含有し、
   前記金属成分１００質量部に対する前記樹脂の含有量が０．５〜５０質量部であり、
   前記金属成分として銅を含有する、導体。
6. 前記金属成分で形成される金属層と、前記樹脂で形成される樹脂層とを備える、請求項５に記載の導体。
7. 基材と、前記基材上に配置された導体層と、前記導体層上に配置されためっき層とを備え、
   前記導体層が請求項５に記載の導体で形成されている、電子部品。
8. 前記導体層が、前記基材側から、前記樹脂で形成される樹脂層と、前記金属成分で形成される金属層とをこの順で備える、請求項７に記載の電子部品。

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