금속 함유 미립자, 금속 함유 미립자 분산액 및 도전성금속 함유 재료 document_id A220623031070

최근, 금속 함유 미립자를 액 중에 분산시킨 미립자 분산액을 사용하여, 패턴을 형성하여 가열 처리 (이하, 단순히 「소성」 이라고도 한다) 함으로써, 금속 미립자끼리를 상호 소결시켜, 도전체를 형성하는 여러가지 방법이 검토되고 있다. 이 예로서는, 프린트 배선 등의 회로 패턴의 형성 및 수복, 반도체 패키지 내의 층간 배선의 형성, 프린트 배선판과 전자 부품의 접합 등을 잉크젯 인쇄법으로 형성하는 방법 (예를 들어, 특허문헌 1 참조), 종래의 납땜 방법을 대신하는 금속사이를 접합하는 방법 (예를 들어, 특허문헌 2 참조), 전자 재료 분야에서의 도금막과 대체 가능한 도전성 금속막을 형성하는 방법 (예를 들어, 특허문헌 3 참조) 등을 들 수 있다. 상기 기술한 방법은, 종래부터 공지된 금속 입자의 표면 융해 현상이라는 성질을 이용하고 있다 (예를 들어, 비특허문헌 1 참조). 일반적으로, 금속 입자의 표면 융해 현상은, 입자 표면 원자의 이상한 격자 진동에 의해서 일어나며, 입자 직경이 작고, 표면 원자 비율이 높으면 높을수록 표면 융해 온도가 저하되는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 은의 경우, 벌크체의 융점은 970℃ 정도이지만, 직경 10㎚ 정도의 미립자 (콜로이드) 의 경우, 약 80℃ 부터 표면 융해가 발생하는 것이 알려져 있다. 이 표면 융해 현상은, 금속 입자의 입자 직경에 의존하고 있기 때문에, 입자끼리가 완전 고착하지 않는 한, 하나하나의 금속 미립자가 소정의 입자 직경을 가지고 있으면, 회합 상태이더라도 일어나는 현상이다. 일반적으로, 금속 미립자를 액 중에 분산시키는 경우는, 응집을 방지하기 위해서 분산제가 사용된다. 여기서, 금속 미립자를 유기 용매 중에 양호하게 분산시키기 위해서는 그 미립자 표면에 큰 입체 장해를 형성할 필요가 있다. 그러나, 큰 입체 장해를 얻고자 하면, 분산제를 고분자화할 필요가 생기거나, 분산제의 첨가량을 많게 할 필요가 생기기도 한다. 또, 금속 미립자를 분산시킨 미립자 분산액을 사용하여 도전체를 형성하고자 하는 경우, 고분자화된 분산제를 이용하거나, 분산제의 첨가량을 많게 하면, 고온에서의 소성에 의하지 않으면 분산제를 제거할 수 없게 되어, 도전성이 얻어지기 어려워진다는 문제를 가지고 있다. 또한, 프린트 배선판의 배선에 있어서의 기판이나 반도체 패키지 내의 배선에 있어서의 소자의 내열성의 문제점에서 소성 온도는 낮을수록 바람직한 것으로 되어 있다. 특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2002-324966호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2002-126869호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2002-334618호 비특허문헌 1 : 「저널 오브 졸겔사이언스 앤드 테크놀로지 (J.Sol-Gel Science and Technology)」, (네덜란드), 클루어 아카데믹 퍼블리셔즈 (Kluwer Academic Publishers), 2001년, 제 22 권, p.151-166