[发明专利]印刷用铜糊剂组合物及利用其的金属图案的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种印刷用铜糊剂(paste)组合物及利用其的金属图案(pattern)的形成方法。具体来讲，根据本发明的铜糊剂组合物可同时进行干燥和烘烤而不会发生氧化，从而能够示出优良的电导率，因而能够有效地使用于以同时实施干燥和烘烤的、缩短的工艺形成电导率优良的金属图案。

背景技术

最近，随着电子元器件的小型化以及多种基板的适用趋势，对于通过多种印刷方式的在薄膜形成微细配线的要求在增加，尤其在为在树脂薄膜上印刷电路的柔性印刷电路板(FPCB，flexible printed circuit board)的情况下，若利用平版印刷术(lithography)，则须通过复杂的一系列的工艺，因而存在工艺过程中柔性基板本身受损的问题。因此，迫切需要在树脂薄膜上能够直接绘制电路的、单分散的金属纳米颗粒的油墨。

迄今为止，作为这种金属油墨糊剂，主要使用由球状微米(μm)大小的银(Ag)构成的组合物，由银构成的糊剂由于容易制备且稳定性超群，因而具有印刷之后也稳定的优点，因此在广泛应用，但由于价格变化不定且高，因而只能对生产制品的单位成本带来不良影响。而且，与粘合剂树脂一起形成组合物之后电阻比一般银增加10倍以上，因而在大部分的工艺中通过加大厚度来解决这种问题，因此，迫切需要电阻率低的金属糊剂。

为了解决这种问题，一种能够在各种印刷工艺替代昂贵的银并且可照直适用于现有工艺的、由铜(Cu)构成的糊剂组合物在备受关注。

在为迄今为止的利用了铜的金属糊剂的情况下，在氧分压明显低的惰性气氛即氮或氩的有限的环境下进行烘烤以能够维持低电阻率，且为了更高一些的电阻率，还应用氢和惰性气体的混合气体执行了工艺以连铜颗粒表面的薄的铜氧化膜也能够去除。但由于这种工艺上的局限性，因而仅限于有限的工艺中应用，因此，最近在要求能够进一步提高氧分压或能够减少惰性气体的使用量的铜糊剂。

为了弥补这种铜的缺点，韩国公开专利10-2010-0127936号公开了一种使用涂敷有银的铜颗粒的糊剂组合物。这种组合物是用于铜多层电容器的组合物，其在氧所存在的高温气氛下出现铜与银的相分离，因而存在电阻率反而因铜的氧化而增加的缺点。

而且，美国公开专利20110083874号公开了一种利用了铜的电极用糊剂组合物。这种技术在已印刷的铜图案上未涂敷以硼(B)为主成分的糊剂的情况下电阻急剧增加而起不到作为电极的作用。即、认为以硼为主成分的糊剂起着抑制铜电极与大气中的氧气之间的氧化的作用，这种图案形成工艺存在着须追加工艺的缺点。

为此，实际状况是为了解决如上所述的现有花费较大的银组合物或铜组合物的氧化问题，并提高与下部基板的粘接力而适用到印刷工艺，迫切需要开发一种铜纳米糊剂组合物以及对此的烘烤工艺，所述铜纳米糊剂组合物适用氧化被抑制的铜纳米颗粒，且调节现有的烘烤气氛而能够示出优良的电导率。

发明内容

技术问题

为了解决如上所述的问题，本发明其目的在于提供一种印刷用铜糊剂组合物及利用其的金属图案的形成方法，所述印刷用铜糊剂组合物，即便同时进行干燥和烘烤也使铜的氧化和电阻率的增加最小化，从而能够示出优良的电导率和粘接力。

而且，本发明其目的在于提供一种利用了上述组合物和方法的电导率优良的金属图案。

解决问题技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种印刷用铜糊剂组合物，该印刷用铜糊剂组合物其特征在于，含有：

a)50至90重量％铜(Cu)粉末，其表面吸附或残留有胺；

b)0.5至5重量％粘合剂树脂；

c)5至40重量％溶剂；以及，

d)0.1至10重量％硅烷偶联剂。

而且，本发明提供一种金属图案的形成方法，该金属图案的形成方法其特征在于，将上述铜糊剂组合物在基体材料上印刷之后，使用150-500℃的氮气而同时执行干燥和烘烤。

而且，本发明提供一种金属图案的形成方法，该金属图案的形成方法其特征在于，将上述铜糊剂组合物在基体材料上印刷之后，利用MIR灯而执行干燥和烘烤。

而且，本发明提供一种金属图案，该金属图案利用上述方法制得。

发明效果

本发明的印刷用铜糊剂组合物和根据本发明的金属图案的形成方法，即便同时进行干燥和烘烤工艺，抗氧化性、电导率、以及粘接力也优良，因而能够替代昂贵的银颗粒而适用于多种制品领域。

附图说明

图1是用于使用氮热风和MIR灯的干燥和烘烤工艺的设备的概念图。