TWI586462B

TWI586462B - 用於製備可在大氣壓力下被煆燒的銅奈米粒子之方法及其所製備之銅奈米粒子

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Publication number: TWI586462B
Application number: TW100115798A
Authority: TW
Inventors: 金聖培; 金柄郁; 李昇爀; 李聖賢; 劉炫碩
Original assignee: 東進世美肯有限公司
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2017-06-11
Also published as: KR101803956B1; TW201143941A; KR20110123214A

Description

用於製備可在大氣壓力下被煆燒的銅奈米粒子之方法及其所製備之銅奈米粒子

發明領域

本發明係有關於一種製備即便在氧分壓存在之大氣壓下被煆燒時，亦不會產生氧化而能夠顯示優良的導電度之銅奈米粒子之方法。

發明背景

伴隨著最近電子零件的小型化及各式各樣的基板之應用傾向，對於使用各式各樣的印刷方式在薄膜形成微細配線之要求增加，為了應用在此種各式各樣的印刷方式，在溶劑中被均勻分散之微細的金屬粒子係成為必要。

特別是在樹脂薄膜印刷電路之軟性印刷電路基板(FPCE、flexible printed circuit board)的情況，利用微影術(lithography)時，因為必須經過複雜的一連串程序，亦即塗布、乾燥、曝光、蝕刻、除去等，有軟性基板本身在程序中受到損傷之問題。因此，能夠在樹脂薄膜上直接描繪電路之經單分散的金屬奈米粒子的印墨係迫切地被要求。

銀奈米印墨的主成分亦即銀奈米粒子之情況，由於化學安定性優良且導電度亦優良在印刷電子領域作為金屬配線用印墨材料而受到注目。又，已知銀奈米粒子有許多合成方法且能夠比較簡單地大量生產化，其應用領域係逐漸地多樣化。但是儘管如此，應用銀粒子時有合成費用係幾何級數地增加，而且有煆燒後產生濕氣引起的離子移動(migration)及凝集(agglomeration)等的可能性之問題。

因此，作為銀粒子的代替用，已對銅粒子進行許多許研究及試行，實際上已知銅粒子係能夠抑制銀粒子的缺點亦即高費用及濕氣引起的離子移動和凝集等，且導電度亦優良。

但是，銅粒子係具有在大氣中容易被氧化之致命上的缺點，只有從銅奈米粒子生成步驟至粒子生成後煆燒程序為止經過排除氧的程序之情況，才能夠顯示能夠代替銀粒子程度的水準之導電度。在通常的濕式合成以大氣壓條件來合成銅奈米粒子時，在乾燥步驟會全部被氧化、或是在溶液步驟從與氧接觸的部分會產生氧化。因此，已導入在銅奈米粒子合成步驟使用高分子樹脂等包圍銅粒子來謀求銅粒子的安定化之技術。但是此種方法，即便在合成後，銅粒子係經安定化，但是將粒子製成印刷電子用印墨和糊劑，在印刷後進行煆燒之程序，會有只有在氮環境下和真空環境下進行煆燒之情況，銅粒子才能夠經得起而不會被氧化之缺點。

作為先前的銅奈米粒子的合成法，係主要使用如高溫氣相法之物理方法、研磨方法、電分解方法等，雖然此種合成法能夠容易地合成銅和其他金屬，但是如此合成的銅粒子在再分散程序，分散安定性係非常低落而無法使用作為奈米印墨。因此，為了提高分散安定性，有提案揭示一種使用溶液合成法之銅奈米粒子合成法(主要稱為「多元醇(polyol)法」)，依照該方法，雖然使用聚乙烯吡咯啶酮(PVP)等的高分子樹脂包圍銅粒子而能夠提升銅粒子的分散安定性，但是因為難以大量地合成且只有在250℃以上的高溫及氮氣環境下進行煆燒時才能夠顯示傳導度，該方法的實際情形係難以商業化。

最近，除了多元醇法以外，亦有介紹各式各樣的溶液合成法，下述專利文獻1係揭示一種方法，其係在氬(Ar)環境下使用十六烷二醇(hexadecandiol)且邊使乙醯丙酮銅前驅物在高溫下還原、邊將油酸活用作為封端劑(capping agent)而生成銅奈米粒子。但是，因為只有此種全部的合成過程係在將氧排除的狀態下進行之情況，才能夠得到均勻狀的奈米粒子，該方法亦無法克服在大氣壓下會進行激烈的氧化之問題點。

又，銅奈米粉末的大小係較大的情況，在溶劑中之銅粒子的分散性變低，為了解決此情形而減小銅粒子的大小時，與氧的反應性會增加而有無法得到良好的煆燒特性之情形。

因此，實際情形係迫切地要求開發一種在還原後於大氣壓環境下進行煆燒、或是在印墨和糊劑的組成進行煆燒時，不會產生氧化且粒子大小較小的銅奈米粒子。

先前技術文獻專利文獻

[專利文獻1]　美國專利公開第2008-0278181號

因此，本發明之目的係解決只有在氮氣環境下和真空環境下進行煆燒之情況才能夠防止銅氧化膜的生成之原有的問題，提供一種製備即便在氧分壓存在之大氣壓下進行煆燒時亦不會產生氧化而能夠顯示優良的導電度，而且粒子大小較小且在溶劑中的分散性優良之銅奈米粒子之方法。

為了達成前述目的，本發明係提供一種銅奈米粒子之製造方法，包含下述步驟：

(1)使銅前驅物溶解於水、有機溶劑或該等的混合物而製造銅前驅物溶液之步驟；

(2)在前述銅前驅物溶液添加強鹼性及低親核體性有機胺或以NH₂-A-NH₂表示之有機二胺(在上述式，A係被取代或未被取代之C₄至C₂₀的烷基、環烷基或芳基)且攪拌之步驟；及

(3)在前述步驟(2)所得到的溶液添加還原劑且攪拌而使銅金屬還原、析出之步驟。

又，本發明係提供一種銅奈米粒子，其係使用前述方法而製得。

而且，本發明係提供一種印墨組成物，其係含有前述銅奈米粒子。

又，本發明係提供一種形成金屬配線之方法，其係將前述印墨組成物使用於形成金屬配線。

使用本發明的方法所製造之銅奈米粒子，因為係粒子的大小較小且在溶劑中的分散性優良，同時即便在氧分壓存在之大氣壓下進行煆燒時亦不會產生氧化，即便使用低溫條件亦能夠煆燒而且能夠顯示優良的導電度，能夠有用地使用作為金屬印墨材料、特別是作為金屬配線用印墨材料來代替高價的銀粒子。

圖式簡單說明

第1圖係顯示在本發明之實施例1所製造的銅奈米粒子之掃描型電子顯微鏡(SEM)分析結果。

第2圖係顯示在本發明之實施例1所製造的銅奈米粒子之能量散射X-射線分光器(EDX)分析結果。

第3圖係顯示使在本發明之實施例1所製造的銅奈米粒子分散在分散溶劑而得到的分散液在常壓進行煆燒後(試驗例)、EDX表面分析之結果。

第4圖係顯示使在本發明之實施例1所製造的銅奈米粒子分散在分散溶劑而得到的分散液在常壓進行煆燒後(試驗例)、SEM表面分析之結果。

第5圖係顯示使在本發明之實施例8所製造的銅奈米粒子之SEM表面分析之結果。

第6圖係顯示使在本發明之實施例8所製造的銅奈米粒子分散在分散溶劑而得到的分散液在常壓進行煆燒後(試驗例)、SEM表面分析之結果。

用以實施發明之形態

本發明之銅奈米粒子係藉由下列步驟來製造：

(2)在前述銅前驅物溶液添加強鹼性及低親核體性有機胺或有機二胺且攪拌之步驟；及

先前，為了提升銅奈米粒子的分散性，通常係利用藉由高分子樹脂和長鏈狀單分子化合物包圍銅奈米粒子之方法，作為此種高分子樹脂係主要使用聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚乙酸乙烯酯(PVA)等，而作為長鏈狀單分子化合物係主要使用脂肪酸烴化合物。但是在形成銅奈米粒子之過程所添加的PVP和PVA，不如說是會提高煆燒溫度，同時在被熱分解之過程，不如說是會供給氧之因子，致使常壓煆燒銅奈米粒子成為不可能。

又，因為包圍銅粒子之PVP及有機脂肪酸等會減小PKa，亦即，會以pH成為7以下的方式形成環境，所以銅粒子在製成糊劑之後，電化學性地作為Cu離子存在的可能性增多，與空氣接觸的面有急速地產生氧化之情形。又，即便PVP及有機脂肪酸係堅固地包圍銅粒子，空氣中的糊劑係不會被氧化，但是在煆燒時，PVP及有機脂肪酸係被分解而消失，致使在煆燒的同時產生氧化的可能性增多。因此，根本上被PKa小、亦即pH為7以下的化合物包圍之銅粒子，常溫煆燒可以說是不可能。

為了解決此種問題，本發明係選擇鹼度高的胺。但是並不是全部鹼度高的胺都適合使用，如一乙醇胺，雖然具有高鹼度，但是由於作為強親核體的胺，銅粒子在製造成為糊劑時或是在合成過程，作為Cu(OH₂)存在的可能性變高，且電化學上在胺環境下具有高氧化還原電位之銅的特性上，Cu(OH₂)存在的可能性可以說是當然的。雖然此種Cu(OH₂)在小於100℃會被分解，但是容易形成銅氧化物。又，雖然胺係作為堅固地共價鍵結於銅粒子之銅-胺存在，但是於高溫煆燒時，在胺被分解之同時，有從Cu(OH₂)變化成為銅氧化物之可能性。

因此，本發明係應用鹼度高且作為弱親核體的胺而衍生如下述反應式1之反應。

[反應式1]

CuCl₂+2R₁R₂R₃NH+2H₂O

■Cu²⁺+2Cl^-+2R₁R₂R₃NH⁺+2H⁺+2OH^-

■Cu+2R₁R₂R₃NH⁺Cl^-+2H₂O

上述反應式1所記載之反應未被衍生時，係生成如[Cu(NH₃)₄]²⁺之錯化合物之同時，銅粒子係容易被氧化成為Cu(OH₂)。

亦即，在原有的銅奈米粒子合成反應所使用的胺，係單純地作為調整鹼度之任務，但是本發明之特徵為揀選使用提供不生成銅錯化合物且在還原程序及溶劑中不會電化學性地生成銅氧化物之安定的溶液狀之有機胺，此種鹼度高且具有弱親核性體之物質亦有稱為質子海綿(proton sponge)之情形。

又，為了解決如前述之先前的問題點，本發明係應用有機二胺(Diamine)而衍生如下述反應式2的反應。

[反應式2]

CuCl₂+H₂NR₁NH₂+2H₂O

■Cu²⁺+2Cl^-+⁺HNR₁NH⁺+2H⁺+2OH^-

■Cu¹⁺+Cl^-+⁺HNR₁NH⁺Cl^-+2H₂O

■Cu+Cl^-+HNR₁NH⁺Cl^-+2H₂O

上述反應式2所記載之反應未被衍生時，係生成如[Cu(NH₃)₄]²⁺之錯化合物之同時，係容易地進行氧化成為Cu(OH₂)。

因此，本發明之特徵為揀選使用如上述的有機二胺，藉由進行如上述順序的反應，能夠有效地減小銅粒子的大小，不僅能夠改善分散性，而且能夠抑制在大氣壓下煆燒時部分地被氧化之現象。

將本發明之銅奈米粒子的製造方法各步驟地詳細地說明時，係如以下。

步驟(1)

步驟(1)係使銅前驅物溶解於水、有機溶劑或該等的混合物而製造銅前驅物溶液之步驟。

作為在本發明所使用的銅前驅物之具體例的例子，可舉出氰化銅(Cu(CN)₂)、草酸銅(Cu(COO)₂)、乙酸銅(CH₃COOCu)、碳酸銅(CuCO₃)、氯化銅(CuCl₂)、氯化亞銅(CuCl)、硫酸銅(CuSO₄)、硝酸銅(Cu(NO₃)₂)及該等的混合物。

作為在本發明所使用的有機溶劑，係以能夠安定地維持溶液狀之極性小或非極性的有機溶劑為適合，較佳是能夠使用具有羥基且沸點為200℃以下之非極性有機溶劑。作為此種有機溶劑之具體上的例子，可舉出例如乙二醇、二伸乙甘醇、三伸乙甘醇、丙二醇、乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、乙二醇一丁基醚、丙二醇一甲基醚、二伸乙甘醇甲基醚、二伸乙甘醇乙基醚、二伸乙甘醇丁基醚、二伸丙甘醇甲基醚、甘油、乙二醇甲基乙基醚、乙二醇甲基醚乙酸酯、二伸乙甘醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯、二伸乙甘醇丁基醚乙酸酯、二伸乙甘醇乙基醚乙酸酯、萜品醇(terpineol)、香茅醇(citronellol)、沈香醇(linalol)、薄荷醇、TPN(四氯異苯腈；chlorothalonil)、MEDG(二伸乙甘醇甲基乙基醚)、BCA(丁基卡必醇乙酸酯)、BDG(丁基二甘醇)、及該等的混合物。

又，此種有機溶劑在銅奈米粒子形成後，能夠作為分散溶劑而使用。

步驟(2)

步驟(2)係在前述步驟(1)所製造的銅前驅物溶液添加強鹼性低親核體性有機胺或有機二胺且攪拌之步驟。

作為在本發明能夠使用的強鹼性低親核體性有機胺，係以3級胺或胺基被立體地包圍的形態之受阻胺(hindered amine)為適合。作為該具體例子，可舉出吡咯啶(pyrrolidine)、甲基吡咯啶、哌啶(piperadine)、哌、三甲胺、三乙胺、三異丁胺、四甲基胍、2,4-二甲基-3-苯胺、二異丙基-3-苯胺、二甲胺基-2,4-二甲基戊烷、乙基二環己胺、乙基二異丙胺、五甲基哌啶、二乙醇胺、1,8-雙二甲胺基萘及該等的混合物。

又，在本發明能夠使用的有機二胺，係以NH₂-A-NH₂所表示之有機二胺為適合，在上述，A係被取代或未被取代之C₄至C₂₀的烷基、環烷基或芳基。作為該具體例，可舉出1,3-二胺基丁烷、1,5-萘二胺、1,8-二胺基辛烷、1,6-二胺基己烷、2-甲基-1,5-二胺基戊烷、1,3-二胺基戊烷、2,2-二甲基-1,3-二胺基丙烷、間二甲苯二胺、四甲基-2-丁烷-1,3-二胺、四甲基-對苯二胺、2,6-二胺基甲苯、二乙基乙二胺及該等的混合物。

前述強鹼性低親核體性有機胺，係能夠在使銅前驅物溶液的鹼度為10~12的範圍之量添加。

在核生成初期步驟，雖然溶劑係在具有臨界值以上的大小之粒子生成後，抑制粒子的成長及粒子的凝固現象，但是對於安定的粒子成長達成重要的任務。亦即，由於隨著反應進行而濃度變小的金屬前驅物，粒子分布係變為廣闊，雖然相較於粒子的生成，係抑制粒子的成長之反應進行，但是達成減小粒子分布之任務。

前述步驟(2)，使用強鹼性低親核體性有機胺的情況係以在15~60℃完成為佳，而使用有機二胺的情況係以在15~90℃完成為佳，在銅前驅物溶液投入有機胺之後，係邊維持前述溫度、邊維持攪拌至溶液的沒有進一步的顏色變化為止。反應溫度小於15℃時，所需要的反應時間變長且粒度分布變為廣闊，溫度係各自為高於60℃及90℃時，粒子的成長活潑而有難以得到所需要奈米大小的粒子之問題。

步驟(3)

步驟(3)係在前述步驟(2)所得到的溶液，於與步驟(2)同一溫度條件下，添加還原劑且攪拌而使銅金屬還原、析出之步驟。

在本發明所使用之還原劑，係達成使銅金屬還原的任務者，能夠使用選自由肼或其衍生物、羥胺、焦磷酸鈉(sodium pyrophosphate)、氫氧化硼鈉(sodium borohydride)、山梨糖醇、鄰苯二酚(pyrocatechol)及兒茶酚所組成群組之1種以上的化合物。

還原劑係以銅前驅物中的銅金屬1mole作為基準，能夠使用1~2mole的量。

在前述方法，被還原、析出的銅奈米粒子，係在反應完成後立刻用蒸餾水、丙酮或醇(alcohol)使其急速冷卻之後，離心分離而與反應副產物分離，實施該方法2~3次而洗去黏附銅金屬之各種副產物等。

將已被洗淨的銅奈米粒子，添加至在前述步驟(1)所使用之以有機溶劑為首之通常使用的分散溶劑，且按照必要進行超音波分散或輥筒研磨(roll milling)而使其分散之後，通過各式各樣的粒度及表面分析方法(例如：雷射散射(laser scattering)、掃描型電子顯微鏡(SEM、scanning electron microscopy)、能量分散X-射線分光器(EDX、energy dispersive X-ray spectroscopy))而進行分析。

使用本發明所製成之銅奈米粒子係20~200nm，較佳是使用有機二胺時能夠具有平均40~70nm的均勻粒徑，因為即便在氧分壓存在的大氣壓下煆燒時，亦不會產生氧化而能夠顯示優良的導電度，能夠有用地使用作為金屬印墨材料(特別是金屬配線用)來代替高價的銀粒子。亦即，藉由使用吸附高分子之先前的方式所製成之銅奈米粒子，在小於250℃煆燒時係無法顯示能夠滿足的水準之導電度，但是使用本發明的方法所製成之銅奈米粒子，係即便在低溫(300℃以下、較佳是250℃以下)及常壓條件下煆燒時，亦能夠顯示可滿足的水準之導電度。

又，本發明係提供含有前述銅奈米粒子之印墨組成物。因為本發明的銅奈米粒子係能夠維持優良的導電度，含有其之印墨組成物係能夠有用地使用作為被要求優良的導電度之金屬配線形成用印墨。

前述金屬印墨組成物係能夠藉由將使用如前述的製造方法所製造之銅奈米粒子再分散於溶劑來製造。此時，為了提高銅奈米粒子及各種溶劑與下部膜之黏附力，金屬印墨組成物能夠追加地含有低聚物或聚合物。

作為製造前述印墨組成物所使用之溶劑，能夠使用如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、2-丁醇、辛醇、2-乙基己醇、戊醇、苄醇、己醇、2-己醇、環己醇、萜品醇及壬醇的醇類；甲二醇、乙二醇、丁二醇、二伸乙甘醇、三伸乙甘醇、四伸乙甘醇、乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇丁基醚、二伸乙甘醇甲基醚、二伸乙甘醇乙基醚、二伸乙甘醇丁基醚、二伸乙甘醇二甲基醚、二伸乙甘醇二乙基醚、二伸乙甘醇二丁基醚、二伸乙甘醇甲基乙基醚、丙二醇甲基醚、二伸丙甘醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、二伸丙甘醇甲基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯及乙二醇乙基醚乙酸酯的二醇類；及甲苯、二甲苯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及丙醇酸乙酯的有機溶劑，該等係可單獨或混合2種以上而使用。

前述銅奈米粒子的再分散時，係以通過超音波分散、均質機之分散等的通過物理方法等而顯示一定的分散效果之方式進行為佳。在前述印墨組成物內所含有的銅奈米粒子之含量係能夠依照其用途而適當地調節，能夠以相對於印墨組成物的總重量為30~90重量%的量含有。

又，前述印墨組成物係被使用於形成金屬配線時，能夠使用包含將金屬配線形成用組成物印刷在基材之後，在大氣壓下煆燒之步驟之方法來製造，前述煆燒能夠在300℃以下、較佳是200℃以下的溫度完成。

為了有助於理解本發明，以下揭示較佳實施例，但是下述實施例只不過是例示本發明者，本發明的範圍係不被下述實施例所限定。

[實施例1]

在使30g作為金屬前驅物之銅前驅物CuCl₂溶解於450ml水而成之水溶液，添加27.5g 1,8-雙二甲胺基萘且實施強制攪拌至綠色的混合溶液係變化成為淡綠色的物質為止。隨後，緩慢地投入27.5g肼且實施強制攪拌至溶液變化成為暗紅色或深紅色為止。此時，反應溫度係維持在40℃。

通過離心分離而將暗紅色的粉末回收，且使用甲醇重複數次洗淨及回收之後，在大氣壓環境下保管。

對所得到的銅奈米粒子，完成SEM及EDX分析，並將其結果各自顯示在第1及2圖。

如第1圖所顯示，銅奈米粒子係顯示50~90nm的粒度分布。

[實施例2]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加25.4g四甲基胍以外，使用與實施例1同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析之結果，銅奈米粒子係顯示20~60nm的粒度分布。

[實施例3]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加22.3g三乙胺以外，使用與實施例1同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析之結果，銅奈米粒子係顯示80~120nm的粒度分布。

[實施例4]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加13.0g三甲胺以外，使用與實施例1同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析之結果，銅奈米粒子係顯示20~80nm的粒度分布。

[實施例5]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加28.4g乙基二異丙胺以外，使用與實施例1同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析之結果，銅奈米粒子係顯示100~150nm的粒度分布。

[實施例6]

除了在67.2g銅前驅物CuCl₂溶解於1L水而成之水溶液，添加44g二胺基丁烷(1,4-diaminobutane)，且在攪拌後，緩慢地投入32g肼以外，使用與實施例1同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析之結果，銅奈米粒子係顯示55~70nm的粒度分布。

[實施例7]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加51g二胺基戊烷(1,5-diaminopentane)以外，使用與實施例6同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析之結果，銅奈米粒子係顯示50~55nm的粒度分布。

[實施例8]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加58.1g甲基戊烷二胺(2-methyl-1,5-pentane diamine)以外，使用與實施例6同樣的方法來製造銅奈米粒子。

對所得到的銅奈米粒子進行SEM粒度分析，將其結果顯示在第5圖。

如第5圖所顯示，銅奈米粒子係顯示40~50nm的粒度分布。

[比較例1]

除了在銅前驅物溶解於水而成之水溶液，添加16.3g丁胺以外，使用與實施例1同樣的方法來製造銅奈米粒子。

但是，結束反應且打開反應器時，從與空氣接觸的部分被氧化而變化成為淡綠色的氫氧化銅化合物，而無法得到目標銅奈米粒子。

[試驗例1]

將作為有機胺係使用強鹼性及低親核體性有機胺之前述實施例1~5所製成之銅奈米粒子之各自，如下述表1所表示使其分散在各式各樣的分散溶劑之後，將前述分散液在常壓煆燒且測定導電度，且將其結果顯示在下述表1。

又，在常壓下將在實施例1所製成之銅奈米粒子的分散液煆燒之後，完成EDX及SEM表面分析，且將其結果顯示在第3及4圖。

如上述表1所表示，依照本發明，作為有機胺係使用強鹼性及低親核體性有機胺之前述實施例1~5所製成之銅奈米粒子，係即便在氧分壓存在的大氣壓下煆燒時亦不會產生氧化，能夠確認係顯示優良的導電度者。

又，如第3圖的EDX分析結果，通過煆燒後表面分析而確認氧的量，確認只有5原子%(atomic%)左右且似乎是單純的溶劑起因性之氧，能夠確認幾乎未產生氧化，如第4圖的SEM照片所表示，能夠確認可得到表面緻密的銅膜。

[試驗例2]

將作為有機胺係使用有機二胺之前述實施例6~8所製成之銅奈米粒子之各自，如下述表2所表示使其分散在各式各樣的分散溶劑之後，將前述分散液在常壓煆燒且測定導電度，且將其結果顯示在下述表2。

又，在常壓下將在實施例8所製成之銅奈米粒子分散在BDG而成之分散液煆燒之後，完成SEM表面分析，且將其結果顯示在第6圖。

如上述表2所表示，依照本發明，作為有機胺係使用有機二胺之前述實施例6~8所製成之銅奈米粒子，係即便在氧分壓存在的大氣壓下且低溫、較佳是200℃以下煆燒時亦不會產生氧化，能夠確認係顯示優良的導電度者。又，相較於作為有機胺係使用強鹼性及低親核體性有機胺之情況，確認能夠得到大致上較小且均勻的銅奈米粒子。

又，如第6圖的SEM照片所表示，相較於作為有機胺係使用強鹼性及低親核體性有機胺之情況，能夠確認可得到表面更緻密的銅膜。

Claims

一種銅奈米粒子之製造方法，包含下述步驟：(1)使銅前驅物溶解於水而製造銅前驅物溶液之步驟；(2)在前述銅前驅物溶液添加以NH₂-A-NH₂表示之有機二胺(在上述式，A係被取代或未被取代之C₄至C₂₀的烷基、環烷基或芳基)且攪拌之步驟；及(3)在前述步驟(2)所得到的溶液添加還原劑且攪拌，而使銅金屬還原、析出之步驟。
如申請專利範圍第1項之銅奈米粒子之製造方法，其中在前述步驟(1)所使用的銅前驅物係選自於由氰化銅(Cu(CN)₂)、草酸銅(Cu(COO)₂)、乙酸銅(CH₃COOCu)、碳酸銅(CuCO₃)、氯化銅(CuCl₂)、氯化亞銅(CuCl)、硫酸銅(CuSO₄)、硝酸銅(Cu(NO₃)₂)及該等的混合物所組成群組。
如申請專利範圍第1項之銅奈米粒子之製造方法，其中在前述步驟(2)所使用有機二胺係選自於由1,3-二胺基丁烷、1,5-萘二胺、1,8-二胺基辛烷、1,6-二胺基己烷、2-甲基-1,5-二胺基戊烷、1,3-二胺基戊烷、2,2-二甲基-1,3-二胺基丙烷、間二甲苯二胺、四甲基-2-丁烷-1,3-二胺、四甲基-對苯二胺、2,6-二胺基甲苯、二乙基乙二胺及該等的混合物所組成群組。
如申請專利範圍第1項之銅奈米粒子之製造方法，其中使用有機二胺時，係在15~90℃下完成前述步驟(2)。
如申請專利範圍第1項之銅奈米粒子之製造方法，其中在前述步驟(3)所使用的還原劑係選自於由肼或其衍生物、羥胺、焦磷酸鈉(sodium pyrophosphate)、氫氧化硼鈉(sodium borohydride)、山梨糖醇、鄰苯二酚(pyrocatechol)、兒茶酚及該等的混合物所組成群組。
一種銅奈米粒子，其係使用如申請專利範圍第1項之方法而製得。
如申請專利範圍第6項之銅奈米粒子，其中使用有機二胺所製成之前述銅奈米粒子係具有40~70nm的粒徑。
一種印墨組成物，其係含有如申請專利範圍第6項之銅奈米粒子。
如申請專利範圍第8項之印墨組成物，其中前述印墨組成物係金屬配線形成用者。