WO2014045972A1 - 導電性材料及びその製造方法 - Google Patents

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深澤 憲正
智代 梶井
義之 佐野
関根 信博
隆一 清岡
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Dic株式会社
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    • H05K3/386Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive
    • H05K3/387Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of an organic polymeric bonding layer, e.g. adhesive for electroless plating
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    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/241Reinforcing the conductive pattern characterised by the electroplating method; means therefor, e.g. baths or apparatus

Definitions

  • This invention relates to the manufacturing method of the electroconductive material which can be used suitably as a laminated base material for printed wiring boards. Moreover, this invention relates to the electroconductive material manufactured using the said manufacturing method.
  • the laminated substrate for a printed wiring board is a material having a structure in which a low dielectric constant material and a conductive thin layer are laminated.
  • a laminate with flexible copper (FCCL) is a method in which a heat-resistant polymer film and a copper foil are bonded using an epoxy resin adhesive, or a resin solution is coated on the copper foil surface. It has been manufactured using a method such as drying.
  • the method using an epoxy resin adhesive has the disadvantages of low heat resistance and poor insulation reliability.
  • the manufacturing method using the copper foil since the manufacturing is performed while pulling out the copper foil wound in a roll shape, it is difficult to handle, so the copper foil cannot be made sufficiently thin.
  • the printed wiring board in order to improve the adhesion with the polymer film, it is necessary to roughen the surface of the copper foil, and the printed wiring board has a high density and high performance, that is, a high frequency (GHz band), a high The request for suppressing transmission loss in the transmission speed (several tens of Gbps) region has not been sufficiently met.
  • a copper thin film substrate in which a thin copper layer is laminated on a polymer film without using bonding with an adhesive is disclosed in response to a demand for higher performance of a printed wiring board (for example, Patent Document 1). reference).
  • This copper thin film substrate manufacturing method uses a sputtering method to provide a copper thin film layer as a first layer on the surface of a heat-resistant insulating substrate, and form a copper thick film layer by electroplating on the first layer. Is.
  • Patent Document 1 Since the copper thin film substrate described in Patent Document 1 can reduce the thickness of the copper foil layer, it responds to the demand for higher density and higher performance of the printed wiring board, but a method called sputtering that requires vacuum equipment. Since it is used, there are problems that the process is complicated and expensive, and the size of the base material is limited due to equipment.
  • a conductive substrate (copper foil layer) is an insulating material.
  • a method of forming a metal conductive layer by applying metal fine particles on a base material of the substrate, heating and firing, and then performing plating on the metal conductive layer to obtain a conductive copper foil layer having a necessary thickness.
  • Patent Document 2 (1) a dispersion containing metal thin film precursor fine particles having a primary particle size of 200 nm or less, which are fused to each other by heat treatment, is applied onto an insulating substrate, and the metal thin film is formed by heat treatment.
  • a method of manufacturing a laminated substrate including a step of forming and forming a conductive layer, and (2) a step of performing electroplating on the metal thin film to form a metal film.
  • a first conductive layer on an insulating substrate and a second conductive layer formed thereon are provided, and the first conductive layer includes a conductive particle containing metal particles of 1 to 500 nm.
  • a printed wiring board substrate characterized in that it is configured as a coating layer of a conductive ink, and the second conductive layer is configured as a plating layer, and a method for manufacturing the same.
  • a conductive film layer having an appropriate thickness can be obtained without using vacuum equipment by forming a conductive metal layer on an insulating substrate and performing electroplating.
  • the volume resistance value required for the metal thin film used for this purpose is 1 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ cm or less, more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ cm or less. .
  • a dispersant contained in a dispersion of conductive ink and metal film precursor fine particles applied on an insulating substrate, and other organic substances Must be volatilized and decomposed by heating and removed from the coating layer so that the particles are sufficiently fused together.
  • Patent Document 3 filling the voids in the first conductive layer formed on the insulator base material by electroless metal plating causes the elimination of poor conduction and the cause of peeling.
  • the voids in the conductive film fused by heating and firing often exist as isolated spaces inside the film, and the chemical solution does not penetrate, so electroless There may be voids after plating, which is not a sufficient solution.
  • palladium is usually used as a catalyst for electroless plating.
  • the cost of the electroless plating treatment process is increased, and it is formed by heating and firing. If the voids in the conductive layer are filled by electroless plating using a palladium catalyst, the palladium is randomly taken into the conductive layer, and the subsequent removal of the palladium in the etching process does not sufficiently remove the circuit board characteristics. There were problems such as causing it to drop.
  • an inexpensive electroless plating catalyst that does not use palladium
  • a method using a silver salt as a catalyst is provided (for example, see Patent Document 4).
  • an aqueous solution containing a silver salt and a surfactant is added with 2 to 4 moles of a reducing agent relative to the silver salt to form a silver hydrosol, which is brought into contact with the object to be plated,
  • electroless plating is performed by applying a silver colloid.
  • this method has a drawback that a large amount of reducing agent is required, the production cost is high, the stability of the formed silver hydrosol is low, and aggregation precipitation is likely to occur.
  • the object to be plated is immersed in a dilute dispersion of silver colloid, and the silver colloid is mainly removed by electrostatic interaction between the silver colloid and the surface of the object to be plated. It is attached to the surface and used as a catalyst for electroless plating, and the amount of silver colloid attached is controlled by the immersion time, but the concentration of the catalyst attached on the object to be plated is not sufficient, Application to a large area substrate such as a laminated substrate for a printed wiring board is difficult in practice because it requires a long time in a large immersion tank.
  • the adsorptivity of silver colloid to the object to be plated is low, so that the catalytic substance is removed from the object to be plated during the water washing process or electroless plating after the silver colloid catalyst is applied.
  • (Silver colloid) easily drops off, plating deposition becomes uneven, and decomposition of the plating bath occurs due to contamination of the plating solution.
  • these documents also mention the possibility of applying a silver colloid on the object to be plated to give a catalyst, the low concentration of silver colloid as disclosed is sufficient on the object to be plated by application. A large amount of silver colloid cannot be applied, and uniform plating cannot be performed on the object to be plated. Also, when the disclosed silver colloid is concentrated, agglomeration occurs and coating film formation cannot be performed. There was a problem.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem to be solved by the present invention is that it does not require bonding with an adhesive and has an appropriate thickness without using vacuum equipment. It is providing the manufacturing method of the electroconductive material which has an electroconductive layer. More specifically, there is no need to convert the layer containing fine metal particles coated on the base material into a non-uniform conductive film, and there is no fear of characteristic deterioration due to the palladium catalyst, which is simpler and more reliable. It is an object of the present invention to provide a method for producing a conductive material, in which a conductive layer is laminated on an insulator base material with sufficient adhesion strength by a highly conductive method. Furthermore, this invention aims at providing the electroconductive material which can be used suitably as a laminated base material for printed wiring boards manufactured using the said manufacturing method.
  • the present inventors have obtained a non-comprising metal fine particle containing gold, silver, copper, or platinum, which is obtained by a coating method and protected by a specific compound.
  • the present invention was completed by finding that the conductive layer exhibits excellent electroless plating catalytic activity on various insulator base materials and functions as a scaffold for a plating film that induces strong adhesion. It came to do.
  • the present invention comprises (1) gold, silver, copper and platinum protected on the insulating base material (A) by the compound (b1) having a nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom or oxygen atom.
  • a high-performance conductive material that can be used in the high-density mounting field, a printed wiring board substrate, a printed wiring board, without the need for vacuum equipment and without using an organic adhesive, It can be manufactured at low cost.
  • Example 2 It is a schematic diagram showing one form cross section of the electroconductive material which formed the metal electroconductive layer (E) by electroplating on the electroconductive layer (D) of FIG. It is a schematic diagram showing one form cross section of the electroconductive material which formed the metal electroconductive layer (E) by electroplating on the electroconductive layer (D) of FIG.
  • Example 2 it is an electron micrograph of the film
  • FIG. 7 is an electron micrograph of the film surface after baking a silver particle film formed on a polyimide film at 100 ° C. for 5 minutes in Example 2 where black and white binarization was performed to calculate the surface coverage (FIG. 7). B / W binarization of electron micrographs.
  • Example 3 it is an electron micrograph of the film
  • FIG. 9 is an electron micrograph of the film surface after baking a silver particle film formed on a polyimide film at 100 ° C. for 5 minutes in Example 3 where black and white binarization was performed to calculate the surface coverage ratio (FIG. 9). B / W binarization of electron micrographs.
  • Example 4 it is an electron micrograph of the film
  • FIG. 11 is an electron micrograph of the film surface after baking a silver particle film formed on a polyimide film at 100 ° C.
  • Example 5 it is an electron micrograph of the film
  • FIG. 13 is an electron micrograph of the film surface after baking a silver particle film formed on a polyimide film at 100 ° C. for 5 minutes in Example 5 where black and white binarization was performed to calculate the surface coverage ratio (FIG. 13).
  • Comparative example 1 it is an electron micrograph of the film surface after baking the polyimide film which adsorb
  • Comparative Example 6 it is an electron micrograph of the film surface after baking the silver particle film formed on the polyimide film at 180 ° C. for 30 minutes.
  • comparative example 6 it is an electron micrograph of the film section after baking the silver particle film formed on the polyimide film at 180 ° C for 30 minutes.
  • Example 85 it is an electron micrograph of the film
  • FIG. 19 is an electron micrograph of the film surface after baking a silver particle film formed on a polyimide film at 210 ° C. for 5 minutes in Example 85 where black and white binarization was performed for calculating the surface coverage ratio (FIG. 19). B / W binarization of electron micrographs.
  • insulating base material (A) for example, polyimide resin, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyester resin such as liquid crystal polymer, polyester amide resin, cycloolefin polymer, paper phenol, paper epoxy, glass epoxy, Materials such as ABS resin, glass, and ceramics can be suitably used, and any form of a flexible material, a rigid material, and a rigid flexible material can be used.
  • These insulating base materials (A) can be used as a thin film and as a sheet or plate as a thick one.
  • Polyimide and polyester resin films can be used for flexible substrate applications.
  • polyimide resins include Kapton (Toray DuPont), Upilex (Ube Industries), Apical (Kaneka), Pomilan (Arakawa Chemical), etc.
  • the film can be suitably used.
  • polyester resin a Bexter series (Kuraray) of liquid crystal polymer can be suitably used.
  • these films may be used in a state of being cut into a certain size, or may be used in a continuous film state.
  • These insulating base materials (A) used in the present invention may have through holes connecting the front and back surfaces.
  • the through hole can be formed by a known and common method such as a drill or a laser.
  • the insulating base material (A) used in the present invention will be described later for the purpose of improving the adhesion between the insulating base material (A) and the non-conductive layer (C) and a plating film obtained in a later step.
  • a surface treatment may be performed before applying the metal fine particle dispersion (B).
  • a surface treatment method of the insulating base material (A) various methods may be appropriately selected. For example, physical methods such as UV treatment, ozone treatment, corona treatment, and plasma treatment can be suitably used. .
  • the insulating base material (A) is a polyimide resin
  • a chemical method of treating the base surface of the polyimide resin with an alkaline aqueous solution may be used.
  • the insulating substrate (A) is a polyester resin
  • the surface of the polyester resin is preferably subjected to UV treatment, corona treatment, or plasma treatment. These surface treatment methods may be performed independently or a plurality of methods may be performed in succession.
  • the fine metal particles (b2) contained in the dispersion (B) applied to form the nonconductive layer (C) in the present invention are used for electroless plating on the insulating substrate (A).
  • Acting as a catalyst particles of gold, silver, copper, platinum, and alloys of these metals, core-shell type particles such as gold-silver core shell, gold-copper core shell, silver-copper core shell particles, And anisotropic composite particles of these metal particles.
  • the metal fine particles (b2) may be used alone or in combination of a plurality of kinds. From the viewpoint of industrial availability and cost, it is preferable to use silver and copper particles as the metal species. Moreover, even if an oxide film or a sulfide film exists on the surface of the metal fine particles (b2), the metal fine particles (b2) can be used as long as they function as an electroless plating catalyst.
  • the shape of the metal fine particles (b2) is not particularly limited as long as it can be applied on the insulating base (A) and a stable dispersion (B) can be obtained.
  • Spherical, lens-like, polyhedral, flat plate The metal fine particles having various shapes such as a rod shape, a rod shape, and a wire shape, or a mixture of a plurality of types can be appropriately selected and used depending on the purpose.
  • the size of the metal fine particles (b2) is such that when the particle shape is observed with an electron microscope and the observed shape is a circle or a polyhedron, the diameter is preferably 1 to 200 nm. From the viewpoint of dispersibility and stability of the metal fine particles in B), it is more preferable to use those having a particle size of 2 to 100 nm. Furthermore, it is particularly preferable that the fine metal particles are 5 to 50 nm from the viewpoint of efficiently forming a denser and more uniform conductive layer (D) by electroless plating.
  • the short diameter is 1 to 200 nm, more preferably The thickness is preferably 2 to 100 nm, more preferably 5 to 50 nm.
  • the particle size distribution of the metal fine particles (b2) dispersed in the dispersion (B) may be monodispersed or may be a mixture of particles having a particle size in the above preferred particle size range. good.
  • the dispersion liquid (B) used in the present invention is obtained by dispersing the metal fine particles (b2) in various dispersion media, and the metal fine particles (b2) are aggregated, fused and precipitated in the dispersion medium. Therefore, since it is necessary to maintain long-term dispersion stability, the surface of the metal fine particles (b2) is protected by an organic compound protective agent. Moreover, the said metal fine particle (b2) forms the nonelectroconductive layer (C) by apply
  • the nonconductive layer (C) does not peel from the substrate in the plating process liquid, and the protective agent for the metal fine particles (b2)
  • the compound (b1) having a nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom or oxygen atom is essential to use and disperse the compound (b1) having a nitrogen atom, sulfur atom, phosphorus atom or oxygen atom as the compound (b1) for protecting the metal fine particles (b2). It can select suitably according to the intended purpose of the dispersion liquid (B) of metal microparticles (b2), such as a metal microparticle, the kind of dispersion solvent to be used, and the base material (A) which apply
  • These specific atoms may be contained alone in the compound (b1), but from the viewpoint of efficiently expressing the above-mentioned functions, they may have two or more different atoms in one molecule. preferable.
  • a hetero atom in the compound (b1) used as the protective agent, for example, an amino group (—NH 2 ), a carboxy group (—COOH), a hydroxy group (—OH), a thiol group (— SH), phosphate group (H 2 PO 4 —), quaternary ammonium group (—NRR′R ′′ 4 + ), quaternary phosphonium group, cyano group (—CN), ether group (—O—), thioether group (—S—), a disulfide group (—S—S—), etc.
  • These functional groups may be contained singly or in plural in one molecule, Further, as the protective agent, a single compound (b1) may be used, or a plurality of compounds (b1) having such a functional group may be used simultaneously.
  • the compound (b1) include low-molecular weight compounds such as 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 2-dimethylaminoisopropanol, 3-diethylamino-1-propanol, 2-dimethylamino-2- Methyl-1-propanol, 2-methylaminoethanol, 4-dimethylamino-1-butanol, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid , Dodecanoic acid, tetradecanoic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, stearic acid, oxalic acid, tartaric acid, phthalic acid, methacrylic acid, citric acid, acrylic acid, benzoic acid, c
  • examples of the high molecular weight compound include polymer units such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, polyethylene imine, polypropylene imine, polypyrrole, poly (meth) acrylate, and polystyrene.
  • a polymer having one kind or plural kinds in a molecule can be suitably used.
  • each polymer unit can be directly or amide bond, ester bond, ether group ( Those bonded via —O—) or a thioether group (—S—) can be used.
  • terminals of these polymers are an amino group (—NH 2 ), a carboxy group (—COOH), a carboxylic acid ester (—COOR: R is selected from methyl, ethyl, propyl), a hydroxy group (— OH), a thiol group (—SH) or the like, and a phosphate group represented by —OP (O) (OH) 2 or —SR (R is carbon An alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group which may have a substituent on the benzene ring, or a hydroxy group, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, an aralkyloxy group having 1 to 18 carbon atoms, and a benzene ring A phenyloxy group, carboxy group, carboxy group salt, monovalent or polyvalent alkylcarbonyloxy group having 1 to 18 carbon atoms and monovalent or polyvalent alkyl group having 1 to 18 carbon atoms which may
  • Price Alkoxyalkyl is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having one or more functional groups selected from the group consisting of a carbonyl group.) Can be suitably used those having a functional group represented by. These polymers can be used alone or as a mixture of two or more thereof.
  • the molecular weight is preferably in the range of 1,000 to 50,000, and the structure thereof includes a compound (P1) having a polyethyleneimine block and a polyethylene glycol block, and a (meth) acrylic polymer ( P2) and an organic compound (P3) having a specific structure containing a thioether group (sulfide bond) can be particularly preferably used.
  • the compound (P1) having a polyethyleneimine block and a polyethyleneglycol block can be obtained by, for example, deriving a terminal hydroxyl group of a commercially available polyethylene glycol as an active group and chemically bonding this to a commercially available polyethyleneimine.
  • a compound in which polyethylene glycol having a number average molecular weight of 500 to 5,000 is bonded to an amino group in polyethyleneimine having a number average molecular weight of 500 to 50,000 can be particularly preferably used.
  • the compound (P1) used in the present invention only needs to have a specific structure of a polyethyleneimine block and a polyethylene glycol block, and may be one into which another structure is further introduced.
  • the (meth) acrylic polymer (P2) that can be suitably used in the present invention includes a (meth) acrylate macromonomer having a polyethylene glycol chain and —OP (O) (OH) 2 .
  • (meta) ) Acrylic polymers can be mentioned (for example, refer to Japanese Patent No. 4697356).
  • the organic compound (P3) having a specific structure containing a thioether group (sulfide bond) that can be suitably used in the present invention includes the following general formula (1).
  • X is a C 1 to C 8 alkyl group
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
  • n is an integer indicating a repeating number of 2 to 100
  • R 1 is a repeating group.
  • Each unit is independent and may be the same or different.
  • Z is a C 2 to C 12 alkyl group, allyl group, aryl group, arylalkyl group, —R 2 —OH, —R 2 —NHR 3 Or —R 2 —COR 4 (wherein R 2 is a C 2 -C 4 alkylene chain, R 3 is a hydrogen atom, a C 2 -C 4 acyl group, a C 2 -C 4 alkoxycarbonyl group, Or a C 1 -C 4 alkyl group or a C 1 -C 8 alkoxy group which may have a substituent on the aromatic ring, R 4 is a hydroxy group, C 1 -C 4 is alkyl or alkoxy group of C 1 ⁇ C 8 ) Is a group represented by. ]
  • a thioether-containing organic compound (P3) represented by the formula can be suitably used (see, for example, Japanese Patent No. 4784847).
  • the compound (b1) used in the present invention may be added during the production of the metal fine particles (b2), or may be added after the production of the metal fine particles (b2).
  • the metal fine particles (b2) can be stably dispersed.
  • a solvent that has good wettability to the conductive base material (A) and can form a liquid film on the insulating base material (A) and various solvents can be used.
  • Either a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent or an organic solvent not containing water may be used.
  • water-soluble solvent examples include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, acetone, -Ketones such as butanone, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin and other esters, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, butyl diethylene glycol acetate Glycol ethers such as these can be used, and these solvents can be used alone or in combination. It can be.
  • alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, acetone, -K
  • the organic solvent in which the metal fine particles (b2) are dispersed is a water-soluble solvent that can be mixed with the water, such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol.
  • Alcohols such as n-butyl alcohol, isobutyl alcohol and tert-butyl alcohol, ketones such as acetone and 2-butanone, polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin and other esters, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene Glycol ethers such as glycol dimethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, butyl diethylene glycol acetate, etc. It can be mentioned, solely these solvents, or a plurality of a mixture may be used without mixing with water. In this case, water may be contained a little due to moisture absorption or the like, but since it is not intended to be mixed with water, it is treated as an organic solvent not containing water in the present invention.
  • the organic solvent in which the metal fine particles (b2) are dispersed is an organic solvent that is not mixed with water, for example, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, Long-chain alkanes such as pentadecane, hexadecane, octadecane, nonadecane, eicosane, and trimethylpentane, cyclic alkanes such as cyclohexane, cyclobutane, and cyclooctane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, and dodecylbenzene, hexanol, Examples thereof include alcohols such as heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol,
  • the dispersion liquid (B) used by this invention can manufacture using various methods, For example, using vapor phase methods, such as the evaporation method in a low vacuum gas, The produced metal fine particles may be dispersed in a solvent, or the metal compound may be reduced in a liquid phase to directly prepare a dispersion of metal fine particles.
  • vapor phase methods such as the evaporation method in a low vacuum gas
  • the produced metal fine particles may be dispersed in a solvent, or the metal compound may be reduced in a liquid phase to directly prepare a dispersion of metal fine particles.
  • the liquid phase method can be particularly suitably used because of the stability of the dispersion and the simplicity of the production process.
  • a method for producing the dispersion liquid (B) by the liquid phase method a method of reducing the metal compound in the presence of the compound (b1) in the liquid phase can be suitably used, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-037884. It can be produced using the methods described in JP-A-2008-037949, JP-A-2008-03818, and JP-A-2010-007124.
  • a metal compound is added to the compound, and a complexing agent is used in combination as necessary to achieve uniform dispersion.
  • the reduced metal By mixing the reducing agent simultaneously with the complex or simultaneously with the complexing agent, the reduced metal becomes nanoparticles (fine particles having a size on the order of nanometers) and at the same time protected with the compound (P1). An aqueous dispersion of metal fine particles can be obtained.
  • the said (meth) acrylic-type polymer (P2) protective agent As a manufacturing method of the dispersion liquid (B) by the liquid phase method used by this invention, for example, in the presence of the method described in patent 4697356, the said (meth) acrylic-type polymer (P2) protective agent.
  • a method of reducing a metal compound can be suitably used.
  • a metal compound is reduce
  • the method can be suitably used, and an aqueous dispersion of metal fine particles (B) is obtained through a step of mixing a metal compound with a solvent and a step of reducing the metal compound in the presence of the thioether-containing organic compound (P3). ) Can be obtained.
  • one form of the metal fine particles (b2) used in the present invention is a core-shell type particle of silver core-copper shell.
  • a method for producing this metal fine particle dispersion (B) silver nanoparticles are used.
  • a dispersion (B) of core-shell particles of a silver core-copper shell can be obtained.
  • the silver nanoparticles used in this method commercially available silver nanoparticles may be used, or silver nanoparticles obtained by using the above-described method for producing a dispersion of metal fine particles may be used.
  • the aqueous dispersion of fine metal particles obtained by these methods is used as it is, or an excess complexing agent, a reducing agent, or a counter ion contained in a silver compound used as a raw material is subjected to ultrafiltration. That has undergone a purification process in which various purification methods such as a method, precipitation method, centrifugal separation, vacuum distillation, vacuum drying, etc. are carried out alone or in combination of two or more, and the concentration (nonvolatile content) and dispersion medium are further changed. Etc. may be used.
  • Examples of the metal compound that can be used in the method for producing the dispersion (B) of the metal fine particles in the liquid phase method include the elements that form the metal fine particles (b2) used in the present invention, that is, gold, silver, Although copper and platinum salts and oxides can be used, acetate, nitrate, sulfate, chloride, acetylacetonate and the like are preferable examples from the viewpoint of solubility. Of these, nitrate or acetate is preferred. However, even if it is an insoluble compound, it can be used as a complexing agent such as ammonia, amine compounds, hydrazines, hydroxylamines, etc. Insoluble compounds such as can also be used.
  • the metal element is gold or a platinum group
  • tetrachloroauric acid, tetrachloroplatinic acid, or the like can be used.
  • the metal species is copper, Cu (OAc) 2 , Cu (NO 3 ) 2 , CuCl 2 , Cu (HCOO) 2 , Cu (CH 3 COO) 2 , Cu (CH 3 CH 2 COO) 2 , CuCO 3 , CuSO 4 , C 5 H 7 CuO 2 , and a basic salt obtained by heating a carboxylate, such as Cu (OAc) 2 .CuO, can be used in the same manner.
  • the metal species is silver, silver nitrate, silver oxide, silver acetate, silver chloride, silver sulfide and the like can be used.
  • silver nitrate is preferable in terms of its solubility.
  • the concentration of the metal fine particles (b2) in the dispersion (B) used in the present invention is such that the non-conductive layer (C) is formed by coating the dispersion on the insulating substrate (A).
  • the content concentration of the metal fine particles in the dispersion (B) used in the present invention is essential to be 0.5% by mass or more, preferably 20% by weight or less, and more preferably. Is preferably 0.7 to 15 wt%, and more preferably 1 to 10 wt% from the viewpoint of coating film formability.
  • various surface tension adjusting agents and leveling agents can be added and used as needed mainly for the purpose of improving the coating film forming property.
  • the amount of these surface tension adjusting agent and leveling agent added is preferably 2.0% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less of the active ingredient, with respect to the dispersion.
  • the method for applying the dispersion (B) on the insulating substrate (A) is not particularly limited as long as the non-conductive layer (C) is satisfactorily formed.
  • the printing / coating method may be appropriately selected depending on the shape, size, and degree of rigidity of the insulating base material (A) to be used.
  • the dispersion liquid (B) As a method of applying the dispersion liquid (B) on both surfaces of the insulating substrate (A) in the form of a film, sheet, or plate, there is no particular limitation as long as the nonconductive layer (C) is well formed.
  • various printing / coating methods may be selected as appropriate, both sides may be formed simultaneously, or one side may be coated and the other side coated.
  • the coating film is dried to form the nonconductive layer (C).
  • the coating film may be dried at room temperature or may be heat-dried. Further, the air may be blown at the time of drying, or it may not be specially blown. For blowing air, hot air may be blown or only at room temperature. Moreover, drying may be performed in air
  • the coating film is dried in a dryer such as an air blower or a constant temperature dryer. It can be carried out.
  • a dryer such as an air blower or a constant temperature dryer. It can be carried out.
  • the said insulating base material (A) is a roll sheet, following the said printing and application
  • the non-conductive layer (C) obtained by applying the dispersion liquid (B) of the metal fine particles (b2) on the insulating substrate (A) is protected with the compound (b1).
  • the metal fine particles (b2) are substantially uniformly arranged on the insulating base material (A), and there may be partial contact between the metal fine particles (b2). The thing which does not show electroconductivity.
  • the layer in which the metal fine particles (b2) are uniformly arranged does not exhibit conductivity, that is, is non-conductive, a level at which the resistance value of the film cannot be measured using a low resistivity meter.
  • the overrange the resistance of the layer measured by the four-terminal method is 9.999 ⁇ 10 7 ⁇ or more
  • What is necessary is just to confirm the display of the load (the constant current cannot be measured even when a voltage of 90 V is applied between the terminals).
  • the non-conductive layer (C) formed on the insulating substrate (A) used in the present invention may be appropriately subjected to heat treatment before electroless plating in a subsequent step, if necessary.
  • heat treatment the adhesion between the nonconductive layer (C) and the insulating base material (A) can be improved.
  • the compound (b1) that is a protective agent, a surface conditioning agent added as necessary, a leveling agent When the dispersion solvent or the like rapidly volatilizes or decomposes and vaporizes in the high temperature process, it becomes a problem. Therefore, it is recommended to remove such components by performing a heat treatment in advance during production.
  • the heat treatment may be performed by treating the base material on which the nonconductive layer (C) is formed on the insulating base material (A) by various heating methods, such as an electric furnace, a muffle furnace, a vacuum furnace, and an atmosphere furnace. , A light irradiation heating device, an infrared heating device, a microwave heating device, an electron beam heating device, or the like, or a combination of a plurality of heating devices. Moreover, heat processing can be performed in air
  • the base material in which the nonconductive layer (C) is formed on the insulating base material (A) is a single-wafer film, sheet, or plate
  • it may be carried out in the heat treatment apparatus.
  • a roll sheet it can be carried out by continuously moving the sheet into a space where electric heating, light heating, infrared heating, or microwave heating is performed.
  • the heat treatment of the non-conductive layer (C) may be performed simultaneously with the drying after the dispersion (B) is applied on the insulating substrate (A), or the drying and the heat treatment. May be performed separately.
  • the heat treatment temperature and heat treatment time of the nonconductive layer (C) may be appropriately selected according to the purpose of use and the heat resistant temperature of the material of the insulating base material (A) to be used, and there is no particular limitation.
  • the insulating substrate (A) is a polyimide resin, it is 400 ° C. or less, preferably 300 ° C. or less, polyethylene terephthalate is 150 ° C. or less, polyethylene naphthalate is 200 ° C. or less, liquid crystal polymer is 380 ° C. or less, paper It is preferable to perform heat treatment at 130 ° C. or lower for phenol and paper epoxy, 150 ° C. or lower for glass epoxy, and 100 ° C. or lower for ABS resin.
  • the heat treatment of the nonconductive layer (C) formed on the insulating base material (A) performed in the present invention is performed so that the metal fine particles (b2) and the insulating base material (A) are in close contact with each other. It is intended to remove the components that volatilize / decompose and vaporize in high temperature processes and to evaporate and decompose, and the metal fine particles (b1) are intended to adhere to each other and fuse together to develop conductivity. And non-conductivity is maintained after heat treatment.
  • the nonconductive layer (C) formed on the insulating substrate (A) used in the present invention is one in which the metal fine particles (b2) are arranged on the insulating substrate (A). If the number of laminated metal fine particles (b2) in the thickness direction is too large, a large number of joints where the metal fine particles (b2) are fused to each other are formed by the heat treatment, resulting in a non-uniform fusion structure throughout the film. It is easy to form a film showing conductivity.
  • the conductive film having such a non-uniform fusion structure includes a large number of voids in the film, it is inferior in mechanical strength, and the film inferior in mechanical strength is formed between the insulating substrate (A) and the later By existing between the metal film formed in the plating step, the plating film is easily peeled off from the insulating substrate (A).
  • the inside of the fusion structure and the lower part of the fusion structure can be sufficiently filled with the plating metal even though the voids in the upper part of the film can be filled. It is difficult to fill and it is difficult to improve the mechanical strength of the film.
  • the number of stacked metal fine particles (b2) disposed on the insulating base material (A) is preferably 5 layers or less, and more preferably 3 layers or less.
  • the number of laminated metal fine particles (b2) on the insulating base (A) is determined by measuring the film thickness of the non-conductive layer (C) using a confocal microscope, an interference microscope, a surface shape measuring device, etc. This can be confirmed by observing the surface and cross section of the non-conductive layer (C).
  • the non-conductive layer (C) formed on the insulating substrate (A) used in the present invention is formed by coating the insulating substrate (A) with the metal fine particles (b2). It functions as a plating catalyst, a plating seed, and a scaffold layer in a subsequent plating step. If the surface coverage by the metal fine particles (b2) on the surface of the insulating base (A) is too low, the distance between the deposited metal crystals is too far and the crystals do not adhere to each other. Difficult to do.
  • the surface coverage by the metal fine particles (b2) is appropriate, the connection between the deposited metal crystals is good and a film is easily formed, and the plating metal sufficiently penetrates into the gaps between the metal fine particles (b2). An anchor effect occurs and peel strength is improved.
  • the surface coverage by the metal fine particles (b2) on the surface of the insulating base (A) is determined from the viewpoint of maintaining the peelability of the plating process and the plating film from the insulating base of the post-process. More preferably, it is 20 area% or more and 90 area% or less.
  • the surface coverage by the metal fine particles (b2) on the insulating substrate (A) is determined by observing the surface of the nonconductive layer (C) using a high-resolution scanning electron microscope (SEM). And the occupancy ratio of the metal fine particle (b2) image on the observed image can be calculated. From the size of the metal fine particles (b2) used in the present invention, it is recommended to use an observation magnification of about 50,000 times for the evaluation of the surface coverage.
  • the nonconductive layer (C) formed on the insulating substrate (A) may be subjected to patterning of a circuit pattern before the electroless plating process which is the second step.
  • the patterning method include a method of inducing an ablation phenomenon by laser irradiation to remove unnecessary portions.
  • a laser used for this purpose a laser having any wavelength of a UV laser, a visible light laser, a near infrared laser, and an infrared laser may be used.
  • the nonconductive layer (C) formed thereon is used as a catalyst layer and a seed layer for electroless plating, and electroless plating is performed.
  • the electroless plating process is preferably performed through a cleaner process, a water washing process, a catalyst activation process, and a water washing process.
  • a commercially available reagent for electroless plating can be suitably used.
  • an OIC copper manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. can be particularly suitably used.
  • the conductive layer (D) formed by electroless plating in the second step of the present invention is not particularly limited, but preferably has a surface resistivity of 1000 ⁇ / ⁇ or less, and further electroplated in the third step.
  • the surface resistivity is preferably 10 ⁇ / ⁇ or less.
  • the efficiency of forming the metal conductive layer (E) by electroplating in the third step it is more preferably 1 ⁇ / ⁇ or less.
  • the thickness of the conductive layer (D) formed by electroless plating is preferably 1500 nm or less from the viewpoint of manufacturing work efficiency.
  • a conductive material having a conductive layer (D) on the surface can be obtained by the above-described electroless plating step, but the conductivity is further increased or the thickness of the conductive layer is increased.
  • electroplating may be performed as a third step.
  • the metal species formed by electroplating at this time but from the viewpoint of conductivity and stability, copper, nickel, gold, etc. are preferable, particularly from the viewpoint of low resistance and industrial applicability. Copper is preferred.
  • the electroplating process is not particularly limited, and various electroplating methods may be used.
  • the conductive layer (D) surface obtained in the process (2) is degreased and / or the oxide layer is removed. Then, a plating layer can be formed by immersing in a plating solution and energizing.
  • the thickness of the metal conductive layer (E) obtained by electroplating is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose of use.
  • the conductive layer (D) formed by electroless plating in the second step is preferably 200 nm or more and 30 ⁇ m or less, and more preferably 400 nm or more and 20 ⁇ m or less from the viewpoint of conductivity and circuit patternability during use.
  • the conductive material produced through the two steps has a nonconductive layer (C) made of metal fine particles (b2) on the insulating base (A), and a conductive layer (D) thereon.
  • the conductive material obtained from the three steps has a nonconductive layer (C) made of metal fine particles (b2) on the insulating base (A).
  • a conductive layer (D) and a metal conductive layer (E) are laminated thereon.
  • the metal species of the metal fine particles (b2) and the conductive layer (D) formed thereon, or all of the metal species forming the conductive layer (D) and the metal conductive layer (E) May be the same metal or different metal species.
  • the non-conductive layer (C) on the insulating substrate (A) is made of silver fine particles, and the conductive layer (D) formed thereon is copper. It consists of As another form, the non-conductive layer (C) on the insulating substrate (A) is made of copper fine particles, and the conductive layer (D) and the metal conductive (E) formed thereon are also copper. Can be mentioned. Furthermore, as another form, the nonconductive layer (C) on the insulating substrate (A) is composed of core-shell particles having silver as a core and copper as a shell, and a conductive layer formed thereon (D) and a metal conductive layer (E) can consist of copper.
  • the non-conductive layer (C) made of the metal fine particles (b2) on the insulating base (A) is formed after the conductive layer (D) is formed.
  • the conductive layer (D) By filling the voids between the metal fine particles (b2) by forming (D), it may not exist as a substantially independent non-conductive layer (C) on the insulating substrate (A).
  • FIGS. Schematic diagrams of the configuration of the conductive material of the present invention are shown in FIGS.
  • a conductive material can be suitably used as a laminated base material for a printed wiring board that particularly requires fine wire processing because of its excellent adhesion between the insulating base material (A) and the conductive layer.
  • the equipment used in the present invention is as follows.
  • Peel strength test Tensilon universal testing machine manufactured by A & D Co., Ltd. RTC-1210A: The plating film was peeled from the substrate in a 1 cm strip shape, and the peel strength was measured by determining the tensile strength in the 180 ° C. direction.
  • the precipitate was dissolved in 100 ml of chloroform and reprecipitated again by adding a mixed solvent of 150 ml of ethyl acetate and 450 ml of hexane. This was filtered and dried under reduced pressure. Each peak was assigned by 1 H-NMR spectrum (2.3 to 2.7 ppm: ethylene of branched PEI, 3.3 ppm: methyl group at the PEG end, 3.6 ppm: EG chain of PEG), PEG-branched PEI It was confirmed that this was a compound (P1-1) having a structure. The yield was 99%.
  • Synthesis Example 8 [Synthesis of (meth) acrylic polymer (P2-2) containing 2- (2-ethylhexyloxycarbonyl) ethylthio group and phosphate residue] Instead of 4.1 parts of methyl mercaptopropionate in Synthesis Example 7, 11.2 parts of 2-ethylhexyl mercaptopropionate was used, and the others were operated in the same manner as in Synthesis Example 7 except that (meth) having a nonvolatile content of 73.2% An aqueous solution of an acrylic polymer (P2-2) was obtained. The polymer had a weight average molecular weight of 4,100 and an acid value of 98.1 mgKOH / g.
  • Synthesis Example 9 [Synthesis of (meth) acrylic polymer (P2-3) containing 2,3-dihydroxypropylthio group and phosphate ester residue] Instead of 11.2 parts of 2-ethylhexyl mercaptopropionate in Synthesis Example 8, 4.1 parts of thioglycerin was used, and the others were operated in the same manner as in Synthesis Example 8, and the (meth) acrylic compound having a nonvolatile content of 70.1% was used. An aqueous solution of the polymer (P2-3) was obtained. The polymer had a weight average molecular weight of 5,500 and an acid value of 95.1 mgKOH / g.
  • Synthesis Example 10 Synthesis of (meth) acrylic polymer (P2-4) containing 2-hydroxyethylthio group and phosphate residue] Instead of 11.2 parts of 2-ethylhexyl mercaptopropionate in Synthesis Example 8, 2 parts of thioglycol was used, and the others were operated in the same manner as in Synthesis Example 8, and a (meth) acrylic polymer having a nonvolatile content of 56.4% An aqueous solution of (P2-4) was obtained. The weight average molecular weight was 6,700, and the acid value was 94.9 mgKOH / g.
  • Synthesis Example 11 [Synthesis of (meth) acrylic polymer (P2-5) containing carboxymethylthio group and phosphate ester residue] In place of 11.2 parts of 2-ethylhexyl mercaptopropionate in Synthesis Example 8, 2 parts of thioglycolic acid was used, and the other operations were performed in the same manner as in Synthesis Example 8 to produce a (meth) acrylic compound having a nonvolatile content of 65.1%. An aqueous solution of the polymer (P2-5) was obtained. The weight average molecular weight was 6,800, and the acid value was 92.1 mgKOH / g.
  • Synthesis Example 12 Synthesis of (meth) acrylic polymer (P2-6) containing dodecylthio group and phosphate residue] Instead of 11.2 parts of 2-ethylhexyl mercaptopropionate in Synthesis Example 8, 6 parts of dodecyl mercaptan was used, and the other operations were performed in the same manner as in Synthesis Example 8 to produce a (meth) acrylic heavy polymer having a nonvolatile content of 77.7%. An aqueous solution of the combined (P2-6) was obtained. The weight average molecular weight was 9,600, and the acid value was 97.0 mgKOH / g.
  • a mixed solvent of 200 ml of isopropyl alcohol and 200 ml of hexane was added to the dispersion liquid after completion of the reaction obtained above and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes.
  • a mixed solvent of 50 ml of isopropyl alcohol and 50 ml of hexane was added to the precipitate and stirred for 2 minutes, followed by centrifugal concentration at 3000 rpm for 5 minutes.
  • 20 g of water was further added to the precipitate and stirred for 2 minutes, and the organic solvent was removed under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion of silver particles (B-1).
  • the obtained dispersion (B-1) was sampled, and a peak of a plasmon absorption spectrum was observed at 400 nm by measuring a visible absorption spectrum of a 10-fold diluted solution, confirming the formation of silver nanoparticles. Moreover, spherical silver nanoparticles (average particle diameter: 17.5 nm) were confirmed by TEM observation. As a result of measuring the silver content in the solid using TG-DTA, it was 97.2%. From this, it can be estimated that the content of the compound (P1-1) in the nonvolatile content in the dispersion obtained by this synthesis method is 2.8%.
  • Synthesis Example 19 A solution 2A obtained by dissolving 20 mg (ethyleneimine unit: 0.15 mmol) of the compound (P1-2) obtained in Synthesis Example 2 in 2.39 g of water, and 0.16 g (0.97 mmol) of silver nitrate in 1.30 g of water A dissolved solution 2B and a solution 2C in which 0.12 g (0.48 mmol) of sodium citrate was dissolved in 0.25 g of water were prepared. While stirring at 25 ° C., solution 1B was added to solution 1A, followed by solution 1C. The dispersion gradually changed to dark brown. After stirring for 7 days, the mixture was purified by dialysis to obtain an aqueous dispersion (B-2).
  • the silver content was measured by TGA measurement and found to be 83%.
  • the obtained aqueous dispersion was confirmed to be excellent in storage stability without aggregation or precipitation even after 2 months.
  • Synthesis Example 20 In Synthesis Example 19, an aqueous dispersion (B-3) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 19, except that Solution 2C was added to Solution 2A, and then Solution 1B was added. The obtained aqueous dispersion was stable, 1 part of the dispersion was sampled, and a peak of a plasmon absorption spectrum was observed at 400 nm by a visible absorption spectrum measurement of a 10-fold diluted solution, confirming the formation of silver nanoparticles. Moreover, it confirmed that it was 20 nm or less silver nanoparticle from TEM observation.
  • Synthesis Example 21 In Synthesis Example 19, an aqueous dispersion (B-4) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 19, except that Solution 2C was added to Solution 2A, stirred for 7 days, then Solution 2B was added, and further stirred for 7 days. .
  • the obtained aqueous dispersion was stable, 1 part of the dispersion was sampled, and a peak of a plasmon absorption spectrum was observed at 400 nm by a visible absorption spectrum measurement of a 10-fold diluted solution, confirming the formation of silver nanoparticles. Moreover, it confirmed that it was 20 nm or less silver nanoparticle from TEM observation.
  • Synthesis Examples 22-24 aqueous dispersions (B-5 to 7) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 19, except that the following solution was used instead of Solution 2A.
  • aqueous dispersions were stable.
  • One part of the dispersion was sampled, and a peak of a plasmon absorption spectrum was observed around 400 nm by measuring a visible absorption spectrum of a 10-fold diluted solution, confirming the formation of silver nanoparticles. . Moreover, it confirmed that it was a 40 nm or less silver nanoparticle from TEM observation.
  • Synthesis Example 25 (Production Example 8 of Metal Particle Dispersion (B)-Silver Particle Water Dispersion) An aqueous silver nitrate solution prepared by dissolving 0.02 g (0.12 mmol) of silver nitrate in 5.0 g of water was added to 5.0 g (EI unit: 0.41 mmol) of the aqueous dispersion of the compound (P1-2) obtained in Synthesis Example 21. And stirred at 25 ° C. The dispersion gradually turned light brown. Seven days later, the mixture was purified by dialysis to obtain an aqueous dispersion (B-8). The obtained aqueous dispersion was stable.
  • One part of the dispersion was sampled, and a peak of a plasmon absorption spectrum was observed at around 400 nm by measuring a visible absorption spectrum of a 10-fold diluted solution, confirming the formation of silver nanoparticles. Moreover, it confirmed that it was a 40 nm or less silver nanoparticle from TEM observation.
  • Synthesis Example 26 A reduction consisting of 463 g (4.41 mol) of 85% N, N-diethylhydroxylamine, the (meth) acrylic polymer obtained in Synthesis Example 7 (P2-1, equivalent to 23.0 g of non-volatiles), and 1250 g of water An agent solution was prepared. Separately, the (meth) acrylic polymer (P2-1) obtained in Synthesis Example 7 corresponding to 11.5 g of nonvolatiles was dissolved in 333 g of water, and 500 g (2.94 mol) of silver nitrate was dissolved in 833 g of water. The solution was added and stirred well. The reducing agent solution was added dropwise to this mixture at room temperature (25 ° C.) over 2 hours.
  • the obtained reaction mixture was filtered with a membrane filter (pore diameter 0.45 micrometer), and the filtrate was in a hollow fiber type ultrafiltration module (MOLSEP module FB-02, manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., molecular weight cut off 150,000).
  • MOLSEP module FB-02 manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., molecular weight cut off 150,000.
  • the amount of water corresponding to the amount of the filtrate flowing out was added at any time for purification.
  • water injection was stopped and the filtrate was concentrated.
  • a silver nanoparticle dispersion having a nonvolatile content of 36.7% (dispersion medium is water: B-9) was obtained (742.9 g).
  • the average particle diameter of silver particles by dynamic light scattering was estimated to be 39 nm, and 10 to 40 nm was estimated from the TEM image.
  • the silver content in the nonvolatile material was measured by thermogravimetric analysis, it was 94.8 w / w% (yield 81%).
  • Synthesis Example 27 Reduction consisting of 5.5% (53.0 mmol) of 85% N, N-diethylhydroxylamine, the (meth) acrylic polymer obtained in Synthesis Example 8 (corresponding to 106 mg of P2-2, nonvolatile material), and 15 g of water An agent solution was prepared. Separately, the (meth) acrylic polymer (P2-2) obtained in Synthesis Example 8 corresponding to 106 mg of the nonvolatile material was dissolved in 5 g of water, and 6.00 g (35.3 mmol) of silver nitrate was dissolved in 10 g of water. The solution was added and stirred well. The reducing agent solution was added dropwise to this mixture at room temperature (25 ° C.) over 2 hours.
  • the obtained reaction mixture was filtered with a membrane filter (pore diameter 0.45 micrometer), and the filtrate was in a hollow fiber type ultrafiltration module (MOLSEP module HIT-1 type, manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., molecular weight cut off 150,000).
  • the amount of water corresponding to the amount of the filtrate flowing out was added at any time for purification.
  • water injection was stopped and the filtrate was concentrated.
  • an aqueous dispersion (B-10) of silver nanoparticles having a nonvolatile content of about 30% was obtained.
  • the particle size of the silver nanoparticles was estimated to be 10-40 nm from the TEM image.
  • Synthesis Examples 28 to 31 As a compound, the same operation as in Synthesis Example 27 was carried out except that the compounds (P2-3 to 6) shown in the table below were used instead of the (meth) acrylic polymer obtained in Synthesis Example 8. All obtained aqueous dispersions (B-11 to 14) of silver nanoparticles having a nonvolatile content of about 30%. The particle size of the silver nanoparticles was estimated to be 10-40 nm from the TEM image.
  • Synthesis Example 32 The (meth) acrylic polymer (P2-1, 0.106 g in terms of solid content) obtained in Synthesis Example 7 was dissolved in 12 mL of water, 12 mL of 1 mol / L nitric acid was added thereto, and then silver nitrate 6. A solution of 00 g (35.3 mmol) dissolved in 24 mL of water and 13.2 g (88.3 mmol) of triethanolamine were added and stirred at 60 ° C. for 2 hours to obtain a cloudy brown solution.
  • Synthesis Example 33 The (meth) acrylic polymer (P2-1, 0.106 g in terms of solid content) obtained in Synthesis Example 7 was dissolved in 12 mL of water, 12 mL of 1 mol / L nitric acid was added thereto, and then silver nitrate 6. A solution of 00 g (35.3 mmol) dissolved in 24 mL of water was added. A solution prepared by dissolving 7.87 g (88.3 mmol) of 2-dimethylaminoethanol in 15 mL of water was slowly added dropwise to this solution at room temperature. After dropping, the mixture was stirred at room temperature for 3 days to obtain a cloudy brown solution.
  • Synthesis Example 34 Reduction consisting of 5.5% g (53.0 mmol) of 85% N, N-diethylhydroxylamine, the (meth) acrylic copolymer obtained in Synthesis Example 7 (P2-1, equivalent to 106 mg of non-volatile matter), and 15 g of water An agent solution was prepared. Separately, the (meth) acrylic polymer (P2-1) obtained in Synthesis Example 7 corresponding to 106 mg of the nonvolatile material was dissolved in 5 g of water, and 6.00 g (35.3 mmol) of silver nitrate was dissolved in 10 g of water. The solution was added and stirred well. The above-mentioned reducing agent solution was added dropwise to the mixture over 2 hours under ice cooling.
  • the obtained reaction mixture is circulated in a hollow fiber type ultrafiltration module (MOLSEP module HIT-1 type, manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., molecular weight cut off 150,000), and an amount of water corresponding to the amount of the filtrate flowing out is supplied. It was added at any time for purification. After confirming that the electric conductivity of the filtrate was 100 ⁇ S / cm or less, water injection was stopped and the filtrate was concentrated to about 10 mL. While adding ethanol to the ultrafiltration system, an amount of ethanol corresponding to the amount of the filtrate flowing out was added at any time to perform solvent exchange. After distilling off 100 mL of ethanol filtrate, concentration was performed to obtain an ethanol dispersion (B-17) of a silver nanoparticle-containing complex having a nonvolatile content of about 60%.
  • MOLSEP module HIT-1 type manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., molecular weight cut off 150,000
  • Synthesis Example 35 The (meth) acrylic polymer obtained in Synthesis Example 7 (P2-1, 2.00 g in terms of solid content) was dissolved in 40 mL of water, and 10.0 g (50.09 mmol) of copper acetate hydrate was added to water. What was dissolved in 500 mL was added. An 80% aqueous hydrazine solution (about 160 mmol) was added dropwise over about 2 hours so that foaming occurred gently, and the mixture was further stirred for 1 hour at room temperature until the foaming stopped, to obtain a reddish brown solution.
  • this reaction mixture is circulated through a hollow fiber type ultrafiltration membrane module (HIT-1-FUS1582, 145 cm 2 , molecular weight cut off 150,000) manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd., and the same amount as the leached filtrate.
  • a hollow fiber type ultrafiltration membrane module HIT-1-FUS1582, 145 cm 2 , molecular weight cut off 150,000
  • the filtrate from the ultrafiltration module was about 500 mL and purified.
  • the supply of 0.1% hydrazine hydrate aqueous solution was stopped and the solution was directly concentrated by ultrafiltration, 2.85 g of an aqueous dispersion (B-19) of a complex of an organic compound and nanocopper particles was obtained. .
  • the non-volatile content in the dispersion was 16% and the metal content in the non-volatile was 95%. Observation of the obtained copper particles with an electron microscope revealed that they were fine particles of about 20 to 60 nm. At this time, the average particle diameter measured by the dynamic light scattering method was 108 nm. Wide-angle X-ray diffraction of the dispersion confirmed that it was reduced copper.
  • Synthesis Examples 37 to 40 The thioether-containing organic compounds (P3-2 to 5) of Synthesis Examples 14 to 17 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 36 to prepare dispersions (B-20 to 23). When a part of the reaction mixture was taken and the UV-visible absorption spectrum was measured, it was confirmed that the absorption maximum derived from the surface plasmon resonance of the nanocopper particles was observed between 570 and 600 nm when any compound was used. did.
  • Synthesis Example 41 A dispersion (B-24) was prepared in the same manner as in Synthesis Example 36 except that propylene glycol monomethyl ether acetate (10 mL) was used instead of ethylene glycol (10 mL) in Synthesis Example 36. When a part of the reaction mixture was taken and an ultraviolet-visible absorption spectrum was measured, it was confirmed that an absorption maximum derived from the surface plasmon resonance of the nanocopper particles was observed between 570 and 600 nm. The particle size of the silver nanoparticles was estimated to be 20-80 nm from the TEM image.
  • Synthesis Example 42 Copper (I) oxide (5.4 g, 37.5 mmol), the thioether-containing organic compound (P3-1, 2.254 g) obtained in Synthesis Example 13, and the silver nanoparticle dispersion obtained in Synthesis Example 26 ( B-9, particle size 10-40 nm, silver 3.0 milligram atom, water solvent), ethanol 80 ml and water 20 ml were heated to 40 ° C. while blowing nitrogen at a flow rate of 50 mL / min. To this mixture was further added hydrazine monohydrate (7.5 g, 150 mmol). The reduction reaction was terminated by stirring for 2 hours while maintaining at 40 ° C.
  • this reaction mixture was circulated through a hollow fiber type ultrafiltration membrane module (HIT-1-FUS1582, 145 cm 2, molecular weight cut off 150,000) manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd. and subjected to nitrogen bubbling.
  • A% hydrazine aqueous solution was circulated until the filtrate from the ultrafiltration module reached about 500 mL while being added in the same amount as the leaching filtrate.
  • the supply of the 0.1% hydrazine aqueous solution was stopped and concentrated to obtain 27.9 g of a silver core copper shell nanoparticle dispersion (B-25).
  • the non-volatile content in the dispersion was 15%, and the metal content in the non-volatile was 95%.
  • Synthesis Examples 43 to 47 Silver core copper shell nanoparticle dispersions (B-26 to 30) were prepared in the same manner as in Synthesis Example 42 except that the mixture of Synthesis Example 42 consisting of 80 ml of ethanol and 20 ml of water was changed to the mixed solvent shown in the table below. Observation of the obtained particles with an electron microscope revealed that they were fine particles of about 40 to 80 nm. Further, from the wide-angle X-ray diffraction of the dispersion, it was confirmed that it was a mixture of silver and reduced copper.
  • Example 1 (Formation of non-conductive layer on insulating substrate) Ethanol was added to the silver particle aqueous dispersion (B-1) produced in Synthesis Example 18 to obtain a silver particle dispersion liquid having a silver concentration of 5% and water / ethanol (1/1 (w / w)). 1% KF-351A (manufactured by Shin-Etsu Silicone) was added. This dispersion was subjected to a polyimide film (Kapton EN150-C) using a No. 0 K101 bar (wet film thickness 4 ⁇ m) and a speed scale of 10 on a K-control coater (K101, manufactured by RK Print Coat Instruments).
  • Electroless copper plating process The silver particle-coated polyimide film was used as a test piece for plating, and electroless plating was performed using an electroless plating reagent manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. The process of electroless copper plating was performed through the steps of degreasing, washing with water, activation, washing with water, electroless plating, and washing with water. The washing was performed with running water for 2 minutes.
  • Degreasing Using a degreasing agent (ICP cleaner SC, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), it was immersed in a treatment liquid at 40 ° C. for 5 minutes. 2.
  • Electroless plating Using an electroless copper plating solution (OIC Copper, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), it was immersed in a plating solution having a pH of 12.5 at 55 ° C. for 20 minutes.
  • the test piece taken out from the electroless copper plating solution had a light red color on the entire surface on which silver particles were applied, and it was confirmed that the electroless plating of copper proceeded well.
  • the test piece was baked at 100 ° C. for 60 minutes after washing with water and air drying.
  • the surface resistance value of the copper film formed by electroless plating is 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film that is an insulating substrate is prepared. I was able to.
  • the copper conductive layer thus formed was not peeled off and had good adhesion.
  • Example 2-5 the surface coating shown in the following table was performed in the same manner as in Example 1 except that the silver particle film coated and formed on the polyimide film was dried at room temperature and then baked at the temperature and time shown in the following table.
  • FIG. 7-14 A non-conductive layer of silver particles was formed on a polyimide film, and electroless copper plating was performed in the same manner as in Example 1. Excellent copper plating was obtained at all firing temperatures. A film was formed, and a conductive material having a copper conductive layer on a polyimide film could be produced.
  • Example 7 the silver particle dispersion used was the aqueous dispersions (B-2 to 8) obtained in Synthesis Examples 19 to 25 from the silver particle aqueous dispersion (B-1) prepared in Synthesis Example 18. ) Except that the non-conductive layer of silver particles was formed on the polyimide film in the same manner as in Example 1 and electroless copper plating was performed in the same manner as in Example 1. Thus, a good copper plating film was formed, and a conductive material having a copper conductive layer having a surface resistivity of about 0.04 to 0.06 ⁇ / ⁇ on the polyimide film could be produced.
  • Examples 14 to 48 In Examples 7 to 13, the silver particle film coated and formed on the polyimide film was dried at room temperature and then baked at the temperature and time shown in the table below. When a conductive layer was formed on a polyimide film and electroless copper plating was performed in the same manner as in Example 1, a good copper plating film was formed at all silver particle dispersions and all firing temperatures. A conductive material having a copper conductive layer having a surface resistivity of about 0.04 to 0.08 ⁇ / ⁇ could be produced on the film.
  • Example 49 Electrical (copper sulfate) plating was performed using the conductive material obtained in Example 1 and having a copper conductive layer on the polyimide film. Copper sulfate plating was performed by passing through the processes of degreasing, water washing, acid washing, water washing, copper sulfate plating, water washing, rust prevention treatment, and water washing based on a conventional method.
  • Degreasing Using a degreasing agent (DP320 cleaner, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), it was immersed in a treatment liquid at 45 ° C. for 5 minutes.
  • 2. Pickling It was immersed in a sulfuric acid aqueous solution (about 5%) at 25 ° C. for 1 minute. 3.
  • Copper sulfate plating A copper sulfate plating solution to which Top Lucina SF-M (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was added was used for immersion for 29 minutes at 23 ° C. and 2.5 A / dm 2 . 4).
  • Rust prevention treatment A rust preventive agent (Top Rinse CU-5, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was used and immersed for 1 minute at 25 ° C.
  • the test piece subjected to electroplating was washed with water, wiped off moisture, dried with hot air, and baked at 120 ° C. for 60 minutes.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was 16 ⁇ m, and a conductive material having a 16 ⁇ m thick conductive layer on a 38 ⁇ m thick polyimide film could be produced.
  • the peel strength of copper formed on the polyimide film was 9-10 N / cm, indicating good adhesion strength.
  • Example 49 instead of using the conductive material obtained in Example 1, electroplating was performed in the same manner as in Example 49 using the conductive material obtained in Examples 2 to 6.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film was 16 ⁇ m, and a conductive material having a 16 ⁇ m thick conductive layer on the 38 ⁇ m thick polyimide film could be produced.
  • the peel strength of the copper formed on the polyimide film showed good adhesion strength as shown in the table below.
  • Example 49 instead of using the conductive material obtained in Example 1, electroplating was performed in the same manner as in Example 49, using the conductive material obtained in the Example shown in the table below.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film was 16 ⁇ m, and a conductive material having a 16 ⁇ m thick conductive layer on the 38 ⁇ m thick polyimide film could be produced.
  • the peel strength of the copper formed on the polyimide film showed good adhesion strength as shown in the table.
  • Examples 62-69 In Examples 1 and 7 to 13, instead of using the water dispersion (B-1), an ethanol dispersion of silver particles obtained by solvent exchange from water to ethanol was used, and the ethanol dispersion having a silver concentration of 5% was applied on the polyimide film. In the same manner as in Examples 1 and 7 to 13, except that it was coated on the polyimide film, a silver non-conductive layer was coated on the polyimide film, dried and baked, and then electrolessly plated to form a surface on the polyimide film. A conductive material having a copper conductive layer with a resistivity of about 0.04-0.05 ⁇ / ⁇ was produced.
  • Electroplating was performed using these conductive materials in the same manner as in Example 49.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film was 16 ⁇ m, and a conductive material having a 16 ⁇ m thick conductive layer on the 38 ⁇ m thick polyimide film could be produced.
  • the peel strength of the copper formed on the polyimide film was 9 to 11 N / cm, indicating good peel strength.
  • Example 70-71 an ethanol dispersion having a silver concentration of 5% was coated and dried on a polyimide film with a silver non-conductive layer, baked at a baking temperature of 100 ° C. or 270 ° C. for 5 minutes, and then subjected to electroless plating. It was.
  • the surface resistivity of the copper layer on the polyimide film was about 0.04 to 0.05 ⁇ / ⁇ .
  • electroplating was performed in the same manner as in Example 49.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film was 16 ⁇ m, and a conductive material having a 16 ⁇ m thick conductive layer on the 38 ⁇ m thick polyimide film could be produced.
  • the peel strength of the copper formed on the polyimide film showed good adhesion strength as shown in the table below.
  • Comparative Example 1 The polyimide film was immersed in the silver particle dispersion prepared in Comparative Production Example 1 for 10 minutes to adsorb the silver colloid on the polyimide film surface, dried at room temperature, and then baked at 180 ° C. for 30 minutes. When the surface of this film was observed with a scanning electron microscope (FIGS. 15 and 16), the coverage of the polyimide surface with silver particles was 8%.
  • Electroless copper plating process The silver colloid adsorption polyimide film was subjected to an electroless plating process in the same manner as in Example 1. As a result, a part of the silver colloid adsorbed on the surface was detached during immersion in the degreasing solution. The deposition of copper in the electroless copper plating process was a spot-like non-uniform deposition and was about 30% of the total surface area.
  • Comparative Example 2 Water was removed from the silver hydrosol produced in Comparative Production Example 1 with an evaporator and concentrated to 0.5%. At this time, the silver colloid had already aggregated and was not a uniform dispersion. When this concentrated solution was applied onto a polyimide film in the same manner as in Example 1, a uniform coating film could not be obtained. Thereafter, an electroless plating process was attempted in the same manner as in Example 1, but the silver colloid aggregates adhering to the surface were detached during immersion in the degreasing solution, and no copper was deposited.
  • Comparative Example 3 The polyimide film was immersed in the silver particle dispersion prepared in Comparative Production Example 2 for 10 minutes to adsorb the silver colloid on the surface of the polyimide film, dried at room temperature, and then baked at 180 ° C. for 30 minutes. When the surface of this film was observed with a scanning electron microscope, the coverage of the polyimide surface with silver particles was 15%.
  • Electroless copper plating process The silver colloid adsorption polyimide film was subjected to an electroless plating process in the same manner as in Example 1. As a result, a part of the silver colloid adsorbed on the surface was detached during immersion in the degreasing solution.
  • the copper deposition in the electroless copper plating process was a spot-like non-uniform deposition and was about 40% of the total surface area.
  • Comparative Example 4 Water was removed from the silver particle dispersion prepared in Comparative Production Example 2 with an evaporator and concentrated to 1%. At this time, the silver colloid had already aggregated and was not a uniform dispersion. When this concentrated solution was applied on a polyimide film in the same manner as in Example 1, a uniform coating film could not be obtained.
  • Comparative Example 5 A cuprous oxide dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 of Patent Document 2, and then applied (bar coating) on a polyimide film in the same manner as in Example 1 of the present invention. The film was dried at room temperature and then baked at 350 ° C. for 60 minutes. When the surface of this film was observed with a scanning electron microscope, the coverage of the polyimide surface with copper particles was 100%.
  • the surface resistance value of the copper film formed by electroless plating was 0. It was 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film as an insulating substrate could be produced.
  • the entire surface where the tape was bonded was peeled off.
  • Example 6 In Example 1, except that the silver concentration was changed from 5% to 22%, a K-control was used in the same manner as in Example 1, except that a silver particle dispersion No. 0 K101 bar (wet film thickness 6 ⁇ m) was used. Coating (bar coating) was performed on a polyimide film (Kapton EN150-C, 38 ⁇ m thickness, manufactured by Toray DuPont) under the condition of a speed scale of a coater (K101, manufactured by RK Print Coat Instruments). The film was dried at room temperature and then baked at 180 ° C. for 30 minutes. When the surface of this film was observed with a scanning electron microscope, the coverage of the polyimide surface with silver particles was 100% (FIG.
  • Comparative Example 7 Electrolytic (copper sulfate) plating was performed in the same manner as in Example 49, using a base material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film obtained after electroless plating by the method of Comparative Example 1. .
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was 16 ⁇ m.
  • the peel strength of the copper formed on the polyimide film was about 1 N / cm, indicating poor adhesion.
  • Comparative Example 8 In Comparative Example 1, electro (copper sulfate) plating was performed in the same manner as in Example 49, using a polyimide film having a silver conductive layer that was not subjected to electroless copper plating. The average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was about 15 ⁇ m. The peel strength of the copper formed on the polyimide film was about 1 N / cm, indicating poor adhesion.
  • Example 72 (Formation of non-conductive layer on insulating substrate) Ethanol was added to the aqueous dispersion (B-9) produced in Synthesis Example 26 to obtain a silver particle dispersion having a silver concentration of 5% and water / ethanol (1/1 (w / w)).
  • This dispersion was subjected to a polyimide film (Kapton EN150-C) using a No. 0 K101 bar (wet film thickness 4 ⁇ m) and a speed scale of 10 on a K-control coater (K101, manufactured by RK Print Coat Instruments). , 38 ⁇ m thick, manufactured by Toray DuPont). The film was dried at room temperature and then baked at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the coverage of the polyimide surface with silver particles was about 95%.
  • the resistance of the silver coating film surface was measured, it was impossible to measure due to the resistance of 10 7 ⁇ or more, and it was confirmed that the film made of silver particles formed on the polyimide film was a non-conductive film.
  • Electroless copper plating process The above silver particle-coated polyimide film was used as a test piece for plating, and electroless plating was performed using a plating reagent manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. The process of electroless copper plating was performed through the steps of degreasing, washing with water, activation, washing with water, electroless plating, and washing with water. The washing was performed with running water for 2 minutes. 1. Degreasing: Using a degreasing agent (OPC190 cleaner, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), it was immersed in a treatment liquid at 60 ° C. for 5 minutes. 2.
  • OPC190 cleaner manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.
  • Electroless plating Using an electroless copper plating solution (OIC Copper, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), it was immersed in a plating solution having a pH of 12.5 at 55 ° C. for 20 minutes.
  • the test piece taken out from the electroless copper plating solution had a light red color on the entire surface on which silver particles were applied, and it was confirmed that the electroless plating of copper proceeded well.
  • the test piece was baked at 100 ° C. for 60 minutes after washing with water and air drying.
  • the surface resistance value of the copper film formed by electroless plating is 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film that is an insulating substrate is prepared. I was able to.
  • the copper conductive layer thus formed was not peeled off and had good adhesion.
  • Example 73 In Example 72, except for using the aqueous dispersion (B-10 to 16) instead of the dispersion (B-9), on the 38 ⁇ m-thick polyimide film as the insulating substrate in the same manner as in Example 72 A conductive material having a copper conductive layer was prepared. The surface resistance value of the copper film was about 0.04 ⁇ / ⁇ for all materials, and the conductive layer was found not to be peeled off as a result of the tape peeling test using cellophane tape (manufactured by Nichiban). It was.
  • Example 74 In Example 72, the insulating group was changed to Dispersion (B-17) instead of Dispersion (B-9) to obtain an ethanol dispersion of 5% silver particles.
  • a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m thick polyimide film as a material was prepared.
  • the surface resistance value of the copper film was about 0.04 ⁇ / ⁇ for all materials, and the conductive layer was found not to be peeled off as a result of the tape peeling test using cellophane tape (manufactured by Nichiban).
  • the surface resistance value of the copper film was about 0.04 ⁇ / ⁇ for all materials, and the conductive layer was found not to be peeled off as a result of the tape peeling test using cellophane tape (manufactured by Nichiban).
  • Example 75 Using the conductive material having a copper conductive layer on the 38 ⁇ m-thick polyimide film obtained in Examples 72 to 74, electro (copper sulfate) plating was performed in the same manner as in Example 49.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was 16 ⁇ m.
  • the peel strength of copper formed on the polyimide film was about 9 to 10 N / cm, indicating good adhesion.
  • Example 76 (Formation of non-conductive layer on insulating substrate) Ethanol was added to the copper particle aqueous dispersion (B-18) prepared in Synthesis Example 35 to obtain a copper particle dispersion of copper concentration 5% and water / ethanol (1/1 (w / w)).
  • This dispersion was subjected to a polyimide film (Kapton EN150-C) using a No. 0 K101 bar (wet film thickness 4 ⁇ m) and a speed scale of 10 on a K-control coater (K101, manufactured by RK Print Coat Instruments). , 38 ⁇ m thick, manufactured by Toray DuPont). The film was dried at room temperature and then baked at 250 ° C. for 5 minutes.
  • the coverage of the polyimide surface with copper particles was about 95%.
  • the resistance of the surface of the silver coating film was measured, it was impossible to measure due to the resistance of 10 7 ⁇ or more, and it was confirmed that the film made of copper particles formed on the polyimide film was a non-conductive film.
  • Electroless copper plating process By using the above copper particle-coated polyimide film as a test piece for plating, and using a plating reagent (OIC Copper) manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., it is immersed in a plating solution of pH 12.5 at 55 ° C. for 20 minutes. Electroless plating was performed.
  • the entire surface of the copper particles coated side became light red, and it was confirmed that the electroless plating of copper proceeded well.
  • the test piece was baked at 100 ° C. for 60 minutes after washing with water and air drying.
  • the surface resistance value of the copper film formed by electroless plating is 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film that is an insulating substrate is prepared. I was able to.
  • the copper conductive layer thus formed was not peeled off and had good adhesion.
  • Example 77 In Example 76, except that the dispersion liquid (B-19) was used instead of the dispersion liquid (B-18), the application of copper particles on the polyimide film and electroless copper plating were performed in the same manner as in Example 76. went.
  • the surface resistivity of the copper plating layer was 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film as an insulating substrate could be produced.
  • the copper conductive layer thus formed was not peeled off and had good adhesion.
  • Example 78 In Example 76, except that the dispersion (B-20 to 24) was used instead of the dispersion (B-18), copper particles were applied onto the polyimide film in the same manner as in Example 76. Electrolytic copper plating was performed. For all the films, the surface resistivity of the copper plating layer is 0.04 to 0.05 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film as an insulating substrate is prepared. I was able to. As a result of the tape peeling test using the cellophane tape (manufactured by Nichiban), the copper conductive layer formed in this manner was not found to be peeled, and the adhesion was good.
  • Example 79 In Example 76, the same procedure as in Example 76 was performed, except that the aqueous dispersion (B-25) of silver core-copper shell particles obtained in Synthesis Example 42 was used instead of the dispersion (B-18). Then, a silver core-copper shell particle was applied onto the polyimide film, and electroless copper plating was performed.
  • the polyimide surface coverage of the silver core-copper shell particles was about 80%, and it was confirmed from the surface resistivity measurement that the film comprising the silver core-copper shell particles was non-conductive even after baking at 250 ° C.
  • the surface resistivity of the copper plating layer after electroless plating is 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film as an insulating substrate can be produced. It was. As a result of the tape peeling test using the cellophane tape (manufactured by Nichiban), the copper conductive layer formed in this manner was not found to be peeled, and the adhesion was good.
  • Example 80 In Example 79, instead of the dispersion liquid (B-25), the dispersion liquid (B-26 to 30) was changed, and the concentration of the silver core-copper shell particles was adjusted to 5% without changing the dispersion medium composition. In the same manner as in Example 79, the resulting dispersion was coated with silver core-copper shell particles on a polyimide film and electroless copper plated. It was confirmed from the surface resistivity measurement that the film composed of silver core-copper shell particles coated and formed on the polyimide surface was all non-conductive even after baking at 250 ° C.
  • the surface resistivity of the copper plating layer after electroless plating is 0.04 to 0.05 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m thick polyimide film, which is an insulating substrate, is prepared.
  • a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m thick polyimide film, which is an insulating substrate is prepared.
  • the copper conductive layer formed in this manner was not found to be peeled, and the adhesion was good.
  • Example 81 Using the conductive material having a copper conductive layer on the 38 ⁇ m-thick polyimide film obtained in Examples 76 to 80, electroplating (copper sulfate) was performed in the same manner as in Example 49.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was 16 ⁇ m.
  • the peel strength of copper formed on the polyimide film was about 9 to 10 N / cm, indicating good adhesion.
  • Example 82 In Example 1 and Example 72, silver particles were coated on the film in the same manner as in Example 1 and Example 72 except that the insulating base material was changed from Kapton EN150-C to the polyimide film shown in the table below. Then, after forming a non-conductive layer made of silver particles, electroless plating was performed in the same manner as in Examples 1 and 72. In either case, the surface resistivity was 0.04 to 0.05 ⁇ / A copper conductive layer of ⁇ could be formed on the polyimide film. As a result of performing a tape peeling test using a cellophane tape (manufactured by Nichiban), it was confirmed that the copper layer did not peel and a film having sufficient adhesion was formed.
  • a cellophane tape manufactured by Nichiban
  • electroplating (copper sulfate) was performed in the same manner as in Example 49.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was 16 ⁇ m.
  • the peel strength of the copper formed on the polyimide film was about 8 to 10 N / cm, and sufficient peel strength was obtained.
  • Example 83 Example 1 and Example 72 were the same as Example 1 and Example 72 except that the insulating base material was changed from Kapton EN150-C to an epoxy glass laminate (thickness 3 mm) manufactured by Nikko Kasei Co., Ltd. Then, after applying a dispersion on the epoxy glass laminate and forming a non-conductive layer containing silver particles, electroless plating was performed in the same manner as in Examples 1 and 72. A copper conductive layer having a surface resistivity of 0.04 to 0.05 ⁇ / ⁇ could be formed on the epoxy glass laminate. As a result of performing a tape peeling test using a cellophane tape (manufactured by Nichiban), it was confirmed that the copper layer did not peel and a copper film having sufficient adhesion was formed. When this electroconductive material was used for electroplating (copper sulfate) in the same manner as in Example 49, the average film thickness of the copper layer formed on the epoxy glass laminate after electroplating was 16 ⁇ m.
  • Example 84 In Example 1 and Example 72, the dispersion was applied onto the film in the same manner as in Example 1 and Example 72, except that the insulating base material was changed from Kapton EN150-C to Kuraray Bexter CT-Z. Then, after forming the non-conductive layer containing silver particles, electroless plating was performed in the same manner as in Examples 1 and 72. In either case, the surface resistivity was 0.04 to 0.05 ⁇ . A copper conductive layer of / ⁇ could be formed on the Bexter CT-Z film.
  • Example 85 Formation of non-conductive layer on insulating substrate
  • a polyimide film Kapton EN150-C, 38 ⁇ m thickness
  • a 0.5% silver particle dispersion was used instead of the silver particle dispersion having a silver concentration of 5%.
  • Toray DuPont Co., Ltd. bar coating
  • the surface coverage was 23%.
  • Electroless copper plating process Using the above-mentioned silver particle-coated polyimide film as a test piece for plating, electroless plating using an electroless plating solution prepared based on literature ("Modern Plating Textbook", Electroplating Study Group, Nikkan Kogyosha (2011)) Plating was performed. The process of electroless copper plating was performed through the steps of degreasing, washing with water, activation, washing with water, electroless plating, and washing with water. The washing was performed with running water for 2 minutes. 1. Degreasing: Using a degreasing agent (ICP cleaner SC, manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), it was immersed in a treatment liquid at 40 ° C. for 5 minutes.
  • ICP cleaner SC manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.
  • Electroless Plating Using the following AP2 process described in “Modern Plating Textbook” on page 302, an electroless plating treatment was performed for 20 minutes.
  • the entire surface of the silver particle coated side became light red, and it was confirmed that the electroless plating of copper proceeded well.
  • the test piece was baked at 100 ° C. for 60 minutes after washing with water and air drying.
  • the surface resistance value of the copper film formed by electroless plating is 0.04 ⁇ / ⁇ , and a conductive material having a copper conductive layer on a 38 ⁇ m-thick polyimide film that is an insulating substrate is prepared. I was able to.
  • the copper conductive layer thus formed was not peeled off and had good adhesion.
  • Electrolytic (copper sulfate) plating was performed in the same manner as in Example 49 using the conductive material having a conductive layer on the polyimide thus obtained.
  • the electroplated test piece was washed with water, wiped off moisture, dried with hot air, and baked at 120 ° C. for 60 minutes.
  • the average film thickness of the copper layer formed on the polyimide film after electroplating was 16 ⁇ m, and a conductive material having a 16 ⁇ m thick conductive layer on a 38 ⁇ m thick polyimide film could be produced.
  • the peel strength of copper formed on the polyimide film was about 8 N / cm, indicating good adhesion strength.
  • Example 86 Formation of non-conductive layer on insulating substrate
  • a 5% silver particle dispersion was applied (bar coat) on a polyimide film (Kapton EN100-C, 25 ⁇ m thick, manufactured by Toray DuPont). After drying this film at room temperature, it was turned over and the silver coating solution was similarly applied to the back side. After drying at room temperature, baking was performed at 210 ° C. for 5 minutes. When the resistance of the surface of the silver coating film was measured, a polyimide film having a non-conductive layer on both surfaces was obtained because both surfaces could not be measured because of a resistance of 10 7 ⁇ or more.
  • Example 87 Formation of non-conductive layer on insulating substrate having through-hole
  • Silver was formed on both sides of the polyimide film in the same manner as in Example 86, except that a 6 mm ⁇ through hole was formed on a polyimide film (Kapton EN150-C, 38 ⁇ m thickness, manufactured by Toray DuPont) using a punch. A non-conductive layer was formed and electroless copper plating was performed.
  • the copper conductive layer formed in this manner was not peeled off and had good adhesion.
  • the electric tester probe was brought into contact with both the front and back surfaces, energization could be confirmed, and it was confirmed that both the front and back surfaces were connected through the through hole.
  • a conductive material is produced in a process including a specific process using a dispersion containing a metal fine particle protected with a compound having a specific atom and a specific amount or more.
  • a conductive material with high performance, a printed wiring board substrate or a printed wiring board can be manufactured at low cost without the need for vacuum equipment and without using an organic adhesive.

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Abstract

 接着剤による接合を必要とせず、真空設備を用いずに、適切な厚さの導電層を有する導電性材料の製造方法を提供する。 本発明は、絶縁性基材(1)上に、窒素原子、硫黄原子、リン原子又は酸素原子を有する化合物で保護されてなる金、銀、銅及び白金からなる群から選ばれる1種以上の金属微粒子(2)を0.5質量%以上含有する分散液を塗布し、非導電性層(3)を形成する工程、該非導電性層(3)を有する基材(1)に無電解めっきを行い、導電層を形成する工程、を有する導電性材料の製造方法である。

Description

導電性材料及びその製造方法
 本発明は、プリント配線板用積層基材として好適に用いることができる導電性材料の製造方法に関する。また、本発明は、当該製造方法を用いて製造された導電性材料に関する。
 プリント配線板用積層基材は、低誘電率の材料と導電性の薄層が積層された構造の材料である。従来、例えば、フレキシブル銅付積層板(FCCL)は、耐熱性高分子フィルムと銅箔とをエポキシ樹脂系の接着剤を用いて接合する方法や、銅箔面上に樹脂の溶液をコートして乾燥させるなどの方法を用いて製造されてきた。
 近年では、電子機器の小型化、高速化により、プリント配線基板の高密度化、高性能化が要求されており、この要求に応えるためには、表面が平滑で充分に薄い導電層(銅箔層)を有するプリント配線基板が求められている。
 しかしながら、エポキシ樹脂系接着剤を用いる方法では、耐熱性が低く、絶縁信頼性にも劣るという欠点があった。また、前記の銅箔を用いる製造方法では、ロール状に巻かれた銅箔を引き出しながら製造が行われることから、取り扱い上の困難さを伴うため、銅箔を充分薄くすることができず、また、高分子フィルムとの密着性を高めるために、銅箔の表面を粗化することが必要であり、プリント配線板の高密度化、高性能化、即ち、高周波数(GHz帯域)、高伝送速度(数十Gbps)領域での伝送損失を抑えるという要求に充分応えることができていない。
 そこで、プリント配線板の高性能化の要求に対して、例えば、接着剤による接合を用いずに高分子フィルム上に銅薄層を積層した銅薄膜基板が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この銅薄膜基板の製造方法は、スパッタリング法を用いて、耐熱性絶縁基材表面に第一層の銅薄膜層を設け、この第一層の上に、電気めっきによる銅厚膜層を形成させるものである。
 前記特許文献1に記載の銅薄膜基板は、銅箔層を薄くできることから、プリント配線板の高密度化、高性能化の要求に応えるものであるが、真空設備を必要とするスパッタリングという方法を用いることから、工程が煩雑で高コストであること、設備上、基材サイズが限定されるなどの問題があった。
 そこで、製造に真空設備を必要とせず、かつ、接着剤による接合を用いず、導電層(銅箔層)を充分薄くすることが可能なプリント配線板用積層基材の製造法として、絶縁性の基材上に金属微粒子を塗布製膜し、加熱焼成することによって金属の導電層を形成させ、これの上に、めっきを行うことによって必要な厚さの導電銅箔層を得る方法が開示されている(例えば、特許文献2~3参照)。
 前記特許文献2では、(1)加熱処理によって互いに融着する、一次粒径が200nm以下の金属薄膜前駆体微粒子を含有する分散体を絶縁基板上に塗布し、加熱処理することによって金属薄膜を形成し導電層を形成する工程と、(2)前記金属薄膜上に電解めっきを行って金属膜を形成する工程を含む積層基板の製造方法が開示されている。
 また、前記特許文献3には、絶縁性基材上に第1導電層と、その上に形成された第2導電層を有し、前記第1導電層が1-500nmの金属粒子を含む導電性インクの塗布層として構成され、前記第2導電層がめっき層として構成されていることを特徴とするプリント配線板用基板と、その製造方法が開示されている。
 これらの方法では、絶縁性基材上に導電性金属層を形成し、電気めっきを行うことにより、真空設備を用いることなく、適切な膜厚の導電膜層を得ることができる点で優れているが、電解めっきを実施するためには、充分な導電性を有する導電性金属膜を形成しておく必要がある。例えば、前記特許文献2では、この目的で用いられる金属薄膜に必要な体積抵抗値として、1×10―4Ωcm以下、より好ましくは、1×10-5Ωcm以下であることが推奨されている。この様な低い抵抗率を示す導電層を形成するためには、絶縁性基材上に塗布された、導電性インクや金属膜前駆体微粒子の分散体中に含まれる分散剤、及びその他の有機物を、加熱することにより揮発、分解させて塗布層から除去し、粒子同士が充分融着した状態としなければならない。
 しかしながら、これら微小な金属粒子および金属薄膜前駆体粒子の分散液を塗布した塗膜を加熱焼成して導電性膜を形成した場合、粒子間の空隙を完全に埋めることは難しく、内部に多くの空隙を残した金属薄膜となる。また、融着と粒子成長によって膜中の粒子形状が変化し、一部では粒子間が連結しているものの、膜全体としては、被覆密度が低下する現象がしばしば認められる。この結果として充分な導電性が発現せず、めっきが行えない場合や、行えても非常に長時間を要する、また、部分的な非導通部の発生による電気めっき不良、めっきの不均一性が起こるなどの問題があった。また、このように、部分的に被覆密度が低く、空隙が多い金属薄膜では、その空隙部が破壊起点になって、絶縁体基材から導電層が剥離する等の問題があった。
 この問題への対策として、前記特許文献3では、絶縁体基材上に形成する第一導電層内の空隙を、無電解金属めっきにより充填することで、導通不良の解消や剥離の原因となる破壊起点の低減を行うことを提案しているが、加熱焼成によって融着させた導電性膜中の空隙は、しばしば、膜内部に孤立空間として存在しており、薬液が浸透しないため、無電解めっき後も空隙のまま存在することがあり、充分な解決法とは言えない。
 また、無電解めっき用の触媒としては、通常、パラジウムが用いられているが、触媒金属として高価なパラジウムを用いると、無電解めっき処理工程のコストが大きくなることに加えて、加熱焼成によって形成した導電層の空隙を、パラジウム触媒を用いる無電解めっきにより充填すると、パラジウムが導電層内にランダムに取り込まれた状態となり、後のエッチング工程においてパラジウムの除去が充分に行えず、回路基板特性を低下させる原因となるなどの問題があった。
 そこで、パラジウムを用いない、安価な無電解めっき用触媒として、例えば、銀塩を触媒として用いる方法が提供されている(例えば、特許文献4参照)。この方法は、銀塩と界面活性剤とを含有する水溶液に、銀塩に対して2~4倍モルの還元剤を添加して銀ヒドロゾルを形成し、これを被めっき物と接触させて、銀コロイドを付与して、無電解めっきを行う方法である。しかしながら、この方法では、多量の還元剤が必要であり、生産コストが高く、しかも形成される銀ヒドロゾルの安定性が低く、凝集沈殿が発生しやすいという欠点があった。またこの文献に開示されている方法では、被めっき物として紙や不織布などの繊維組成物、ガラス、セラミックス、及びプラスティックスが例示されてはいるが、実質的には被めっき物として紙や布などの「多孔性材料」のみが用いられ、触媒が被めっき物の多孔構造内に「引っ掛かる」ことを利用して触媒付与を行っており、平滑な表面を有する基材上や、基材全面に均一な触媒付与を行う場合は、前記特許文献4で開示された方法を適用するのは困難である。
 また、銀塩0.01~100mmol/L、陰イオン界面活性剤0.01~0.5wt.%、及び銀塩に対して0.1~0.8倍モルの還元剤を含む無電解めっき用触媒液が記載されており(例えば、特許文献5参照)、この触媒液は、銀塩に対して0.1~0.8倍モルと、前記特許文献4と比較して少ない還元剤量の触媒液で、安定性が良好であるとされている。
 これら特許文献4、5に記載の方法では、銀コロイドの希薄分散液中に被めっき物を浸漬し、主として銀コロイドと被めっき物表面の静電的な相互作用によって、銀コロイドを被めっき物表面に付着させ、無電解めっきの触媒として利用するものであり、銀コロイドの付着量は浸漬時間によって制御されることになるが、被めっき物上に付着する触媒濃度が充分でなく、さらに、プリント配線板用積層基材などの大きな面積の基材への適用には、大きな浸漬槽で長時間をかけて行う必要があるため、実用上困難であった。また、このような液中で自然吸着させる方法では、銀コロイドの被めっき物への吸着性が低いために、銀コロイド触媒付与後の水洗工程や無電解めっき中に、被めっき物から触媒物質(銀コロイド)が脱落しやすく、めっき析出が不均一になる、めっき液を汚染することによるめっき浴の分解促進が起こる等の問題があった。これらの文献では、被めっき物上に銀コロイドを塗布して触媒付与する可能性にも言及されているが、開示されている様な低濃度の銀コロイドでは、塗布によって被めっき物上に充分な量の銀コロイドを付与することができず、被めっき物上に均一なめっきを施すことができない、また、開示された銀コロイドを濃縮すると、凝集が起こり、塗布製膜を行うことができないという問題があった。
特開9-136378号公報 特開2006-305914号公報 特開2010-272837号公報 特開昭64-068478号公報 特開平10-030188号公報
 本発明は、上記、従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、接着剤による接合を必要とせず、真空設備を用いずに、適切な厚さの導電層を有する導電性材料の製造方法を提供することである。より詳しくは、基材上に塗布した金属微粒子を含有する層を、不均一な導電性膜への変換を行う必要がなく、また、パラジウム触媒による特性低下の心配がない、より簡便、かつ信頼性の高い方法で、絶縁体基材上に充分な密着強度により導電性層が積層されてなる、導電性材料の製造方法を提供することを目的とするものである。更に、本発明は、当該製造方法を用いて製造された、プリント配線板用積層基材として好適に用いることができる導電性材料を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、塗布法によって得られる、特定の化合物で保護されてなる金、銀、銅、白金を含有する金属微粒子を含有する非導電性の層が、各種の絶縁体基材上で、優れた無電解めっきの触媒活性を示すこと、また、強い密着性を誘起するめっき膜の足場として機能することを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は、(1)絶縁性基材(A)上に、窒素原子、硫黄原子、リン原子又は酸素原子を有する化合物(b1)で保護されてなる金、銀、銅及び白金からなる群から選ばれる1種以上の金属微粒子(b2)を特定含有量含む分散液(B)を塗布し、非導電性層(C)を形成する工程、(2)(1)で得られた非導電性層(C)を有する基材に無電解めっきを行い、導電層(D)を形成する工程、を有することを特徴とする導電性材料の製造方法、および該製造方法で得られる導電性材料を提供するものである。
 本発明によれば、高密度実装分野で利用しうる、高性能の導電性材料、プリント配線基板用基板、プリント配線板を、真空設備を必要とせず、また有機接着剤を使用することなく、低コストで製造することができる。
絶縁性基材(A)上に、非導電性層(C)を形成した基材の一形態断面を表す模式図である。 絶縁性基材(A)上に、非導電性層(C)を形成した基材の一形態断面を表す模式図である。 図1の基材上に無電解めっきで導電層(D)を形成した導電性材料の一形態断面を表す模式図である。 図2の基材上に無電解めっきで導電層(D)を形成した導電性材料の一形態断面を表す模式図である。 図3の導電層(D)上に電気めっきで金属導電層(E)を形成した導電性材料の一形態断面を表す模式図である。 図4の導電層(D)上に電気めっきで金属導電層(E)を形成した導電性材料の一形態断面を表す模式図である。 実施例2において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である。 表面被覆率算出のために白黒2値化を行った、実施例2において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である(図7の電子顕微鏡写真を白黒2値化)。 実施例3において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である。 表面被覆率算出のために白黒2値化を行った、実施例3において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である(図9の電子顕微鏡写真を白黒2値化)。 実施例4において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である。。 表面被覆率算出のために白黒2値化を行った、実施例4において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である(図11の電子顕微鏡写真を白黒2値化)。 実施例5において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である。 表面被覆率算出のために白黒2値化を行った、実施例5において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を100℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である(図13の電子顕微鏡写真を白黒2値化)。 比較例1において、銀粒子を吸着させたポリイミドフィルムを180℃で30分間焼成した後のフィルム表面の電子顕微鏡写真である。 表面被覆率算出のために白黒2値化を行った、比較例1において、銀粒子を吸着させたポリイミドフィルムを180℃で30分間焼成した後のフィルム表面の電子顕微鏡写真である。 比較例6において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を180℃で30分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である。 比較例6において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を180℃で30分焼成した後の膜断面の電子顕微鏡写真である。 実施例85において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を210℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である。 表面被覆率算出のために白黒2値化を行った、実施例85において、ポリイミドフィルム上に形成した銀粒子膜を210℃で5分焼成した後の膜表面の電子顕微鏡写真である(図19の電子顕微鏡写真を白黒2値化)。
 以下に本発明を詳細に説明する。
<絶縁性基材(A)>
 本発明において用いる絶縁性基材(A)としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマーなどのポリエステル樹脂、ポリエステルアミド樹脂、シクロオレフィンポリマー、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ、ABS樹脂、ガラス、セラミックスなどの素材を好適に用いることができ、フレキシブル材、リジッド材、リジッドフレキシブル材のいずれの形態にも対応可能である。これら絶縁性基材(A)は、薄いものはフィルムとして、また、厚いものはシートや板として用いることができる。
 フレキシブル基板用途には、前記ポリイミド、ポリエステル樹脂のフィルムを用いることができ、ポリイミド樹脂としては、例えば、カプトン(東レ・デュポン)、ユーピレックス(宇部興産)、アピカル(カネカ)、ポミラン(荒川化学)などのフィルムを好適に用いることができる。また、ポリエステル樹脂として、液晶ポリマーのベクスターシリーズ(クラレ)を好適に用いることができる。また、これらのフィルムは、一定の大きさにカットされた状態で用いても良いし、連続したフィルム状態で用いても良い。
 これら、本発明において用いる絶縁性基材(A)は、その表裏面を接続する貫通孔を有していても良い。貫通孔は、ドリル、レーザーなど公知慣用の方法によって形成することができる。
 本発明で用いる絶縁性基材(A)は、絶縁性基材(A)と非導電性層(C)、さらに後の工程で得られるめっき膜との密着性を向上させる目的で、後述する金属微粒子の分散液(B)を塗工する前に、表面処理を行っても良い。絶縁性基材(A)の表面処理方法としては、種々の方法を適宜選択すれば良いが、例えば、UV処理、オゾン処理、コロナ処理、プラズマ処理などの物理的方法を好適に用いることができる。また、絶縁性基材(A)がポリイミド樹脂である場合には、ポリイミド樹脂の基材表面をアルカリ水溶液で処理する化学的方法を用いても良い。絶縁性基材(A)がポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の表面をUV処理、コロナ処理、もしくはプラズマ処理しておくことが好ましい。これらの表面処理方法は、単独で行っても良いし、複数の方法を続けて行っても良い。
<金属微粒子の分散液(B)>
 本発明における非導電性層(C)を形成するために塗布される分散液(B)に含有される金属微粒子(b2)は、前記絶縁性基材(A)上で、無電解めっき用の触媒として機能するものであり、金、銀、銅、白金の粒子、および、これらの金属の合金、コア-シェル型粒子、例えば、金-銀コアシェル、金-銅コアシェル、銀-銅コアシェル粒子や、これらの金属粒子の異方性複合粒子などである。本発明においては、前記金属微粒子(b2)は一種のみを用いても良いし、複数種を混合したものを用いても良い。工業的入手のし易さ、コストの観点から、金属種としては銀、および銅の粒子を用いることが好ましい。また、金属微粒子(b2)の表面に酸化被膜や硫化被膜が存在しても、無電解めっき触媒として機能する程度であれば差し支えない。
 前記金属微粒子(b2)の形状としては、絶縁性基材(A)上に塗布可能で、安定な分散液(B)が得られる限り、特に制限は無く、球状、レンズ状、多面体状、平板状、ロッド状、ワイヤー状など、種々の形状の金属微粒子を単独で、もしくは複数種が混合したものを、目的に応じて適宜選択して用いることができる。
 前記、金属微粒子(b2)の大きさは、電子顕微鏡による粒子形状の観察を行い、観察形状が円や多面体状である場合には、その直径が1~200nmであることが好ましく、分散液(B)中での金属微粒子の分散性、安定性の観点から、2~100nmのものを用いるのが、より好ましい。さらに、無電解めっきで、より緻密で均一な導電層(D)を『効率よく形成できる観点から5~50nmの金属微粒子であることが特に好ましい。
 金属微粒子(b2)の電子顕微鏡における観察像がレンズ状、ロッド状、ワイヤー状など、短軸、長軸に対して対称な形状を有する場合には、その短径が1~200nm、より好ましくは、2~100nm、さらに好ましくは5~50nmであることが好ましい。分散液(B)中に分散される金属微粒子(b2)の粒径分布は、単分散で揃っていても良く、また、前記の好ましい粒径範囲の粒径を有する粒子の混合物であっても良い。
 本発明に用いる分散液(B)は、前記金属微粒子(b2)が各種の分散媒中に分散されてなるものであり、前記金属微粒子(b2)が、分散媒中で凝集、融合、沈殿することなく、長期間の分散安定性を保つことが必要であるため、金属微粒子(b2)の表面は、有機化合物の保護剤によって保護されている。また、前記金属微粒子(b2)は、その分散液(B)を、前記絶縁性基材(A)上に塗布することにより、非導電性層(C)を形成し、これが無電解めっき用触媒として機能するが、めっき処理は、液中で行われるため、めっき処理液中で該非導電性層(C)が基材から剥離しないことが必要であり、前記、金属微粒子(b2)の保護剤が、前記絶縁性基材(A)と非導電性層(C)の密着性を高める機能を有していることが好ましい。
 このような観点から、本発明では、金属微粒子(b2)を保護する化合物(b1)として、窒素原子、硫黄原子、リン原子又は酸素原子を有する化合物(b1)を用いることを必須とし、分散させる金属微粒子、用いる分散溶媒の種類、及び金属微粒子を塗布する基材(A)など、金属微粒子(b2)の分散液(B)の使用目的に応じて適宜選択することができる。これらの特定の原子は、単独で化合物(b1)に含まれていてもよいが、前述の機能を効率よく発現できる観点からは、異なる原子を1分子中に2種以上有していることが好ましい。
 保護剤として用いる化合物(b1)に、このような異種原子を含ませるためには、例えば、アミノ基(-NH)、カルボキシ基(-COOH)、ヒドロキシ基(-OH)、チオール基(-SH)、リン酸基(HPO-)、4級アンモニウム基(-NRR’R”4 )、4級ホスホニウム基、シアノ基(-CN)、エーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)、ジスルフィド基(-S-S-)などの官能基として含ませることができる。これらの官能基は、一分子中に単独で、あるいは複数種を有していてもよく、また、保護剤としては単独の化合物(b1)を用いても、このような官能基を有する化合物(b1)を複数種を同時に用いてもよい。
 前記化合物(b1)として具体的には、低分子量の化合物として例えば、2-ジメチルアミノエタノール、2-ジエチルアミノエタノール、2-ジメチルアミノイソプロパノール、3-ジエチルアミノ-1-プロパノール、2-ジメチルアミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-メチルアミノエタノール、4-ジメチルアミノ-1-ブタノール、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアリン酸、シュウ酸、酒石酸、フタル酸、メタクリル酸、クエン酸、アクリル酸、安息香酸、コール酸、エチレンジアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、トリメチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルジメチルアミン、ブチルエタノールアミンアミン、チオコリンブロミド、アリルチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、L-システイン、スルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどを挙げることができる。
 また、高分子量の化合物としては例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、ポリエチレンイミン、ポリプロピレンイミン、ポリピロール、ポリ(メタ)アクリレート、ポリスチレンなどの高分子単位を、分子中に一種、もしくは複数種有する高分子を好適に利用でき、これらの高分子単位を複数種有する場合には、それぞれの高分子単位が、直接、もしくは、アミド結合、エステル結合、エーテル基(-O-)やチオエーテル基(-S-)を介して結合されているものを用いることができる。さらに、これら高分子の末端の一部が、アミノ基(-NH)、カルボキシ基(-COOH)、カルボン酸エステル(-COOR:Rはメチル、エチル、プロピルから選ばれる)、ヒドロキシ基(-OH)、チオール基(-SH)などで置換されていても良く、高分子の末端に、-OP(O)(OH)で表されるリン酸エステル基や、-SR(Rは、炭素数1~18のアルキル基、ベンゼン環上に置換基を有していても良いフェニル基、又は、ヒドロキシ基、炭素数1~18のアルコキシ基、炭素数1~18のアラルキルオキシ基、ベンゼン環上に置換基を有していても良いフェニルオキシ基、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、炭素数1~18の1価若しくは多価のアルキルカルボニルオキシ基及び炭素数1~18の1価若しくは多価のアルコキシカルボニル基からなる群から選ばれる1つ以上の官能基を有する炭素数1~8のアルキル基である。)で表される官能基を有するものを好適に用いることができる。これらの高分子は、単独、もしくは複数種を混合して同時に用いることができる。
 これらの中でも、分散液(B)の分散安定性、絶縁性基材(A)上での非導電性層(C)の製膜性、密着性の観点から、前記化合物(b1)の数平均分子量としては1,000~50,000の範囲のものを用いることが好ましく、また、その構造としては、ポリエチレンイミンブロックとポリエチレングリコールブロックを有する化合物(P1)、(メタ)アクリル系の重合体(P2)、さらにチオエーテル基(スルフィド結合)を含む特定構造の有機化合物(P3)を特に好適に用いることができる。
 前記ポリエチレンイミンブロックとポリエチレングリコールブロックを有する化合物(P1)は、例えば、市販されているポリエチレングリコールの末端水酸基を活性基に誘導し、これと市販のポリエチレンイミンとを化学結合させることにより得ることができ、数平均分子量が500~50,000のポリエチレンイミン中のアミノ基に数平均分子量が500~5,000のポリエチレングリコールが結合してなる化合物を、特に好適に用いることができる。本発明で用いる化合物(P1)は、ポリエチレンイミンブロックとポリエチレングリコールブロックの特定構造を有するものであれば良く、さらにその他の構造が導入されたものであっても良い。
 また、本発明に好適に用いることができる、前記(メタ)アクリル系重合体(P2)としては、ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート系マクロモノマーと、-OP(O)(OH)で表されるリン酸エステル残基を有する(メタ)アクリレート系モノマーとを、-SR(Rは前記と同じ)で表される官能基を有する連鎖移動剤の存在下で重合させて得られる(メタ)アクリル系重合体を挙げることができる(例えば、特許第4697356号参照)。
 さらに本発明で好適に用いることができる、前記チオエーテル基(スルフィド結合)を含む特定構造の有機化合物(P3)としては、下記一般式(1)
 X-(OCHCHR-O-CH-CH(OH)-CH-S-Z  (1)
〔式(1)中、XはC~Cのアルキル基であり、Rは水素原子又はメチル基であり、nは2~100の繰り返し数を示す整数であって、Rは繰り返し単位ごとに独立し、同一であっても異なっていても良く、ZはC~C12のアルキル基、アリル基、アリール基、アリールアルキル基、-R-OH、-R-NHR、又は-R-COR(但し、RはC~Cのアルキレン鎖であり、Rは水素原子、C~Cのアシル基、C~Cのアルコキシカルボニル基、又は芳香環上にC~Cのアルキル基又はC~Cのアルコキシ基を置換基を有していても良いベンジルオキシカルボニル基であり、Rはヒドロキシ基、C~Cのアルキル基又はC~Cのアルコキシ基である。)で表される基である。〕
で表されるチオエーテル含有有機化合物(P3)を好適に用いることができる(例えば、特許第4784847号参照)。
 本発明で用いられる前記化合物(b1)は、金属微粒子(b2)の製造時に添加されていても良いし、金属微粒子(b2)を製造した後に添加しても良い。また、分散液(B)において、金属微粒子(b2)を分散させる溶媒としては、金属微粒子(b2)を安定に分散させることが可能で、金属微粒子(b2)を分散させた状態で、前記絶縁性基材(A)への濡れ性が良く、前記絶縁性基材(A)上に液膜を形成可能な溶媒であれば、特に制限はなく、種々の溶媒を用いることができ、水、水と水溶性の有機溶媒との混合溶媒、水を含まない有機溶媒のいずれであっても良い。
 前記、水と混合可能な水溶性の溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、2-ブタノン等のケトン類、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールやその他のエステル類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート、ブチルジエチレングリコールアセタートなどの等のグリコールエーテル類をあげることができ、これらの溶媒を単独、もしくは複数を混合して用いることができる。
 また、分散液(B)において、金属微粒子(b2)を分散させる前記有機溶媒としては、前記の水と混合可能な水溶性の溶媒、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、2-ブタノン等のケトン類、エチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールやその他のエステル類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセタート、ブチルジエチレングリコールアセタートなどの等のグリコールエーテル類をあげることができ、これらの溶媒を単独、もしくは複数を混合したものを、水を混合せずに用いれば良い。この場合、吸湿などによって水を若干含有することがあるが、水との混合を企図したものでないので、本発明においては水を含まない有機溶媒として取り扱う。
 また、分散液(B)において、金属微粒子(b2)を分散させる前記有機溶媒としては、水と混合しない有機溶媒、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、トリメチルペンタン等の長鎖アルカンや、シクロヘキサン、シクロブタン、シクロオクタン等の環状アルカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、テルピネオールなどのアルコールを挙げることができ、これらの溶媒を単独、もしくは複数を混合したものを用いても良い。
 本発明で用いる分散液(B)の製造法としては、特に制限はなく、種々の方法を用いて製造することが可能であり、例えば、低真空ガス中蒸発法などの気相法を用いて製造した金属微粒子を、溶媒中に分散させても良いし、液相で金属化合物を還元して直接金属微粒子の分散液を調製しても良い。気相、液相法とも、適宜、必要に応じて、溶媒交換や溶媒添加により、製造時の分散液と塗布時の分散液の溶剤組成を変更することが可能である。気相、液相法のうち、分散液の安定性や製造工程の簡便さから、液相法を特に好適に用いることができる。
 前記液相法での分散液(B)の製造法としては、液相中、前記化合物(b1)の存在下で金属化合物を還元する方法を好適に用いることができ、特開2008-037884号公報、特開2008-037949号公報、特開2008-03818号公報、特開2010-007124号公報に記載の方法を用いて製造することができる。例えば、前述のポリエチレンイミンブロックとポリエチレングリコールブロックを有する化合物(P1)を水性媒体に溶解又は分散させた後、ここに金属化合物を添加し、必要に応じて錯化剤を併用して均一な分散体とした後、或いは錯化剤と同時に、還元剤を混合することによって、還元された金属がナノ粒子(ナノメートルオーダーの大きさを有する微粒子)となると同時に前記化合物(P1)で保護された金属微粒子の水性分散体を得ることができる。
 また、本発明で用いる液相法での分散液(B)の製造法としては、例えば、特許4697356号公報に記載の方法、前記(メタ)アクリル系重合体(P2)保護剤の存在下で金属化合物を還元する方法を好適に用いることができる。
 また、本発明で用いる液相法での分散液(B)の製造法としては、前記チオエーテル基(スルフィド結合)を含む特定構造の有機化合物(P3)保護剤の存在下で金属化合物を還元する方法を好適に用いることができ、前記のチオエーテル含有有機化合物(P3)の存在下で、金属化合物を溶媒と混合する工程と、金属化合物を還元する工程を経て、金属微粒子の水分散体(B)を得ることができる。
 さらに、本発明で用いる金属微粒子(b2)の一形態は、銀コア-銅シェルのコア-シェル型粒子であるが、この金属微粒子の分散液(B)の製造法としては、銀のナノ粒子と、前記のチオエーテル含有有機化合物(P3)と、酸化銅(I)及び/又は酸化銅(II)と溶媒を混合する工程と、還元剤を用いて酸化銅を還元することで銀ナノ粒子の周りに銅のシェルを生成させる工程を経て、銀コア-銅シェルのコアシェル粒子の分散液(B)を得ることができる。本方法において用いる銀ナノ粒子は、市販の銀ナノ粒子を用いても良いし、前記の金属微粒子の分散液の製造方法を用いて得た銀ナノ粒子を用いても良い。
 本発明においては、これらの方法で得られた金属微粒子の水性分散体をそのまま、或いは、余剰の錯化剤、還元剤、又は原料として用いた銀化合物に含まれた対イオン等を限外ろ過法や沈殿法、遠心分離、減圧蒸留、減圧乾燥等の各種精製法を単独或いは2種以上を組み合わせて行う精製工程を経たものや、これを更に濃度(不揮発分)や分散媒を変更したものなどを用いても良い。
 これら液相法での金属微粒子の分散液(B)の製造法に用いることができる金属化合物としては、前記の本発明で用いられる金属微粒子(b2)を形成する元素、即ち、金、銀、銅、白金の塩や酸化物を用いることが出来るが、溶解性の点から、酢酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、アセチルアセトナート等が好例として挙げられる。中でも硝酸塩または酢酸塩が好ましい。ただし、不溶性の化合物であっても錯化剤としてアンモニア、アミン化合物、ヒドラジン類、ヒドロキシルアミン類のように金属イオンに配位して溶解性のある錯化合物を形成できる場合には、金属酸化物のような不溶性化合物も使用することができる。
 例えば金属元素が金、白金族の場合は、テトラクロロ金酸、テトラクロロ白金酸等を用いることが出来る。また金属種が銅の場合は、Cu(OAc)、Cu(NO、CuCl、Cu(HCOO)、Cu(CHCOO)、Cu(CHCHCOO)、CuCO、CuSO、CCuOのほか、カルボン酸塩を加熱して得られる塩基性塩、例えばCu(OAc)・CuOも同様に用いることができる。金属種が銀の場合は、硝酸銀、酸化銀、酢酸銀、塩化銀、硫化銀などを用いることができるが、水溶液として取り扱う場合には硝酸銀が、その溶解度の点で好ましい。
 本発明で用いる分散液(B)中の金属微粒子(b2)の含有濃度としては、絶縁性基材(A)上に、該分散液を塗布することによって、非導電性層(C)を形成することを必須とする観点より、当該分散液(B)中において、金属微粒子(b1)を0.5質量%以上で含有することが必要である。即ち、希薄すぎると、絶縁性基材(A)上での金属微粒子(b2)の分布が疎になりすぎて膜にならず、非導電性層(C)を形成することが難しいことがある。一方。濃厚すぎると、非導電性層(C)上に塗布された金属微粒子(b2)の積層数が多くなりすぎて、焼成により導電性層となり、強い密着性を示すめっき膜の足場としての機能が充分発揮できないことが起こる虞がある。このような観点から、本発明で用いる分散液(B)中の金属微粒子の含有濃度としては、0.5質量%以上であることが必須であり、20wt%以下であることが好ましく、より好ましくは0.7~15wt%、さらに、塗工製膜性の観点から1~10wt%であることが好ましい。
 本発明で用いる分散液(B)には、塗布製膜性改善を主な目的として、種々の表面張力調整剤、レベリング剤を必要に応じて添加して使用することができる。これら表面張力調整剤、レベリング剤の添加量は、分散液に対し、有効成分で好ましくは2.0質量%以下、特に好ましくは有効成分で0.5質量%以下含有することができる。
<分散液(B)の塗布>
 本発明において、前記絶縁性基材(A)上に、前記分散液(B)を塗布する方法としては、非導電性層(C)が良好に形成される限り、特に制限は無く、種々の印刷・塗工手法を、用いる絶縁性基材(A)の形状、サイズ、剛柔の度合いなどによって適宜選択すれば良く、具体的には、グラビア法、オフセット法、凸版法、凸版反転法、スクリーン法、マイクロコンタクト法、リバース法、エアドクターコーター法、ブレードコーター法、エアナイフコーター法、スクイズコーター法、含浸コーター法、トランスファーロールコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレイコーター法、インクジェット法、ダイ法、スピンコーター法、バーコーター法、ディップコート法等が挙げられる。
 フィルム、シート、板状の前記絶縁性基材(A)の両面に、前記分散液(B)を塗布する方法としては、非導電性層(C)が良好に形成される限り、特に制限は無く、種々の印刷・塗工手法を適宜選択すれば良く、両面を同時に形成しても良いし、片面を塗工した後、もう一面の塗工を行っても良い。
 金属微粒子(b2)の分散液(B)を絶縁性基材(A)に塗布した後、塗布膜の乾燥を経て非導電性層(C)が形成される。塗布膜の乾燥は、室温で行っても良いし、加熱乾燥を行っても良い。また、乾燥時に送風を行っても良いし、特別に送風を行わなくても良い。送風には、熱風を送風しても良いし、室温で送風するだけでも良い。また、乾燥は、大気中で行っても良いし、窒素、アルゴンなどの置換雰囲気、もしくは気流下で行っても良く、真空下で行っても良い。また、爆発下限濃度未満の水素雰囲気下で行っても良い。
 塗布膜の乾燥は、前記絶縁性基材(A)が、枚葉のフィルム、シート、板の場合には、塗工場所での自然乾燥の他、送風、定温乾燥器などの乾燥器内で行うことができる。また、前記絶縁性基材(A)がロールシートの場合には、前記印刷・塗布工程に続けて、設置された非加熱または加熱空間内でロールシートを連続的に移動させることにより、乾燥を行うことができる。
<非導電性層(C)>
 本発明において、絶縁性基材(A)上に、金属微粒子(b2)の分散液(B)を塗布してなる非導電性層(C)は、前記前記化合物(b1)で保護されてなる金属微粒子(b2)が前記絶縁性基材(A)上に、ほぼ均一に配置されてなるものであり、部分的な金属微粒子(b2)同士の接触が存在する場合もあるが、層としては導電性を示さないものを言う。本発明において、金属微粒子(b2)が均一に配置されてなる層が導電性を示さない、即ち非導電性であるとは、低抵抗率計を用いて、膜の抵抗値の測定ができないレベルであることを言い、例えば、三菱化学アナリテック社製、ロレスタシリーズの抵抗率計では、オーバーレンジ(四端子法で測定した該層の抵抗が9.999×10Ω以上)、もしくはオーバーロード(端子間に90Vの電圧をかけても定電流測定不能)の表示を確認すればよい。
 本発明で用いる、前記絶縁性基材(A)上に形成された非導電性層(C)は、適宜、必要に応じて、後工程の無電解めっき前に加熱処理を行っても良い。加熱処理によって、非導電性層(C)と絶縁性基材(A)の密着性を向上させることができる。また、プリント配線板の使用時には、例えば、はんだ付けなどの高温プロセスを経る可能性があり、基材中、保護剤である化合物(b1)、必要により添加された表面調整剤や、レベリング剤、分散溶媒などが、該高温プロセスにおいて、急激な揮発、もしくは分解気化すると、問題となるので、製造時に予め加熱処理を行うことによって、このような成分を除去しておくことが推奨される。
 加熱処理は、前記絶縁性基材(A)上に非導電性層(C)が形成された基材を、種々の加熱方法によって処理すれば良く、電気炉、マッフル炉、真空炉、雰囲気炉、光照射加熱装置、赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置、電子線加熱装置などの一種、もしくは複数の加熱装置を併用して行うことができる。また、加熱処理は、必要に応じて、大気中、真空中、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気、及び爆発下限濃度未満の水素雰囲気下で行うことができる。また、前記絶縁性基材(A)上に非導電性層(C)が形成された基材が枚葉のフィルム、シート、板の場合には前記加熱処理装置の器内で行っても良いし、ロールシート状の場合には、電気加熱、光加熱、赤外線加熱、マイクロ波加熱される空間内にシートを連続的に移動させることにより行うことができる。
 また、本発明において、非導電性層(C)の加熱処理は、絶縁性基材(A)上に分散液(B)を塗布した後の乾燥と同時に行っても良いし、乾燥と加熱処理を別途行っても良い。
 本発明において、非導電性層(C)の加熱処理温度や熱処理時間は、使用目的や使用する絶縁性基材(A)の素材の耐熱温度に応じて適宜選択すれば良く、特に制限はないが、例えば、絶縁性基材(A)がポリイミド樹脂であれば400℃以下、好ましくは300℃以下、ポリエチレンテレフタレートでは150℃以下、ポリエチレンナフタレートでは200℃以下、液晶ポリマーでは380℃以下、紙フェノール、紙エポキシでは130℃以下、ガラスエポキシでは150℃以下、ABS樹脂では100℃以下で熱処理を行うのが好ましい。
 本発明において行われる、絶縁性基材(A)上に形成された非導電性層(C)の加熱処理は、前記の様に、金属微粒子(b2)と絶縁性基材(A)の密着性向上や高温プロセスで揮発・分解気化する成分を除去することを目的とするのであって、前記金属微粒子(b1)が相互に密着、融着して導電性を発現することを企図するものではなく、加熱処理後も非導電性を保持していることを特徴とする。
 本発明で用いる、前記絶縁性基材(A)上に形成された非導電性層(C)は、前記金属微粒子(b2)が前記絶縁性基材(A)上に配置されたものであり、厚み方向への金属微粒子(b2)の積層数が多すぎると、前記の加熱処理によって金属微粒子(b2)が互いに融着した接合部が多く形成され、膜全体で不均一な融着構造を形成し、導電性を示す膜となりやすい。この様な不均一な融着構造を有する導電性膜は、膜中に空隙を多数含むため、機械的強度に劣り、この機械的強度に劣る膜が、絶縁性基材(A)と後のめっき工程で形成される金属膜との間に存在することによって、めっき膜が容易に絶縁性基材(A)から剥離してしまう。また、このような不均一な融着構造を有する膜を用いて無電解めっきを行った場合、膜上部の空隙は充填できても、融着構造内部、及び下部の空隙をめっき金属によって充分に埋めることは困難で、膜の機械的強度を改善することは難しい。このような観点から、前記絶縁性基材(A)上に配置される、前記金属微粒子(b2)の積層数は5層以下であることが望ましく、3層以下であることがより好ましい。金属微粒子(b2)の絶縁性基材(A)上への積層数は、共焦点顕微鏡、干渉型顕微鏡、表面形状測定装置などによる非導電性層(C)の膜厚測定や、電子顕微鏡による非導電性層(C)の表面、断面観察を行うことで確認が可能である。
 また、本発明で用いる、前記絶縁性基材(A)上に形成された非導電性層(C)は、前記絶縁性基材(A)が、前記金属微粒子(b2)により被覆されてなるものであり、後のめっき工程でめっき触媒、およびめっきのシード、足場層として機能するものである。絶縁性基材(A)表面での前記金属微粒子(b2)による表面被覆率が低すぎると、析出した金属結晶間の距離が離れすぎて、結晶相互の接着が起こらないため、めっき被膜を形成することが困難である。一方、金属微粒子(b2)による絶縁性基材(A)表面の被覆率が高くなり、基材表面での金属微粒子(b2)の積層数が多くなると、前記加熱処理によって金属微粒子(b2)間の接合が起こり、空隙の多い不均一な融着構造が形成されて導電性膜となる。このような不均一融着構造の導電性膜が形成されると、前記の様に膜内部に独立した空隙が多数形成されるために、機械的強度に劣り、後の工程で形成されるめっき金属膜が、実用的な剥離強度を保持できなくなる。金属微粒子(b2)による表面被覆率が適切であれば、析出しためっき金属結晶間の接続が良好で被膜を形成しやすく、また金属微粒子(b2)間の空隙にめっき金属が充分浸透することによってアンカー効果が生じ、剥離強度が向上する。このような観点から、前記絶縁性基材(A)表面の前記金属微粒子(b2)による表面被覆率は、後工程のめっき性、めっき皮膜の絶縁性基材からの剥離強度保持の観点から、20面積%以上90面積%以下であることがより好ましい。
 本発明において、前記絶縁性基材(A)上の前記金属微粒子(b2)による表面被覆率は、高分解能の走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、非導電性層(C)の表面観察を行い、観察画像上の金属微粒子(b2)画像の占有割合を算出することで評価できる。本発明で用いる金属微粒子(b2)のサイズから、表面被覆率の評価には、5万倍程度の観察倍率を用いることが推奨される。
 本発明において、前記絶縁性基材(A)上に形成された非導電性層(C)は、第二工程である無電解めっき処理の前に、回路パターンのパターニングを行っても良い。パターニングの方法としては、レーザー照射により、アブレーション現象を誘起して不要部を除去する方法が挙げられる。この目的に用いられるレーザーとしては、UVレーザー、可視光レーザー、近赤外、赤外光レーザーのいずれの波長のレーザーを用いても良い。
<無電解めっき工程>
 本発明の第二工程である、前記絶縁性基材(A)上に非導電性層(C)を設けた基材上に導電層(D)を形成する工程は、前記絶縁性基材(A)上に形成された非導電性層(C)を無電解めっきの触媒層及びシード層として用い、無電解めっきを行うことで実施される。
 無電解めっき工程は、クリーナー工程、水洗工程、触媒活性化工程、水洗工程、を経て無電解めっきを行うことが好ましい。めっき金属の種類に特に制限はないが、導電性と工業上の利用性から、無電解銅めっきを行うことが好ましい。この無電解銅めっきには、市販の無電解めっき用試薬を好適に用いることができ、具体的には、奥野製薬工業株式会社製のOICカッパーを特に好適に用いることができる。
 本発明の第二工程において無電解めっきにより形成される導電層(D)は、特に制限はないが、表面抵抗率が1000Ω/□以下であることが好ましく、さらに、第三工程によって電気めっきを実施する場合には、表面抵抗率として、10Ω/□以下であることが好ましい。第三工程の電気めっきによる金属導電層(E)形成の効率を考慮すると、1Ω/□以下であることがより好ましい。また、無電解めっきにより形成される導電層(D)の厚さは、製造の作業効率の観点から、1500nm以下であることが好ましい。
<電気めっき工程>
 本発明においては、前述の無電解めっき工程により、表面に導電層(D)を有する導電性材料を得ることができるが、より導電性を高めたり、導電性層の膜厚を増大させたりすることを目的として、更に第三工程として電気めっきを行ってもよい。この時電界めっきにより形成される金属種には特に制限は無いが、導電性や安定性の観点から、銅、ニッケル、金などが好ましく、特に、抵抗値の低さと工業的利用性の観点から銅が好ましい。
 電気めっき工程としては、特に制限はなく、種々の電気めっき方法を用いれば良いが、例えば、工程(2)で得られた導電層(D)表面の脱脂、及び/又は、酸化層除去を行った後、めっき液中に浸漬して通電することによってめっき層を形成することができる。
 電気めっきによって得られる金属導電層(E)の厚みには、特に制限はなく、使用目的に応じて適宜選択すれば良いが、第二工程の無電解めっきにより形成される導電層(D)と合わせて、200nm以上30μm以下であることが好ましく、導電性および使用時の回路パターニング性の観点から400nm以上、20μm以下であることがより好ましい。
 前記の2工程を経て製造される導電性材料は、前記絶縁性基材(A)上に金属微粒子(b2)よりなる非導電性層(C)を有し、この上に導電層(D)が積層されてなるものであり、また、3工程より得られる導電性材料は、前記絶縁性基材(A)上に金属微粒子(b2)よりなる非導電性層(C)を有し、この上に導電層(D)と金属導電層(E)とが積層されてなるものである。本発明の導電性材料において、金属微粒子(b2)の金属種とその上に形成される導電層(D)、もしくは、導電層(D)及び金属導電層(E)を形成する金属種の全てが同じ金属であっても良いし、それぞれ異なる金属種であっても良い。例えば、本発明の導電性材料の一つの形態は、絶縁性基材(A)の上の非導電性層(C)が銀微粒子からなり、その上に形成される導電層(D)が銅からなるものである。また、他の形態として、絶縁性基材(A)の上の非導電性層(C)が銅微粒子からなり、その上に形成される導電層(D)及び金属導電性(E)も銅からなるものを挙げることができる。さらに、他の形態としては、絶縁性基材(A)の上の非導電性層(C)が銀をコア、銅をシェルとするコア-シェル粒子からなり、その上に形成される導電層(D)及び金属導電層(E)が銅からなるものを挙げることができる。
 なお、本発明の導電性材料においては、絶縁性基材(A)上の金属微粒子(b2)よりなる非導電性層(C)は、導電層(D)が形成された後では、導電層(D)の形成によって金属微粒子(b2)間の空隙が充填されることにより、絶縁性基材(A)上の実質的に独立した非導電性層(C)として存在しなくても良い。
 本発明の導電性材料の構成について模式図を図1~図6で示した。このような導電性材料は、絶縁性基材(A)と導電層との密着性に優れる点により、特に細線加工が必要なプリント配線板用の積層基材として好適に用いることができる。
 以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断わりがない限り「%」は「質量%」を表わす。
 本発明にて用いた機器類は下記の通りである。
 H-NMR:日本電子株式会社製、AL300、300Hz
 TEM観察:日本電子株式会社製、JEM-2200FS
 SEM観察:日立製作所製、超高分解能電界放射型走査電子顕微鏡 S-800、もしくはキーエンス社製、VE-9800
 TGA測定:SIIナノテクノロジー株式会社製、TG/DTA6300
 プラズモン吸収スペクトル:株式会社日立製作所製、UV-3500
 動的光散乱粒径測定装置:大塚電子株式会社製、FPAR-1000
 表面抵抗値測定:三菱化学株式会社製、低抵抗率計ロレスタEP(4端子法)
 表面被覆率測定:基材表面の金属微粒子による表面被覆率は、日立製作所製、超高分解能電界放射型走査電子顕微鏡 S-800を用いて分散液を塗布、乾燥後の表面を倍率5万倍で観察し、観察画像を白黒画像に二値化した後、画像表面全体の面積に対する金属微粒子の占有面積を計算することで算出した。
 剥離強度試験:A&D株式会社製 テンシロン万能試験機 RTC-1210A:めっき皮膜を1cmの短冊状に、基材から剥離し、180℃方向の引っ張り強度を求めることで剥離強度を測定した。
 〔金属微粒子の分散液の製造〕
<ポリエチレンイミンブロックとポリエチレングリコールブロックを有する化合物(P1)の合成>
 合成例1〔ポリエチレングリコール(PEG)-分岐ポリエチレンイミン(PEI)構造を有する化合物(P1-1)の合成〕
1-1[トシル化ポリエチレングリコールの合成]
 クロロホルム150mlに片末端メトキシ化ポリエチレングリコール(以下、PEGM)〔数平均分子量(Mn)5000〕(アルドリッチ社製)150g〔30mmol〕とピリジン24g(300mmol)とを混合した溶液と、トシルクロライド29g(150mmol)とクロロホルム30mlとを均一に混合した溶液をそれぞれ調製した。
 PEGMとピリジンの混合溶液を20℃で攪拌しながら、ここにトシルクロライドのトルエン溶液を滴下した。滴下終了後、40℃で2時間反応させた。反応終了後、クロロホルム150mlを加えて希釈し、5%HCl水溶液250ml(340mmol)で洗浄後、飽和食塩水と水で洗浄した。得られたクロロホルム溶液を硫酸ナトリウムで乾燥した後、エバポレータで溶媒を留去し、さらに乾燥した。収率は100%であった。H-NMRスペクトルにより各ピークの帰属を行い(2.4ppm:トシル基中のメチル基、3.3ppm:PEGM末端のメチル基、3.6ppm:PEGのEG鎖、7.3~7.8ppm:トシル基中のベンゼン環)、トシル化ポリエチレングリコールであることを確認した。
1-2[PEG-分岐PEI構造を有する化合物の合成]
 上記1-1で得られたトシル化ポリエチレングリコール23.2g(4.5mmol)と、分岐状ポリエチレンイミン(日本触媒株式会社製、エポミン SP200)15.0g(1.5mmol)をジメチルアセトアミド(以下、DMA)180mlに溶解後、炭酸カリウム0.12gを加え、窒素雰囲気下、100℃で6時間反応させた。反応終了後、固形残渣を除去し、酢酸エチル150mlとヘキサン450mlの混合溶媒を加え、沈殿物を得た。該沈殿物をクロロホルム100mlに溶解し、再度酢酸エチル150mlとヘキサン450mlの混合溶媒を加えて再沈させた。これをろ過し、減圧下で乾燥した。H-NMRスペクトルにより各ピークの帰属を行い(2.3~2.7ppm:分岐PEIのエチレン、3.3ppm:PEG末端のメチル基、3.6ppm:PEGのEG鎖)、PEG-分岐PEI構造を有する化合物(P1-1)であることを確認した。収率は99%であった。
 合成例2〔PEG-分岐PEI-ビスフェノールA型エポキシ樹脂構造を有する化合物(P1-2)の合成〕
2-1[エポキシ樹脂の変性]
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂 EPICLON AM-040-P(DIC株式会社製)37.4g(20mmol)、4-フェニルフェノール2.72g(16mmol)をDMA100mlに溶解後、65%酢酸エチルトリフェニルホスホニウムエタノール溶液0.52mlを加え、窒素雰囲気下、120℃で6時間反応させた。放冷後、多量の水中に滴下し、得られた沈殿物をさらに多量の水で洗浄した。再沈精製物をろ過後減圧乾燥し、変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂を得た。得られた生成物の収率は100%であった。
 H-NMR測定を行いエポキシ基の積分比を考察した結果、ビスフェノールA型エポキシ樹脂1分子にエポキシ環は0.95個残っており、得られた変性エポキシ樹脂は、ビスフェノールA骨格を有する単官能性のエポキシ樹脂であることを確認した。
2-2[PEG-分岐PEI-ビスフェノールA型エポキシ樹脂構造を有する化合物(P1-2)の合成]
 合成例1で得られたPEG-分岐PEI構造を有する化合物(P1-1)20g(0.8mmol)をメタノール150mlに溶解した溶液に、上記エポキシ樹脂の変性で得られたビスフェノールA型の単官能性エポキシ樹脂4.9g(2.4mmol)をアセトン50mlに溶解した溶液を、窒素雰囲気下で滴下後、50℃で2時間攪拌することで反応を行った。反応終了後、減圧下で溶媒を留去し、さらに減圧乾燥することにより、PEG-分岐状PEI-ビスフェノールA型エポキシ樹脂構造を有する化合物(P1-2)を得た。収率は100%であった。
 合成例3〔PEG-分岐PEI-ナフタレン型エポキシ樹脂構造を有する化合物(P1-3)の合成
3-1[エポキシ樹脂の変性]
 ナフタレン型エポキシ樹脂EPICLON HP-4700(DIC株式会社製)44.5g(80mmol)、4-フェニルフェノール29.9g(176mmol)をDMA200mlに溶解後、65%酢酸エチルトリフェニルホスホニウムエタノール溶液1.36mlを加え、窒素雰囲気下、120℃で6時間反応させた。放冷後、水150ml中に滴下し、得られた沈殿物をメタノールで2回洗浄した後、60℃で減圧乾燥し、変性ナフタレン型エポキシ樹脂を得た。収率は100%であった。
 H-NMR測定を行いエポキシ基の積分比を考察した結果、ナフタレン型エポキシ樹脂1分子中にエポキシ環は0.99個残っており、単官能性のナフタレン型エポキシ樹脂であることを確認した。
3-2[PEG-分岐PEI-ナフタレン型エポキシ樹脂構造を有する化合物(P1-3)の合成]
 上記合成例1で得られたPEG-分岐PEI構造を有する化合物(P1-1)4.65g(0.5mmol)をメタノール40mlに溶解した溶液に、上記3-1で得られたナフタレン骨格の単官能性エポキシ樹脂1.16g(1.1mmol)をアセトン15mlに溶解した溶液を、窒素雰囲気下で滴下後、50℃で2時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、減圧下で溶媒を留去し、さらに減圧乾燥することにより、PEG-分岐PEI-ナフタレン型エポキシ樹脂構造を有する化合物(P1-3)を得た。収率は100%であった。
 合成例4〔PEG-分岐PEI-ポリスチレン構造を有する化合物(P1-4)の合成〕
 合成例1で得られたPEG-分岐PEI構造を有する化合物(P1-1)1.22g(0.049mmol)を水44gに溶解した溶液に、2mol/L塩酸1.9gとスチレンモノマー1.92g(18.4mmol)を加え、窒素雰囲気下、80℃で攪拌しながら、70%t-ブチルハイドロパーオキサイド(TBHP)0.45g(5.0mmol)を加え、2時間反応させた。冷却後、透析により精製し、PEG-分岐PEI-ポリスチレン構造を有する化合物(P1-4)の水分散体を得た。収率は100%であった。
 合成例5〔PEG-分岐PEI-ポリプロピレングリコール骨格ウレタン構造を有する化合物(P1-5)の合成〕
5-1[ポリプロピレングリコール(PG)骨格ウレタンの合成]
 ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル EPICLON 705(DIC株式会社製)20.1g(50mmol)に、ジブチルアミン13.0g(101mmol)を窒素雰囲気下、70℃、0.5時間で滴下した後、90℃で7時間反応させ、両末端ジブチルアミノPG反応溶液を得た。次に、ジイソシアネート19.4g(100mmol)、オクチル酸スズ0.04g(0.1mmol)、及びクロロホルム80gの混合溶液中に、上記合成した両末端ジブチルアミノPG反応溶液を、40℃、0.5時間で滴下した後、50℃で5時間付加反応させた。さらにシクロヘキサンメタノール5.7g(50mmol)を40℃、20分で滴下した後、50℃で5時間付加反応させ、ポリプロピレングリコール骨格ウレタンの溶液を得た。
5-2[PEG-分岐PEI-ポリプロピレングリコール骨格ウレタン構造を有する化合物(P1-5)の合成]
 上記合成例1で得られたPEG-分岐PEI構造を有する高分子化合物16.0gをクロロホルム30mlに溶解した溶液に、上記5-1で得られたポリプロピレングリコール骨格ウレタンの溶液2.76g(2mmol)をクロロホルム10mlに溶解した溶液を、窒素雰囲気下、10分で滴下後、40℃で2時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、水とアセトンが1対1(体積比)の混合溶剤340gを加え、減圧下でクロロホルムとアセトンを留去し、PEG-分岐PEI-ポリプロピレングリコール骨格ウレタン構造を有する化合物(P1-5)の水分散体を得た。収率は100%であった
 合成例6〔PEG-分岐PEI-ポリカーボネート骨格ウレタン構造を有する化合物(P1-6)の合成〕
6-1[ポリカーボネート骨格ウレタンの合成]
 ジイソシアネート19.4g(100mmol)、オクチル酸スズ0.04g(0.1mmol)、及びクロロホルム100gの混合溶液に、ポリカーボネートジオ-ル49.0g(50mmol)を窒素雰囲気下、40℃、0.5時間で滴下した後、50℃で5時間付加反応させ、両末端イソシアネートウレタンの反応溶液を得た。次に、合成した両末端イソシアネートウレタン反応溶液にシクロヘキサンメタノール5.7g(50mmol)を40℃、20分で滴下した後、50℃で5時間付加反応させ、片末端イソシアネートポリカーボネート骨格ウレタン反応溶液を得た。
6-2[PEG-分岐PEI-ポリカーボネート骨格ウレタン構造を有する化合物(P1-6)の合成]
 合成例1で得られたPEG-分岐PEI構造を有する高分子化合物16.0gをクロロホルム30mlに溶解した溶液に、上記合成5-1より得られた片末端イソシアネートポリカーボネート骨格ウレタン反応溶液7.0g(2mmol)をクロロホルム10mlに溶解した溶液を、窒素雰囲気下、10分で滴下後、40℃で2時間攪拌しながら反応させた。反応終了後、水とアセトンが1対1(体積比)の混合溶剤340gを加え、減圧下でクロロホルムとアセトンを留去し、PEG-分岐PEI-ポリカーボネート骨格ウレタン構造を有する化合物(P1-6)の水分散体を得た。収率は100%であった。
<(メタ)アクリル系重合体(P2)の合成>
 合成例7〔メトキシカルボニルエチルチオ基およびリン酸エステル残基を含有する(メタ)アクリル系重合体(P2-1)の合成〕
 温度計、攪拌機および還流冷却器を備えた四つ口フラスコに、メチルエチルケトン(以下、MEK)32部およびエタノール32部を仕込んで、窒素気流中、攪拌しながら80℃に昇温した。次に、ホスホオキシエチルメタクリレート20部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(分子量1,000)80部、メルカプトプロピオン酸メチル4.1部、MEK80部からなる混合物、および重合開始剤「2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)〔和光純薬株式会社製品V-65〕0.5部、MEK5部からなる混合物をそれぞれ2時間かけて滴下した。滴下終了後、4時間ごとに「日油パーブチル(登録商標)O」〔日油株式会社製〕0.3部を2回添加し、80℃で12時間攪拌した。得られた樹脂溶液に水を加え転相乳化し、減圧脱溶剤した後、水を加えて濃度を調整すると、不揮発物含量76.8%の(メタ)アクリル系重合体の水溶液が得られた。該樹脂のゲルパーミエーション・クロマトグラフィーにより測定された重量平均分子量はポリスチレン換算で4,300、酸価は97.5mgKOH/gであった。
 合成例8〔2-(2-エチルヘキシルオキシカルボニル)エチルチオ基およびリン酸エステル残基を含有する(メタ)アクリル系重合体(P2-2)の合成〕
 合成例7のメルカプトプロピオン酸メチル4.1部のかわりに、メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル11.2部とし、他は合成例7と同様に操作し、不揮発物含量73.2%の(メタ)アクリル系重合体(P2-2)の水溶液を得た。該重合体の重量平均分子量は4,100、酸価は98.1mgKOH/gであった。
 合成例9〔2,3-ジヒドロキシプロピルチオ基およびリン酸エステル残基を含有する(メタ)アクリル系重合体(P2-3)の合成〕
 合成例8のメルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル11.2部のかわりに、チオグリセリン4.1部とし、他は合成例8と同様に操作し、不揮発物含量70.1%の(メタ)アクリル系重合体(P2-3)の水溶液を得た。該重合体の重量平均分子量は5,500、酸価は95.1mgKOH/gであった。
 合成例10〔2-ヒドロキシエチルチオ基およびリン酸エステル残基を含有する(メタ)アクリル系重合体(P2-4)の合成〕
 合成例8のメルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル11.2部のかわりに、チオグリコール2部とし、他は合成例8と同様に操作し、不揮発物含量56.4%の(メタ)アクリル系重合体(P2-4)の水溶液を得た。重量平均分子量は6,700、酸価は94.9mgKOH/gであった。
 合成例11〔カルボキシメチルチオ基およびリン酸エステル残基を含有する(メタ)アクリル系重合体(P2-5)の合成〕
 合成例8のメルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル11.2部のかわりに、チオグリコール酸2部とし、他は合成例8と同様に操作して、不揮発物含量65.1%の(メタ)アクリル系重合体(P2-5)の水溶液を得た。重量平均分子量は6,800、酸価は92.1mgKOH/gであった。
 合成例12〔ドデシルチオ基およびリン酸エステル残基を含有する(メタ)アクリル系重合体(P2-6)の合成〕
 合成例8のメルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル11.2部のかわりに、ドデシルメルカプタン6部とし、他は合成例8と同様に操作して、不揮発物含量77.7%の(メタ)アクリル系重合体(P2-6)の水溶液を得た。重量平均分子量は9,600、酸価は97.0mgKOH/gであった。
<チオエーテル基(スルフィド結合)を含む有機化合物(P3)の合成>
 合成例13
 〔ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル(ポリエチレングリコール鎖の分子量2000)〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 1000gの脱水トルエン中に、カリウムt-ブトキシド(100.8g,0.8983mol)を加えて攪拌し、この混合物にポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量2000,600g)のトルエン(2000g)溶液を、室温で3時間かけて滴下した。このまま室温で2時間攪拌した後、40℃に昇温して更に2時間攪拌した。この混合物に同温度でエピクロルヒドリン(168g,1.82mol)を滴下し、40℃で5.5時間攪拌した。反応混合物を濾過し、濾液を濃縮して得られた残渣にクロロホルムを加えて再び溶かし、これを水で5回洗浄した。クロロホルム層に乾燥アルミナを加えて脱色し、アルミナを濾過し、濾液を濃縮した。濃縮残渣をトルエン/n-ヘキサンにより再沈殿精製し、生じた固体を集めて減圧乾燥すると、標題化合物が507.0g得られた(収率82%)。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=3.9-3.4(m,ポリエチレングリコール鎖他),3.43(dd,1H,J=6.0,5.7Hz,-オキシラン環隣接メチレン水素のうちのひとつ),3.38(s,3H,PEG末端メトキシ基),3.16(m,1H,オキシラン環メチン水素),2.79(m,1H,オキシラン環末端メチレン水素),2.61(m,1H,オキシラン環末端メチレン水素).
 [メチル-3-(3-(メトキシ(ポリエトキシ)エトキシ)-2-ヒドロキシプロルスルファニル)プロピオナート
(ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル(ポリエチレングリコール鎖の分子量2000)への3-メルカプトプロピオン酸メチルの付加化合物)の合成]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 前記で得られたポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル(メトキシポリエチレングリコールの分子量2000,1.00g)に、3-メルカプトプロピオン酸メチル(221mg,1.84mmol)および1mol/Lテトラブチルアンモニウムフルオリド/テトラヒドロフラン溶液(100μL,0.10mmol)を加えた後昇温し、70~75℃で1時間攪拌した。冷却後、この混合物に水20mLと酢酸エチル20mLを加えて良く攪拌し、静置分液した。その後、更に水層を酢酸エチル(20mL)で2回洗浄した。水層に硫酸ナトリウムを加えると、油状物が析出したので、これを塩化メチレン(20mL×3回)で抽出した。塩化メチレン層を集めて、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、濃縮乾固すると0.94gの標題チオエーテル含有有機化合物(P3-1)が得られた(収率約89%)。H-NMRから、特段の精製が不要な純度であった。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=3.9-3.4(m,ポリエチレングリコール鎖他),3.70(s,3H,エステルメチル基),3.38(s,3H,PEG末端メトキシ基),2.84(t,2H,J=7.2Hz,チオール化合物側S隣接メチレン基),2.70(dd,1H,J=5.4,13.5Hz,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン基),2.64(t,2H,J=7.2Hz,エステルカルボニル基α位メチレン水素),2.62(dd,1H,J=7.5,13.5Hz,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン基),2.34(br,1H,OH).
 合成例14
 [エチル 3-(メトキシ(ポリエトキシ)エトキシ)-2-ヒドロキシプロピルスルファニルアセタート
(ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル(ポリエチレングリコール鎖の分子量2000)へのメルカプト酢酸エチルの付加化合物)の合成]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 合成例13の3-メルカプトプロピオン酸メチル(221mg,1.84mmol)のかわりにメルカプト酢酸エチル(174mg,1.45mmol)とし、他は合成例13と同様にしておこなうと、1.04gの標題チオエーテル含有有機化合物(P3-2)が得られた(収率約98%)。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=4.19(q,2H,J=6.9Hz,エチルエステルO隣接メチレン水素),3.9-3.4(m,ポリエチレングリコール鎖他),3.38(s,3H,PEG末端メトキシ基),3.30(s,2H,-SCHCO-),2.82(dd,1H,J=5.1,13.8Hz,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン基),2.64(dd,1H,J=7.5,13.8Hz,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン基),2.58(br,1H,OH),1.29(t、3H,J=6.9Hz,エチルエステルメチル水素).
 合成例15
 [エチル 2-(3-(メトキシ(ポリエトキシ)エトキシ)-2-ヒドロキシプロピルスルファニル)プロピオナート
(ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル(ポリエチレングリコール鎖の分子量2000)への2-メルカプトプロピオン酸エチルの付加化合物)の合成]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 合成例13の3-メルカプトプロピオン酸メチル(221mg,1.84mmol)のかわりに2-メルカプトプロピオン酸エチル(247mg,1.84mmol)とし、他は合成例13と同様にしておこなうと、1.01gのチオエーテル含有有機化合物(P3-3が得られた(収率約95%)。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=4.19(q,2H,J=6.9Hz,エチルエステルO隣接メチレン水素),3.9-3.5(m,ポリエチレングリコール鎖他),3.38(s,3H,PEG末端メトキシ基),2.9-2.6(dd(4組),2H,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン基,syn/anti異性体混合物),1.9(br,1H,OH),1.45(d,3H,J=7.2Hz,カルボキシル基β位メチル基),1.29(t、3H,J=6.9Hz,エチルエステルメチル水素).
 合成例16
 [n-ブチル 3-(3-(メトキシ(ポリエトキシ)エトキシ)-2-ヒドロキシプロピルスルファニル)プロピオナート
(ポリエチレングリコールメチルグリシジルエーテル(ポリエチレングリコール鎖の分子量2000)への3-メルカプトプロピオン酸ブチルの付加化合物)の合成]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 合成例13の3-メルカプトプロピオン酸メチル(221mg,1.84mmol)のかわりに3-メルカプトプロピオン酸ブチル(243mg,1.50mmol)とし、他は合成例13と同様にしておこなうと、0.651gの標題チオエーテル含有有機化合物(P3-4)が得られた(収率約58%)。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=4.10(t,2H,ブチルエステルO隣接メチレン基),3.9-3.4(m,ポリエチレングリコール鎖他),3.38(s,3H,PEG末端メトキシ基),2.83(t,2H,J=7.2Hz,チオール化合物側S隣接メチレン基),2.71(dd,1H,J=5.7,13.5Hz,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン水素のうちのひとつ),2.62(t,2H,J=7.2Hz,カルボキシル基α位メチレン水素),2.62(dd,1H,J=7.2,13.5Hz,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン水素のうちのひとつ),2.48(br,1H,OH),1.63(m,2H,ブチルエステルメチレン基),1.37(m,2H,ブチルエステルメチレン基),0.94(t,3H,J=7.4Hz,ブチルエステル末端メチル基).
 合成例17
[エチル 2-(3-(n-ブトキシ-ポリ(1-メチルエトキシ)-1-メチルエトキシ)-2-ヒドロキシプロピルスルファニル)プロピオナート
(ポリプロピレングリコールブチルグリシジルエーテル(ポリプロピレングリコール鎖の分子量2000)への2-メルカプトプロピオン酸エチルの付加化合物)の合成]
 ポリプロピレングリコールブチルグリシジルエーテル(ポリプロピレングリコール鎖の分子量2000)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 合成例13のポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量2000,600g)のかわりに、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル(分子量2000,600g)として、他は合成例13と同様に操作すると、標題化合物が510.3g得られた(収率85%)。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=3.7-3.4(m,ポリプロピレングリコール鎖およびブチル基酸素隣接位メチレン水素),3.14(m,1H,オキシラン環メチン水素),2.79(m,1H,オキシラン環末端メチレン水素),2.62(m,1H,オキシラン環末端メチレン水素),1.55(m,2H,ブチル基メチレン水素),1.35(m,2H,ブチル基メチレン水素),1.15(md,ポリプロピレンメチル水素),0.91(t,3H,J=7.4Hz,ブチル基末端メチル水素)
 [エチル 2-(3-(n-ブトキシ-ポリ(1-メチルエトキシ)-1-メチルエトキシ)-2-ヒドロキシプロピルスルファニル)プロピオナート
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 前記で得られたポリプロピレングリコールブチルグリシジルエーテル(ポリプロピレングリコール鎖の分子量2000,2.00g)に、2-メルカプトプロピオン酸エチル(404mg,3.01mmol)および1mol/Lテトラブチルアンモニウムフルオリド/テトラヒドロフラン溶液(100μL,0.10mmol)を加えた後昇温し、70~75℃で1時間攪拌した。冷却後、この混合物に水(20mL)と酢酸エチル(20mL)を加えて良く攪拌し、静置分液した。その後、更に酢酸エチル層を水(20mL)で2回洗浄した。酢酸エチル層に硫酸銅5水和物(約1g)を加えて、10分攪拌した。固形分を濾過し、濾液を濃縮すると、標題のチオエーテル含有有機化合物(P3-5)が得られた(2.33g,収率97%)。
 H-NMR(重クロロホルム):δ=4.19(q,2H,J=6.9Hz,エチルエステルO隣接メチル基),3.6-3.3(m,ポリプロピレングリコール鎖およびブチル基メチレン-OCH-他),2.8-2.6(dd(4組),2H,ポリエーテル化合物側S隣接メチレン水素のうちのひとつ,syn/anti異性体混合物),2.1(br,1H,OH),1.44(d,3H,J=6.9Hz,カルボキシル基β位メチル基),1.55(m,2H,ブチル基メチレン水素),1.35(m,2H,ブチル基メチレン水素),1.29(t,3H,J=6.9Hz,エチルエステルメチル基),1.14(md,ポリプロピレンメチル水素),0.91(t,3H,J=7.5Hz,ブチル基末端メチル水素).
<金属微粒子(b2)の分散体(B)の製造>
 合成例18
 上記合成例1で得られた化合物(P1-1)0.592gを含む水溶液138.8gに酸化銀10.0gを加えて25℃で30分間攪拌した。引き続き、ジメチルエタノールアミン46.0gを攪拌しながら徐々に加えたところ、反応溶液は黒赤色に変わり、若干発熱したが、そのまま放置して25℃で30分間攪拌した。その後、10%アスコルビン酸水溶液15.2gを攪拌しながら徐々に加えた。その温度を保ちしながらさらに20時間攪拌を続けて、黒赤色の分散体を得た。
 上記で得られた反応終了後の分散液にイソプロピルアルコール200mlとヘキサン200mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にイソプロピルアルコール50mlとヘキサン50mlの混合溶剤を加えて2分間攪拌した後、3000rpmで5分間遠心濃縮を行った。上澄みを除去した後、沈殿物にさらに水20gを加えて2分間攪拌して、減圧下有機溶剤を除去して銀粒子の水性分散体(B-1)を得た。
 得られた分散体(B-1)をサンプリングし、10倍希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より球形の銀ナノ粒子(平均粒子径17.5nm)が確認された。TG-DTAを用いて、固体中の銀含有率を測定した結果、97.2%を示した。このことから、本合成法によって得られる分散体中の不揮発分中の化合物(P1-1)含有量は2.8%と見積もることができる。
 合成例19
 上記合成例2で得た化合物(P1-2)20mg(エチレンイミンユニット:0.15mmol)を水2.39gに溶かした溶液2Aと、硝酸銀0.16g(0.97mmol)を水1.30gに溶かした溶液2B、クエン酸ナトリウム0.12g(0.48mmol)を水0.25gに溶かした溶液2Cをそれぞれ調製した。25℃で攪拌しながら、溶液1Aに溶液1Bを加え、続いて溶液1Cを加えた。分散液は次第に焦げ茶色へと変化した。7日間攪拌後、透析により精製し、水分散液(B-2)を得た。
 得られた水分散液(B-2)1部をサンプリングし、10倍希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より、20nm以下の銀ナノ粒子であることを確認した。
 得られた水分散液(B-2)の溶媒を留去後、TGA測定により銀含有量を測定した結果、83%であった。また得られた水分散液は2ヶ月後も凝集、沈殿等は認められることはなく、保存安定性に優れていることを確認した。
 合成例20
 合成例19において、溶液2Aに溶液2Cを加え、続いて溶液1Bを加えたこと以外は、合成例19と同様にして、水分散液(B-3)を得た。得られた水分散液は安定であり、分散液を1部サンプリングし、10倍希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より、20nm以下の銀ナノ粒子であることを確認した。
 合成例21
 合成例19において溶液2Aに溶液2Cを加え、7日間攪拌後、溶液2Bを加え、さらに7日間攪拌したこと以外は、合成例19と同様にして、水分散液(B-4)を得た。得られた水分散液は安定であり、分散液を1部サンプリングし、10倍希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nmにプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より、20nm以下の銀ナノ粒子であることを確認した。
 合成例22~24
 合成例19において、溶液2Aの代わりに下記の溶液を用いたこと以外は、合成例19と同様にして、水分散液(B-5~7)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 得られた水分散液は全て安定であり、分散液を1部サンプリングし、10倍希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nm付近にプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より、40nm以下の銀ナノ粒子であることを確認した。
 合成例25(金属粒子の分散体(B)の製造例8- 銀粒子の水分散体)
 合成例21で得た化合物(P1-2)の水分散液5.0g(EIユニット:0.41mmol)に、硝酸銀0.02g(0.12mmol)を水5.0gに溶かした硝酸銀水溶液を加え、25℃で攪拌した。分散液は次第に薄い茶色へと変化した。7日後、透析により精製し、水分散液(B-8)を得た。得られた水分散液は安定であり、分散液を1部サンプリングし、10倍希釈液の可視吸収スペクトル測定により400nm付近にプラズモン吸収スペクトルのピークが認められ、銀ナノ粒子の生成を確認した。また、TEM観察より、40nm以下の銀ナノ粒子であることを確認した。
 合成例26
 85%N,N-ジエチルヒドロキシルアミン463g(4.41mol)、上記合成例7で得られた(メタ)アクリル系重合体(P2-1、不揮発物23.0g相当)、および水1250gからなる還元剤溶液を調製した。別に、不揮発物11.5g相当の合成例7で得られた(メタ)アクリル系重合体(P2-1)を水333gに溶解し、これに硝酸銀500g(2.94mol)を水833gに溶かした溶液を加えて、よく攪拌した。この混合物に前記の還元剤溶液を室温(25℃)で2時間かけて滴下した。得られた反応混合物をメンブレンフィルター(細孔径0.45マイクロメートル)で濾過し、濾液を中空糸型限外濾過モジュール(ダイセンメンブレンシステムズ社製MOLSEPモジュールFB-02型、分画分子量15万)中を循環させ、流出する濾液の量に対応する量の水を随時添加して精製した。濾液の電導度が100μS/cm以下になったことを確認した後、注水を中止して濃縮した。濃縮物を回収すると、不揮発物含量36.7%の銀ナノ粒子分散液(分散媒体は水:B-9)が得られた(742.9g)。動的光散乱法による銀粒子の平均粒子径は39nm、TEM像からは10-40nmと見積もられた。不揮発物中の銀含有量を、熱重量分析により測定したところ94.8w/w%であった(収率81%)。
 合成例27
 85%N,N-ジエチルヒドロキシルアミン5.56g(53.0mmol)、上記合成例8で得られた(メタ)アクリル系重合体(P2-2,不揮発物106mg相当)、および水15gからなる還元剤溶液を調製した。別に、不揮発物106mg相当の合成例8で得られた(メタ)アクリル系重合体(P2-2)を水5gに溶解し、これに硝酸銀6.00g(35.3mmol)を水10gに溶かした溶液を加えて、よく攪拌した。この混合物に前記の還元剤溶液を室温(25℃)で2時間かけて滴下した。得られた反応混合物をメンブレンフィルター(細孔径0.45マイクロメートル)で濾過し、濾液を中空糸型限外濾過モジュール(ダイセンメンブレンシステムズ社製MOLSEPモジュールHIT-1型、分画分子量15万)中を循環させ、流出する濾液の量に対応する量の水を随時添加して精製した。濾液の電導度が100μS/cm以下になったことを確認した後、注水を中止して濃縮した。濃縮物を回収すると、不揮発物含量約30%の銀ナノ粒子の水分散液(B-10)が得られた。この銀ナノ粒子の粒径は、TEM像から10-40nmと見積もられた。
 合成例28~31
 化合物として、合成例8で得られた(メタ)アクリル系重合体の代わりに、下表の化合物(P2-3~6)を用いた以外は、合成例27と同様の操作を行ったところ、全て不揮発物含量約30%の銀ナノ粒子の水分散液(B-11~14)が得られた。この銀ナノ粒子の粒径は、TEM像から10-40nmと見積もられた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 合成例32
 合成例7で得た(メタ)アクリル系重合体(P2-1、固形分に換算して0.106g)を水12mLに溶解し、これに1mol/L硝酸12mLを加え、次に硝酸銀6.00g(35.3mmol)を水24mLに溶解した溶液、およびトリエタノールアミン13.2g(88.3mmoL)を加えて、60℃で2時間攪拌すると、濁った褐色の溶液が得られた。冷却後、限外濾過モジュール(ダイセンメンブレンシステムズ社製MOLSEPモジュールHIT-1型、分画分子量15万、1個)に通し、更に限外濾過ユニットから約1Lの滲出液がでるまで、精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮すると12.5gの銀粒子の水分散液(B-15)が得られた(固形分30w/w%)。この銀ナノ粒子の粒径は、TEM像から10-40nmと見積もられた。
 合成例33
 合成例7で得た(メタ)アクリル系重合体(P2-1、固形分に換算して0.106g)を水12mLに溶解し、これに1mol/L硝酸12mLを加え、次に硝酸銀6.00g(35.3mmol)を水24mLに溶解した溶液を添加した。この溶液に、2-ジメチルアミノエタノール7.87g(88.3mmoL)を水15mLに溶かした溶液を、室温でゆっくり滴下した。滴下後、室温で3日間攪拌すると、濁った褐色の溶液が得られた。これを限外濾過モジュール(ダイセンメンブレンシステムズ社製MOLSEPモジュールHIT-1型、分画分子量15万、1個)に通し、更に限外濾過ユニットから約1Lの滲出液がでるまで、精製水を通過させて精製した。精製水の供給を止め、濃縮すると12.5gの銀粒子の水分散液(B-16)が得られた(固形分30w/w%)。この銀ナノ粒子の粒径は、TEM像から10-40nmと見積もられた。
 合成例34
 85%N,N-ジエチルヒドロキシルアミン5.56g(53.0mmol)、合成例7で得られた(メタ)アクリル系共重合体(P2-1、不揮発物106mg相当)、および水15gからなる還元剤溶液を調製した。別に、不揮発物106mg相当の合成例7で得られた(メタ)アクリル系重合体(P2-1)を水5gに溶解し、これに硝酸銀6.00g(35.3mmol)を水10gに溶かした溶液を加えて、よく攪拌した。この混合物を氷冷下、前記の還元剤溶液を2時間かけて滴下した。得られた反応混合物を、中空糸型限外濾過モジュール(ダイセンメンブレンシステムズ社製MOLSEPモジュールHIT-1型、分画分子量15万)中を循環させ、流出する濾液の量に対応する量の水を随時添加して精製した。濾液の電導度が100μS/cm以下になったことを確認した後、注水を中止して約10mLになるまで濃縮した。限外濾過系にエタノールを加えながら、流出する濾液の量に相当する量のエタノールを随時添加して溶剤交換をおこなった。100mLのエタノール濾液を留出させた後、濃縮すると不揮発物含量約60%の銀ナノ粒子含有複合体のエタノール分散液(B-17)が得られた。
 合成例35
 合成例7で得た(メタ)アクリル系重合体(P2-1、固形分に換算して2.00g)を水40mLに溶解し、酢酸銅水和物10.0g(50.09mmol)を水500mLに溶解したものを加えた。これに穏やかに発泡が起こるよう80%ヒドラジン水溶液10g(約160mmol)を約2時間かけて滴下し、発泡が止むまで更に室温で1時間攪拌すると、赤褐色の溶液が得られた。
 これを限外濾過モジュール(ダイセンメンブレンシステムズ社製、分画分子量15万、1個)に通し、更に限外濾過ユニットから約1Lの滲出液がでるまで、窒素バブリングにより脱気した精製水を通過させて精製した。脱気水の供給を止め、濃縮すると15gの水分散液(B-18)が得られた(固形分約20w/w%)。この分散液一滴をエタノール(50mL)に溶解して紫外可視吸収スペクトルを測定すると、600nm付近にプラズモン共鳴に由来する吸収がみられ、銅ナノ粒子の生成を確認した。この銅ナノ粒子の粒径は、TEM像から30-80nmと見積もられた。
 合成例36
 酢酸銅(II)一水和物(3.00g、15.0mmol)、上記合成例13で得たチオエーテル含有有機化合物(P3-1、0.451g)およびエチレングリコール(10mL)からなる混合物に、窒素を50mL/分の流量で吹き込みながら加熱し、125℃で2時間通気攪拌して脱気した。この混合物を室温に戻し、ヒドラジン水和物(1.50g、30.0mmol)を水7mLで希釈した溶液を、シリンジポンプを用いてゆっくり滴下した。このとき、初期の還元反応に伴う窒素の発生により、激しく発泡するので注意を要した。約1/4量を2時間かけてゆっくり滴下し、ここで一端滴下を停止し、2時間攪拌して発泡が沈静化するのを確認した後、残量を更に1時間かけて滴下した。得られた褐色の溶液を60℃に昇温して、さらに2時間攪拌し、還元反応を終結させた。このとき、赤褐色の反応溶液を少量、経時的に採取し、0.1%ヒドラジン水和物添加の脱気精製水で希釈して、直ちに紫外可視吸収スペクトルを取得すると、570~580nmにピークが観測された。これは、ナノサイズの還元銅が示すプラズモン共鳴吸収に由来する吸収であり、これによりナノ銅粒子の生成が確認できた。
(水分散体の調製)
 つづいて、この反応混合物をダイセン・メンブレン・システムズ社製中空糸型限外濾過膜モジュール(HIT-1-FUS1582、145cm、分画分子量15万)中に循環させ、滲出する濾液と同量の0.1%ヒドラジン水和物水溶液を加えながら、限外濾過モジュールからの濾液が約500mLとなるまで循環させて精製した。0.1%ヒドラジン水和物水溶液の供給を止め、そのまま限外濾過法により濃縮すると、2.85gの有機化合物とナノ銅粒子との複合体の水分散体(B-19)が得られた。分散体中の不揮発物含量は16%、不揮発物中の金属含量は95%であった。得られた銅粒子を電子顕微鏡で観察すると20~60nm程度の微粒子であることが判明した。また、このとき動的光散乱法により測定した平均粒子径は108nmであった。分散体の広角X線回折からは、還元銅であることが確認できた。
 合成例37~40
 合成例14~17のチオエーテル含有有機化合物(P3-2~5)についても、合成例36と同様に行い、分散液(B-20~23)を調製した。反応混合物の一部をとり、紫外可視吸収スペクトルを測定したところ、何れの化合物を用いた場合においても、ナノ銅粒子表面プラズモン共鳴由来の吸収極大が570~600nmの間に観測されることを確認した。
 合成例41
 合成例36のエチレングリコール(10mL)のかわりに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(10mL)を用いる以外は、合成例36と同様に行い分散液(B-24)を調製した。反応混合物の一部をとり、紫外可視吸収スペクトルを測定したところ、ナノ銅粒子表面プラズモン共鳴由来の吸収極大が570~600nmの間に観測されることを確認した。この銀ナノ粒子の粒径は、TEM像から20-80nmと見積もられた。
 合成例42
 酸化銅(I)(5.4g、37.5mmol)、上記合成例13で得たチオエーテル含有有機化合物(P3-1、2.254g)、上記合成例26で得られた銀ナノ粒子分散液(B-9、粒径10-40nm、銀3.0ミリグラム原子、水溶媒)、エタノール80mlと水20mlからなる混合物に、窒素を50mL/分の流量で吹き込みながら、40℃まで加熱した。この混合物に、さらにヒドラジン1水和物(7.5g、150mmol)を加えた。40℃に保持したまま2時間攪拌し還元反応を終結させた。
 つづいて、この反応混合物をダイセン・メンブレン・システムズ社製中空糸型限外濾過膜モジュール(HIT-1-FUS1582、145cm2、分画分子量15万)中に循環させ、窒素バブリングを行った0.1%ヒドラジン水溶液を、滲出する濾液と同量加えながら限外濾過モジュールからの濾液が約500mLとなるまで循環させて精製した。0.1%ヒドラジン水溶液の供給を止め、濃縮して27.9gの銀コア銅シェルナノ粒子分散液(B-25)を得た。分散液中の不揮発物含量は15%、不揮発物中の金属含量は95%であった。得られた粒子を電子顕微鏡で観察すると40~80nm程度の微粒子であることが判明した。また、分散体の広角X線回折から、銀と還元銅との混合物であることが確認できた。また、TEM写真及びTEM-EDS測定から銀コア銅シェル粒子であることがわかった。また得られた赤褐色の溶液を少量採取し、エチレングリコールで希釈して、紫外可視吸収スペクトルを取得すると、ナノサイズの還元銅が示す565~580nmのプラズモン共鳴吸収のピークが観測された。また、エチレングリコール希釈液を1時間経過後に紫外可視吸収スペクトルを取得しても、プラズモン共鳴吸収のピークは減少しないことから、耐酸化性が良好であることがわかった。
 合成例43~47
 合成例42のエタノール80mlと水20mlからなる混合物を下表の混合溶媒に変更した以外は、合成例42と同様にして銀コア銅シェルナノ粒子分散体(B-26~30)を作製した。得られた粒子を電子顕微鏡で観察すると40~80nm程度の微粒子であることが判明した。また、分散体の広角X線回折から、銀と還元銅との混合物であることが確認できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 比較合成例1
 特許文献4の実施例1に基づき、硝酸銀(I)50μmolを純水94mlに溶解し、この溶液を激しく攪拌しながら、この溶液にステアリルメチルアンモニウムクロライド10mgを含む水溶液1ml、及び水素化ホウ素ナトリウム200μmolを含む水溶液5mlを順次注入したところ、液色が黄褐色透明に変化し、銀ヒドロゾル100mlが得られた。
 比較合成例2
 特許文献5の実施例2に基づき、硫酸銀10mmolを純水800mlに溶解し、この溶液中にポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸500mgを含む水溶液100mlを均一となるように撹拌しながら添加した。ついで、この溶液にジメチルアミンボラン5mmolを含む水溶液50mlを均一となるように激しく攪拌しながら添加した。溶液色が赤褐色に急変したところで、硝酸パラジウムを0.02mmol含む水溶液50mlを添加した。その結果、均一で赤褐色透明な銀微粒子分散液1000mlが得られた。
 実施例1
 (絶縁性基材上への非導電性層の形成)
 合成例18で作製した銀粒子の水分散体(B-1)にエタノールを加えて、銀濃度5%、水/エタノール(1/1(w/w))の銀粒子分散液とし、0.1%のKF-351A(信越シリコーン社製)を加えた。この分散液を、0番のK101バー(ウェット膜厚4μm)を用い、K-コントロールコーター(K101、RKプリントコートインスツルメント社製)の速度目盛り10の条件で、ポリイミドフィルム(カプトンEN150-C、38μm厚、東レ・デュポン製)上に塗布(バーコート)した。このフィルムを室温で乾燥させた後、このフィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、銀粒子によるポリイミド表面の被覆率は約90%であった。銀塗膜表面の抵抗を測定したところ、10Ω以上の抵抗のため測定不能で、ポリイミドフィルム上に形成された銀粒子による膜が非導電性の膜であることを確認した。
 (無電解銅めっき工程)
 上記の銀粒子塗布ポリイミドフィルムをめっき用の試験片とし、奥野製薬工業株式会社製の無電解めっき試薬を用いて無電解めっきを行った。無電解銅めっきの工程は、脱脂、水洗、活性化、水洗、無電解めっき、水洗の作業工程を経ることにより行った。水洗は2分間の流水水洗とした。
1.脱脂:脱脂剤(ICPクリーナーSC、奥野製薬工業株式会社製)を用いて、40℃の処理液中に5分間浸漬した。
2.活性化:25℃の硫酸水溶液(約6%)に2分間浸漬した。
3.無電解めっき:無電解銅めっき液(OICカッパー、奥野製薬工業株式会社製)を用いて、pH12.5のめっき液中に55℃で20分間浸漬した。
 無電解銅めっき液から取り出した試験片は、銀粒子の塗布側表面全体が薄赤色となり、銅の無電解めっきが良好に進行したことが確認できた。試験片は、水洗、風乾の後、100℃で60分間のベーキングを行った。無電解めっきにより形成された銅膜の表面抵抗値は、0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例2~5
 実施例1において、ポリイミドフィルム上に塗布製膜した銀粒子膜を室温乾燥の後、下表に示した温度、時間で焼成した以外は、実施例1と同様にして、下表に示す表面被覆率を有する(図7-14)銀粒子の非導電性層をポリイミドフィルム上に形成し、実施例1と同様にして無電解銅めっきを行ったところ、全ての焼成温度において、良好な銅めっき膜が形成され、ポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 実施例7~13
 実施例1において、用いる銀粒子の分散体を、合成例18で作製した銀粒子の水分散体(B-1)から、合成例19~25で得られた水分散体(B-2~8)に変更した以外は、実施例1と同様にして、銀粒子の非導電性層をポリイミドフィルム上に形成し、実施例1と同様にして無電解銅めっきを行ったところ、全ての実施例において、良好な銅めっき膜が形成され、ポリイミドフィルム上に、表面抵抗率が0.04~0.06Ω/□程度の銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 実施例14~48
 実施例7~13において、ポリイミドフィルム上に塗布製膜した銀粒子膜を室温乾燥の後、下表に示した温度、時間で焼成した以外は、実施例1と同様にして、銀粒子の非導電性層をポリイミドフィルム上に形成し、実施例1と同様にして無電解銅めっきを行ったところ、全ての銀粒子分散体、全ての焼成温度において、良好な銅めっき膜が形成され、ポリイミドフィルム上に、表面抵抗率が0.04~0.08Ω/□程度の銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 実施例49
 実施例1で得られた、ポリイミドフィルム上に銅の導電層を有する導電性材料を用いて、電気(硫酸銅)めっきを行った。硫酸銅めっきは、定法に基づき、脱脂、水洗、酸洗、水洗、硫酸銅めっき、水洗、防錆処理、水洗の工程を経ることにより行った。
1.脱脂:脱脂剤(DP320クリーナー、奥野製薬工業株式会社製)を用いて、45℃の処理液中に5分間浸漬した。
2.酸洗:25℃の硫酸水溶液(約5%)に1分間浸漬した。
3.硫酸銅めっき:トップルチナSF-M(奥野製薬工業株式会社製)を添加した硫酸銅めっき液を用い、23℃、2.5A/dmの条件で29分浸漬した。
4.防錆処理:防錆剤(トップリンスCU-5、奥野製薬工業株式会社製)を用い、25℃で1分間浸漬した。
 電気めっきを行った試験片は、水洗の後、水分を拭き取った後に熱風乾燥を行い、120℃で60分間のベーキングを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであり、38μm厚のポリイミドフィルム上に16μm厚の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は9-10N/cmであり、良好な密着強度を示した。
 実施例50~54
 実施例49において、実施例1で得られた導電性材料を用いる代わりに、実施例2~6で得られた導電性材料を用いて、実施例49と同様にして電気めっきを行った。ポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであり、38μm厚のポリイミドフィルム上に16μm厚の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は下表に示す様に良好な密着強度を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 実施例55~61
 実施例49において、実施例1で得られた導電性材料を用いる代わりに、下表記載の実施例で得られた導電性材料を用いて、実施例49と同様にして電気めっきを行った。ポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであり、38μm厚のポリイミドフィルム上に16μm厚の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は表に示す様に良好な密着強度を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 実施例62~69
 実施例1、7~13において、水分散体(B-1)を用いる代わりに、水からエタノールに溶媒交換した銀粒子のエタノール分散体を用い、銀濃度5%のエタノール分散体をポリイミドフィルム上に塗布した以外は、実施例1、7~13と同様にして、ポリイミドフィルム上に、銀の非導電性層を塗布乾燥、焼成を行った後、無電解めっきを行い、ポリイミドフィルム上に表面抵抗率が0.04-0.05Ω/□程度の銅の導電性層を有する導電性材料を作製した。
 これらの導電性材料を用いて、実施例49と同様にして、電気めっきを行った。ポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであり、38μm厚のポリイミドフィルム上に16μm厚の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度はいずれも9~11N/cmであり、良好な剥離強度を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 実施例70~71
 実施例62において、銀濃度5%のエタノール分散体をポリイミドフィルム上に銀の非導電性層を塗布乾燥し、焼成温度を100℃、もしくは270℃で5分焼成した後、無電解めっきを行った。ポリイミドフィルム上の銅層の表面抵抗率は0.04~0.05Ω/□程度であった。この導電性材料を用い、実施例49と同様にして電気めっきを行った。ポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであり、38μm厚のポリイミドフィルム上に16μm厚の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は下表に示す様に良好な密着強度を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 比較例1
 比較製造例1で作製した銀粒子分散液中にポリイミドフィルムを10分間浸漬して、ポリイミドフィルム表面に銀コロイドを吸着させ、このフィルムを室温で乾燥させた後、180℃で30分間焼成した。このフィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ(図15、16)、銀粒子によるポリイミド表面の被覆率は8%であった。
(無電解銅めっき工程)
 この銀コロイド吸着ポリイミドフィルムを、実施例1と同様にして無電解めっき工程を行ったところ、表面に吸着した銀コロイドが一部脱脂液浸漬中に脱離した。無電解銅めっき工程での銅の析出は斑様の不均一な析出で全表面積の30%程度であった。
 比較例2
 比較製造例1で作製した銀ヒドロゾルから、エバポレータで水を除去し0.5%まで濃縮した。この時すでに銀コロイドは凝集しており、均一な分散液ではなかった。この濃縮液を用いて実施例1と同様にしてポリイミドフィルム上に塗布したところ、均一な塗膜を得ることはできなかった。その後、実施例1と同様にして無電解めっき工程を行おうとしたが、表面に付着した銀コロイド凝集物が脱脂液浸漬中に脱離し、銅の析出は起こらなかった。
 比較例3
 比較製造例2で作製した銀粒子分散液中にポリイミドフィルムを10分間浸漬して、ポリイミドフィルム表面に銀コロイドを吸着させ、このフィルムを室温で乾燥させた後、180℃で30分間焼成した。このフィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、銀粒子によるポリイミド表面の被覆率は15%であった。
(無電解銅めっき工程)
 この銀コロイド吸着ポリイミドフィルムを、実施例1と同様にして無電解めっき工程を行ったところ、表面に吸着した銀コロイドが一部脱脂液浸漬中に脱離した。無電解銅めっき工程での銅の析出は斑様の不均一な析出で全表面積の40%程度であった。
 比較例4
 比較製造例2で作製した銀粒子分散液から、エバポレータで水を除去し、1%まで濃縮した。この時、すでに銀コロイドは凝集しており、均一な分散液ではなかった。この濃縮液を実施例1と同様にしてポリイミドフィルム上に塗布したところ、均一な塗膜を得ることはできなかった。
 この銀コロイド吸着ポリイミドフィルムを、実施例1と同様にして無電解めっき工程を行ったところ、表面に付着した銀コロイド凝集物が一部脱脂液浸漬中に脱離した。無電解銅めっき工程での銅の析出は斑様の不均一な析出で全表面積の50%程度であった。
 比較例5
 特許文献2の実施例1と同様にして、酸化第一銅分散体を得たのち、本発明の実施例1と同様にしてポリイミドフィルム上に塗布(バーコート)した。このフィルムを室温で乾燥させた後、350℃で60分間焼成した。このフィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、銅粒子によるポリイミド表面の被覆率は100%であった。
 上記の導電性銅粒子膜付きポリイミドフィルムをめっき用の試験片とし、実施例1と同様にして、無電解めっきを行ったところ、無電解めっきにより形成された銅膜の表面抵抗値は、0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。実施例1と同様にして、銅の導電層に対して、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験を行った結果、テープを接着した全面が剥離した。
 比較例6
 実施例1において、銀濃度を5%から22%に変えた以外は、実施例1と同様にして、銀粒子の分散液を0番のK101バー(ウェット膜厚6μm)を用い、K-コントロールコーター(K101、RKプリントコートインスツルメント社製)の速度目盛り10の条件で、ポリイミドフィルム(カプトンEN150-C、38μm厚、東レ・デュポン製)上に塗布(バーコート)した。このフィルムを室温で乾燥させた後、180℃で30分間焼成した。このフィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、銀粒子によるポリイミド表面の被覆率は100%であり(図17)、膜厚から換算したポリイミド表面のナノ銀の平均積層数は6層であった(図18)。銀塗膜表面の抵抗を測定したところ、表面抵抗率が0.4Ω/□程度の導電性膜が形成された。
 (無電解銅めっき工程)
 上記の導電性銀粒子膜付きポリイミドフィルムをめっき用の試験片とし、実施例1と同様にして、無電解めっきを行ったところ、無電解めっきにより形成された銅膜の表面抵抗値は、0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。実施例1と同様にして、銅の導電層に対して、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験を行った結果、テープを接着した全面が剥離した。
 比較例7
 比較例1の方法で無電解めっき処理後に得られた38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する基材を用い、実施例49と同様にして、電気(硫酸銅)めっきを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであった。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は1N/cm程度であり、密着不良であった。
 比較例8
 比較例1において、無電解銅めっき処理を行わない、銀の導電層を有するポリイミドフィルムを用い、実施例49と同様にして、電気(硫酸銅)めっきを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は約15μmであった。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は1N/cm程度であり、密着不良であった。
 実施例72
 (絶縁性基材上への非導電性層の形成)
 合成例26で作製した水分散体(B-9)にエタノールを加えて、銀濃度5%、水/エタノール(1/1(w/w))の銀粒子分散液とした。この分散液を、0番のK101バー(ウェット膜厚4μm)を用い、K-コントロールコーター(K101、RKプリントコートインスツルメント社製)の速度目盛り10の条件で、ポリイミドフィルム(カプトンEN150-C、38μm厚、東レ・デュポン製)上に塗布(バーコート)した。このフィルムを室温で乾燥させた後、250℃で5分間の焼成を行い、フィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、銀粒子によるポリイミド表面の被覆率は約95%であった。銀塗膜表面の抵抗を測定したところ、107Ω以上の抵抗のため測定不能で、ポリイミドフィルム上に形成された銀粒子による膜が非導電性の膜であることを確認した。
 (無電解銅めっき工程)
 上記の銀粒子塗布ポリイミドフィルムをめっき用の試験片とし、奥野製薬工業株式会社製のめっき試薬を用いて無電解めっきを行った。無電解銅めっきの工程は、脱脂、水洗、活性化、水洗、無電解めっき、水洗の作業工程を経ることにより行った。水洗は2分間の流水水洗とした。
1.脱脂:脱脂剤(OPC190クリーナー、奥野製薬工業株式会社製)を用いて、60℃の処理液中に5分間浸漬した。
2.活性化:25℃の硫酸水溶液(約6%)に2分間浸漬した。
3.無電解めっき:無電解銅めっき液(OICカッパー、奥野製薬工業株式会社製)を用いて、pH12.5のめっき液中に55℃で20分間浸漬した。
 無電解銅めっき液から取り出した試験片は、銀粒子の塗布側表面全体が薄赤色となり、銅の無電解めっきが良好に進行したことが確認できた。試験片は、水洗、風乾の後、100℃で60分間のベーキングを行った。無電解めっきにより形成された銅膜の表面抵抗値は、0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例73
 実施例72において、分散液(B-9)の代わりに水分散液(B-10~16)を用いる以外は、実施例72と同様にして、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製した。銅膜の表面抵抗値は、全ての材料で約0.04Ω/□であり、導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例74
 実施例72において、分散液(B-9)の代わりに分散液(B-17)に変更し、銀粒子5%のエタノール分散液とした以外は、実施例72と同様にして、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製した。銅膜の表面抵抗値は、全ての材料で約0.04Ω/□であり、導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった
 実施例75
 実施例72~74において得られた、38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を用い、実施例49と同様にして、電気(硫酸銅)めっきを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚はそれぞれ16μmであった。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は9~10N/cm程度であり、良好な密着性を示した。
 実施例76
 (絶縁性基材上への非導電性層の形成)
 合成例35で作製した銅粒子の水分散体(B-18)にエタノールを加えて、銅濃度5%、水/エタノール(1/1(w/w))の銅粒子分散液とした。この分散液を、0番のK101バー(ウェット膜厚4μm)を用い、K-コントロールコーター(K101、RKプリントコートインスツルメント社製)の速度目盛り10の条件で、ポリイミドフィルム(カプトンEN150-C、38μm厚、東レ・デュポン製)上に塗布(バーコート)した。このフィルムを室温で乾燥させた後、250℃で5分間の焼成を行い、フィルムの表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、銅粒子によるポリイミド表面の被覆率は約95%であった。銀塗膜表面の抵抗を測定したところ、10Ω以上の抵抗のため測定不能で、ポリイミドフィルム上に形成された銅粒子による膜が非導電性の膜であることを確認した。
 (無電解銅めっき工程)
 上記の銅粒子塗布ポリイミドフィルムをめっき用の試験片とし、奥野製薬工業株式会社製のめっき試薬(OICカッパー)を用いて、pH12.5のめっき液中に55℃で20分間浸漬することで、無電解めっきを行った。
 無電解銅めっき液から取り出した試験片は、銅粒子の塗布側表面全体が薄赤色となり、銅の無電解めっきが良好に進行したことが確認できた。試験片は、水洗、風乾の後、100℃で60分間のベーキングを行った。無電解めっきにより形成された銅膜の表面抵抗値は、0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例77
 実施例76において、分散液(B-18)の代わりに分散液(B-19)を用いる以外は、実施例76と同様にして、ポリイミドフィルム上への銅粒子の塗布、無電解銅めっきを行った。銅めっき層の表面抵抗率は0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例78
 実施例76において、分散液(B-18)の代わりに、分散液(B-20~24)に変更した以外は、実施例76と同様にして、ポリイミドフィルム上への銅粒子の塗布、無電解銅めっきを行った。全てのフィルムについて銅めっき層の表面抵抗率は0.04~0.05Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、いずれの場合も、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例79
 実施例76において、分散液(B-18)の代わりに合成例42で得られた銀コア-銅シェル粒子の水分散体(B-25)に変更した以外は、実施例76と同様にして、ポリイミドフィルム上への銀コア-銅シェル粒子の塗布、無電解銅めっきを行った。銀コア-銅シェル粒子のポリイミド表面被覆率は、約80%であり、250℃焼成後も銀コア-銅シェル粒子からなる膜が非導電性であることを表面抵抗率測定から確認した。無電解めっき後の銅めっき層の表面抵抗率は0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、いずれの場合も、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例80
 実施例79において、分散液(B-25)の代わりに分散液(B-26~30)に変更し、分散媒組成は変えずに、銀コア-銅シェル粒子の濃度のみを5%に調整した分散液を、実施例79と同様にして、ポリイミドフィルム上への銀コア-銅シェル粒子の塗布、無電解銅めっきを行った。ポリイミド表面に塗布製膜された銀コア-銅シェル粒子からなる膜は、250℃焼成後も、全て非導電性であることを表面抵抗率測定から確認した。無電解めっき後の銅めっき層の表面抵抗率は0.04~0.05Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、いずれの場合も、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
 実施例81
 実施例76~80において得られた、38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を用い、実施例49と同様にして、電気(硫酸銅)めっきを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚はそれぞれ16μmであった。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は9~10N/cm程度であり、良好な密着性を示した。
 実施例82
 実施例1、実施例72において、絶縁性基材をカプトンEN150-Cから、下表のポリイミドフィルムに変更した以外は、実施例1、実施例72と同様にして、フィルム上に銀粒子を塗布し、銀粒子からなる非導電性層を形成した後、実施例1、72と同様にして無電解めっきを行ったところ、いずれの場合にも、表面抵抗率が0.04~0.05Ω/□の銅の導電性層をポリイミドフィルム上に形成することができた。セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験を行った結果、銅層は剥離せず、充分な密着性を有する膜が形成されていることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 これらの導電性材料を用い、実施例49と同様にして電気(硫酸銅)めっきを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであった。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は、いずれも8~10N/cm程度であり、充分な剥離強度が得られた。
 実施例83
 実施例1、実施例72において、絶縁性基材をカプトンEN150-Cから、日光化成社製エポキシガラス積層板(厚さ3mm)に変更した以外は、実施例1、実施例72と同様にして、エポキシガラス積層板上に分散液を塗布し、銀粒子を含有する非導電性層を形成した後、実施例1、72と同様にして無電解めっきを行ったところ、いずれの場合にも、表面抵抗率が0.04~0.05Ω/□の銅の導電性層をエポキシガラス積層板上に形成することができた。セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験を行った結果、銅層は剥離せず、充分な密着性を有する銅膜が形成されていることを確認した。この導電性材料を用い、実施例49と同様にして電気(硫酸銅)めっきを行ったところ、電気めっき後にエポキシガラス積層板上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであった。
 実施例84
 実施例1、実施例72において、絶縁性基材をカプトンEN150-Cから、クラレベクスターCT-Zに変更した以外は、実施例1、実施例72と同様にして、フィルム上に分散液を塗布し、銀粒子を含有する非導電性層を形成した後、実施例1、72と同様にして無電解めっきを行ったところ、いずれの場合にも、表面抵抗率が0.04~0.05Ω/□の銅の導電性層をベクスターCT-Zフィルム上に形成することができた。
 実施例85
(絶縁性基材上への非導電性層の形成)
 実施例1において、銀濃度5%の銀粒子分散液の代わりに0.5%の銀粒子分散液を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリイミドフィルム(カプトンEN150-C、38μm厚、東レ・デュポン製)上に銀粒子分散液を塗布(バーコート)し、室温乾燥の後、210℃、5分間の焼成を行ったところ、表面被覆率は23%であった。
(無電解銅めっき工程)
上記の銀粒子塗布ポリイミドフィルムをめっき用の試験片とし、文献(「現代めっき教本」電気めっき研究会編、日刊工業社 (2011年))に基づいて作製した無電解めっき液を用いて無電解めっきを行った。無電解銅めっきの工程は、脱脂、水洗、活性化、水洗、無電解めっき、水洗の作業工程を経ることにより行った。水洗は2分間の流水水洗とした。
1.脱脂:脱脂剤(ICPクリーナーSC、奥野製薬工業株式会社製)を用いて、40℃の処理液中に5分間浸漬した。
2.活性化:25℃の硫酸水溶液(約6%)に2分間浸漬した。
3.無電解めっき:前述の 「現代めっき教本」302ページに記載の下記AP2プロセスを用いて、20分間の無電解めっき処理を行った。
AP2プロセス
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
無電解銅めっき液から取り出した試験片は、銀粒子の塗布側表面全体が薄赤色となり、銅の無電解めっきが良好に進行したことが確認できた。試験片は、水洗、風乾の後、100℃で60分間のベーキングを行った。無電解めっきにより形成された銅膜の表面抵抗値は、0.04Ω/□であり、絶縁性基材である38μm厚のポリイミドフィルム上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
(電気めっき)
 この様にして得られた、ポリイミド上に導電層を有する導電性材料を用いて、実施例49と同様にして電気(硫酸銅)めっきを行った。
電気めっきを行った試験片は、水洗の後、水分を拭き取った後に熱風乾燥を行い、120℃で60分間のベーキングを行った。電気めっき後にポリイミドフィルム上に形成された銅層の平均膜厚は16μmであり、38μm厚のポリイミドフィルム上に16μm厚の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。ポリイミドフィルム上に形成された銅の剥離強度は8N/cm程度であり、良好な密着強度を示した。
実施例86
(絶縁性基材上への非導電性層の形成)
実施例1と同様にして、5%の銀粒子分散液をポリイミドフィルム(カプトンEN100-C、25μm厚、東レ・デュポン製)上に塗布(バーコート)した。このフィルムを室温で乾燥させた後、裏返して、裏面にも同様にして銀塗液を塗布した。室温乾燥の後、210℃、5分間の焼成を行った。銀塗膜表面の抵抗を測定したところ、両面とも10Ω以上の抵抗のため測定不能で、両面に非導電性層を有するポリイミドフィルムを得た。
 このフィルムを実施例1と同様にして、無電解銅めっき処理を行うことにより、絶縁性基材である25μm厚のポリイミドフィルムの両面上に銅の導電性層を有する導電性材料を作製することができた。このようにして形成された銅の導電層は、両面ともに、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。
この様にして得られた、ポリイミド両面に導電層を有する導電性材料を用いて、実施例49と同様にして、10分間の電気銅めっきを行ったところ、25μm厚のポリイミド両面に、それぞれ5―6μm厚の銅層を有する導電性材料を作製することができた。
実施例87
(貫通孔を有する絶縁性基材上への非導電性層の形成)
ポリイミドフィルム(カプトンEN150-C、38μm厚、東レ・デュポン製)上に、孔開けパンチを用いて、6mmφの貫通孔を形成した以外は、実施例86と同様にして、ポリイミドフィルムの両面に銀の非導電性層を形成し、無電解銅めっき処理を行った。
このようにして形成された銅の導電層は、両面ともに、セロハンテープ(ニチバン製)によるテープ剥離試験の結果、剥離が認められず、密着性も良好であった。表裏両面に電気テスターのプローブを接触させると、通電が確認でき、貫通孔を通して、表裏両面が接続されたことが確認された。
 本発明では、特定の原子を有する化合物で保護された金属微粒子と特定量以上含有する分散液を、特定の工程を含む工程で導電材料を製造するため、高密度実装分野で利用しうる、高性能の導電性材料、プリント配線基板用基板またはプリント配線板を、真空設備を必要とせず、また有機接着剤を使用することなく、低コストで製造することができる。

Claims (17)

  1. (1)絶縁性基材(A)上に、窒素原子、硫黄原子、リン原子又は酸素原子を有する化合物(b1)で保護されてなる金、銀、銅及び白金からなる群から選ばれる1種以上の金属微粒子(b2)を0.5質量%以上含有する分散液(B)を塗布し、非導電性層(C)を形成する工程、
    (2)(1)で得られた非導電性層(C)を有する基材に無電解めっきを行い、導電層(D)を形成する工程
    を有することを特徴とする導電性材料の製造方法。
  2. 更に
    (3)(2)で得られた導電層(D)を有する基材に電気めっきを行い導電層(D)上に金属導電層(E)を形成する工程、
    を有する請求項1に記載の導電性材料の製造方法
  3. 絶縁性基材(A)が、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー又はガラスエポキシ樹脂を成形してなる基材である請求項1又は2に記載の導電性材料の製造方法
  4. 絶縁性基材(A)が、フィルム、シート、板状の基材であることを特徴とする請求項3に記載の導電性材料の製造方法
  5. フィルム、シート、板状の絶縁性基材(A)が、その表裏を接続する貫通孔を有することを特徴とする請求項4に記載の導電性材料の製造方法
  6. 前記化合物(b1)の数平均分子量が3,000~50,000の範囲の化合物である請求項1~5の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  7. 前記化合物(b1)が、1分子中に窒素原子、硫黄原子、リン原子、又は酸素原子の2種以上の原子を含むものである請求項1~6の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  8. 前記化合物(b1)が、アミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、チオール基、リン酸基、4級アンモニウム基、4級ホスホニウム基、シアノ基、エーテル基、チオエーテル基又はジスルフィド基を有する化合物である請求項1~7の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  9. 前記化合物(b1)が、ポリエチレンイミンブロックとポリエチレングリコールブロックを有する化合物(P1)、
    ポリエチレングリコール鎖を有する(メタ)アクリレート系マクロモノマーと、-OP(O)(OH)で表されるリン酸エステル残基を有する(メタ)アクリレート系モノマーとを、-SR(Rは、炭素数1~18のアルキル基、ベンゼン環上に置換基を有していても良いフェニル基、又は、ヒドロキシ基、炭素数1~18のアルコキシ基、炭素数1~18のアラルキルオキシ基、ベンゼン環上に置換基を有していても良いフェニルオキシ基、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、炭素数1~18の1価若しくは多価のアルキルカルボニルオキシ基及び炭素数1~18の1価若しくは多価のアルコキシカルボニル基からなる群から選ばれる1つ以上の官能基を有する炭素数1~8のアルキル基である。)で表される官能基を有する連鎖移動剤の存在下で重合させて得られる(メタ)アクリル系重合体(P2)、又は
    下記一般式(1)
     X-(OCHCHR-O-CH-CH(OH)-CH-S-Z  (1)
    〔式(1)中、XはC~Cのアルキル基であり、Rは水素原子又はメチル基であり、nは2~100の繰り返し数を示す整数であって、Rは繰り返し単位ごとに独立し、同一であっても異なっていても良く、ZはC~C12のアルキル基、アリル基、アリール基、アリールアルキル基、-R-OH、-R-NHR、又は-R-COR(但し、RはC~Cのアルキレン鎖であり、Rは水素原子、C~Cのアシル基、C~Cのアルコキシカルボニル基、又は芳香環上にC~Cのアルキル基又はC~Cのアルコキシ基を置換基を有していても良いベンジルオキシカルボニル基であり、Rはヒドロキシ基、C~Cのアルキル基又はC~Cのアルコキシ基である。)で表される基である。〕
    で表されるチオエーテル含有有機化合物(P3)
    である請求項1~8の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  10. 前記金属微粒子の平均粒子径が1~200nmの範囲である請求項1~9の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  11. 前記分散液(B)における金属微粒子(b2)の含有率が0.5~20wt%の範囲である請求項1~10の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  12. 前記非導電性層(C)が、絶縁性基材(A)表面における金属微粒子(b2)の被覆率が20~90面積%の範囲で形成されている層である請求項1~11の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  13. 前記非導電性層(C)が、絶縁性基材(A)上に、金属微粒子(b1)が5層以下の層数で積層されてなる金属粒子層である請求項1~12の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  14. 前記非導電性層(C)の抵抗値が10Ω以上である請求項1~14の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  15. 前記非導電性層(C)が、フィルム、シート、板状の絶縁性基材(A)の両面に形成されることを特徴とする請求項1~14の何れか1項記載の導電性材料の製造方法。
  16. 請求項1~15の何れか1項記載の製造方法で得られることを特徴とする導電性材料。
  17. プリント配線板用積層基材である請求項16記載の導電性材料。
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