JPH05174620A - 導体形成用ペースト - Google Patents
導体形成用ペーストInfo
- Publication number
- JPH05174620A JPH05174620A JP34442191A JP34442191A JPH05174620A JP H05174620 A JPH05174620 A JP H05174620A JP 34442191 A JP34442191 A JP 34442191A JP 34442191 A JP34442191 A JP 34442191A JP H05174620 A JPH05174620 A JP H05174620A
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- Japan
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- water
- paste
- copper
- organic solvent
- soluble
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化銅を主成分とし、水溶性あるいは水分散
系のバインダシステムを用いた、特性の優れた銅配線、
銅電極を形成する導体形成用ペーストの提供を目的とす
る。 【構成】 ホウ珪酸ガラス３％を含有する酸化銅（Ｃｕ
Ｏ）１００重量部に対して、ヒドロキシプロピルメチル
セルロースを５重量部、イオン交換水１２重量部、グリ
セリン２重量部を予め混合溶解したビヒクルに加えて混
練し、ペーストとした。このペーストを用い、アルミナ
基板上に５００ミクロン幅、アスペクト比４００のサー
ペンタインパターンを形成し、乾燥後５００℃１時間で
脱バインダし、水素中３００℃２時間で還元した後に、
窒素中で９００℃、１０分で焼成し、抵抗値を測定し
た。直流４端子法で、１５ミクロン厚みの面積抵抗値に
換算した面積抵抗値は、２．３Ω／□であった。
系のバインダシステムを用いた、特性の優れた銅配線、
銅電極を形成する導体形成用ペーストの提供を目的とす
る。 【構成】 ホウ珪酸ガラス３％を含有する酸化銅（Ｃｕ
Ｏ）１００重量部に対して、ヒドロキシプロピルメチル
セルロースを５重量部、イオン交換水１２重量部、グリ
セリン２重量部を予め混合溶解したビヒクルに加えて混
練し、ペーストとした。このペーストを用い、アルミナ
基板上に５００ミクロン幅、アスペクト比４００のサー
ペンタインパターンを形成し、乾燥後５００℃１時間で
脱バインダし、水素中３００℃２時間で還元した後に、
窒素中で９００℃、１０分で焼成し、抵抗値を測定し
た。直流４端子法で、１５ミクロン厚みの面積抵抗値に
換算した面積抵抗値は、２．３Ω／□であった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化銅を主成分とする銅
配線層あるいは銅電極形成用ペーストに関し、特に媒体
として水溶性あるいは水分散性のバインダシステムを用
いる導体形成用ペーストに関する。
配線層あるいは銅電極形成用ペーストに関し、特に媒体
として水溶性あるいは水分散性のバインダシステムを用
いる導体形成用ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から配線層、電極などの導体形成用
ペーストとしては、いわゆる厚膜技術を用いた銀ペース
ト、銀・パラジウムペースト等があり、近年特に配線抵
抗、コスト、耐マイグレーション性、高周波特性などの
観点から銅ペーストが注目を集めている。
ペーストとしては、いわゆる厚膜技術を用いた銀ペース
ト、銀・パラジウムペースト等があり、近年特に配線抵
抗、コスト、耐マイグレーション性、高周波特性などの
観点から銅ペーストが注目を集めている。
【０００３】このような銅配線層あるいは銅電極形成用
ペーストは、バインダ樹脂を有機溶剤に溶解したビヒク
ル中に金属銅粉体を分散させるという構成を採ってお
り、有機溶剤、バインダ、添加物などについて例えば特
開昭５３−４９２９６号公報、特開昭５６−９３３９６
号公報、特開昭６３−１３１４０５号公報等で、様々な
提案がなされている。
ペーストは、バインダ樹脂を有機溶剤に溶解したビヒク
ル中に金属銅粉体を分散させるという構成を採ってお
り、有機溶剤、バインダ、添加物などについて例えば特
開昭５３−４９２９６号公報、特開昭５６−９３３９６
号公報、特開昭６３−１３１４０５号公報等で、様々な
提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
銅を含む導体形成用ペーストでは、例外なく大量の有機
溶媒を使用しており、導体パターン形成後の乾燥工程に
おいて溶剤を飛散させるために安全衛生上、また省資
源、地球環境保全の観点から好ましくない。米国におけ
る大気汚染防止条例や、わが国でも地方自治体における
公害防止条例の制定を機に、特に塗料関係などの分野で
は無公害化を目指して、有機溶剤を削減することが要請
されている。
銅を含む導体形成用ペーストでは、例外なく大量の有機
溶媒を使用しており、導体パターン形成後の乾燥工程に
おいて溶剤を飛散させるために安全衛生上、また省資
源、地球環境保全の観点から好ましくない。米国におけ
る大気汚染防止条例や、わが国でも地方自治体における
公害防止条例の制定を機に、特に塗料関係などの分野で
は無公害化を目指して、有機溶剤を削減することが要請
されている。
【０００５】また溶剤を水に置き換えようとしている
が、銅配線用ペーストではお互いの親和性が乏しいた
め、金属銅粉体を水系ビヒクル中に均一に高分散させる
ことが非常に困難であり、またある程度のキャスティン
グが可能になるまで銅粉体を分散させるのに要する不揮
発性有機分の量を、銅が酸化しない範囲で脱バインダす
ることは不可能であった。
が、銅配線用ペーストではお互いの親和性が乏しいた
め、金属銅粉体を水系ビヒクル中に均一に高分散させる
ことが非常に困難であり、またある程度のキャスティン
グが可能になるまで銅粉体を分散させるのに要する不揮
発性有機分の量を、銅が酸化しない範囲で脱バインダす
ることは不可能であった。
【０００６】さらに、貯蔵性の観点からも、水系では銅
粉体の酸化の問題があり好ましくない。
粉体の酸化の問題があり好ましくない。
【０００７】これらの理由で従来の銅ペーストでは、非
水系の有機溶剤によるビヒクルを使用せざるを得ないと
いう課題があった。
水系の有機溶剤によるビヒクルを使用せざるを得ないと
いう課題があった。
【０００８】本発明は、このような課題に鑑みなされた
もので、有機溶剤を全くあるいはほとんど用いない水系
ビヒクルを使用し、かつ特性の優れた銅配線、銅電極を
実現する導体形成用ペーストを提供するものである。
もので、有機溶剤を全くあるいはほとんど用いない水系
ビヒクルを使用し、かつ特性の優れた銅配線、銅電極を
実現する導体形成用ペーストを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、ペースト組成として酸化銅を主成分と
し、少なくとも水溶性または水分散性の樹脂と、水ある
いは水と相溶性のある有機溶剤と水の何れかの混合物を
含む導体形成用ペーストである。
めに本発明は、ペースト組成として酸化銅を主成分と
し、少なくとも水溶性または水分散性の樹脂と、水ある
いは水と相溶性のある有機溶剤と水の何れかの混合物を
含む導体形成用ペーストである。
【００１０】本発明の導体形成用ペーストに供される水
溶性樹脂は、セルロース系、ポリビニルブチラール系、
ウレタン系、アミン系、アクリル系の内から選ばれた少
なくとも１種類以上が好ましい。
溶性樹脂は、セルロース系、ポリビニルブチラール系、
ウレタン系、アミン系、アクリル系の内から選ばれた少
なくとも１種類以上が好ましい。
【００１１】
【作用】導体形成用の出発原料として金属銅ではなく酸
化銅を選ぶことにより、これを金属と水の間では有し得
ない酸化物と水との親和性を利用して、水系ビヒクル中
に均一に高分散させることが可能となり、有機溶剤を全
くあるいはほとんど用いない水系ビヒクルによる銅配
線、銅電極形成用ペーストを提供することが出来る。
化銅を選ぶことにより、これを金属と水の間では有し得
ない酸化物と水との親和性を利用して、水系ビヒクル中
に均一に高分散させることが可能となり、有機溶剤を全
くあるいはほとんど用いない水系ビヒクルによる銅配
線、銅電極形成用ペーストを提供することが出来る。
【００１２】このペーストを用いて、任意の形状に配
線、電極として基体上にキャスティングし、以下乾燥、
脱バインダ、還元、焼成の各プロセスを要求特性に応じ
て条件を選択して行なう事で所望の銅配線、銅電極を得
ることが出来る。
線、電極として基体上にキャスティングし、以下乾燥、
脱バインダ、還元、焼成の各プロセスを要求特性に応じ
て条件を選択して行なう事で所望の銅配線、銅電極を得
ることが出来る。
【００１３】
【実施例】本発明に供される水溶性または水分散性の樹
脂としては、セルロース系、例えばポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラール、酢酸ビニル系等のポリビニ
ルアルコール系、ウレタン系、アミン系、アクリル系ま
たは例えばポリプロピレンもしくはポリエチレン等の脂
肪族炭化水素系等がある。これら何れでも適用可能であ
るが、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ウレタ
ン系、アミン系もしくはアクリル系が、ビヒクル調整が
容易であるため好ましい。
脂としては、セルロース系、例えばポリビニルアルコー
ル、ポリビニルブチラール、酢酸ビニル系等のポリビニ
ルアルコール系、ウレタン系、アミン系、アクリル系ま
たは例えばポリプロピレンもしくはポリエチレン等の脂
肪族炭化水素系等がある。これら何れでも適用可能であ
るが、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ウレタ
ン系、アミン系もしくはアクリル系が、ビヒクル調整が
容易であるため好ましい。
【００１４】本発明の導体形成用ペーストに用いる導電
材は、酸化銅を還元して得た銅であり、耐マイグレーシ
ョン性に優れた導電材を提供できる。
材は、酸化銅を還元して得た銅であり、耐マイグレーシ
ョン性に優れた導電材を提供できる。
【００１５】以下本発明について実施例を挙げて説明す
る。 （実施例１）本発明の範囲のペーストとして以下に示す
ように４種類のペーストを作製してそれぞれペースト番
号１から４とし、さらに比較例としてペースト番号５及
び６を使用した。
る。 （実施例１）本発明の範囲のペーストとして以下に示す
ように４種類のペーストを作製してそれぞれペースト番
号１から４とし、さらに比較例としてペースト番号５及
び６を使用した。
【００１６】ペースト番号１；ホウ珪酸ガラス３％を含
有する酸化銅（ＣｕＯ）１００重量部に対して、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロースを５重量部、イオン交換
水１２重量部、グリセリン２重量部を予め混合溶解した
ものをビヒクルとして加えて混練し、ペーストとした。
有する酸化銅（ＣｕＯ）１００重量部に対して、ヒドロ
キシプロピルメチルセルロースを５重量部、イオン交換
水１２重量部、グリセリン２重量部を予め混合溶解した
ものをビヒクルとして加えて混練し、ペーストとした。
【００１７】ペースト番号２；水溶性ポリビニルブチラ
ール（アセタール化度１０モル％）１０重量部、エチレ
ングリコール２重量部、カルボキシメチルセルロースア
ンモニウム塩０．２重量部をイオン交換水４０重量部に
溶解させたものをビヒクルとして、ホウ珪酸ガラス３％
を含有する酸化銅１００重量部に加えて混練し、ペース
トとした。
ール（アセタール化度１０モル％）１０重量部、エチレ
ングリコール２重量部、カルボキシメチルセルロースア
ンモニウム塩０．２重量部をイオン交換水４０重量部に
溶解させたものをビヒクルとして、ホウ珪酸ガラス３％
を含有する酸化銅１００重量部に加えて混練し、ペース
トとした。
【００１８】ペースト番号３；水性のポリウレタン尿素
ポリアミンを４０％溶液になるようにイオン交換水に溶
解させたものにプロピレンオキサイドモノエチルエーテ
ルを０．５％加えてビヒクルとして、ホウ珪酸ガラス３
％を含有する酸化銅１００重量部に対して２５重量部加
えて混練し、ペーストとした。
ポリアミンを４０％溶液になるようにイオン交換水に溶
解させたものにプロピレンオキサイドモノエチルエーテ
ルを０．５％加えてビヒクルとして、ホウ珪酸ガラス３
％を含有する酸化銅１００重量部に対して２５重量部加
えて混練し、ペーストとした。
【００１９】ペースト番号４；ポリメタクリル酸エチル
を４０％溶液となるようにイオン交換水に溶解させたも
のに対して重量でブチルセルソルブ０．５％、ＴＥＡ
（トリエチルアミン）０．３％加えたものをビヒクルと
して、ホウ珪酸ガラス３％を含有する酸化銅（ＣｕＯ）
１００重量部に対して２０重量部加えて混練し、ペース
トとした。
を４０％溶液となるようにイオン交換水に溶解させたも
のに対して重量でブチルセルソルブ０．５％、ＴＥＡ
（トリエチルアミン）０．３％加えたものをビヒクルと
して、ホウ珪酸ガラス３％を含有する酸化銅（ＣｕＯ）
１００重量部に対して２０重量部加えて混練し、ペース
トとした。
【００２０】ペースト番号５；従来例の有機溶剤系のも
のとしてエチルセルロースのターピネオール８％溶液を
ビヒクルとし、ホウ珪酸ガラス２％を含有する金属銅１
００重量部に対して１２重量部加えて混練し、ペースト
とした。
のとしてエチルセルロースのターピネオール８％溶液を
ビヒクルとし、ホウ珪酸ガラス２％を含有する金属銅１
００重量部に対して１２重量部加えて混練し、ペースト
とした。
【００２１】これらのペーストについて、通常のメタル
マスクを用いて９６アルミナ基板上に５００ミクロン
幅、アスペクト比４００のサーペンタインパターンを形
成し、ペースト番号１から４については、乾燥後５００
℃、１時間で脱バインダし、水素中３００℃、２時間で
還元した後に、窒素中で９００℃、１０分で焼成し、抵
抗値を測定した。ペースト５については乾燥後、窒素中
で９００℃、１０分で焼成し、抵抗値を測定した。抵抗
値は直流４端子法で測定し、１５ミクロン厚みの面積抵
抗値に換算した。結果を（表１）に示す。
マスクを用いて９６アルミナ基板上に５００ミクロン
幅、アスペクト比４００のサーペンタインパターンを形
成し、ペースト番号１から４については、乾燥後５００
℃、１時間で脱バインダし、水素中３００℃、２時間で
還元した後に、窒素中で９００℃、１０分で焼成し、抵
抗値を測定した。ペースト５については乾燥後、窒素中
で９００℃、１０分で焼成し、抵抗値を測定した。抵抗
値は直流４端子法で測定し、１５ミクロン厚みの面積抵
抗値に換算した。結果を（表１）に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】（表１）からわかるように、本発明におけ
るペーストは従来の溶剤系のものと比較しても遜色のな
い優れた配線電極が得られる。
るペーストは従来の溶剤系のものと比較しても遜色のな
い優れた配線電極が得られる。
【００２４】また、本発明の導体形成用ペーストでは、
水系のペーストであるため、導体パタ−ン形成後の乾燥
工程で、有機溶剤がほとんどまたは全く発生しないた
め、安全衛生上および地球環境保全上好ましく、また有
機溶剤を回収する必要がないため省資源で安価に製造で
きる。
水系のペーストであるため、導体パタ−ン形成後の乾燥
工程で、有機溶剤がほとんどまたは全く発生しないた
め、安全衛生上および地球環境保全上好ましく、また有
機溶剤を回収する必要がないため省資源で安価に製造で
きる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、ペースト組成と
して酸化銅を主成分とし、少なくとも水溶性または水分
散性の樹脂と水、あるいは水溶性または水分散性の樹脂
と水と相溶性のある有機溶剤と水の何れかの混合物を含
むペーストを用いるため、優れた銅配線、銅電極を提供
するとともに、有機溶剤を全くあるいはほとんど使用し
ないため、環境、人体への害がなくまた作業上も有機溶
剤による爆発の恐れも全くあるいはほとんど無い上に、
従来大量の有機溶剤を要していた装置の洗浄作業にも水
が使用できるために取り扱い上も従来の溶剤系のものよ
りも好ましい導体形成用ペーストを実現できる効果があ
る。
して酸化銅を主成分とし、少なくとも水溶性または水分
散性の樹脂と水、あるいは水溶性または水分散性の樹脂
と水と相溶性のある有機溶剤と水の何れかの混合物を含
むペーストを用いるため、優れた銅配線、銅電極を提供
するとともに、有機溶剤を全くあるいはほとんど使用し
ないため、環境、人体への害がなくまた作業上も有機溶
剤による爆発の恐れも全くあるいはほとんど無い上に、
従来大量の有機溶剤を要していた装置の洗浄作業にも水
が使用できるために取り扱い上も従来の溶剤系のものよ
りも好ましい導体形成用ペーストを実現できる効果があ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】酸化銅を主成分とし、少なくとも水溶性ま
たは水分散性の樹脂と水、あるいは前記樹脂と水と相溶
性のある有機溶剤と水の何れかの混合物を含むことを特
徴とする導体形成用ペースト。 - 【請求項２】水溶性または水分散性の樹脂がセルロース
系、ポリビニルアルコール系、ウレタン系、アミン系、
アクリル系の内から選ばれる少なくとも１種類以上であ
ることを特徴とする、請求項１記載の導体形成用ペース
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34442191A JPH05174620A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 導体形成用ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34442191A JPH05174620A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 導体形成用ペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174620A true JPH05174620A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18369128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34442191A Pending JPH05174620A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 導体形成用ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05174620A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100500542B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2005-07-12 | 주식회사 인트켐 | Ｅｍｉ 도료 조성물 |
| KR100654630B1 (ko) * | 2005-03-14 | 2006-12-08 | 한국전자통신연구원 | 우레탄 바인더의 제조방법 및 제조된 우레탄 바인더를포함하는 전자파 차폐용 도료 조성물 |
| JP2012092375A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | 銀焼結体の製造方法、および、酸化銅含有粘土状組成物 |
| WO2014119498A1 (ja) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 富士フイルム株式会社 | 導電膜形成用組成物、導電膜の製造方法 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP34442191A patent/JPH05174620A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100500542B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2005-07-12 | 주식회사 인트켐 | Ｅｍｉ 도료 조성물 |
| KR100654630B1 (ko) * | 2005-03-14 | 2006-12-08 | 한국전자통신연구원 | 우레탄 바인더의 제조방법 및 제조된 우레탄 바인더를포함하는 전자파 차폐용 도료 조성물 |
| JP2012092375A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | 銀焼結体の製造方法、および、酸化銅含有粘土状組成物 |
| US9194025B2 (en) | 2010-10-25 | 2015-11-24 | Mitsubishi Materials Corporation | Method of manufacturing sintered silver alloy body and copper oxide-containing clay-like composition |
| WO2014119498A1 (ja) * | 2013-02-04 | 2014-08-07 | 富士フイルム株式会社 | 導電膜形成用組成物、導電膜の製造方法 |
| JP2014148633A (ja) * | 2013-02-04 | 2014-08-21 | Fujifilm Corp | 導電膜形成用組成物、導電膜の製造方法 |
| US10053587B2 (en) | 2013-02-04 | 2018-08-21 | Fujifilm Corporation | Conductive film-forming composition and conductive film producing method |
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