JP7263124B2 - Inkjet copper oxide ink and method for producing conductive substrate provided with conductive pattern using the same - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット用酸化銅インク及びこれを用いて導電性パターンを付与した導電性基板の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a copper oxide ink for inkjet and a method for producing a conductive substrate provided with a conductive pattern using the same.

回路基板は、基板上に導電性の配線を施した構造を有する。回路基板の製造方法は、一般的に、次の通りである。まず、金属箔を貼り合せた基板上にフォトレジストを塗布する。次に、フォトレジストを露光及び現像して所望の回路パターンのネガ状の形状を得る。 A circuit board has a structure in which conductive wiring is provided on a substrate. A method of manufacturing a circuit board is generally as follows. First, a photoresist is applied on a substrate to which a metal foil is attached. The photoresist is then exposed and developed to obtain the negative features of the desired circuit pattern.

次に、フォトレジストに被覆されていない部分の金属箔をケミカルエッチングにより除去してパターンを形成する。これにより、高性能の回路基板を製造することができる。 Next, the portion of the metal foil not covered with the photoresist is removed by chemical etching to form a pattern. Thereby, a high-performance circuit board can be manufactured.

しかしながら、従来の方法は、工程数が多く、煩雑であると共に、フォトレジスト材料を要する等の欠点がある。 However, the conventional method has drawbacks such as a large number of steps, being complicated, and requiring a photoresist material.

これに対し、金属微粒子及び金属酸化物微粒子からなる群から選択された微粒子を分散させた分散体で、基板上に所望の配線パターンを直接印刷する直接配線印刷技術(以下、PE(プリンテッド エレクトロニクス)法と記載する)が注目されている。この技術は、工程数が少なく、フォトレジスト材料を用いる必要がない等、極めて生産性が高い。 On the other hand, direct wiring printing technology (hereinafter referred to as PE (printed electronics ), which is described as the law), is attracting attention. This technique has a small number of steps, does not require the use of a photoresist material, and has extremely high productivity.

直接印刷の中でも、特にインクジェットは、ノズルより直接インクを基板に対して吐出する印刷方法であり、簡易的かつ設備がコンパクトである等の利点から、塗工精度の高いインクジェットが望まれている。また、他の印刷と異なり、版を起こす必要がないため、少量多品種生産に好適である。 Among direct printing methods, inkjet is a printing method in which ink is directly ejected from a nozzle onto a substrate. Due to its advantages such as simplicity and compact equipment, inkjet with high coating accuracy is desired. In addition, unlike other types of printing, there is no need to raise a plate, so it is suitable for small-lot, high-mix production.

ところで、一般に用いられるインクとしては、金属インクや金属ペーストが挙げられる。金属インクは、平均粒子径が数~数十ナノメートルの金属超微粒子を分散媒に分散させた分散体である。金属インクを基板に塗布乾燥させた後、これを熱処理すると、金属超微粒子特有の融点降下によって、金属の融点よりも低い温度で焼結し、導電性を有する金属膜(以下、導電膜ともいう)を形成できる。金属インクを用いて得られた金属膜は、膜厚が薄く、金属箔に近いものになる。 Incidentally, commonly used inks include metal inks and metal pastes. The metal ink is a dispersion in which ultrafine metal particles having an average particle size of several nanometers to several tens of nanometers are dispersed in a dispersion medium. After the metal ink is applied and dried on the substrate, when it is heat-treated, it is sintered at a temperature lower than the melting point of the metal due to the melting point depression peculiar to the metal ultrafine particles, and a conductive metal film (hereinafter also referred to as a conductive film) is formed. ) can be formed. A metal film obtained using a metal ink has a thin film thickness and is close to a metal foil.

一方、金属ペーストは、マイクロメートルサイズの金属の微粒子と、バインダ樹脂と共に分散媒に分散させた分散体である。微粒子のサイズが大きいので、沈降を防ぐために、通常はかなり粘度の高い状態で供給される。そのため、粘度の高い材料に適したスクリーン印刷やディスペンサーによる塗布に適している。金属ペーストは、金属粒子のサイズが大きいため、膜厚が厚い金属膜を形成できるという特徴を有する。 On the other hand, the metal paste is a dispersion in which micrometer-sized metal fine particles and a binder resin are dispersed in a dispersion medium. Due to the large size of the fine particles, they are usually supplied in a fairly viscous state to prevent settling. Therefore, it is suitable for screen printing suitable for highly viscous materials and application by a dispenser. A metal paste has a feature that a thick metal film can be formed because the size of the metal particles is large.

このようなインクに含まれる金属粒子に利用される金属として銅が注目されている。特に、投影型静電容量式タッチパネルの電極材料として広く用いられているITO(酸化インジウムスズ)の代替として、抵抗率、イオン(エレクトロケミカル)マイグレーション、導体としての実績、価格、埋蔵量等の観点から、銅が最も有望である。 Copper is attracting attention as a metal to be used for the metal particles contained in such ink. In particular, as an alternative to ITO (indium tin oxide), which is widely used as an electrode material for projected capacitive touch panels, from the viewpoint of resistivity, ion (electrochemical) migration, performance as a conductor, price, reserves, etc. , copper is the most promising.

しかしながら、銅は、数十ナノメートルの超微粒子では酸化が起こりやすく酸化防止処理が必要である。酸化防止処理は、焼結の妨げになるという課題があった。 However, copper is easily oxidized in ultrafine particles of several tens of nanometers and requires anti-oxidation treatment. There is a problem that anti-oxidation treatment interferes with sintering.

このような課題を解決するために、銅酸化物の超微粒子を前駆体とし、適切な雰囲気下で、熱、活性光線等のエネルギーによって銅酸化物を銅に還元し、銅薄膜を形成することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such problems, a copper thin film is formed by using ultrafine particles of copper oxide as a precursor and reducing the copper oxide to copper by energy such as heat and actinic rays in an appropriate atmosphere. has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

銅酸化物の超微粒子における表面拡散自体は、300℃よりも低い温度で起こるため、適切な雰囲気下でエネルギーにより、銅酸化物を銅に還元すると、銅の超粒子相互が焼結により緻密なランダムチェーンを形成し、全体がネットワーク状となり、所望の電気導電性が得られる。 Since the surface diffusion itself in the copper oxide ultrafine particles occurs at a temperature lower than 300° C., when the copper oxide is reduced to copper by energy under an appropriate atmosphere, the copper ultrafine particles are sintered to form a dense structure. Random chains are formed, and the whole becomes network-like, and the desired electrical conductivity is obtained.

国際公開第2003/051562号WO2003/051562

金属インク(あるいは、金属ペースト)を用いたPE法により得られる金属薄膜は、抵抗率が低いだけでなく、経時的変化が少ないことが求められる。例えば、銀ペーストに関しては、銀は大気下で酸化を受けやすく、酸化して抵抗率が上昇するため、銀粒子間の抵抗率は経時的に悪化していくことが知られている。 A metal thin film obtained by a PE method using a metal ink (or metal paste) is required to have not only low resistivity but also little change over time. For example, with respect to silver paste, it is known that silver is susceptible to oxidation in the air, and oxidizes to increase the resistivity, so that the resistivity between silver particles deteriorates over time.

しかしながら、特許文献1に開示された銅酸化物の超微粒子を前駆体として用いたPE法により得られる金属膜について、抵抗率の安定性について検討した先行技術文献は存在していない。 However, there is no prior art document that examines the stability of the resistivity of the metal film obtained by the PE method using the copper oxide ultrafine particles as a precursor disclosed in Patent Document 1.

また、工業的利用においては、分散体が、高濃度で経時的変化に対して優れた分散安定性を有することも求められる。 In industrial use, the dispersion is also required to have excellent dispersion stability against changes over time at high concentrations.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、インクとして分散安定性が高く、基板上で抵抗の低い導電膜を形成できるインクジェット用酸化銅インク及びこれを用いて導電性パターンを付与した導電性基板の製造方法を提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in view of the above points, and has high dispersion stability as an ink and can form a conductive film with low resistance on a substrate. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flexible substrate.

また、インクジェットは、版が必要なく、簡易的かつ設備がコンパクトなため、インクジェットに適するインクが要望されている。そこで、上記に加えて、本発明は、インクジェット用として吐出性能として優れ、塗工精度が高く、詰りがなく連続生産可能なインクジェット用酸化銅インクの提供を目的とする。 In addition, inks suitable for inkjets are desired because inkjets do not require a plate, are simple and require compact equipment. Therefore, in addition to the above, an object of the present invention is to provide an inkjet copper oxide ink that is excellent in ejection performance for inkjet, has high coating accuracy, and can be continuously produced without clogging.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have completed the present invention as a result of earnest research in order to solve the above problems.

即ち、本発明の一態様のインクジェット用酸化銅インクは、溶媒に、化銅と、分散剤と、還元剤と、インクジェット調整剤とを含み、前記還元剤の含有量が下記式(1)の範囲であり、前記分散剤の含有量が下記式(2)の範囲であり、沸点が100℃以上の前記溶媒を、少なくとも2種類含有前記インクジェット調整剤は、グラフェン、酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、アクリルポリマー、アクリルラテックス、シリコーンポリマー、アクリルシリコーンラテックス、チオフェンポリマー、フッ素含有有機化合物、及び、ポリエチレングリコールから選択され、前記インクジェット調整剤の数平均分子量は、350以上30000以下であり、前記インクジェット調整剤の含有量が下記式(3)の範囲であることを特とする。
0.0001≦(還元剤質量/酸化銅質量)≦0.10 (1)
0.0050≦(分散剤質量/酸化銅質量)≦0.30 (2)
0.048≦(インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量)≦0.20 (3)
That is, the inkjet copper oxide ink of one embodiment of the present invention contains copper oxide, a dispersant, a reducing agent, and an inkjet regulator as a solvent, and the content of the reducing agent is expressed by the following formula (1) , the content of the dispersant is in the range of the following formula (2), the solvent contains at least two kinds of the solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher , and the inkjet modifier is graphene, graphene oxide, carbon nanotube, acrylic polymer, acrylic latex, silicone polymer, acrylic silicone latex, thiophene polymer, fluorine-containing organic compound, and polyethylene glycol; The content of the modifier is characterized by being within the range of the following formula (3).
0.0001 ≤ (mass of reducing agent/mass of copper oxide) ≤ 0.10 (1)
0.0050 ≤ (mass of dispersant/mass of copper oxide) ≤ 0.30 (2)
0.048 ≤ (mass of inkjet modifier/mass of copper oxide ink for inkjet) ≤ 0.20 (3)

この構成により、酸化銅に対する還元剤及び分散剤の質量の範囲を限定することで、分散安定性が向上するとともに、導電膜の抵抗が効果的に低下する。また、溶媒種を限定することで、高精細なL/S(ラインアンドスペース)形成が可能となり、さらに、インクジェット印刷の際のノズルの詰りがなく連続生産性に優れる効果が得られる。また、プラズマや光、熱を用いて焼成処理を行うことができるため、酸化銅中の有機物が分解され、酸化銅の焼成が促進され、抵抗の低い導電膜を形成できる。 With this configuration, by limiting the mass ranges of the reducing agent and the dispersing agent for copper oxide, the dispersion stability is improved and the resistance of the conductive film is effectively lowered. In addition, by limiting the solvent species, it is possible to form a high-definition L/S (line and space), and furthermore, there is no clogging of nozzles during inkjet printing, resulting in excellent continuous productivity. In addition, since baking treatment can be performed using plasma, light, or heat, organic substances in copper oxide are decomposed, baking of copper oxide is promoted, and a conductive film with low resistance can be formed.

本発明の一態様のインクジェット用酸化銅インクにおいて、前記酸化銅が酸化第一銅であることが好ましい。この構成により、酸化銅の還元が容易であり、還元により生じた銅を容易に焼結することができる。 In the inkjet copper oxide ink of one aspect of the present invention, the copper oxide is preferably cuprous oxide. This configuration facilitates the reduction of copper oxide and facilitates the sintering of the copper produced by the reduction.

本発明の一態様のインクジェット用酸化銅インクにおいて、前記還元剤が、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ナトリウム、カーボン、ヨウ化カリウム、シュウ酸、硫化鉄(II)、チオ硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、塩化スズ(II)、水素化ジイソブチルアルミニウム、蟻酸、水素化ホウ酸ナトリウム、亜硫酸塩の群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。この構成により、酸化銅の分散安定性が向上するとともに、導電膜の抵抗が低下する。 In the copper oxide ink for inkjet according to one aspect of the present invention, the reducing agent includes hydrazine, hydrazine hydrate, sodium, carbon, potassium iodide, oxalic acid, iron (II) sulfide, sodium thiosulfate, ascorbic acid, and chloride. It preferably contains at least one selected from the group consisting of tin (II), diisobutylaluminum hydride, formic acid, sodium borohydride, and sulfite. This configuration improves the dispersion stability of the copper oxide and reduces the resistance of the conductive film.

本発明の一態様のインクジェット用酸化銅インクにおいて、前記還元剤が、ヒドラジンまたはヒドラジン水和物であることが好ましい。この構成により、酸化銅の分散安定性がより向上するとともに、焼成において酸化銅の還元に寄与し、導電膜の抵抗がより低下する。 In the copper oxide ink for inkjet according to one aspect of the present invention, the reducing agent is preferably hydrazine or hydrazine hydrate. This configuration further improves the dispersion stability of the copper oxide, contributes to the reduction of the copper oxide during firing, and further reduces the resistance of the conductive film.

本発明の一態様のインクジェット用酸化銅インクにおいて、前記分散剤の酸価が、20以上、130以下であることが好ましい。これにより、インクジェット用酸化銅インクの分散安定性を向上させることが出来る。 In the copper oxide ink for inkjet according to one aspect of the present invention, the dispersant preferably has an acid value of 20 or more and 130 or less. Thereby, the dispersion stability of the copper oxide ink for inkjet can be improved.

本発明の一態様のインクジェット用酸化銅インクにおいて、インクジェット用酸化銅インクにインクジェット調整剤を含み、前記インクジェット調整剤の数平均分子量が350以上30000以下であり、上記式(3)の範囲を満たす。この構成により、インクジェット印刷の際のノズルの詰りがなく連続生産性に優れる効果が得られる。また、プラズマや光、熱を用いて焼成処理を行う際に、酸化銅中の有機物が分解され、酸化銅の焼成が促進され、抵抗が低くかつ均一な導電膜を形成できる

In the copper oxide ink for inkjet according to one aspect of the present invention, the copper oxide ink for inkjet contains an inkjet modifier, the number average molecular weight of the inkjet modifier is 350 or more and 30000 or less, and the range of the above formula (3) is satisfied . . With this configuration, there is no clogging of nozzles during inkjet printing, and an effect of excellent continuous productivity can be obtained. In addition, when the baking treatment is performed using plasma, light, or heat, the organic matter in the copper oxide is decomposed, the baking of the copper oxide is promoted, and a uniform conductive film with low resistance can be formed .

本発明の一態様の導電性基板の製造方法は、上記のインクジェット用酸化銅インクを用い、インクジェット装置を用いて基板上にパターンを形成し、還元性ガスを含む雰囲気下でプラズマを発生させ、前記パターンに対し焼成処理を行うことを特徴とする。この構成により、低温焼成が可能になる。また、酸化銅中の有機物が効果的に分解されるため、酸化銅の焼成がより促進され、より抵抗の低い導電膜を備えた導電性基板を製造できる。 A method for manufacturing a conductive substrate according to one aspect of the present invention includes forming a pattern on a substrate using the above copper oxide ink for inkjet, using an inkjet device, generating plasma in an atmosphere containing a reducing gas, The pattern is characterized by being subjected to baking treatment. This configuration enables low temperature firing. In addition, since the organic substances in the copper oxide are effectively decomposed, the baking of the copper oxide is further promoted, and a conductive substrate having a conductive film with a lower resistance can be produced.

本発明の一態様の導電性基板の製造方法は、上記のインクジェット用酸化銅インクを用い、インクジェット装置を用いて基板上にパターンを形成し、その後、前記パターンに対し、熱もしくは光照射処理を行うことを特徴とする。この構成により、光の波長を選択できるため、酸化銅インク及び基板の光の吸収波長を考慮することができる。また、熱や光による焼成時間を短くすることができるため、基板へのダメージを抑えながら、酸化銅中の有機物が効果的に分解され、抵抗の低い導電膜を備えた導電性基板を製造できる。 In the method for producing a conductive substrate according to one aspect of the present invention, the copper oxide ink for inkjet described above is used, a pattern is formed on the substrate using an inkjet device, and then the pattern is subjected to heat or light irradiation treatment. characterized by performing With this configuration, the wavelength of light can be selected, so that the absorption wavelength of light of the copper oxide ink and the substrate can be taken into consideration. In addition, since the baking time by heat or light can be shortened, organic substances in the copper oxide are effectively decomposed while suppressing damage to the substrate, and a conductive substrate with a conductive film having low resistance can be manufactured. .

本発明によれば、インクジェット用酸化銅インクとして、分散安定性が高く、基板上で抵抗の低い導電膜を形成できる。 According to the present invention, as a copper oxide ink for inkjet, a conductive film having high dispersion stability and low resistance can be formed on a substrate.

本実施の形態に係る酸化銅とリン酸エステル塩との関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the copper oxide and phosphate ester salt which concern on this Embodiment. 本実施の形態に係る導電性基板を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the conductive substrate which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る導電性基板の製造方法の各工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each process of the manufacturing method of the conductive substrate which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るハンダ層が形成された導電性基板の上面図である。FIG. 3 is a top view of a conductive substrate having a solder layer formed thereon according to the present embodiment;

以下、本発明の実施形態(以下、「本実施の形態」という。)を例示する目的で詳細に説明するが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。図1は、本実施の形態に係る酸化銅とリン酸エステル塩との関係を示す模式図である。図2は、本実施の形態に係る導電性基板を示す断面模式図である。図3は、本実施の形態に係る導電性基板の製造方法の各工程を示す説明図である。図4は、本実施の形態に係るハンダ層が形成された導電性基板の上面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "the present embodiment") will be described in detail for the purpose of illustrating, but the present invention is not limited to the present embodiment. FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between copper oxide and phosphate according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the conductive substrate according to this embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing each step of the method for manufacturing a conductive substrate according to this embodiment. FIG. 4 is a top view of a conductive substrate having a solder layer formed thereon according to this embodiment.

<インクジェット用酸化銅インク>
本実施の形態の酸化銅インクは、溶媒に、(1)酸化銅と、(2)分散剤、(3)還元剤とを含むことを特徴とする。酸化銅インクに還元剤が含まれることにより、焼成において酸化銅の銅への還元が促進され、銅の焼結が促進される。
<Copper oxide ink for inkjet>
The copper oxide ink of the present embodiment is characterized by containing (1) copper oxide, (2) a dispersant, and (3) a reducing agent as a solvent. By containing a reducing agent in the copper oxide ink, the reduction of copper oxide to copper is promoted during firing, and the sintering of copper is promoted.

還元剤の含有量は、下記式(1)の範囲を満たす。還元剤の質量比率が0.0001以上だと分散安定性が向上し、かつ銅膜の抵抗が低下する。また、0.1以下だと酸化銅インクの長期安定性が向上する。
0.0001≦(還元剤質量/酸化銅質量)≦0.10 (1)
The content of the reducing agent satisfies the range of formula (1) below. When the mass ratio of the reducing agent is 0.0001 or more, the dispersion stability is improved and the resistance of the copper film is lowered. Moreover, when it is 0.1 or less, the long-term stability of the copper oxide ink is improved.
0.0001 ≤ (mass of reducing agent/mass of copper oxide) ≤ 0.10 (1)

また、還元剤は、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ナトリウム、カーボン、ヨウ化カリウム、シュウ酸、硫化鉄(II)、チオ硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、塩化スズ(II)、水素化ジイソブチルアルミニウム、蟻酸、水素化ホウ酸ナトリウム、亜硫酸塩の群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。これにより、酸化銅の分散安定性が向上するとともに、導電膜の抵抗が低下する。 In addition, reducing agents include hydrazine, hydrazine hydrate, sodium, carbon, potassium iodide, oxalic acid, iron (II) sulfide, sodium thiosulfate, ascorbic acid, tin (II) chloride, diisobutylaluminum hydride, formic acid, It preferably contains at least one selected from the group of sodium borohydride and sulfite. This improves the dispersion stability of the copper oxide and reduces the resistance of the conductive film.

また、還元剤は、ヒドラジン、または、ヒドラジン水和物であることが特に好ましい。酸化銅インクの還元剤としてヒドラジン、またはヒドラジン水和物を用いることにより、酸化銅の分散安定性がより向上するとともに、焼成において酸化銅の還元に寄与し、導電膜の抵抗がより低下する。 Moreover, it is particularly preferable that the reducing agent is hydrazine or hydrazine hydrate. By using hydrazine or hydrazine hydrate as a reducing agent for the copper oxide ink, the dispersion stability of copper oxide is further improved, and it contributes to the reduction of copper oxide during firing, thereby further lowering the resistance of the conductive film.

また、分散剤の含有量は、下記式(2)の範囲を満たす。これにより、酸化銅の凝集を抑制して、分散安定性が向上する。
0.0050≦(分散剤質量/酸化銅質量)≦0.30 (2)
Moreover, the content of the dispersant satisfies the range of the following formula (2). This suppresses the aggregation of copper oxide and improves the dispersion stability.
0.0050 ≤ (mass of dispersant/mass of copper oxide) ≤ 0.30 (2)

また、分散剤の酸価は、20以上、130以下であることが好ましい。これにより、酸化銅インクの分散安定性が向上する。 Moreover, the acid value of the dispersant is preferably 20 or more and 130 or less. This improves the dispersion stability of the copper oxide ink.

また、酸化銅は、酸化第一銅であることが好ましい。これにより、酸化銅の還元が容易になり、還元により生じた銅を容易に焼結することができる。 Also, the copper oxide is preferably cuprous oxide. This facilitates the reduction of copper oxide and facilitates sintering of the copper produced by the reduction.

本実施の形態のインクジェット用酸化銅インクは、酸化銅に対する還元剤及び分散剤の質量比率の範囲を限定することで、分散安定性が向上するとともに、導電膜の抵抗が効果的に低下する。また、分散剤の酸価の範囲を限定することで、分散安定性が効果的に向上する。また、プラズマや光、熱を用いて焼成処理を行うことができるため、酸化銅中の有機物が分解され、酸化銅の焼成が促進され、抵抗の低い導電膜を形成できる。このため、電気を流す配線や、放熱、電磁波シールド、回路など様々な銅配線を提供できる。また、本実施の形態では、インクジェット用として塗工精度が高く、詰りがなく連続生産可能なインクジェット用酸化銅インクを得ることが出来る。インクジェットは、版が必要なく、簡易的かつ設備がコンパクトなため、本実施の形態の酸化銅インクを用いることで、インクジェットを用いた製造工程を適正化でき、歩留まりの向上及び製造コストの低減を図ることが出来る。 In the inkjet copper oxide ink of the present embodiment, by limiting the range of the mass ratio of the reducing agent and the dispersing agent to the copper oxide, the dispersion stability is improved and the resistance of the conductive film is effectively lowered. Moreover, by limiting the range of the acid value of the dispersant, the dispersion stability is effectively improved. In addition, since baking treatment can be performed using plasma, light, or heat, organic substances in copper oxide are decomposed, baking of copper oxide is promoted, and a conductive film with low resistance can be formed. Therefore, it is possible to provide various types of copper wiring such as wiring for conducting electricity, heat dissipation, electromagnetic wave shielding, and circuits. In addition, in the present embodiment, it is possible to obtain an inkjet copper oxide ink that has high coating accuracy for inkjet, is free from clogging, and can be continuously produced. Inkjet does not require a plate and is simple and requires compact equipment. Therefore, by using the copper oxide ink of the present embodiment, the manufacturing process using the inkjet can be optimized, and the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced. It is possible to plan.

次に、インクジェット用酸化銅インクにおける酸化銅と分散剤の状態について、図1を用いて説明する。 Next, the states of the copper oxide and the dispersant in the copper oxide ink for inkjet will be described with reference to FIG.

図1に示すように、インクジェット用酸化銅インク1において、酸化銅の一例である酸化銅2の周囲には、分散剤としての例えば、リン含有有機物の一例であるリン酸エステル塩3が、リン3aを内側に、エステル塩3bを外側にそれぞれ向けて取り囲んでいる。リン酸エステル塩3は、電気絶縁性を示すため、隣接する酸化銅2との間の電気的導通は妨げられる。また、リン酸エステル塩3は、立体障害効果により酸化銅インク1の凝集を抑制する。酸化銅2は、溶媒4中に分散した状態とされている。 As shown in FIG. 1, in the copper oxide ink 1 for inkjet, a phosphoric acid ester salt 3, which is an example of a phosphorus-containing organic substance, is added as a dispersant around copper oxide 2, which is an example of copper oxide. It surrounds 3a facing inward and the ester salt 3b facing outward. Since the phosphate ester salt 3 exhibits electrical insulation, electrical conduction between adjacent copper oxides 2 is prevented. Further, the phosphate ester salt 3 suppresses aggregation of the copper oxide ink 1 due to the steric hindrance effect. The copper oxide 2 is dispersed in the solvent 4 .

酸化銅2は、半導体であり導電性であるが、電気絶縁性を示すリン酸エステル塩3で覆われ且つ分散しているので、酸化銅インク1は、電気絶縁性を示す。 The copper oxide 2 is semiconducting and conductive, but the copper oxide ink 1 exhibits electrical insulation because it is coated and dispersed with the phosphate ester salt 3 exhibiting electrical insulation.

酸化銅及びリン含有有機物を含む塗膜(酸化銅インク1を用いた塗膜)に対し、プラズマ、光或いは熱による焼成処理を施すことで、酸化銅を銅に還元することができる。このように酸化銅が還元された銅を還元銅という。また、塗膜中のリン含有有機物は、リン酸化物に変性する。リン酸化物では、上述のエステル塩3b(図1参照)のような有機物は、レーザなどの熱によって分解し、電気絶縁性を示さないようになる。 By subjecting a coating film containing copper oxide and a phosphorus-containing organic substance (a coating film using copper oxide ink 1) to a baking treatment using plasma, light, or heat, copper oxide can be reduced to copper. Copper in which copper oxide has been reduced in this way is called reduced copper. Also, phosphorus-containing organic substances in the coating film are modified into phosphorus oxides. In the phosphorous oxide, the organic substance such as the above ester salt 3b (see FIG. 1) is decomposed by the heat of a laser or the like, and does not exhibit electrical insulation.

また、図1に示すように、酸化銅2が用いられている場合、レーザなどの熱によって、酸化銅が還元銅に変化すると共に焼結し、隣接する酸化銅2同士が一体化する。これによって、優れた電気導電性を有する領域(以下、「導電性パターン」という)を形成することができる。 Further, as shown in FIG. 1, when copper oxide 2 is used, the copper oxide is changed into reduced copper and sintered by heat from a laser or the like, so that the adjacent copper oxides 2 are integrated. Thereby, a region having excellent electrical conductivity (hereinafter referred to as "conductive pattern") can be formed.

導電性パターンにおいて、還元銅の中にリン元素が残存している。リン元素は、リン元素単体、リン酸化物及びリン含有有機物のうち少なくとも1つとして存在している。このように残存するリン元素は、導電性パターン中に偏析して存在しており、導電性パターンの抵抗が大きくなる恐れはない。 In the conductive pattern, elemental phosphorus remains in the reduced copper. The elemental phosphorus exists as at least one of elemental elemental phosphorus, phosphorus oxide, and phosphorus-containing organic matter. The remaining phosphorus element is segregated in the conductive pattern, and there is no risk of increasing the resistance of the conductive pattern.

[(1)酸化銅]
本実施形態においては銅または、金属酸化物成分の一つとして酸化銅を用いる。酸化銅としては、酸化第一銅(CuO)が好ましい。これは、金属酸化物の中でも還元が容易で、さらに微粒子を用いることで焼結が容易であること、価格的にも銅であるがゆえに銀などの貴金属類と比較し安価で、マイグレーションに対し有利であるためである。
[(1) Copper oxide]
In this embodiment, copper or copper oxide is used as one of the metal oxide components. As the copper oxide, cuprous oxide (Cu 2 O) is preferable. This is because it is easy to reduce even among metal oxides, and it is easy to sinter by using fine particles. This is because it is advantageous.

酸化銅の平均二次粒子径は、特に制限されないが、好ましくは500nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは80nm以下である。酸化銅の平均二次粒子径は、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、さらに好ましくは15nm以上である。ここで、平均二次粒子径とは、一次粒子が複数個集まって形成される凝集体(二次粒子)の平均粒子径のことである。 Although the average secondary particle size of copper oxide is not particularly limited, it is preferably 500 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 80 nm or less. The average secondary particle size of copper oxide is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and still more preferably 15 nm or more. Here, the average secondary particle size is the average particle size of aggregates (secondary particles) formed by gathering a plurality of primary particles.

この平均二次粒子径が500nm以下であると、基板上に微細パターンを形成し易い傾向があるので好ましい。平均二次粒子径が5nm以上であれば、酸化銅インクの長期保管安定性が向上するため好ましい。酸化銅の平均二次粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。 When the average secondary particle size is 500 nm or less, it is preferable because there is a tendency to easily form a fine pattern on the substrate. If the average secondary particle size is 5 nm or more, the long-term storage stability of the copper oxide ink is improved, which is preferable. The average secondary particle size of copper oxide can be measured by, for example, a transmission electron microscope or a scanning electron microscope.

また、酸化銅の平均一次粒子径の好ましい範囲は、これを還元処理することにより得られる金属の緻密性、電気的特性の観点から、さらには焼成条件を樹脂基板の使用を考慮して基板に与えるダメージを低減する観点から、より低温化する必要がある。このため、好ましい平均一次粒子径は100nm以下であり、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。平均一次粒子径が100nm以下の場合、後述する焼成処理において、基板にダメージを与えないよう投入エネルギーを低減できる。酸化第一銅の平均粒子一次径の下限値は特に制限はないが、取り扱いの容易性から1nm以上が好ましい。これにより、粒子径が小さ過ぎることから分散安定性を保つために分散剤使用量が増大することを抑えられるため、焼成処理が容易になる。平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。平均粒子径は、例えば大塚電子製FPAR-1000を用いてキュムラント法によって測定できる。 In addition, the preferable range of the average primary particle size of the copper oxide is determined from the viewpoint of the denseness and electrical properties of the metal obtained by the reduction treatment, and furthermore, the firing conditions are determined according to the substrate in consideration of the use of the resin substrate. From the viewpoint of reducing damage, it is necessary to lower the temperature. Therefore, the average primary particle size is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and even more preferably 20 nm or less. When the average primary particle size is 100 nm or less, the input energy can be reduced so as not to damage the substrate in the baking treatment described later. Although the lower limit of the average primary particle diameter of cuprous oxide is not particularly limited, it is preferably 1 nm or more from the viewpoint of ease of handling. As a result, it is possible to suppress an increase in the amount of the dispersant used to maintain the dispersion stability due to the too small particle size, so that the firing treatment is facilitated. The average primary particle size can be measured with a transmission electron microscope or scanning electron microscope. The average particle size can be measured by the cumulant method using, for example, FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics.

酸化銅インクにおける酸化銅は、プラズマ処理、熱処理、光処理により容易に還元され金属になり、これが焼結することにより導電性を得るが、さらに添加されている銅粒子に対し結合剤として働き一体化することで、低抵抗化、強度の向上に寄与するものである。なお、本実施の形態において、酸化第一銅粒子の平均粒小径は、後述する針金状、樹枝状、及び鱗片状の形状を有する銅粒子によるクラック防止効果には影響しない。 The copper oxide in the copper oxide ink is easily reduced by plasma treatment, heat treatment, and light treatment to become a metal, which is sintered to obtain conductivity. This contributes to lower resistance and improved strength. In the present embodiment, the average small diameter of the cuprous oxide particles does not affect the crack prevention effect of wire-like, dendritic, and scale-like copper particles, which will be described later.

酸化第一銅に関しては、市販品を用いてもよいし、合成して用いてもよい。市販品として、(株)希少金属材料研究所製の平均一次粒子径5~50nmのものがある。合成法としては、次の方法が挙げられる。
(1)ポリオール溶剤中に、水と銅アセチルアセトナト錯体を加え、いったん有機銅化合物を加熱溶解させ、次に、反応に必要な水を後添加し、さらに昇温して有機銅の還元温度に加熱して還元する方法。
(2)有機銅化合物(銅-N-ニトロソフェニルヒドロキシアミン錯体)を、ヘキサデシルアミンなどの保護材存在下、不活性雰囲気中で、300℃程度の高温で加熱する方法。
(3)水溶液に溶解した銅塩をヒドラジンで還元する方法。
この中では(3)の方法は操作が簡便で、かつ、平均粒小径の小さい酸化第一銅が得られるので好ましい。
As for cuprous oxide, a commercially available product may be used, or a synthesized product may be used. As a commercial product, there is a product with an average primary particle size of 5 to 50 nm manufactured by Rare Metals Research Laboratory. Synthetic methods include the following methods.
(1) Add water and a copper acetylacetonato complex to a polyol solvent, heat and dissolve the organocopper compound, then add water necessary for the reaction, and raise the temperature to the reduction temperature of the organocopper. A method of heating and reducing to
(2) A method of heating an organocopper compound (copper-N-nitrosophenylhydroxyamine complex) at a high temperature of about 300° C. in an inert atmosphere in the presence of a protective material such as hexadecylamine.
(3) A method of reducing a copper salt dissolved in an aqueous solution with hydrazine.
Among these, the method (3) is preferable because the operation is simple and cuprous oxide having a small average particle size can be obtained.

得られた酸化第一銅は軟凝集体であるため、溶媒に分散させた酸化銅分散体を作製し、印刷、塗布に用いられる。合成終了後、合成溶液と酸化第一銅の分離を行うが、遠心分離などの既知の方法を用いればよい。また、得られた酸化第一銅を後述の分散剤、溶媒を加えホモジナイザーなど既知の方法で攪拌し分散する。溶媒によっては分散し難く分散が不充分な場合があるが、このような場合は一例として、分散しやすいアルコール類、例えばブタノールなどの溶媒を用い分散させた後、所望の溶媒への置換と所望の濃度への濃縮を行う。方法の一例としてUF膜による濃縮、所望の溶媒による希釈、濃縮を繰り返す方法が挙げられる。このようにして得られた酸化銅分散体は、後述の方法で銅粒子などと混合してもよく、本実施の形態の酸化銅インクとすることができる。この酸化銅インクが印刷、塗布に用いられる。 Since the resulting cuprous oxide is a soft agglomerate, a copper oxide dispersion is prepared by dispersing it in a solvent and used for printing and coating. After completion of the synthesis, the synthesis solution and cuprous oxide are separated, and a known method such as centrifugation may be used. Further, the resulting cuprous oxide is dispersed by adding a dispersant and a solvent, which will be described later, and stirring by a known method such as a homogenizer. Depending on the solvent, it may be difficult to disperse and the dispersion may be insufficient. In such a case, as an example, after dispersing using a solvent such as an alcohol that is easy to disperse, such as butanol, the desired solvent is substituted. concentration to a concentration of An example of the method is a method of repeating concentration with a UF membrane, dilution with a desired solvent, and concentration. The copper oxide dispersion thus obtained may be mixed with copper particles or the like by the method described later, and the copper oxide ink of the present embodiment can be obtained. This copper oxide ink is used for printing and coating.

[(2)分散剤]
次に分散剤について説明する。分散剤としては、例えば、リン含有有機物が挙げられる。リン含有有機物は、酸化銅に吸着してもよく、この場合、立体障害効果により凝集を抑制する。また、リン含有有機物は、絶縁領域において電気絶縁性を示す材料である。リン含有有機物は、単一分子であってよいし、複数種類の分子の混合物でもよい。
[(2) Dispersant]
Next, the dispersant will be explained. Dispersants include, for example, phosphorus-containing organic substances. Phosphorus-containing organics may be adsorbed onto copper oxide, in which case the steric hindrance effect suppresses agglomeration. Also, the phosphorus-containing organic material is a material that exhibits electrical insulation in the insulating region. The phosphorus-containing organic substance may be a single molecule or a mixture of multiple types of molecules.

分散剤の数平均分子量は、特に制限はないが、例えば、300~30000であることが好ましい。300以上であると、絶縁性に優れ、得られる酸化銅インクの分散安定性が増す傾向があり、30000以下であると、焼成しやすい。また、構造としては酸化銅に親和性のある基を有する高分子量共重合物のリン酸エステルが好ましい。例えば、化学式(1)の構造は、酸化銅、特に酸化第一銅と吸着し、また基板への密着性にも優れるため、好ましい。 Although the number average molecular weight of the dispersant is not particularly limited, it is preferably from 300 to 30,000, for example. When it is 300 or more, the resulting copper oxide ink tends to be excellent in insulating properties and has increased dispersion stability. As for the structure, a phosphate ester of a high-molecular-weight copolymer having a group having an affinity for copper oxide is preferred. For example, the structure of chemical formula (1) is preferable because it adsorbs copper oxide, especially cuprous oxide, and has excellent adhesion to substrates.

Figure 0007263124000001
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リン含有有機物は、光や熱によって分解又は蒸発しやすいものであることが好ましい。光や熱によって、分解又は蒸発しやすい有機物を用いることによって、焼成後に有機物の残渣が残りにくくなり、抵抗率の低い導電性パターンを得ることができる。 It is preferable that the phosphorus-containing organic substance is easily decomposed or evaporated by light or heat. By using an organic substance that easily decomposes or evaporates by light or heat, it is possible to obtain a conductive pattern with a low resistivity by making it difficult for the residue of the organic substance to remain after baking.

リン含有有機物の分解温度は、限定されないが、600℃以下であることが好ましく、400℃以下であることがより好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。リン含有有機物の沸点は、限定されないが、300℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、150℃以下であることがさらに好ましい。 Although the decomposition temperature of the phosphorus-containing organic substance is not limited, it is preferably 600° C. or lower, more preferably 400° C. or lower, and even more preferably 200° C. or lower. Although the boiling point of the phosphorus-containing organic substance is not limited, it is preferably 300° C. or lower, more preferably 200° C. or lower, and even more preferably 150° C. or lower.

リン含有有機物の吸収特性は、限定されないが、焼成に用いる光を吸収できることが好ましい。例えば、焼成のため光照射処理(例えばレーザ光での光照射処理)を行う場合は、その発光波長の、例えば355nm、405nm、445nm、450nm、532nm、1056nmなどの光を吸収するリン含有有機物を用いることが好ましい。基板が樹脂の場合、特に好ましくは、355nm、405nm、445nm、450nmの波長である。 Absorption characteristics of the phosphorus-containing organic material are not limited, but it is preferable that the material can absorb the light used for baking. For example, when light irradiation treatment (for example, light irradiation treatment with laser light) is performed for baking, a phosphorous-containing organic substance that absorbs light having an emission wavelength of, for example, 355 nm, 405 nm, 445 nm, 450 nm, 532 nm, 1056 nm, etc. It is preferable to use When the substrate is made of resin, wavelengths of 355 nm, 405 nm, 445 nm and 450 nm are particularly preferred.

分散剤としては、公知のものを用いることができ、例えば、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルの塩、不飽和ポリカルボン酸ポリアミノアマイド、ポリアミノアマイドのポリカルボン酸塩、長鎖ポリアミノアマイドと酸ポリマーの塩などの塩基性基を有する高分子が挙げられる。また、アクリル系ポリマー、アクリル系共重合物、変性ポリエステル酸、ポリエーテルエステル酸、ポリエーテル系カルボン酸、ポリカルボン酸などの高分子のアルキルアンモニウム塩、アミン塩、アミドアミン塩などが挙げられる。このような分散剤としては、市販されているものを使用することもできる。 As the dispersant, known ones can be used, for example, salts of long-chain polyaminoamides and polar acid esters, unsaturated polycarboxylic acid polyaminoamides, polycarboxylic acid salts of polyaminoamides, long-chain polyaminoamides and acid polymers Polymers having basic groups such as salts of In addition, acrylic polymers, acrylic copolymers, modified polyester acids, polyetherester acids, polyether carboxylic acids, alkylammonium salts, amine salts, and amidoamine salts of polymers such as polycarboxylic acids are also included. A commercially available dispersant can also be used as such a dispersant.

上記市販品としては、例えば、DISPERBYK(登録商標)―101、DISPERBYK―102、DISPERBYK-110、DISPERBYK―111、DISPERBYK―112、DISPERBYK-118、DISPERBYK―130、DISPERBYK―140、DISPERBYK-142、DISPERBYK―145、DISPERBYK―160、DISPERBYK―161、DISPERBYK―162、DISPERBYK―163、DISPERBYK―2155、DISPERBYK―2163、DISPERBYK―2164、DISPERBYK―180、DISPERBYK―2000、DISPERBYK―2025、DISPERBYK―2163、DISPERBYK―2164、BYK―9076、BYK―9077、TERRA-204、TERRA-U(以上ビックケミー社製)、フローレンDOPA-15B、フローレンDOPA-15BHFS、フローレンDOPA-22、フローレンDOPA-33、フローレンDOPA-44、フローレンDOPA-17HF、フローレンTG-662C、フローレンKTG-2400(以上共栄社化学社製)、ED-117、ED-118、ED-212、ED-213、ED-214、ED-216、ED-350、ED-360(以上楠本化成社製)、プライサーフ(登録商標)M208F、プライサーフDBS(以上第一工業製薬製)などを挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。 Examples of the commercially available products include DISPERBYK (registered trademark)-101, DISPERBYK-102, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-112, DISPERBYK-118, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK- 145, DISPERBYK -160, DISPERBYK -161, DISPERBYK -162, DISPERBYK -163, DISPERBYK -2155, DISPERBYK -2155, DISPERBYK -2163, DISPERBYK -1264, DISPERBYK -1264, DISPERBYK -180, DISPERBYK -180, DISPERBYK ISPERBYK -2025, DISPERBYK -2163, DISPERBYK -2164, BYK-9076, BYK-9077, TERRA-204, TERRA-U (manufactured by BYK-Chemie), Floren DOPA-15B, Floren DOPA-15BHFS, Floren DOPA-22, Floren DOPA-33, Floren DOPA-44, Floren DOPA- 17HF, Floren TG-662C, Floren KTG-2400 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), ED-117, ED-118, ED-212, ED-213, ED-214, ED-216, ED-350, ED-360 (manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd.), Plysurf (registered trademark) M208F, and Plysurf DBS (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). These may be used alone, or may be used in combination.

分散剤の必要量は、酸化銅の量に比例し、要求される分散安定性を考慮し調整する。本実施形態の酸化銅インクに含まれる分散剤の質量比率(分散剤質量/酸化銅質量)は、0.0050以上0.30以下であり、好ましくは0.050以上0.25以下であり、より好ましくは0.10以上0.23以下である。分散剤の量は分散安定性に影響し、量が少ないと凝集しやすく、多いと分散安定性が向上する傾向がある。但し、本実施の形態の酸化銅インクにおける分散剤の含有率を35質量%以下にすると、焼成して得られる導電膜において分散剤由来の残渣の影響を抑え、導電性を向上できる。 The required amount of dispersant is proportional to the amount of copper oxide and adjusted in consideration of the required dispersion stability. The mass ratio of the dispersant contained in the copper oxide ink of the present embodiment (dispersant mass/copper oxide mass) is 0.0050 or more and 0.30 or less, preferably 0.050 or more and 0.25 or less, It is more preferably 0.10 or more and 0.23 or less. The amount of the dispersing agent affects the dispersion stability. If the amount is small, aggregation tends to occur, and if the amount is large, the dispersion stability tends to improve. However, when the content of the dispersant in the copper oxide ink of the present embodiment is 35% by mass or less, the influence of the residue derived from the dispersant can be suppressed in the conductive film obtained by firing, and the conductivity can be improved.

分散剤の酸価(mgKOH/g)は20以上、130以下が好ましい。より好ましくは30以上、100以下が好ましい。この範囲に入ると分散安定性に優れるため好ましい。特に平均粒子径が小さい酸化銅の場合に有効である。具体的には、ビックケミ―社製「DISPERBYK―102」(酸価101)、「DISPERBYK-140」(酸価73)、「DISPERBYK-142」(酸価46)、「DISPERBYK-145」(酸価76)、「DISPERBYK-118」(酸価36)、「DISPERBYK-180(酸価94)などが挙げられる。 The acid value (mgKOH/g) of the dispersant is preferably 20 or more and 130 or less. More preferably 30 or more and 100 or less. If it falls within this range, it is preferable because it is excellent in dispersion stability. It is particularly effective in the case of copper oxide having a small average particle size. Specifically, "DISPERBYK-102" (acid value 101), "DISPERBYK-140" (acid value 73), "DISPERBYK-142" (acid value 46), "DISPERBYK-145" (acid value 76), "DISPERBYK-118" (acid value 36), "DISPERBYK-180 (acid value 94), and the like.

[(3)還元剤]
次に還元剤について説明する。還元剤としては、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ナトリウム、カーボン、ヨウ化カリウム、シュウ酸、硫化鉄(II)、チオ硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、塩化スズ(II)、水素化ジイソブチルアルミニウム、蟻酸、水素化ホウ酸ナトリウム、亜硫酸塩などが挙げられる。焼成において、酸化銅、特に酸化第一銅の還元に寄与し、より抵抗の低い銅膜を作製することができる観点から、還元剤は、ヒドラジンまたはヒドラジン水和物が最も好ましい。また、ヒドラジンまたはヒドラジン水和物を用いることにより、酸化銅インクの分散安定性を維持でき、銅膜の抵抗を低くできる。
[(3) reducing agent]
Next, the reducing agent will be explained. As reducing agents, hydrazine, hydrazine hydrate, sodium, carbon, potassium iodide, oxalic acid, iron (II) sulfide, sodium thiosulfate, ascorbic acid, tin (II) chloride, diisobutylaluminum hydride, formic acid, hydrogen sodium borate, sulfite and the like. Hydrazine or hydrazine hydrate is most preferable as the reducing agent from the viewpoint that it contributes to reduction of copper oxide, particularly cuprous oxide, in firing, and a copper film with lower resistance can be produced. Moreover, by using hydrazine or hydrazine hydrate, the dispersion stability of the copper oxide ink can be maintained, and the resistance of the copper film can be lowered.

還元剤の必要量は酸化銅の量に比例し、要求される還元性を考慮し調整する。本実施の形態の酸化銅インクに含まれる還元剤の質量比率(還元剤質量/酸化銅質量)は、0.0001以上0.10以下が好ましく、より好ましくは0.0001以上0.05以下、さらに好ましくは0.0001以上0.03以下である。還元剤の質量比率は、0.0001以上だと分散安定性が向上し、かつ銅膜の抵抗が低下する。また、0.10以下だと酸化銅インクの長期安定性が向上する。 The required amount of reducing agent is proportional to the amount of copper oxide and is adjusted in consideration of the required reducing properties. The mass ratio of the reducing agent contained in the copper oxide ink of the present embodiment (mass of reducing agent/mass of copper oxide) is preferably 0.0001 or more and 0.10 or less, more preferably 0.0001 or more and 0.05 or less. It is more preferably 0.0001 or more and 0.03 or less. When the mass ratio of the reducing agent is 0.0001 or more, the dispersion stability is improved and the resistance of the copper film is lowered. Moreover, when it is 0.10 or less, the long-term stability of the copper oxide ink is improved.

[(4)インクジェット調整剤]
次にインクジェット調整剤について説明する。本実施の形態のインクジェット用酸化銅インクは、更に、インクジェット調整剤を含むことができる。インクジェット調整剤としては、例えば、グラフェン、酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、アクリルポリマー、アクリルラテックス、シリコーンポリマー、アクリルシリコーンラテックス、チオフェンポリマー、フッ素含有有機化合物、ポリエチレングリコールが挙げられる。インクジェット用酸化銅インクにインクジェット調整剤を含むことにより、インクジェット印刷の際のノズルの詰まりがなく連続生産性に優れる効果が得られる。また、吐出後のラインがきれいに印刷できる。プラズマや光、熱を用いて焼成処理を行う際に、酸化銅中の有機物が分解され、酸化銅の焼成が促進され、抵抗が低くかつ均一な導電膜を形成できる。
[(4) Inkjet modifier]
Next, the inkjet modifier will be described. The inkjet copper oxide ink of this embodiment can further include an inkjet modifier. Examples of inkjet modifiers include graphene, graphene oxide, carbon nanotubes, acrylic polymers, acrylic latexes, silicone polymers, acrylic silicone latexes, thiophene polymers, fluorine-containing organic compounds, and polyethylene glycol. By including an inkjet adjusting agent in the copper oxide ink for inkjet, there is no clogging of nozzles during inkjet printing, and an effect of excellent continuous productivity can be obtained. In addition, lines can be clearly printed after ejection. When the baking treatment is performed using plasma, light, or heat, the organic matter in the copper oxide is decomposed, the baking of the copper oxide is promoted, and a uniform conductive film with low resistance can be formed.

インクジェット調整剤の数平均分子量は、350以上30000以下が好ましく、より好ましくは500以上20000以下、さらに好ましくは1000以上15000以下である。350以上であると、インクジェット印刷の際のノズルの詰まりを抑制することができ、30000以下であると、インクジェット用酸化銅インクに混合させやすい。 The number average molecular weight of the inkjet regulator is preferably 350 or more and 30,000 or less, more preferably 500 or more and 20,000 or less, and still more preferably 1,000 or more and 15,000 or less. When it is 350 or more, clogging of nozzles during inkjet printing can be suppressed, and when it is 30000 or less, it is easy to mix with the copper oxide ink for inkjet.

インクジェット調整剤の必要量はインクジェット用酸化銅インクの量に比例し、要求されるインクジェット印刷性を考慮し調整する。本実施の形態のインクジェット用酸化銅インクに含まれるインクジェット調整剤の質量比率(インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量)は、0.010以上0.40以下が好ましく、より好ましくは0.020以上0.30以下、さらに好ましくは0.050以上0.20以下である。インクジェット調整剤の質量比率は、0.00010以上だとインクジェット印刷の際の吐出安定性が向上する。また、0.40以下だと酸化銅インクの長期安定性が向上する。 The required amount of the inkjet modifier is proportional to the amount of the inkjet copper oxide ink, and is adjusted in consideration of the required inkjet printability. The mass ratio of the inkjet regulator contained in the copper oxide ink for inkjet of the present embodiment (mass of inkjet regulator/mass of copper oxide ink for inkjet) is preferably 0.010 or more and 0.40 or less, more preferably 0.010 or more and 0.40 or less. 020 or more and 0.30 or less, more preferably 0.050 or more and 0.20 or less. When the mass ratio of the inkjet regulator is 0.00010 or more, the ejection stability during inkjet printing is improved. Moreover, when it is 0.40 or less, the long-term stability of the copper oxide ink is improved.

[溶媒]
本実施の形態のインクジェット用酸化銅インクは、上述の構成成分に加え、沸点100℃以上の溶媒(分散媒)を少なくとも2種類含むことを特徴とする。沸点100℃以上の溶媒(分散媒)を少なくとも2種類含むことで乾燥を遅くし、ヘッドの詰まりを無くすため良い。また、基板との接触角調整に使えるので高精細印刷にとっても良い。さらに、1種類は、ヘッドの詰まり、もう1種類は、熱による還元補助剤、または基板との接触角調整に用いられるため、2種類混合が好ましい。
[solvent]
The inkjet copper oxide ink of the present embodiment is characterized by containing at least two kinds of solvents (dispersion media) having a boiling point of 100° C. or higher in addition to the components described above. By containing at least two kinds of solvents (dispersion media) having a boiling point of 100° C. or higher, it is preferable to delay drying and eliminate clogging of the head. In addition, since it can be used to adjust the contact angle with the substrate, it is also good for high-definition printing. Furthermore, one type is used as a head clogging agent, and the other type is used as a reduction aid by heat or for adjusting the contact angle with the substrate, so it is preferable to mix the two types.

本実施の形態に用いられる溶媒(分散媒)は、分散という観点から分散剤の溶解が可能なものの中から選択する。一方、酸化銅インクを用いて導電性パターンを形成するという観点からは、溶媒の揮発性が作業性に影響を与えるため、導電性パターンの形成方法、例えば、印刷や塗布の方式に適するものである必要がある。従って、溶媒は分散性と印刷や塗布の作業性に合わせて下記の溶剤から選択すればよい。 The solvent (dispersion medium) used in the present embodiment is selected from those capable of dissolving the dispersant from the viewpoint of dispersion. On the other hand, from the viewpoint of forming a conductive pattern using a copper oxide ink, the volatility of the solvent affects workability, so it is not suitable for forming a conductive pattern, for example, by printing or coating. there has to be Accordingly, the solvent may be selected from the following solvents in accordance with the dispersibility and workability of printing and coating.

溶媒の具体例としては、以下の溶剤を挙げることができる。プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メトキシ-3-メチル-ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、2-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、2,5-ヘキサンジオール、2,4-ヘプタンジオール、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、ジエチレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、トリエチレングリコール、トリ-1,2-プロピレングリコール、グリセロール、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、2-ペンタノール、t-ペンタノール、3-メトキシブタノール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、2-エチルブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、2、6ジメチル-4-ヘプタノール、n-デカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3、3、5-トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコールなどが挙げられる。これらに具体的に記載したもの以外にも、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステル類溶剤を溶媒に用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよく、印刷方式に応じ蒸発性や、印刷機材、被印刷基板の耐溶剤性を考慮し選択する。 Specific examples of the solvent include the following solvents. Propylene glycol monomethyl ether acetate, 3-methoxy-3-methyl-butyl acetate, ethoxyethyl propionate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2-pentanediol, 2-methylpentane-2,4-diol, 2 ,5-hexanediol, 2,4-heptanediol, 2-ethylhexane-1,3-diol, diethylene glycol, hexanediol, octanediol, triethylene glycol, tri-1,2-propylene glycol, glycerol, ethylene glycol mono Hexyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, 2-butanol, t- butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, 2-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 2-ethylbutanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, 2-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6 dimethyl-4-heptanol, n-decanol, cyclohexanol , methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, diacetone alcohol and the like. Alcohols, glycols, glycol ethers, and glycol ester solvents can be used as solvents in addition to those specifically described above. These may be used alone, or may be used in combination, and are selected in consideration of the evaporativity, printing equipment, and solvent resistance of the substrate to be printed according to the printing method.

溶媒として、沸点が100℃以上のものを少なくとも2種類加えることで、特にインクジェット印刷の際、高精細な印刷性や、詰りなく連続生産ができる点で好ましい。具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノ‐ノルマル‐ブチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、2-ペンタンジオール、2-メチルペンタン-2,4-ジオール、2,5-ヘキサンジオール、2,4-ヘプタンジオール、2-エチルヘキサン-1,3-ジオール、ジエチレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、トリエチレングリコール、トリ-1,2-プロピレングリコール、グリセロール、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、n-ブタノール、i-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、2-ペンタノール、t-ペンタノール、3-メトキシブタノール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、2-エチルブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、2、6ジメチル-4-ヘプタノール、n-デカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3、3、5-トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、デカリン、テトラリン、γブチロラクトン、γ-バレロラクトン、Nメチルピロリドン、トルエン、キシレン、N-エチル-2-ピロリドン、アセトニトリル、水などが挙げられる。 Addition of at least two kinds of solvent having a boiling point of 100° C. or higher is preferable in terms of high-definition printability and continuous production without clogging, especially in inkjet printing. Specifically, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol tertiary butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol butyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol mono-normal-butyl ether, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2-pentanediol, 2-methylpentane-2,4-diol, 2,5 -hexanediol, 2,4-heptanediol, 2-ethylhexane-1,3-diol, diethylene glycol, hexanediol, octanediol, triethylene glycol, tri-1,2-propylene glycol, glycerol, ethylene glycol monohexyl ether , diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, n-butanol, i-butanol, 2-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2- Methylbutanol, 2-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 2-ethylbutanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3 -heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, 2-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6 dimethyl-4-heptanol, n-decanol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol , benzyl alcohol, decalin, tetralin, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene, N-ethyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, water and the like.

溶媒として、炭素数10以下のモノアルコールがより好ましく、さらに炭素数8以下が好ましい。炭素数8以下のモノアルコール中でも、n-ブタノール、i-ブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノールが分散性、揮発性及び粘性が特に適しているのでさらに好ましい。これらのモノアルコールを単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。酸化銅の分散性の低下を抑制するため、さらに分散剤との相互作用により、より安定に分散させるためにもモノアルコールの炭素数は8以下であることが好ましい。また、炭素数は8以下を選択すると抵抗値も低くなり好ましい。 As the solvent, monoalcohols having 10 or less carbon atoms are more preferable, and those having 8 or less carbon atoms are more preferable. Among the monoalcohols having 8 or less carbon atoms, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, and t-butanol are more preferable because of their particularly suitable dispersibility, volatility and viscosity. These monoalcohols may be used singly or in combination. The number of carbon atoms in the monoalcohol is preferably 8 or less in order to suppress the deterioration of the dispersibility of copper oxide and to further stably disperse copper oxide through interaction with the dispersant. In addition, it is preferable to select 8 or less carbon atoms because the resistance value is also low.

本実施の形態のインクジェット用酸化銅インクでは、溶媒の選定及び組合わせは重要である。上記溶媒は、いずれも沸点が100℃以上のものであるが、本実施の形態では、それらの内、少なくとも2種類の溶媒を組み合わせることが必要である。 Selection and combination of solvents are important for the inkjet copper oxide ink of the present embodiment. All of the above solvents have a boiling point of 100° C. or higher, and in the present embodiment, it is necessary to combine at least two of them.

2種類の溶媒の組合せでは、例えば、少なくとも1種類として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールが好ましく、もう1種類として、n-ブタノール、i-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、2-ペンタノール、t-ペンタノール、3-メトキシブタノール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、2-エチルブタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、3-ヘプタノール、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、2-オクタノール、n-ノニルアルコール、2、6ジメチル-4-ヘプタノール、n-デカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3、3、5-トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、デカリン、テトラリン、γブチロラクトン、γ-バレロラクトン、Nメチルピロリドン、トルエン、キシレン、N-エチル-2-ピロリドン、アセトニトリル、水が含まれることが好ましい。上記溶媒の組合せによれば、インジェット用酸化銅インクとして、印刷後の線幅が高精細で、かつインク吐出が安定し、大量生産に優れたインクとなる。 In the combination of two solvents, for example, at least one is preferably ethylene glycol, diethylene glycol or propylene glycol, and another is n-butanol, i-butanol, 2-butanol, t-butanol or n-pentanol. , i-pentanol, 2-methylbutanol, 2-pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, 1-hexanol, 2-hexanol, 2-ethylbutanol, 1 -heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, 2-octanol, n-nonyl alcohol, 2, 6 dimethyl-4-heptanol, n-decanol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3 , 3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, decalin, tetralin, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, N-methylpyrrolidone, toluene, xylene, N-ethyl-2-pyrrolidone, acetonitrile, and water. According to the combination of the above solvents, the copper oxide ink for inkjet provides a high-definition line width after printing, stable ink ejection, and excellent mass production.

<酸化銅と銅を含む酸化銅インク(分散体)の調整>
酸化第一銅と銅粒子を含む分散体、すなわちインクジェット用酸化銅インクは、前述の酸化銅分散体に、銅微粒子、必要に応じ、更に溶媒(分散媒)を、それぞれ所定の割合で混合し、例えば、ミキサー法、超音波法、3本ロール法、2本ロール法、アトライター、ホモジナイザー、バンバリーミキサー、ペイントシェイカー、ニーダー、ボールミル、サンドミル、自公転ミキサーなどを用いて分散処理することにより調整することができる。分散処理の方法としては、ホモジナイザーを用いることが好ましい。本実施の形態では、分散液を、ホモジナイザー等の既知の方法で拡散し分散する際、窒素雰囲気等の不活性雰囲気で行う。
<Preparation of copper oxide and copper oxide ink (dispersion) containing copper>
A dispersion containing cuprous oxide and copper particles, that is, a copper oxide ink for inkjet is prepared by mixing the copper oxide dispersion described above with copper fine particles and, if necessary, a solvent (dispersion medium) in a predetermined ratio. , For example, a mixer method, an ultrasonic method, a three-roll method, a two-roll method, an attritor, a homogenizer, a Banbury mixer, a paint shaker, a kneader, a ball mill, a sand mill, a rotation-revolution mixer, etc. can do. It is preferable to use a homogenizer as a method of dispersion treatment. In this embodiment, the dispersion liquid is diffused and dispersed by a known method such as a homogenizer in an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere.

溶媒の一部は、既に作成した酸化銅分散体に含まれているため、この酸化銅分散体に含まれている分で充分な場合はこの工程で添加する必要はなく、粘度の低下が必要な場合は必要に応じこの工程で加えればよい。もしくはこの工程以降で加えてもよい。溶媒は、前述の酸化銅分散体作製時に加えたものと同じものでも、異なるものを加えてもよい。 Part of the solvent is contained in the already prepared copper oxide dispersion, so if the amount contained in this copper oxide dispersion is sufficient, there is no need to add it in this step, and the viscosity needs to be reduced. If necessary, it can be added in this step. Alternatively, it may be added after this step. The solvent may be the same as or different from that added during the preparation of the copper oxide dispersion described above.

この他に必要に応じ、有機バインダ、酸化防止剤、還元剤、金属粒子、金属酸化物を加えてもよく、不純物として金属や金属酸化物、金属塩及び金属錯体を含んでもよい。 In addition, organic binders, antioxidants, reducing agents, metal particles, and metal oxides may be added as necessary, and metals, metal oxides, metal salts, and metal complexes may be included as impurities.

また、針金状、樹枝状、鱗片状銅粒子はクラック防止効果が大きいため、単独であるいは球状、サイコロ状、多面体などの銅粒子や他の金属と複数組み合わせて加えてもよく、その表面を酸化物や他の導電性のよい金属、例えば銀などで被覆してもよい。 In addition, wire-like, dendritic, and scale-like copper particles have a large anti-cracking effect, so they may be added alone or in combination with copper particles such as spherical, dice-like, or polyhedral particles, or a plurality of other metals, and the surfaces thereof may be oxidized. It may be coated with a material or other highly conductive metal such as silver.

なお銅以外の金属粒子で、形状が針金状、樹枝状、鱗片状の一種もしくは複数を加える場合、同様な形状の銅粒子と同様にクラック防止効果を有するため、同様の形状の銅粒子の一部との置き換え、もしくは同様の形状の銅粒子に追加して使うこともできるが、マイグレーション、粒子強度、抵抗値、銅食われ、金属間化合物の形成、コストなどを考慮する必要がある。銅以外の金属粒子としては、例えば金、銀、錫、亜鉛、ニッケル、白金、ビスマス、インジウム、アンチモンを挙げることができる。 In the case of adding one or more metal particles other than copper having a wire-like, dendritic, or scale-like shape, it has the same anti-cracking effect as copper particles with a similar shape, so one of the copper particles with a similar shape is used. Although it can be used in place of the part or in addition to copper particles of similar shape, it is necessary to consider migration, particle strength, resistance value, copper erosion, formation of intermetallic compounds, cost, and the like. Examples of metal particles other than copper include gold, silver, tin, zinc, nickel, platinum, bismuth, indium, and antimony.

金属酸化物粒子としては、酸化第一銅を酸化銀、酸化第二銅などに置き換え、もしくは追加して使うことができる。しかしながら、金属粒子の場合と同様に、マイグレーション、粒子強度、抵抗値、銅食われ、金属間化合物の形成、コストなどを考慮する必要がある。これら金属粒子および金属酸化物粒子の添加は、導電膜の焼結、抵抗、導体強度、光焼成の際の吸光度などの調整に用いることができる。これらの金属粒子および金属酸化物粒子を加えても、針金状、樹枝状、鱗片状銅粒子の存在により、クラックは充分抑制される。これらの金属粒子および金属酸化物粒子は単独でもしくは二種類以上組み合わせて用いてもよく、形状の制限は無い。例えば銀や酸化銀は、抵抗低下や焼成温度低下などの効果が期待される。 As metal oxide particles, cuprous oxide can be replaced with silver oxide, cupric oxide, or the like, or can be used in addition. However, as with metal particles, migration, particle strength, resistance, copper erosion, formation of intermetallic compounds, cost, etc. must be considered. Addition of these metal particles and metal oxide particles can be used to adjust the sintering of the conductive film, the resistance, the strength of the conductor, the absorbance at the time of light firing, and the like. Even when these metal particles and metal oxide particles are added, cracks are sufficiently suppressed due to the presence of wire-like, dendritic and scale-like copper particles. These metal particles and metal oxide particles may be used alone or in combination of two or more types, and there is no limitation on the shape. For example, silver and silver oxide are expected to have effects such as resistance reduction and firing temperature reduction.

しかしながら、銀は貴金属類でありコストがかさむことや、クラック防止の観点から、銀の添加量は、針金状、樹枝状、鱗片状銅粒子を超えない範囲が好ましい。また、錫は安価であり、また融点が低いため焼結しやすくなるという利点を有する。しかしながら、抵抗が上昇する傾向があり、クラック防止の観点からも、錫の添加量は針金状、樹枝状、鱗片状銅粒子と酸化第一銅を超えない範囲が好ましい。酸化第二銅はフラッシュランプやレーザなどの光や赤外線を用いた方法では光吸収剤、熱線吸収剤として働く。しかしながら、酸化第二銅は酸化第一銅より還元し難いこと、還元時のガス発生が多いことによる基板からの剥離を防ぐ観点から、酸化第二銅の添加量は酸化第一銅より少ない方が好ましい。 However, since silver is a noble metal, the cost is increased, and from the viewpoint of crack prevention, the amount of silver to be added is preferably within a range not exceeding that of the wire-like, dendrite-like, and scale-like copper particles. In addition, tin is inexpensive and has a low melting point, so it has the advantage of being easily sintered. However, the resistance tends to increase, and from the viewpoint of preventing cracks, the amount of tin to be added is preferably in a range not exceeding the amount of wire-like, dendritic, and scale-like copper particles and cuprous oxide. Cupric oxide works as a light absorber and a heat ray absorber in methods using light such as flash lamps and lasers or infrared rays. However, cupric oxide is more difficult to reduce than cuprous oxide, and from the viewpoint of preventing peeling from the substrate due to the large amount of gas generated during reduction, the amount of cupric oxide added should be less than that of cuprous oxide. is preferred.

本実施の形態においては、銅以外の金属や針金状、樹枝状、鱗片状以外の銅粒子、酸化銅以外の金属酸化物を含んでいても、クラック防止効果、抵抗の経時安定性向上効果は発揮される。しかしながら、銅以外の金属や針金状、樹枝状、鱗片状以外の銅粒子、並びに酸化銅以外の金属酸化物の添加量としては針金状、樹枝状、鱗片状の銅粒子と酸化銅より少ない方が好ましい。また、針金状、樹枝状、鱗片状の銅粒子と酸化銅に対する、銅以外の金属や針金状、樹枝状、鱗片状以外の銅粒子、酸化銅以外の金属酸化物の添加割合は50%以下、より好ましくは30%以下、さらに好ましくは10%以下がよい。 In the present embodiment, even if metals other than copper, copper particles other than wire-like, dendritic, and scale-like particles, and metal oxides other than copper oxide are contained, the effect of preventing cracks and improving the resistance stability over time can be obtained. demonstrated. However, the amounts of metals other than copper, copper particles other than wire-like, dendritic, and scale-like particles, and metal oxides other than copper oxide should be less than the wire-like, dendritic, and scale-like copper particles and copper oxide. is preferred. In addition, the addition ratio of metals other than copper, copper particles other than wire-like, dendritic, and scale-like, and metal oxides other than copper oxide to the wire-like, dendrite-like, and scale-like copper particles and copper oxide is 50% or less. , more preferably 30% or less, and still more preferably 10% or less.

<導電性基板>
本実施の形態に係る導電性基板の製造方法は、本実施の形態に係る酸化銅インクを用い、インクジェット装置を用いて基板上にパターンを形成し、パターンを焼成処理して基板上に導電性パターンを形成することを特徴とする。
<Conductive substrate>
In the method for manufacturing a conductive substrate according to the present embodiment, the copper oxide ink according to the present embodiment is used, a pattern is formed on the substrate using an inkjet device, and the pattern is baked to form a conductive substrate on the substrate. It is characterized by forming a pattern.

[導電性基板の構成]
図2に示すように、導電性基板10は、基板11と、基板11が構成する面上に、断面視において、還元銅を含む導電性パターン13と、を具備している。導電性パターン13には、リン元素が含まれている。導電性パターン13は、酸化銅インクの焼成の工程で、酸化銅インクに含まれる有機物が分解されるため、導電性パターン13において、ハンダのぬれ性が高くなる。よって、導電性パターン13の表面には、ハンダ層が容易に形成できる。
[Structure of conductive substrate]
As shown in FIG. 2, the conductive substrate 10 includes a substrate 11 and a conductive pattern 13 containing reduced copper on a surface formed by the substrate 11 in a cross-sectional view. The conductive pattern 13 contains a phosphorus element. In the conductive pattern 13, the organic matter contained in the copper oxide ink is decomposed in the step of baking the copper oxide ink, so that the conductive pattern 13 has high solder wettability. Therefore, a solder layer can be easily formed on the surface of the conductive pattern 13 .

[基板へのインクジェット用酸化銅インクの塗布方法]
酸化銅インクを用いた塗布方法について説明する。本実施の形態のインクジェット用酸化銅インクは文字通り、インクジェットを用いた印刷において顕著な効果を示す。ここでインクジェット印刷の印刷方式について説明する。
[Method of applying copper oxide ink for inkjet to substrate]
A coating method using copper oxide ink will be described. The inkjet copper oxide ink of the present embodiment literally exhibits a remarkable effect in printing using an inkjet. Here, the printing method of inkjet printing will be described.

本実施の形態においてインクジェットのインクとは、インクを微滴化し、被印字媒体に対し直接に吹き付ける方式を用いる印刷様式(インクジェット印刷機)に用いるインクの事である。 In the present embodiment, the ink for inkjet refers to ink used in a printing mode (inkjet printing machine) in which the ink is formed into fine droplets and directly sprayed onto a medium to be printed.

上記印刷方式から、用いるインクには、ヘッドから詰まることなく液を吐出させるために、酸化銅の粒子径、分散安定性を付与するための分散剤、溶媒の沸点、といった物性を適正化することが重要であるところ、本実施の形態のインクは上記の要件を満足することにより、顕著な効果を有する。また、さらに還元剤を加える事により、還元後の配線の抵抗が低いものができる為好ましい。 From the above printing method, in order to eject the liquid from the head without clogging, the physical properties such as the particle size of the copper oxide, the dispersant for imparting dispersion stability, and the boiling point of the solvent should be optimized. is important, the ink of the present embodiment has a remarkable effect by satisfying the above requirements. Furthermore, by adding a reducing agent, the resistance of the wiring after reduction can be made low, which is preferable.

[基板]
本実施の形態で用いられる基板は、特に限定されるものではなく、無機材料又は有機材料で構成される。
[substrate]
The substrate used in this embodiment mode is not particularly limited, and is composed of an inorganic material or an organic material.

無機材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、石英ガラスなどのガラスや、アルミナなどのセラミック材料が挙げられる。 Examples of inorganic materials include glasses such as soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, and quartz glass, and ceramic materials such as alumina.

有機材料としては、高分子材料、紙などが挙げられる。高分子材料としては樹脂フィルムを用いることができ、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリアセタール(POM)、ポリアリレート(PAR)、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリカルボジイミド、ポリシロキサン、ポリメタクリルアミド、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリエチレンテトラフルオライド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリブテン、ポリペンテン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブテン-ジエン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、ブチルゴム、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリスチレン(PS)、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、フェノールノボラック、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノール、ポリクロロピレン、ポリオキシメチレン、ポリスルホン(PSF)、ポリフェニルスルホン樹脂(PPSU)、シクロオレフィンポリマー(COP)、アクリロ二トリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)、アクリロニトリル・スチレン樹脂(AS)、ナイロン樹脂(PA6、PA66)ポリブチルテレフタレート樹脂(PBT)ポリエーテルスルホン樹脂(PESU)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、及びシリコーン樹脂などを挙げることができる。特に、PI、PET及びPENは、フレキシブル性、コストの観点から好ましい。基板の厚さは、例えば1μm~10mmとすることができ、好ましくは25μm~250μmである。基板の厚さが250μm以下であれば、作製される電子デバイスを、軽量化、省スペース化、及フレキシブル化できるため好ましい。 Examples of organic materials include polymeric materials and paper. A resin film can be used as the polymer material, and polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyether sulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyester, polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA) can be used. ), polyvinyl butyral (PVB), polyacetal (POM), polyarylate (PAR), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), modified polyphenylene ether (m-PPE ), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherketone (PEK), polyphthalamide (PPA), polyethernitrile (PEN), polybenzimidazole (PBI), polycarbodiimide, polysiloxane, polymethacrylamide, nitrile rubber, acrylic Rubber, polyethylene tetrafluoride, epoxy resin, phenolic resin, melamine resin, urea resin, polymethyl methacrylate resin (PMMA), polybutene, polypentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-diene copolymer, polybutadiene, Polyisoprene, ethylene-propylene-diene copolymer, butyl rubber, polymethylpentene (PMP), polystyrene (PS), styrene-butadiene copolymer, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF) ), polyetheretherketone (PEEK), phenol novolac, benzocyclobutene, polyvinylphenol, polychloropyrene, polyoxymethylene, polysulfone (PSF), polyphenylsulfone resin (PPSU), cycloolefin polymer (COP), acrylonitrile・Butadiene-styrene resin (ABS), acrylonitrile-styrene resin (AS), nylon resin (PA6, PA66), polybutyl terephthalate resin (PBT), polyethersulfone resin (PESU), polytetrafluoroethylene resin (PTFE), polychloro Examples include trifluoroethylene (PCTFE) and silicone resins. In particular, PI, PET and PEN are preferred from the viewpoint of flexibility and cost. The thickness of the substrate can be, for example, between 1 μm and 10 mm, preferably between 25 μm and 250 μm. If the thickness of the substrate is 250 μm or less, it is preferable because the electronic device to be produced can be made lightweight, space-saving, and flexible.

紙としては、一般的なパルプを原料とした上質紙、中質紙、コート紙、ボール紙、段ボールなどの洋紙やセルロースナノファイバーを原料としたものが挙げられる。紙の場合は高分子材料を溶解したもの、もしくはゾルゲル材料などを含浸硬化させたものを使うことができる。また、これらの材料はラミネートするなど貼り合わせて使用してもよい。例えば、紙フェノール基材、紙エポキシ基材、ガラスコンポジット基材、ガラスエポキシ基材などの複合基材、テフロン(登録商標)基材、アルミナ基材、低温低湿同時焼成セラミックス(LTCC)、シリコンウェハなどが挙げられる。なお、本実施形態における基板は、配線パターンを形成するための回路基板シートの基板材料、または配線付き筐体の筐体材料を意味する。 Examples of paper include fine paper, medium quality paper, coated paper, cardboard, cardboard, and other paper made from general pulp, and paper made from cellulose nanofiber. In the case of paper, a polymer material dissolved therein or a sol-gel material impregnated and cured can be used. Also, these materials may be used by laminating them together. For example, composite substrates such as paper phenol substrates, paper epoxy substrates, glass composite substrates, glass epoxy substrates, Teflon (registered trademark) substrates, alumina substrates, low temperature and low humidity co-fired ceramics (LTCC), silicon wafers etc. The board in the present embodiment means a board material for a circuit board sheet for forming a wiring pattern, or a housing material for a housing with wiring.

尚、インクジェット印刷の印刷方式は、インクを直接吐出する方式であるため印刷媒体が平坦であることは求められない。すなわち、印刷媒体は、湾曲していたり、傾斜がついていたり、傾斜角が異なる複数の面を組み合わせたものであったり、平坦面と湾曲面との組み合わせであったり等、印刷媒体の面形状を限定するものではない。 Since the printing method of inkjet printing is a method of directly ejecting ink, it is not required that the printing medium be flat. In other words, the surface shape of the print medium may be curved, slanted, a combination of multiple surfaces with different inclination angles, or a combination of a flat surface and a curved surface. It is not limited.

[酸化銅を含む塗膜]
塗膜は、酸化銅及び分散剤とともに、還元剤として例えば、ヒドラジンを含む。ヒドラジンを用いることで、焼成において、酸化銅の還元に寄与し、より抵抗の低い銅膜を作製することができる。
[Coating film containing copper oxide]
The coating contains, for example, hydrazine as a reducing agent along with copper oxide and a dispersing agent. By using hydrazine, it contributes to the reduction of copper oxide in firing, and a copper film with lower resistance can be produced.

<塗膜を含む製品>
本実施形態では、塗膜を含む製品は、酸化銅と、分散剤と、還元剤とを含み、還元剤の含有量が下記式(1)の範囲であり、分散剤の含有量が下記式(2)の範囲である。
0.0001≦(還元剤質量/酸化銅質量)≦0.10 (1)
0.0050≦(分散剤質量/酸化銅質量)≦0.30 (2)
<Products containing coating>
In the present embodiment, the product containing the coating film contains copper oxide, a dispersant, and a reducing agent, the content of the reducing agent is within the range of the following formula (1), and the content of the dispersing agent is the following formula: It is the range of (2).
0.0001 ≤ (mass of reducing agent/mass of copper oxide) ≤ 0.10 (1)
0.0050 ≤ (mass of dispersant/mass of copper oxide) ≤ 0.30 (2)

この構成により、酸化銅に対する還元剤及び分散剤の質量の範囲を限定することで、インクジェット用酸化銅インクの分散安定性が向上するとともに、焼成により得られる導電膜の抵抗が効果的に低下する。また、プラズマや光、熱を用いて焼成処理を行うことができるため、酸化銅中の有機物が分解され、酸化銅の焼成が促進され、抵抗の低い導電膜を形成できる。なお、本実施形態では、塗膜には、更に、インクジェット調整剤を含むことができる。インクジェット調整剤の好ましい材質や数平均分子量等については、上記で記載した通りである。 With this configuration, by limiting the mass range of the reducing agent and the dispersing agent for copper oxide, the dispersion stability of the copper oxide ink for inkjet is improved, and the resistance of the conductive film obtained by firing is effectively reduced. . In addition, since baking treatment can be performed using plasma, light, or heat, organic substances in copper oxide are decomposed, baking of copper oxide is promoted, and a conductive film with low resistance can be formed. In addition, in this embodiment, the coating film can further contain an inkjet adjusting agent. The preferred material, number average molecular weight, etc. of the inkjet regulator are as described above.

ここでの塗膜を含む製品は、例えば、後述する図3の(g)の状態を指す。 A product including a coating film here refers to, for example, the state of (g) in FIG. 3, which will be described later.

本実施形態では、塗膜の酸化銅が酸化第一銅であることが好ましい。この構成により、酸化銅の還元が容易であり、還元により生じた銅を容易に焼結できるため、導電膜を容易に形成できる。 In this embodiment, the copper oxide of the coating film is preferably cuprous oxide. With this configuration, the copper oxide can be easily reduced, and the copper produced by the reduction can be easily sintered, so that the conductive film can be easily formed.

本実施形態では、塗膜の還元剤が、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ナトリウム、カーボン、ヨウ化カリウム、シュウ酸、硫化鉄(II)、チオ硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、塩化スズ(II)、水素化ジイソブチルアルミニウム、蟻酸、水素化ホウ酸ナトリウム、亜硫酸塩の群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。この構成により、塗膜中の酸化銅の分散安定性が向上するとともに、導電膜の抵抗が低下する。 In the present embodiment, the reducing agent for the coating film is hydrazine, hydrazine hydrate, sodium, carbon, potassium iodide, oxalic acid, iron (II) sulfide, sodium thiosulfate, ascorbic acid, tin (II) chloride, hydrogen It preferably contains at least one selected from the group consisting of diisobutylaluminium chloride, formic acid, sodium borohydride, and sulfite. This configuration improves the dispersion stability of the copper oxide in the coating film and reduces the resistance of the conductive film.

本実施の形態では、塗膜の還元剤が、ヒドラジン、或いは、ヒドラジン水和物、であることが好ましい。この構成により、塗膜中の酸化銅の分散安定性がより向上するとともに、焼成において酸化銅の還元に寄与し、導電膜の抵抗がより低下する。 In the present embodiment, the reducing agent for the coating film is preferably hydrazine or hydrazine hydrate. This configuration further improves the dispersion stability of the copper oxide in the coating film, contributes to the reduction of the copper oxide during firing, and further reduces the resistance of the conductive film.

塗膜中での酸化銅を含む微粒子の平均二次粒子径は、特に制限されないが、好ましくは500nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは80nm以下である。微粒子の平均二次粒子径は、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、さらに好ましくは15nm以上である。ここで、平均二次粒子径とは、一次粒子が複数個集まって形成される凝集体(二次粒子)の平均粒子径のことである。 The average secondary particle size of the fine particles containing copper oxide in the coating film is not particularly limited, but is preferably 500 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 80 nm or less. The average secondary particle size of the fine particles is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and even more preferably 15 nm or more. Here, the average secondary particle size is the average particle size of aggregates (secondary particles) formed by gathering a plurality of primary particles.

この平均二次粒子径が500nm以下であると、基板上に微細パターンを形成し易い傾向があるので好ましい。平均二次粒子径が5nm以上であれば、酸化銅インクの長期保管安定性が向上するため好ましい。微粒子の平均二次粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。 When the average secondary particle size is 500 nm or less, it is preferable because there is a tendency to easily form a fine pattern on the substrate. If the average secondary particle size is 5 nm or more, the long-term storage stability of the copper oxide ink is improved, which is preferable. The average secondary particle size of fine particles can be measured, for example, with a transmission electron microscope or a scanning electron microscope.

二次粒子を構成する一次粒子の平均一次粒子径は、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。平均一次粒子径は、好ましくは1nm以上、より好ましくは2nm以上、さらに好ましくは5nm以上である。平均一次粒子径が100nm以下の場合、後述する焼成の温度を低くすることができる傾向にある。このような低温焼成が可能になる理由は、粒子の粒子径が小さいほど、その表面エネルギーが大きくなって、融点が低下するためと考えられる。また、平均一次粒子径が1nm以上であれば、良好な分散性を得ることができるため好ましい。基板に配線を形成する場合、基板との密着性や低抵抗化の観点で、2nm以上、100nm以下が好ましく、5nm以上、50nm以下がより好ましい。この傾向は基板が樹脂の際に顕著である。平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。 The average primary particle diameter of the primary particles constituting the secondary particles is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and even more preferably 20 nm or less. The average primary particle size is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and even more preferably 5 nm or more. When the average primary particle size is 100 nm or less, there is a tendency that the temperature for firing, which will be described later, can be lowered. The reason why such low-temperature firing is possible is thought to be that the smaller the particle diameter of the particles, the higher the surface energy and the lower the melting point. Further, if the average primary particle size is 1 nm or more, it is preferable because good dispersibility can be obtained. When wiring is formed on a substrate, the thickness is preferably 2 nm or more and 100 nm or less, more preferably 5 nm or more and 50 nm or less, from the viewpoint of adhesion to the substrate and low resistance. This tendency is remarkable when the substrate is made of resin. The average primary particle size can be measured with a transmission electron microscope or scanning electron microscope.

本実施の形態の塗膜に含まれる分散剤の質量比率(分散剤質量/酸化銅質量)は、0.0050以上0.30以下であり、好ましくは0.050以上0.25以下であり、より好ましくは0.10以上0.23以下である。分散剤の量は分散安定性に影響し、量が少ないと凝集しやすく、多いと分散安定性が向上する傾向がある。但し、本実施の形態の塗膜における分散剤の含有率を35質量%以下にすると、焼成して得られる導電膜において分散剤由来の残渣の影響を抑え、導電性を向上できる。 The mass ratio of the dispersant contained in the coating film of the present embodiment (dispersant mass/copper oxide mass) is 0.0050 or more and 0.30 or less, preferably 0.050 or more and 0.25 or less, It is more preferably 0.10 or more and 0.23 or less. The amount of the dispersing agent affects the dispersion stability. If the amount is small, aggregation tends to occur, and if the amount is large, the dispersion stability tends to improve. However, when the content of the dispersant in the coating film of the present embodiment is 35% by mass or less, the influence of the residue derived from the dispersant can be suppressed in the conductive film obtained by baking, and the conductivity can be improved.

分散剤の酸価(mgKOH/g)は20以上、130以下が好ましく、30以上、100以下がより好ましい。この範囲に入ると分散安定性に優れるため好ましい。特に平均粒子径が小さい酸化銅の場合に有効である。分散剤としては、具体的には、ビックケミ―社製「DISPERBYK―102」(酸価101)、「DISPERBYK-140」(酸価73)、「DISPERBYK-142」(酸価46)、「DISPERBYK-145」(酸価76)、「DISPERBYK-118」(酸価36)、「DISPERBYK-180(酸価94)などが挙げられる。 The acid value (mgKOH/g) of the dispersant is preferably 20 or more and 130 or less, more preferably 30 or more and 100 or less. If it falls within this range, it is preferable because it is excellent in dispersion stability. It is particularly effective in the case of copper oxide having a small average particle size. Specific examples of dispersants include "DISPERBYK-102" (acid value 101), "DISPERBYK-140" (acid value 73), "DISPERBYK-142" (acid value 46), "DISPERBYK- 145” (acid value 76), “DISPERBYK-118” (acid value 36), “DISPERBYK-180 (acid value 94) and the like.

次に、塗膜中の還元剤について説明する。還元剤としては、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ナトリウム、カーボン、ヨウ化カリウム、シュウ酸、硫化鉄(II)、チオ硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、塩化スズ(II)、水素化ジイソブチルアルミニウム、蟻酸、水素化ホウ酸ナトリウム、亜硫酸塩などが挙げられる。焼成において、酸化銅、特に酸化第一銅の還元に寄与し、より抵抗の低い銅膜を作製することができる観点から、還元剤は、ヒドラジン、或いは、ヒドラジン水和物が最も好ましい。また、ヒドラジン、或いは、ヒドラジン水和物を用いることにより、酸化銅インクの分散安定性を維持でき、銅膜の抵抗を低くできる。 Next, the reducing agent in the coating film will be explained. As reducing agents, hydrazine, hydrazine hydrate, sodium, carbon, potassium iodide, oxalic acid, iron (II) sulfide, sodium thiosulfate, ascorbic acid, tin (II) chloride, diisobutylaluminum hydride, formic acid, hydrogen sodium borate, sulfite and the like. Hydrazine or hydrazine hydrate is most preferable as the reducing agent from the viewpoint that it contributes to the reduction of copper oxide, especially cuprous oxide, and enables the production of a copper film with lower resistance during firing. Moreover, by using hydrazine or hydrazine hydrate, the dispersion stability of the copper oxide ink can be maintained, and the resistance of the copper film can be lowered.

本実施の形態の塗膜に含まれる還元剤の質量比率(還元剤質量/酸化銅質量)は、0.0001以上0.10以下が好ましく、より好ましくは0.0001以上0.05以下、さらに好ましくは0.0001以上0.03以下である。還元剤の質量比率は、0.0001以上だと分散安定性が向上し、かつ銅膜の抵抗が低下する。また、0.10以下だと塗膜の長期安定性が向上する。塗膜における還元剤の必要量は酸化銅の量に比例し、要求される還元性を考慮し調整する。 The mass ratio of the reducing agent contained in the coating film of the present embodiment (reducing agent mass/copper oxide mass) is preferably 0.0001 or more and 0.10 or less, more preferably 0.0001 or more and 0.05 or less, and further It is preferably 0.0001 or more and 0.03 or less. When the mass ratio of the reducing agent is 0.0001 or more, the dispersion stability is improved and the resistance of the copper film is lowered. On the other hand, when it is 0.10 or less, the long-term stability of the coating film is improved. The required amount of the reducing agent in the coating film is proportional to the amount of copper oxide, and is adjusted in consideration of the required reducibility.

本実施の形態の塗膜は、フィルム基板、ガラス基板、成形加工物など様々な材料、加工品に作製できる。本膜に別な樹脂層を重ねてもよい。 The coating film of this embodiment can be produced on various materials and processed products such as film substrates, glass substrates, and molded products. Another resin layer may be overlaid on this film.

[導電膜形成方法]
本実施の形態の導電膜の製造方法は、塗膜における酸化銅を還元し銅を生成させ、これ自体の融着、及びインクジェット用酸化銅インクに加えられている銅粒子との融着、一体化、により導電膜(銅膜)を形成するものである。この工程を焼成と呼ぶ。従って、酸化銅の還元と融着、銅粒子との一体化による導電膜の形成ができる方法であれば特に制限はない。本実施の形態の導電膜の製造方法における焼成は、例えば、焼成炉で行ってもよいし、プラズマ、赤外線、フラッシュランプ、レーザなどを単独もしくは組み合わせて用いて行ってもよい。
[Conductive film forming method]
In the method for producing a conductive film of the present embodiment, the copper oxide in the coating film is reduced to generate copper, which itself fuses and fuses with the copper particles added to the copper oxide ink for ink-jet, and is integrally formed. A conductive film (copper film) is formed by chemical conversion. This process is called firing. Therefore, there is no particular limitation as long as the method can form a conductive film by reduction and fusion of copper oxide and integration with copper particles. Firing in the method for producing a conductive film of this embodiment may be performed, for example, in a firing furnace, or may be performed using plasma, infrared rays, flash lamps, lasers, or the like alone or in combination.

図3を参照して、本実施の形態に係る導電性基板の製造方法について、より具体的に説明する。図3中(a)において、例えば、水、プロピレングリコール(PG)の混合溶媒中に酢酸銅を溶かし、還元剤としてヒドラジンを加えて攪拌する。還元剤の含有量が下記式(1)の範囲となるように調整を行う。
0.0001≦(還元剤質量/酸化銅質量)≦0.10 (1)
A method for manufacturing a conductive substrate according to the present embodiment will be described more specifically with reference to FIG. In FIG. 3A, for example, copper acetate is dissolved in a mixed solvent of water and propylene glycol (PG), hydrazine is added as a reducing agent, and the mixture is stirred. The content of the reducing agent is adjusted so that it falls within the range of the following formula (1).
0.0001 ≤ (mass of reducing agent/mass of copper oxide) ≤ 0.10 (1)

次に、図3中(b)、(c)において、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。次に、図3中(d)において、得られた沈殿物に、分散剤及び溶媒を加え、分散する。このとき、沸点が100℃以上の溶媒を、少なくとも2種類含有する。また、分散剤の含有量が下記式(2)の範囲となるように調整を行う。
0.0050≦(分散剤質量/酸化銅質量)≦0.30 (2)
Next, in (b) and (c) of FIG. 3, centrifugation was performed to separate the supernatant and the precipitate. Next, in (d) of FIG. 3, a dispersant and a solvent are added to the obtained precipitate to disperse it. At this time, at least two kinds of solvents having a boiling point of 100° C. or higher are contained. Also, the content of the dispersant is adjusted so as to fall within the range of the following formula (2).
0.0050 ≤ (mass of dispersant/mass of copper oxide) ≤ 0.30 (2)

上記により、図3中(e)に示すように、酸化銅を含有する酸化銅インク(分散体)を得る。 As a result, a copper oxide ink (dispersion) containing copper oxide is obtained as shown in FIG. 3(e).

図3中の(f)において、例えばPET製の基板上に、酸化銅インクを、インクジェット装置を用いて所望のパターンで印刷し、酸化銅及びリン含有有機物を含む塗膜(図3(g)中、「CuO含有塗膜」と記載する)を形成する。 In FIG. 3(f), for example, a copper oxide ink is printed on a substrate made of PET in a desired pattern using an inkjet device, and a coating film containing copper oxide and a phosphorus-containing organic substance (FIG. 3(g) medium, described as "Cu 2 O-containing coating film").

次に、図3中(h)において、基板上のパターンに対して、熱照射、光照射、或いは、プラズマ照射を行い、パターンを焼成し、酸化銅を銅(図3(i)中、「Cu」と記載する)に還元する。この結果、図3中(i)において、基板上に、銅及びリン元素を含む導電性パターン(Cu層)が形成された導電性基板が得られる。或いは、塗膜を含む製品に対して、上記した焼成処理を行うことで、得られた導電性パターンを有する製品が得られる。 Next, in FIG. 3(h), the pattern on the substrate is subjected to heat irradiation, light irradiation, or plasma irradiation to bake the pattern and convert copper oxide into copper (in FIG. 3(i), " Cu”). As a result, in (i) of FIG. 3, a conductive substrate is obtained in which a conductive pattern (Cu layer) containing copper and phosphorus elements is formed on the substrate. Alternatively, a product having the resulting conductive pattern can be obtained by subjecting the product including the coating film to the above-described baking treatment.

このように、焼成をプラズマ照射、熱照射、光照射で行うことにより、酸化銅インクに含まれる有機物が効果的に分解されるため、得られた導電性パターンにおいて、ハンダのぬれ性が効果的に高くなる。 In this way, by performing firing by plasma irradiation, heat irradiation, or light irradiation, the organic matter contained in the copper oxide ink is effectively decomposed. to be higher.

図3に示すように、導電性パターンを形成することにより、線幅が0.1μm以上、1cm以下の配線を形成することができ、銅配線またはアンテナとして利用できる。酸化銅粒子のナノ粒子の特長をいかし、銅配線の線幅は、0.1μm以上、500μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上、100μm以下であることがさらに好ましく、0.1μm以上、5μm以下がさらにより好ましい。線幅が5μm以下だと、配線の視認ができなくなるため、意匠性の観点から好ましい。 As shown in FIG. 3, by forming a conductive pattern, wiring with a line width of 0.1 μm or more and 1 cm or less can be formed, and can be used as copper wiring or an antenna. Taking advantage of the nanoparticles of copper oxide particles, the line width of the copper wiring is more preferably 0.1 μm or more and 500 μm or less, further preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, and 0.1 μm or more. , 5 μm or less is even more preferred. If the line width is 5 μm or less, the wiring cannot be visually recognized, which is preferable from the viewpoint of design.

[導電膜へのハンダ層の形成]
本実施の形態に係るインクジェット用酸化銅インクを用いて作製された導電性基板は、ハンダ付け性を悪化させる分散剤、溶媒が、焼成処理の工程で分解しているため、導電性パターンに被接合体(例えば、電子部品等)をハンダ付けするとき、溶融ハンダがのりやすいという利点がある。
[Formation of solder layer on conductive film]
In the conductive substrate produced using the copper oxide ink for inkjet according to the present embodiment, the dispersant and solvent that deteriorate the solderability are decomposed in the baking process, so that the conductive pattern is covered. There is an advantage that molten solder is easily applied when soldering a joint (for example, an electronic component, etc.).

本実施の形態において、電子部品とは、半導体、集積回路、ダイオード、液晶ディスプレイなどの能動部品、抵抗、コンデンサ等の受動部品、及び、コネクタ、スイッチ、電線、ヒートシンク、アンテナなどの機構部品のうち、少なくとも1種である。 In the present embodiment, electronic components include active components such as semiconductors, integrated circuits, diodes, and liquid crystal displays, passive components such as resistors and capacitors, and mechanical components such as connectors, switches, electric wires, heat sinks, and antennas. , at least one.

また、導電性パターンへのハンダ層の形成は、リフロー法で行われることが好ましい。リフロー法では、まず、ハンダ付けは、図3(i)で形成された導電性パターンの一部、例えばランドの表面にソルダペースト(クリームハンダ)を塗布する。ソルダペーストの塗布は、例えば、メタルマスク及びメタルスキージを用いたコンタクト印刷により行われる。これにより、導電性パターンの表面の一部にハンダ層が形成される。すなわち、図3(i)の工程の後、導電性パターンの表面の一部にハンダ層が形成される導電性基板が得られる。ハンダ層が形成される導電性パターンの表面の一部は、特に面積は限定されず、導電性パターンと電子部品とが接合可能な面積であればよい。 Moreover, it is preferable that the solder layer is formed on the conductive pattern by a reflow method. In the reflow method, solder paste (cream solder) is first applied to a part of the conductive pattern formed in FIG. 3(i), for example, the surface of the land. Solder paste is applied, for example, by contact printing using a metal mask and a metal squeegee. A solder layer is thereby formed on a portion of the surface of the conductive pattern. That is, after the step of FIG. 3(i), a conductive substrate having a solder layer formed on a part of the surface of the conductive pattern is obtained. The area of the part of the surface of the conductive pattern on which the solder layer is formed is not particularly limited as long as the conductive pattern and the electronic component can be bonded.

[電子部品の接合]
次に、塗布されたソルダペースト(ハンダ層)の一部に、電子部品の被接合部を接触させた状態になるように電子部品を導電性基板上に載置する。その後、電子部品が載置された導電性基板を、リフロー炉に通して加熱して、導電性パターン領域の一部(ランド等)及び電子部品の被接合部をハンダ付けする。図4は、本実施の形態に係るハンダ層が形成された導電性基板の上面図である。
[Joining electronic components]
Next, the electronic component is placed on the conductive substrate so that the part to be joined of the electronic component is in contact with part of the applied solder paste (solder layer). After that, the conductive substrate on which the electronic component is placed is passed through a reflow furnace to heat, and a part of the conductive pattern area (land, etc.) and the part to be joined of the electronic component are soldered. FIG. 4 is a top view of a conductive substrate having a solder layer formed thereon according to this embodiment.

図4に示すように、フレキシブル性を有する基板11上には、酸化銅インクが焼成されて形成された導電性パターンBが形成されている。導電性パターンBの表面には、ハンダ層20が形成されている。ハンダ層20により、導電性パターンBと、導線90とが適切にハンダ付けされており、導線90を介して導電性パターンBと電子部品91が適切に接続されている。 As shown in FIG. 4, a conductive pattern B formed by baking copper oxide ink is formed on a substrate 11 having flexibility. A solder layer 20 is formed on the surface of the conductive pattern B. As shown in FIG. The conductive pattern B and the conductor 90 are properly soldered by the solder layer 20 , and the conductive pattern B and the electronic component 91 are appropriately connected via the conductor 90 .

本実施の形態に係る導電性基板及び製品の製造方法によれば、酸化銅インクを焼成して導電性パターンを形成するため、酸化銅インクに含まれる有機物が分解される、これにより、得られた導電性パターンにおいて、ハンダのぬれ性が高くなり、導電性パターンの表面にハンダ層を容易に形成できる。このため、電子部品のハンダ付が可能となる。この結果、導電性パターンと、電子部品の被接合部とを接合するハンダ層の不良の発生を防ぎ、高い歩留まりで、電子部品がハンダ付けされる導電性基板を製造できる。 According to the method for manufacturing a conductive substrate and a product according to the present embodiment, since the copper oxide ink is baked to form the conductive pattern, the organic matter contained in the copper oxide ink is decomposed. The wettability of the solder becomes high in the conductive pattern, and a solder layer can be easily formed on the surface of the conductive pattern. Therefore, soldering of electronic parts becomes possible. As a result, it is possible to prevent defects from occurring in the solder layer that joins the conductive pattern and the part to be joined of the electronic component, and manufacture a conductive substrate to which the electronic component is soldered with a high yield.

焼成処理の方法には、本発明の効果を発揮する導電膜を形成可能であれば、特に限定されないが、具体例としては、焼却炉、プラズマ焼成法、光焼成法などを用いる方法が挙げられる。 The method of firing treatment is not particularly limited as long as it can form a conductive film exhibiting the effects of the present invention, but specific examples include methods using an incinerator, a plasma firing method, a light firing method, and the like. .

[焼成炉]
酸素の影響を受けやすい焼成炉などで焼成を行う方法では、非酸化性雰囲気において酸化銅インクの塗膜を処理することが好ましい。また酸化銅インク中に含まれる有機成分だけでは酸化銅が還元されにくい場合、還元性雰囲気で焼成することが好ましい。非酸化性雰囲気とは、酸素などの酸化性ガスを含まない雰囲気であり、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの不活性ガスで満たされた雰囲気である。また還元性雰囲気とは、水素、一酸化炭素などの還元性ガスが存在する雰囲気を指すが、不活性ガスと混合して使用してよい。これらのガスを焼成炉中に充填し密閉系でもしくはガスを連続的に流しながら酸化銅インクの塗膜を焼成してもよい。また、焼成は、加圧雰囲気で行ってもよいし減圧雰囲気で行ってもよい。
[Firing furnace]
In the method of firing in a firing furnace that is susceptible to oxygen, it is preferable to treat the coating film of the copper oxide ink in a non-oxidizing atmosphere. If the copper oxide ink is difficult to be reduced only by the organic components contained in the copper oxide ink, it is preferable to bake the ink in a reducing atmosphere. A non-oxidizing atmosphere is an atmosphere that does not contain an oxidizing gas such as oxygen, and is, for example, an atmosphere filled with an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or neon. A reducing atmosphere refers to an atmosphere in which a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide is present, but it may be used in combination with an inert gas. The coating film of the copper oxide ink may be baked in a closed system filled with these gases in a baking furnace or while the gas is continuously flowed. Also, the firing may be performed in a pressurized atmosphere or in a reduced pressure atmosphere.

[プラズマ焼成法]
本実施形態のプラズマ法は焼成炉を用いる方法と比較し、より低い温度での処理が可能であり、耐熱性の低い樹脂フィルムを基材とする場合の焼成法として、よりよい方法の一つである。またプラズマにより、パターン表面の有機物質除去や酸化膜の除去が可能であるため、良好なハンダ付け性を確保できるという利点もある。具体的には、還元性ガスもしくは還元性ガスと不活性ガスとの混合ガスをチャンバ内に流し、マイクロ波によりプラズマを発生させ、これにより生成する活性種を、還元または焼結に必要な加熱源として、さらには分散剤などに含まれる有機物の分解に利用し導電膜を得る方法である。
[Plasma firing method]
Compared to the method using a baking furnace, the plasma method of this embodiment enables treatment at a lower temperature, and is one of the better methods as a baking method when using a resin film with low heat resistance as a base material. is. In addition, plasma can be used to remove organic substances and oxide films from the surface of the pattern, so there is the advantage that good solderability can be ensured. Specifically, a reducing gas or a mixed gas of a reducing gas and an inert gas is flowed into the chamber, plasma is generated by microwaves, and the active species generated thereby are subjected to the heating required for reduction or sintering. It is a method of obtaining a conductive film by using it as a source and also for decomposing organic matter contained in a dispersant or the like.

特に金属部分では活性種の失活が多く、金属部分が選択的に加熱され、基板自体の温度は上がりにくいため、基板として樹脂フィルムにも適用可能である。酸化銅インクは金属として銅を含み、酸化銅は焼成が進むにつれ銅に変化するためパターン部分のみの加熱が促進される。また導電性パターン中に分散剤やバインダ成分の有機物が残ると焼結の妨げとなり、抵抗が上がる傾向にあるが、プラズマ法は導体パターン中の有機物除去効果が大きい。プラズマ法により、塗膜の表面の有機物及び酸化膜の除去が可能であるため、導電性パターンのハンダ付け性を効果的に改善できるという利点もある。 In particular, the active species are often deactivated in the metal portion, the metal portion is selectively heated, and the temperature of the substrate itself is difficult to rise. The copper oxide ink contains copper as a metal, and the copper oxide changes to copper as the baking progresses, thus promoting heating of only the pattern portion. Also, if organic matter such as a dispersant or a binder component remains in the conductive pattern, it hinders sintering and tends to increase the resistance, but the plasma method is highly effective in removing the organic matter in the conductive pattern. Since the plasma method can remove organic substances and oxide films on the surface of the coating film, it also has the advantage of effectively improving the solderability of the conductive pattern.

還元性ガス成分としては水素など、不活性ガス成分としては窒素、ヘリウム、アルゴンなどを用いることができる。これらは単独で、もしくは還元ガス成分と不活性ガス成分を任意の割合で混合して用いてもよい。また不活性ガス成分を二種以上混合し用いてもよい。 Hydrogen or the like can be used as the reducing gas component, and nitrogen, helium, argon or the like can be used as the inert gas component. These may be used alone or as a mixture of a reducing gas component and an inert gas component in an arbitrary ratio. Moreover, two or more kinds of inert gas components may be mixed and used.

プラズマ焼成法は、マイクロ波投入パワー、導入ガス流量、チャンバ内圧、プラズマ発生源から処理サンプルまでの距離、処理サンプル温度、処理時間での調整が可能であり、これらを調整することで処理の強度を変えることができる。従って、上記調整項目の最適化を図れば、無機材料の基板はもちろんのこと、有機材料の熱硬化性樹脂フィルム、紙、耐熱性の低い熱可塑性樹脂フィルム、例えばPET、PENを基板として利用し、抵抗の低い導電膜を得ることが可能となる。但し、最適条件は装置構造やサンプル種類により異なるため、状況に合わせ調整する。 In the plasma firing method, it is possible to adjust the power of the microwave input, the flow rate of the introduced gas, the internal pressure of the chamber, the distance from the plasma generation source to the sample to be processed, the temperature of the sample to be processed, and the processing time. can be changed. Therefore, if the above adjustment items are optimized, not only inorganic material substrates but also organic material thermosetting resin films, paper, and thermoplastic resin films with low heat resistance such as PET and PEN can be used as substrates. , a conductive film with low resistance can be obtained. However, since the optimum conditions differ depending on the structure of the apparatus and the type of sample, adjustments should be made according to the situation.

[光焼成法]
本実施形態の光焼成法は、光源としてキセノンなどの放電管を用いたフラッシュ光方式やレーザ光方式が適用可能である。これらの方法は強度の大きい光を短時間露光し、基板上に塗布した酸化銅インクを短時間で高温に上昇させ焼成する方法で、酸化銅の還元、銅粒子の焼結、これらの一体化、及び有機成分の分解を行い、導電膜を形成する方法である。焼成時間がごく短時間であるため基板へのダメージが少ない方法で、耐熱性の低い樹脂フィルム基板への適用が可能である。
[Light firing method]
A flash light method using a discharge tube such as xenon as a light source, or a laser light method can be applied to the photobaking method of the present embodiment. In these methods, high-intensity light is exposed for a short period of time, and the copper oxide ink coated on the substrate is raised to a high temperature in a short period of time and baked. and a method of decomposing an organic component to form a conductive film. Since the baking time is very short, the method causes little damage to the substrate, and can be applied to resin film substrates with low heat resistance.

フラッシュ光方式とは、キセノン放電管を用い、コンデンサーに蓄えられた電荷を瞬時に放電する方式で、大光量のパルス光を発生させ、基板上に形成された酸化銅インクに照射することにより酸化銅を瞬時に高温に加熱し、導電膜に変化させる方法である。露光量は、光強度、発光時間、光照射間隔、回数で調整可能であり基板の光透過性が大きければ、耐熱性の低い樹脂基板、例えばPET、PENや紙などへも、酸化銅インクによる導電性パターンの形成が可能となる。 The flash light method uses a xenon discharge tube to instantaneously discharge the electric charge stored in the capacitor, generating a large amount of pulsed light and irradiating the copper oxide ink formed on the substrate to oxidize it. This method instantly heats copper to a high temperature to change it into a conductive film. The amount of exposure can be adjusted by light intensity, light emission time, light irradiation interval, and number of times. A conductive pattern can be formed.

発光光源は異なるが、レーザ光源を用いても同様な効果が得られる。レーザの場合は、フラッシュ光方式の調整項目に加え、波長選択の自由度があり、パターンを形成したインクジェット用酸化銅インクの光吸収波長や基板の吸収波長を考慮し選択することも可能である。またビームスキャンによる露光が可能であり、基板全面への露光、もしくは部分露光の選択など、露光範囲の調整が容易であるといった特徴がある。レーザの種類としてはYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、YVO(イットリウムバナデイト)、Yb(イッテルビウム)、半導体レーザ(GaAs、GaAlAs、GaInAs)、炭酸ガスなどを用いることができ、基本波だけでなく必要に応じ高調波を取り出して使用してもよい。 Although the light source is different, a similar effect can be obtained by using a laser light source. In the case of laser, in addition to the adjustment items of the flash light method, there is a degree of freedom in wavelength selection, and it is also possible to consider the light absorption wavelength of the patterned inkjet copper oxide ink and the absorption wavelength of the substrate. . In addition, it is characterized in that exposure by beam scanning is possible, and adjustment of the exposure range is easy, such as selection of exposure over the entire surface of the substrate or partial exposure. YAG (yttrium aluminum garnet), YVO (yttrium vanadate), Yb (ytterbium), semiconductor lasers (GaAs, GaAlAs, GaInAs), carbon dioxide gas, etc. can be used as the type of laser. Harmonics may be extracted and used as needed.

特に、レーザ光を用いる場合、その発光波長は、300nm以上1500nm以下が好ましい。例えば355nm、405nm、445nm、450nm、532nm、1056nmなどが好ましい。基板や筐体が樹脂の場合、特に好ましくは355nm、405nm、445nm、450nmのレーザ波長である。 In particular, when laser light is used, the emission wavelength is preferably 300 nm or more and 1500 nm or less. For example, 355 nm, 405 nm, 445 nm, 450 nm, 532 nm, 1056 nm, etc. are preferable. When the substrate and the housing are made of resin, laser wavelengths of 355 nm, 405 nm, 445 nm and 450 nm are particularly preferred.

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples and Comparative Examples.

[ヒドラジン定量方法]
標準添加法によりヒドラジンの定量を行った。
[Method for quantifying hydrazine]
Hydrazine was quantified by the standard addition method.

サンプル(銅ナノインク)50μLに、ヒドラジン33μg、サロゲート物質(ヒドラジン15)33μg、ベンズアルデヒド1%アセトニトリル溶液1mlを加えた。最後にリン酸20μLを加え、4時間後、GC/MS測定を行った。 33 μg of hydrazine, 33 μg of surrogate substance (hydrazine 15 N 2 H 4 ), and 1 ml of benzaldehyde 1% acetonitrile solution were added to 50 μL of sample (copper nanoink). Finally, 20 μL of phosphoric acid was added, and 4 hours later, GC/MS measurement was performed.

同じく、サンプル(銅ナノインク)50μLに、ヒドラジン66μg、サロゲート物質(ヒドラジン15)33μg、ベンズアルデヒド1%アセトニトリル溶液1mlを加えた。最後にリン酸20μLを加え、4時間後、GC/MS測定を行った。 Similarly, 66 μg of hydrazine, 33 μg of surrogate substance (hydrazine 15 N 2 H 4 ), and 1 ml of benzaldehyde 1% acetonitrile solution were added to 50 μL of sample (copper nanoink). Finally, 20 μL of phosphoric acid was added, and 4 hours later, GC/MS measurement was performed.

同じく、サンプル(銅ナノインク)50μLに、ヒドラジン133μg、サロゲート物質(ヒドラジン15)33μg、ベンズアルデヒド1%アセトニトリル溶液1mlを加えた。最後にリン酸20μLを加え、4時間後、GC/MS測定を行った。 Similarly, 133 μg of hydrazine, 33 μg of surrogate substance (hydrazine 15 N 2 H 4 ), and 1 ml of benzaldehyde 1% acetonitrile solution were added to 50 μL of sample (copper nanoink). Finally, 20 μL of phosphoric acid was added, and 4 hours later, GC/MS measurement was performed.

最後に、サンプル(銅ナノインク)50μLに、ヒドラジンを加えず、サロゲート物質(ヒドラジン15)33μg、ベンズアルデヒド1%アセトニトリル溶液1mlを加え、最後にリン酸20μLを加え、4時間後、GC/MS測定を行った。 Finally, to 50 μL of sample (copper nanoink), no hydrazine was added, 33 μg of surrogate substance (Hydrazine 15 N 2 H 4 ), 1 mL of benzaldehyde 1% acetonitrile solution were added, finally 20 μL of phosphoric acid was added, and after 4 hours, GC /MS measurements were performed.

上記4点のGC/MS測定からm/z=207のクロマトグラムラムよりヒドラジンのピーク面積値を得た。次にm/z=209のマスクロマトグラムよりサロゲートのピーク面積値を得た。x軸に、添加したヒドラジンの重量/添加したサロゲート物質の重量、y軸に、ヒドラジンのピーク面積値/サロゲート物質のピーク面積値をとり、標準添加法による検量線を得た。 A peak area value of hydrazine was obtained from the chromatogram at m/z=207 from the 4-point GC/MS measurement. Next, the surrogate peak area value was obtained from the mass chromatogram at m/z=209. The weight of added hydrazine/weight of added surrogate substance is plotted on the x-axis, and the peak area value of hydrazine/peak area value of surrogate substance is plotted on the y-axis to obtain a calibration curve according to the standard addition method.

検量線から得られたY切片の値を、添加したヒドラジンの重量/添加したサロゲート物質の重量で除しヒドラジンの重量を得た。 The Y-intercept value obtained from the calibration curve was divided by the weight of added hydrazine/weight of added surrogate substance to obtain the weight of hydrazine.

[粒子径測定]
酸化銅インクの平均粒子径は大塚電子製FPAR-1000を用いてキュムラント法によって測定した。
[Particle size measurement]
The average particle size of the copper oxide ink was measured by the cumulant method using an Otsuka Electronics FPAR-1000.

[分散安定性]
酸化銅インクの分散安定性は、調整直後の粒径が-17℃で酸化銅インクを保存後に2倍になるまでの期間が、A:3か月以上、B:1か月以上3か月未満、C:1か月未満として評価した。
[インクジェット印刷性]
酸化銅インクのインクジェット印刷性は、下記のように評価した。
S:ラインに途切れやかすれが認められず、1時間後の再印刷時もラインに途切れやかすれが認められない
A:ラインに途切れやかすれが認められない
B:ラインに途切れやかすれが発生
C:ラインに途切れやかすれが発生し、なおかつ液滴が線ではないところに着弾して線をかくことができない
[Dispersion stability]
Regarding the dispersion stability of the copper oxide ink, the period until the particle diameter immediately after adjustment doubles after storage of the copper oxide ink at -17 ° C. is A: 3 months or more, B: 1 month or more and 3 months. Less than C: Less than 1 month.
[Inkjet printability]
The inkjet printability of the copper oxide ink was evaluated as follows.
S: No discontinuity or fading of the line was observed, and no discontinuity or fading of the line was observed even after reprinting after 1 hour. A: No discontinuity or fading of the line was observed. : The line is discontinuous or blurred, and the droplets land on a place other than the line, so the line cannot be drawn.

(実施例1)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Example 1)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、DISPERBYK-145(ビックケミー製)(以下、BYK145と略する)54.8g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 To 390 g of the obtained precipitate, 54.8 g of DISPERBYK-145 (manufactured by BYK-Chemie) (hereinafter abbreviated as BYK145) and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants, and a homogenizer was added under a nitrogen atmosphere. distributed using

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、平均二次粒径20nmの酸化第一銅を含有する酸化第一銅分散体を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整し、インクジェット用酸化銅インク(1)を得た。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/4/39.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by a UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion containing cuprous oxide having an average secondary particle size of 20 nm. γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the obtained cuprous oxide dispersion, and the following composition ratio was adjusted to obtain an inkjet copper oxide ink (1).
Cu2O /DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/4/39.7/0.3 (unit: % by mass).

酸化銅インクは良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は21nmであった。ヒドラジン量は2700ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The copper oxide ink was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 21 nm. The amount of hydrazine was 2700 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例1において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.2であり、分散安定性はAだった。 In Example 1, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.2, and the dispersion stability was A.

実施例1における酸化銅インクに含有される溶媒は、ジエチレングリコールと、γブチロラクトンであり、ジエチレングリコールの沸点は約245℃、γブチロラクトンの沸点は約200℃であった。 The solvents contained in the copper oxide ink in Example 1 were diethylene glycol and γ-butyrolactone, and the boiling point of diethylene glycol was about 245°C and the boiling point of γ-butyrolactone was about 200°C.

得られた酸化銅インクをDMC-11601カートリッジ(富士フイルム製)に充てんし、Dimatrixマテリアルプリンター(富士フイルム製)を用い、ライン:20μm、スペース:20μmの条件にて、インクジェット印刷を行った。インクジェット印刷性はBだった。 A DMC-11601 cartridge (manufactured by Fujifilm) was filled with the obtained copper oxide ink, and inkjet printing was performed using a Dimatrix material printer (manufactured by Fujifilm) under the conditions of line: 20 μm and space: 20 μm. The inkjet printability was B.

[抵抗測定]
プラズマ焼成装置で1.5kw、420秒間、インクジェットで得たパターンを、加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。導電膜の体積抵抗率は、三菱化学製の低抵抗率計ロレスターGPを用いて測定した。その結果、20μΩcmであった。
[Resistance measurement]
The pattern obtained by inkjet was heated and baked in a plasma baking apparatus at 1.5 kw for 420 seconds to reduce it, thereby producing a copper film. The volume resistivity of the conductive film was measured using a Mitsubishi Chemical low resistivity meter Lorestar GP. As a result, it was 20 μΩcm.

(実施例2)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Example 2)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、BYK145を82.2g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 82.2 g of BYK145 and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants to 390 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整し、インクジェット用酸化銅インク(2)を得た。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/6/37.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the obtained cuprous oxide dispersion, and the following composition ratio was adjusted to obtain an inkjet copper oxide ink (2).
Cu2O /DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/6/37.7/0.3 (unit is % by mass).

インクジェット用酸化銅インク(2)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は32nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は6gであった。 The inkjet copper oxide ink (2) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 32 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 6 g.

実施例2において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.3であり、分散安定性はBだった。 In Example 2, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.3, and the dispersion stability was B.

得られたインクジェット用酸化銅インク(2)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、25μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (2), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 25 μΩcm.

(実施例3)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Example 3)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、BYK145を68.5g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 68.5 g of BYK145 and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants to 390 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整し、インクジェット用酸化銅インク(3)を得た。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/5/38.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-Butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the obtained cuprous oxide dispersion, and the following composition ratio was adjusted to obtain an inkjet copper oxide ink (3).
Cu2O /DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/5/38.7/0.3 (unit is % by mass).

インクジェット用酸化銅インク(3)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は25nmであった。ヒドラジン量は2700ppmであった。また、分散剤含有量は5gであった。 The inkjet copper oxide ink (3) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 25 nm. The amount of hydrazine was 2700 ppm. Moreover, the content of the dispersant was 5 g.

実施例3において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.25であり、分散安定性はAだった。 In Example 3, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.25, and the dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(3)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、21μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (3), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and heating and baking were performed under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 21 μΩcm.

(実施例4)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Example 4)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、BYK145を1.37g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 1.37 g of BYK145 and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants to 390 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整し、インクジェット用酸化銅インク(4)を得た。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/0.1/43.6/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the obtained cuprous oxide dispersion, and the following composition ratio was adjusted to obtain an inkjet copper oxide ink (4).
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/0.1/43.6/0.3 (unit: % by mass).

インクジェット用酸化銅インク(4)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は32nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は0.1gであった。 The inkjet copper oxide ink (4) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 32 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 0.1 g.

実施例4において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.005であり、分散安定性はBだった。 In Example 4, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.005, and the dispersion stability was B.

得られたインクジェット用酸化銅インク(4)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、19μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (4), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and heating and baking were performed under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 19 μΩcm.

(実施例5)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Example 5)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、BYK145を13.7g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 13.7 g of BYK145 and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants to 390 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整し、インクジェット用酸化銅インク(5)を得た。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/1/42.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the obtained cuprous oxide dispersion, and the following composition ratio was adjusted to obtain an inkjet copper oxide ink (5).
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/1/42.7/0.3 (unit: % by mass).

インクジェット用酸化銅インク(5)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は26nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は1gであった。 The inkjet copper oxide ink (5) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 26 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 1 g.

実施例5において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.05であり、分散安定性はAだった。 In Example 5, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.05, and the dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(5)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、19μΩcmであった。 Using the obtained ink jet copper oxide ink (5), ink jet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the ink was heated and baked under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 19 μΩcm.

(実施例6)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Example 6)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、BYK145を27.4g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 27.4 g of BYK145 and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants to 390 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整し、インクジェット用酸化銅インク(6)を得た。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/2/41.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the obtained cuprous oxide dispersion, and the following composition ratio was adjusted to obtain an inkjet copper oxide ink (6).
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/2/41.7/0.3 (unit: % by mass).

インクジェット用酸化銅インク(6)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は22nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は2gであった。 The inkjet copper oxide ink (6) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 22 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 2 g.

実施例6において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.10であり、分散安定性はAだった。 In Example 6, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.10, and the dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(6)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、18μΩcmであった。 Using the obtained ink jet copper oxide ink (6), ink jet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the ink was heated and baked under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 18 μΩcm.

(実施例7)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)98.5gにヒドラジン1.5gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(7)を得た。
(Example 7)
1.5 g of hydrazine was added to 98.5 g of the ink-jet copper oxide ink (1) obtained in Example 1 to obtain an ink-jet copper oxide ink (7).

インクジェット用酸化銅インク(7)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は30nmであった。ヒドラジン量は18000ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (7) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 30 nm. The amount of hydrazine was 18000 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例7において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.090であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、分散安定性はAだった。 In Example 7, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.090, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(7)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、20μΩcmであった。 Using the obtained ink jet copper oxide ink (7), ink jet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the ink was heated and baked under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 20 μΩcm.

(実施例8)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)99.2gにヒドラジン0.80gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(8)を得た。
(Example 8)
0.80 g of hydrazine was added to 99.2 g of the ink-jet copper oxide ink (1) obtained in Example 1 to obtain an ink-jet copper oxide ink (8).

インクジェット用酸化銅インク(8)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は27nmであった。ヒドラジン量は11000ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (8) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 27 nm. The amount of hydrazine was 11000 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例8において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.055であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、分散安定性はAだった。 In Example 8, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.055, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(8)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、21μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (8), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and heating and baking were performed under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 21 μΩcm.

(実施例9)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)99.7gにヒドラジン0.30gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(9)を得た。
(Example 9)
0.30 g of hydrazine was added to 99.7 g of the ink-jet copper oxide ink (1) obtained in Example 1 to obtain an ink-jet copper oxide ink (9).

インクジェット用酸化銅インク(9)は良好に分散されていた。100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は22nmであった。ヒドラジン量は5900ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (9) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 22 nm. The amount of hydrazine was 5900 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例9において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.030であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、分散安定性はAだった。 In Example 9, the acid number of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.030, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(9)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、18μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (9), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the ink was heated and baked under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 18 μΩcm.

(実施例10)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてフッ素含有有機化合物であるメガファック(登録商標)F-477(DIC株式会社製、数平均分子量6700)1.0gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(10)を得た。
(Example 10)
To 100 g of the inkjet copper oxide ink (1) obtained in Example 1, 1.0 g of MEGAFACE (registered trademark) F-477 (manufactured by DIC Corporation, number average molecular weight of 6700), which is a fluorine-containing organic compound, is added as an inkjet modifier. was added to obtain a copper oxide ink for inkjet (10).

インクジェット用酸化銅インク(10)は良好に分散されていた。101g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は22nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (10) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 101 g was 20 g, and the particle size was 22 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例10において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.010であり、分散安定性はAだった。 In Example 10, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.010. , dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(10)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、21μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (10), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 21 μΩcm.

(実施例11)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてメガファックF-477を66.6g入れ、インクジェット用酸化銅インク(11)を得た。
(Example 11)
66.6 g of Megafac F-477 as an inkjet modifier was added to 100 g of the copper oxide ink (1) for inkjet use obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink (11) for inkjet use.

インクジェット用酸化銅インク(11)は良好に分散されていた。167g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は24nmであった。ヒドラジン量は1700ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (11) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 167 g was 20 g, and the particle size was 24 nm. The amount of hydrazine was 1700 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例11において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.40であり、分散安定性はBだった。 In Example 11, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.40. , the dispersion stability was B.

得られたインクジェット用酸化銅インク(11)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、35μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (11), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 35 μΩcm.

(実施例12)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてメガファックF-477を2.0g入れ、インクジェット用酸化銅インク(12)を得た。
(Example 12)
2.0 g of MEGAFACE F-477 as an inkjet modifier was added to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (12).

インクジェット用酸化銅インク(12)は良好に分散されていた。102g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は24nmであった。ヒドラジン量は2700ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (12) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 102 g was 20 g, and the particle size was 24 nm. The amount of hydrazine was 2700 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例12において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.020であり、分散安定性はAだった。
得られたインクジェット用酸化銅インク(12)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はAだった。導電膜の体積抵抗率は、22μΩcmであった。
In Example 12, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.020. , dispersion stability was A.
Using the obtained copper oxide ink for inkjet (12), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. Inkjet printability was A. The volume resistivity of the conductive film was 22 μΩcm.

(実施例13)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてメガファックF-477を42g入れ、インクジェット用酸化銅インク(13)を得た。
(Example 13)
42 g of MEGAFACE F-477 as an inkjet modifier was added to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (13).

インクジェット用酸化銅インク(13)は良好に分散されていた。142g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は28nmであった。ヒドラジン量は1900ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (13) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 142 g was 20 g, and the particle size was 28 nm. The amount of hydrazine was 1900 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例13において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.30であり、分散安定性はBだった。 In Example 13, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.30. , the dispersion stability was B.

得られたインクジェット用酸化銅インク(13)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はAだった。導電膜の体積抵抗率は、30μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (13), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. Inkjet printability was A. The volume resistivity of the conductive film was 30 μΩcm.

(実施例14)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてメガファックF-477を5g入れ、インクジェット用酸化銅インク(14)を得た。
(Example 14)
5 g of MEGAFACE F-477 as an inkjet modifier was added to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (14).

インクジェット用酸化銅インク(14)は良好に分散されていた。105g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は22nmであった。ヒドラジン量は2600ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (14) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 105 g was 20 g, and the particle size was 22 nm. The amount of hydrazine was 2600 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例14において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.048であり、分散安定性はAだった。 In Example 14, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.048. , dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(14)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はSだった。導電膜の体積抵抗率は、24μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (14), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the ink was heated and baked under the same conditions as in Example 1 for reduction to form a copper film. The inkjet printability was S. The volume resistivity of the conductive film was 24 μΩcm.

(実施例15)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてメガファックF-477を25gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(15)を得た。
(Example 15)
25 g of MEGAFACE F-477 as an inkjet modifier was added to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (15).

インクジェット用酸化銅インク(15)は良好に分散されていた。125g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は24nmであった。ヒドラジン量は2200ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (15) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 125 g was 20 g, and the particle size was 24 nm. The amount of hydrazine was 2200 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例15において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.20であり、分散安定性はAだった。 In Example 15, the dispersant had an acid number of 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.20. , dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(15)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はSだった。導電膜の体積抵抗率は、28μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (15), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was S. The volume resistivity of the conductive film was 28 μΩcm.

(実施例16)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてサーフロンS611(セイミケミカル製、数平均分子量11000)1.0gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(16)を得た。
(Example 16)
1.0 g of Surflon S611 (manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd., number average molecular weight: 11000) was added as an inkjet modifier to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (16). .

インクジェット用酸化銅インク(16)は良好に分散されていた。101g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は22nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (16) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 101 g was 20 g, and the particle size was 22 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例16において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.010であり、分散安定性はAだった。 In Example 16, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.010. , dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(16)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、22μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (16), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 22 μΩcm.

(実施例17)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてサーフロンS611を66.6g入れ、インクジェット用酸化銅インク(17)を得た。
(Example 17)
66.6 g of Surflon S611 as an inkjet modifier was added to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (17).

インクジェット用酸化銅インク(17)は良好に分散されていた。167g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は24nmであった。ヒドラジン量は1800ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (17) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 167 g was 20 g, and the particle size was 24 nm. The amount of hydrazine was 1800 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例17において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.40であり、分散安定性はBだった。 In Example 17, the dispersant had an acid number of 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.40. , the dispersion stability was B.

得られたインクジェット用酸化銅インク(17)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、38μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (17), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 38 μΩcm.

(実施例18)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてPEG400(関東化学製、数平均分子量400)1.0gを入れ、インクジェット用酸化銅インク(18)を得た。
(Example 18)
1.0 g of PEG400 (manufactured by Kanto Kagaku, number average molecular weight: 400) was added as an inkjet regulator to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (18).

インクジェット用酸化銅インク(18)は良好に分散されていた。101g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は24nmであった。ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (18) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 101 g was 20 g, and the particle size was 24 nm. The amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例18において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.010であり、分散安定性はAだった。 In Example 18, the dispersant had an acid number of 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.010. , dispersion stability was A.

得られたインクジェット用酸化銅インク(18)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、25μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (18), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 25 μΩcm.

(実施例19)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてPEG400を66.6g入れ、インクジェット用酸化銅インク(19)を得た。
(Example 19)
66.6 g of PEG400 as an inkjet regulator was added to 100 g of the copper oxide ink (1) for inkjet use obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink (19) for inkjet use.

インクジェット用酸化銅インク(19)は良好に分散されていた。167g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は28nmであった。ヒドラジン量は1800ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (19) was well dispersed. The content of cuprous oxide in 167 g was 20 g, and the particle size was 28 nm. The amount of hydrazine was 1800 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例19において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.40であり、分散安定性はBだった。 In Example 19, the dispersant had an acid number of 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.40. , the dispersion stability was B.

得られたインクジェット用酸化銅インク(19)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、30μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (19), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 30 μΩcm.

(実施例20)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)100gにインクジェット調整剤としてメガファックF-477を100g入れ、インクジェット用酸化銅インク(20)を得た。
(Example 20)
100 g of MEGAFACE F-477 as an inkjet regulator was added to 100 g of the copper oxide ink for inkjet (1) obtained in Example 1 to obtain copper oxide ink for inkjet (20).

インクジェット用酸化銅インク(20)は分散されていた。200g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は50nmであった。ヒドラジン量は1400ppmであった。また、分散剤含有量は4gであった。 The inkjet copper oxide ink (20) was dispersed. The content of cuprous oxide in 200 g was 20 g, and the particle size was 50 nm. The amount of hydrazine was 1400 ppm. Moreover, the dispersant content was 4 g.

実施例20において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量は、0.50であり、分散安定性はCだった。 In Example 20, the acid number of the dispersant was 76. Further, the ratio of reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersing agent mass/copper oxide mass was 0.20, and the inkjet regulator mass/copper oxide ink mass for inkjet was 0.50. , the dispersion stability was C.

得られたインクジェット用酸化銅インク(19)を用いて実施例1と同じ条件でインクジェット印刷を行い、実施例1と同じ条件で加熱焼成して還元し、銅膜を作製した。インクジェット印刷性はBだった。導電膜の体積抵抗率は、70μΩcmであった。 Using the obtained copper oxide ink for inkjet (19), inkjet printing was performed under the same conditions as in Example 1, and the copper film was prepared by heating and baking under the same conditions as in Example 1 for reduction. The inkjet printability was B. The volume resistivity of the conductive film was 70 μΩcm.

(比較例1)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Comparative example 1)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、BYK145を54.8g、及びエタノール(関東化学株式会社製)920gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散し酸化第一銅分散液1365gを得た。 54.8 g of BYK145 and 920 g of ethanol (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) were added to 390 g of the resulting precipitate and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere to obtain 1365 g of a cuprous oxide dispersion.

比較例1においては、酸化第一銅分散液中、エタノール(沸点は約79℃)が溶媒として含まれている。 In Comparative Example 1, ethanol (having a boiling point of about 79° C.) is contained as a solvent in the cuprous oxide dispersion.

比較例1では、100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、粒子径は21nmであった。ヒドラジン量は2900ppmであった。また、比較例1では、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.015であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.2であり、分散安定性はAだった。 In Comparative Example 1, the content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the particle size was 21 nm. The amount of hydrazine was 2900 ppm. Moreover, in Comparative Example 1, the acid value of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.015, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.2, and the dispersion stability was A.

得られた酸化銅インクDMC-11601カートリッジ(富士フイルム製)に充てんし、Dimatrixマテリアルプリンター(富士フイルム製)を用い、ライン:20μm、スペース:20μmの条件にて、インクジェット印刷を行ったが、ラインに途切れやかすれが発生したり、液滴が線ではない所に着弾してしまい、線をかくことができず、インクジェット印刷性はCだった。 The obtained copper oxide ink DMC-11601 cartridge (manufactured by Fujifilm) was filled, and inkjet printing was performed using a Dimatrix material printer (manufactured by Fujifilm) under the conditions of line: 20 μm and space: 20 μm. Inkjet printability was rated as C because lines could not be drawn due to the occurrence of discontinuities and blurring, and the droplets landed in places other than lines.

(比較例2)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。得られた沈殿物390gに、DisperBYK-170(ビックケミー製)13.7g(分散剤含有量4g)、及びエタノール(関東化学株式会社製)961gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散し酸化第一銅分散液1365gを得た。
(Comparative example 2)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation. DisperBYK-170 (manufactured by BYK Chemie) 13.7 g (dispersant content: 4 g) and ethanol (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) 961 g are added to 390 g of the obtained precipitate, dispersed and oxidized using a homogenizer under a nitrogen atmosphere. 1365 g of cuprous dispersion were obtained.

比較例2においては、酸化第一銅分散液中、エタノール(沸点は約79℃)が溶媒として含まれている。 In Comparative Example 2, the cuprous oxide dispersion contained ethanol (having a boiling point of about 79° C.) as a solvent.

100g中の酸化第一銅の含有量は20gであった。溶解性が悪く酸化銅粒子が凝集し、インク化が出来なかった。ヒドラジン量は2900ppmであった。分散剤の酸価は、11であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.015であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.2であり、分散安定性はCだった。また、インク化ができなかったため、インクジェット印刷ができなかった(インクジェット印刷性はC)。 The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g. The solubility was poor and the copper oxide particles aggregated, making it impossible to form an ink. The amount of hydrazine was 2900 ppm. The acid value of the dispersant was 11. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.015, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.2, and the dispersion stability was C. Moreover, since it could not be made into an ink, inkjet printing could not be performed (inkjet printability was C).

(比較例3)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Comparative Example 3)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、分散剤として、BYK145を110g、及び、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 To 390 g of the obtained precipitate, 110 g of BYK145 and 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as dispersants and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整したが、酸化銅粒子が凝集し、インク化ができなかった。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/8/35.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-Butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was added to the obtained cuprous oxide dispersion to adjust the composition ratio to the following, but the copper oxide particles aggregated and could not be made into an ink.
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/8/35.7/0.3 (unit: % by mass).

100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、ヒドラジン量は2800ppmであった。また、分散剤含有量は8gであった。 The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the amount of hydrazine was 2800 ppm. Moreover, the dispersant content was 8 g.

比較例3において、分散剤の酸価は、76であった。また、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.40であり、分散安定性はCだった。また、インク化ができなかったため、インクジェット印刷ができなかった(インクジェット印刷性はC)。 In Comparative Example 3, the acid value of the dispersant was 76. The reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.40, and the dispersion stability was C. Moreover, since it could not be made into an ink, inkjet printing could not be performed (inkjet printability was C).

(比較例4)
水7560g、1,2-プロピレングリコール(和光純薬製)3494gの混合溶媒中に酢酸銅(II)一水和物(和光純薬製)806gを溶かし、ヒドラジン一水和物(和光純薬製)235gを加えて攪拌した。その後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
(Comparative Example 4)
Dissolve 806 g of copper (II) acetate monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical) in a mixed solvent of 7560 g of water and 3494 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical) and add hydrazine monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical). ) was added and stirred. After that, it was separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物390gに、ジエチレングリコール(和光純薬製)490gを加え、窒素雰囲気下でホモジナイザーを用いて分散した。 490 g of diethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 390 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer under a nitrogen atmosphere.

次いで、UF膜モジュールによる濃縮とジエチレングリコールによる希釈を繰り返し、酸化第一銅分散体(酸化銅インク)を得た。得られた酸化第一銅分散体に、γブチロラクトン(和光純薬製)を追加し、下記の組成割合となるように調整したが、酸化銅粒子が凝集し、インク化ができなかった。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/0/43.7/0.3(単位は質量%)。
Then, concentration by the UF membrane module and dilution by diethylene glycol were repeated to obtain a cuprous oxide dispersion (copper oxide ink). γ-Butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was added to the obtained cuprous oxide dispersion to adjust the composition ratio to the following, but the copper oxide particles aggregated and could not be made into an ink.
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/0/43.7/0.3 (unit: % by mass).

100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、ヒドラジン量は2800ppmであった。比較例4において、還元剤質量/酸化銅質量は、0.014であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.0であり、分散安定性はCだった。また、インク化ができなかったため、インクジェット印刷ができなかった(インクジェット印刷性はC)。 The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the amount of hydrazine was 2800 ppm. In Comparative Example 4, the reducing agent mass/copper oxide mass was 0.014, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.0, and the dispersion stability was C. Moreover, since it could not be made into an ink, inkjet printing could not be performed (inkjet printability was C).

(比較例5)
実施例1で得られたインクジェット用酸化銅インク(1)97gにヒドラジン3.0gを入れた。
酸化銅粒子が凝集し、インク化ができなかった。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/4/36/4(単位は質量%)。
(Comparative Example 5)
3.0 g of hydrazine was added to 97 g of the ink-jet copper oxide ink (1) obtained in Example 1.
Copper oxide particles agglomerated and could not be made into an ink.
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/4/36/4 (unit: % by mass).

100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、ヒドラジン量は33000ppmであった。比較例5において、還元剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、分散安定性はCだった。また、インク化ができなかったため、インクジェット印刷ができなかった(インクジェット印刷性はC)。 The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the amount of hydrazine was 33000 ppm. In Comparative Example 5, the reducing agent mass/copper oxide mass was 0.20, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.20, and the dispersion stability was C. Moreover, since it could not be made into an ink, inkjet printing could not be performed (inkjet printability was C).

(比較例6)
ジエチレングリコール36gとγブチロラクトン(和光純薬製)40gに、酸化第一銅(EMジャパン製MP-CU2O-25)20g、DisperBYK-145(ビッグケミー製)4.0gを加え、窒素雰囲気下にてホモジナイザーで分散したが、酸化銅粒子が凝集し、インク化ができなかった。
Cu2O/DEG/BYK145/γブチロラクトン/ヒドラジン=20/36/4/40/0(単位は質量%)。
(Comparative Example 6)
To 36 g of diethylene glycol and 40 g of γ-butyrolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 20 g of cuprous oxide (MP-CU2O-25 manufactured by EM Japan) and 4.0 g of DisperBYK-145 (manufactured by Big Chemie) were added, and the mixture was homogenized under a nitrogen atmosphere with a homogenizer. Although dispersed, the copper oxide particles agglomerated and could not be made into an ink.
Cu2O/DEG/BYK145/γ-butyrolactone/hydrazine = 20/36/4/40/0 (unit: % by mass).

100g中の酸化第一銅の含有量は20gであり、ヒドラジン量は0.0ppmであった。酸化第二銅の粒子径は、190nmであった。比較例6において、還元剤質量/酸化銅質量は、0.0であり、分散剤質量/酸化銅質量は、0.20であり、分散安定性はCだった。また、インク化ができなかったため、インクジェット印刷ができなかった(インクジェット印刷性はC)。 The content of cuprous oxide in 100 g was 20 g, and the amount of hydrazine was 0.0 ppm. The particle size of cupric oxide was 190 nm. In Comparative Example 6, the reducing agent mass/copper oxide mass was 0.0, the dispersant mass/copper oxide mass was 0.20, and the dispersion stability was C. Moreover, since it could not be made into an ink, inkjet printing could not be performed (inkjet printability was C).

実施例1~実施例20及び比較例1~比較例6の実験結果を以下の表1に示す。なお、表1に示す「ヒドラジン」の量は、小数第2位で四捨五入した値である。 Experimental results of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 6 are shown in Table 1 below. The amount of "hydrazine" shown in Table 1 is a value rounded to the second decimal place.

Figure 0007263124000002
Figure 0007263124000002

実施例1~実施例20では、(還元剤質量/酸化銅質量)の値は0.0001以上0.10以下であり、(分散剤質量/酸化銅質量)の値は0.0050以上0.30以下であり、沸点が100℃以上の溶媒を、少なくとも2種類含有した。これにより、実施例1~実施例20では、インクジェット法で印刷が出来、さらに還元剤としてヒドラジンを用いることで、酸化銅の還元が促進されたと考えられ、抵抗の低い銅膜を作製することが出来た。 In Examples 1 to 20, the value of (mass of reducing agent/mass of copper oxide) was 0.0001 or more and 0.10 or less, and the value of (mass of dispersant/mass of copper oxide) was 0.0050 or more and 0.0050. At least two kinds of solvents having a boiling point of 100° C. or more and a boiling point of 30 or less were contained. Therefore, in Examples 1 to 20, printing was possible by the ink-jet method, and hydrazine was used as a reducing agent. done.

また、実施例1~実施例20では、上記に加え、分散剤の酸価は20以上130以下であり、これにより、分散安定性を向上させることができ、高精細なインクジェット印刷が可能となり、配線の低抵抗化を向上させることが出来る。 Further, in Examples 1 to 20, in addition to the above, the acid value of the dispersant is 20 or more and 130 or less, which can improve dispersion stability and enable high-definition inkjet printing. It is possible to improve the low resistance of the wiring.

これに対し、エタノールを用いた比較例1~比較例6では、分散液においてインクジェット法による銅配線作製が困難であった。また、エタノールを用いるとともに、分散剤の酸価が20より小さい比較例2では、酸化銅インクが凝集していたため、インクジェット印刷及び抵抗の測定ができなかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6 using ethanol, it was difficult to fabricate copper wiring by the inkjet method in the dispersion liquid. In Comparative Example 2, in which ethanol was used and the acid value of the dispersant was less than 20, ink jet printing and resistance measurement could not be performed because the copper oxide ink was agglomerated.

本発明の酸化銅インクは、インクジェット法を用いて配線が作製でき、プラズマや熱、光焼成処理によって断線や破損が少ない導電膜を得ることができる。そのため、本発明の酸化銅インクは、RFID、アンテナ、プリント配線板、電子デバイス、透明導電性フィルム、電磁波シールド、帯電防止膜などの製造に好適に用いられる。 With the copper oxide ink of the present invention, wiring can be produced using an ink jet method, and a conductive film with little disconnection or damage can be obtained by plasma, heat, or light baking treatment. Therefore, the copper oxide ink of the present invention is suitably used for manufacturing RFIDs, antennas, printed wiring boards, electronic devices, transparent conductive films, electromagnetic wave shields, antistatic films, and the like.

1 インクジェット用酸化銅インク
2 酸化銅
3 リン酸エステル塩
10 導電性基板
11 基板
12 絶縁領域
13 導電性パターン
REFERENCE SIGNS LIST 1 copper oxide ink for inkjet 2 copper oxide 3 phosphate ester salt 10 conductive substrate 11 substrate 12 insulating region 13 conductive pattern

Claims (6)

溶媒に、化銅と、分散剤と、還元剤と、インクジェット調整剤とを含み、
前記還元剤の含有量が下記式(1)の範囲であり、
前記分散剤の含有量が下記式(2)の範囲であり、
沸点が100℃以上の前記溶媒を、少なくとも2種類含有
前記インクジェット調整剤は、グラフェン、酸化グラフェン、カーボンナノチューブ、アクリルポリマー、アクリルラテックス、シリコーンポリマー、アクリルシリコーンラテックス、チオフェンポリマー、フッ素含有有機化合物、及び、ポリエチレングリコールから選択され、
前記インクジェット調整剤の数平均分子量は、350以上30000以下であり、
前記インクジェット調整剤の含有量が下記式(3)の範囲である
ことを特徴とするインクジェット用酸化銅インク。
0.0001≦(還元剤質量/酸化銅質量)≦0.10 (1)
0.0050≦(分散剤質量/酸化銅質量)≦0.30 (2)
0.048≦(インクジェット調整剤質量/インクジェット用酸化銅インク質量)≦0.20 (3)
The solvent contains copper oxide, a dispersant, a reducing agent , and an inkjet modifier ,
The content of the reducing agent is within the range of the following formula (1),
The content of the dispersant is within the range of the following formula (2),
containing at least two of the solvents having a boiling point of 100° C. or higher,
the inkjet modifier is selected from graphene, graphene oxide, carbon nanotubes, acrylic polymers, acrylic latexes, silicone polymers, acrylic silicone latexes, thiophene polymers, fluorine-containing organic compounds, and polyethylene glycol;
The inkjet modifier has a number average molecular weight of 350 or more and 30000 or less,
The content of the inkjet modifier is within the range of the following formula (3)
A copper oxide ink for inkjet, characterized by:
0.0001 ≤ (mass of reducing agent/mass of copper oxide) ≤ 0.10 (1)
0.0050 ≤ (mass of dispersant/mass of copper oxide) ≤ 0.30 (2)
0.048 ≤ (mass of inkjet modifier/mass of copper oxide ink for inkjet) ≤ 0.20 (3)
前記酸化銅が、酸化第一銅であることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット用酸化銅インク。 2. The ink jet copper oxide ink according to claim 1, wherein the copper oxide is cuprous oxide. 前記還元剤が、ヒドラジン、ヒドラジン水和物、ナトリウム、カーボン、ヨウ化カリウム、シュウ酸、硫化鉄(II)、チオ硫酸ナトリウム、アスコルビン酸、塩化スズ(II)、水素化ジイソブチルアルミニウム、蟻酸、水素化ホウ酸ナトリウム、亜硫酸塩の群から選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェット用酸化銅インク。 The reducing agent is hydrazine, hydrazine hydrate, sodium, carbon, potassium iodide, oxalic acid, iron (II) sulfide, sodium thiosulfate, ascorbic acid, tin (II) chloride, diisobutylaluminum hydride, formic acid, hydrogen 3. The ink jet copper oxide ink according to claim 1, comprising at least one selected from the group consisting of sodium borate and sulfite. 前記分散剤の酸価が、20以上、130以下であ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インクジェット用酸化銅インク。 4. The inkjet copper oxide ink according to any one of claims 1 to 3, wherein the dispersant has an acid value of 20 or more and 130 or less. 請求項1から請求項のいずれかに記載の酸化銅インクを用い、インクジェット装置を用いて基板上にパターンを形成し、還元性ガスを含む雰囲気下でプラズマを発生させ、前記パターンに対し焼成処理を行うことを特徴とする導電性基板の製造方法。 Using the copper oxide ink according to any one of claims 1 to 4 , a pattern is formed on a substrate using an inkjet device, plasma is generated in an atmosphere containing a reducing gas, and the pattern is baked. A method for manufacturing a conductive substrate, characterized by performing a treatment. 請求項1から請求項のいずれかに記載の酸化銅インクを用い、インクジェット装置を用いて基板上にパターンを形成し、その後、前記パターンに対し、熱もしくは光照射処理を行うことを特徴とする導電性基板の製造方法。 A pattern is formed on a substrate using the copper oxide ink according to any one of claims 1 to 4 using an inkjet device, and then the pattern is subjected to heat or light irradiation treatment. A method for manufacturing a conductive substrate.
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