[發明專利]利用金屬納米膏用于形成配線和電極的方法

無效

• 申請號: 201110451983.7
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102573312A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張先嬉;李永日;金東勛;金成殷;趙惠真
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H05K3/10
• 分類號: H05K3/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

相關申請的引用

本申請要求在2010年12月29日提交的題為“Method?for?Forming?Wiring?and?Electrode?Using?Metal?Nano?Paste(利用金屬納米膏用于形成配線和電極的方法)”的韓國專利申請系列號10-2010-0138273的權益，由此將其全部內容通過引用并入本申請中。

技術領域

本發明涉及用于形成金屬配線或電極的方法，包括通過特定方式燒結印刷有金屬納米膏(金屬納米膠，metal?nano?paste)的配線(布線，wiring)或電極。

背景技術

印刷電路板是一種這樣的電子部件，其中可以安裝各種裝置并且裝置通過配線的集成可以電連接，并且其廣泛用于半導體、太陽能電池、多媒體設備、電信設備、消費電子產品、車輛(vehicles)等中。

為了形成用于該電路板的電路，通常將常規有機組合物注入到其上已雕刻有圖案的篩孔中，使得只有其中待形成配線的區域被印刷，然后通過利用噴墨印刷、絲網印刷等將含有金屬如銀、銅等的膏施加到其上，接著進行燒結過程。

燒結過程定義為這樣的熱處理，用于通過以自動調整方式(整合方式，self-alignment?manner)結合金屬顆粒經由在原子水平上發生的物質轉移而固相結構化。當金屬納米膏類型的配線或電極經受燒結過程時，粘合劑被去除并且金屬顆粒熔合并長大(grow)，使得形成具有接近于塊狀金屬(大塊金屬，大體積金屬，bulky?metal)的電性能的金屬膜。

因為近來已推進了在其上利用納米顆粒形成配線和電極的基板的細化和多樣化，所以要求燒結過程在低溫下進行。在這種情況下，可以存在通過改變金屬納米膏的組成等而在低溫下進行燒結過程的方法。然而，該方法要求大量開發成本，因為需要考慮各種金屬的性能，并且該方法可能對金屬配線和電極的其他物理和化學性能具有不利影響。

因此，急需開發這樣的方法，根據該方法，在250℃或更低的低溫下進行燒結過程同時提高金屬膜的密度，以達到對于金屬配線和電極所需要的電性能。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種即使通過在低于250℃的低溫下的燒結過程用于形成金屬配線和電極的方法，所述金屬配線和電極能夠表現出接近于塊狀金屬的優異的電性能。

本發明的另一個目的在于提供一種通過適當調節用于燒結過程的燒結氣氛以簡單的方式用于形成具有優異電性能的金屬配線和電極的方法。

根據本發明的一個示例性實施方式，提供了一種用于形成金屬配線或電極的方法，所述方法包括燒結過程，其中所述燒結包括：在氮氣氛下將其上印刷有金屬納米膏的基板放置在爐子中并使爐子的溫度升高到220至240℃；在羧酸和空氣的混合氣氛下加熱基板，同時使爐子的溫度維持在該溫度范圍；在羧酸和空氣的混合氣氛下，使爐子的溫度下降到100至150℃；以及在氮氣氛下使爐子的溫度下降到室溫。

混合氣氛可以由40至60vol％的羧酸和60至40vol％的空氣組成。

氮氣氛可以由包含低于10vol％的氫氣和余量的氮氣的合成氣體(混合氣體，forming?gas)組成。

金屬納米膏可以包含選自由銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鉛(Pb)、銦(In)、銠(Rh)、釕(Rd)、銥(Ir)、鋨(Os)、鎢(W)、鉭(Ta)、鉍(Bi)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鈷(Co)和鐵(Fe)組成的組中的至少一種金屬。

羧酸可以為甲酸、乙酸、或丙酸。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的燒結過程的示意圖(圖式化圖解，schematized?graph)(在圖1中，F/A是指甲酸)；

圖2是比較例1的燒結過程的示意圖；

圖3是比較例2的燒結過程的示意圖；以及

圖4是比較例3的燒結過程的示意圖。

具體實施方式

本發明涉及一種利用金屬納米膏用于形成金屬配線和電極的方法，所述方法包括燒結過程，其中所述燒結包括：在氮氣氛下將其上印刷有金屬納米膏的基板放置在爐子中并使爐子的溫度升高到220至240℃；在羧酸和空氣的混合氣氛下加熱基板，同時使爐子的溫度維持在該溫度范圍；在羧酸和空氣的混合氣氛下，使爐子的溫度下降到100至150℃；以及在氮氣氛下使爐子的溫度下降到室溫。根據本發明，像采用高溫燒結過程的情況一樣，盡管采用低溫燒結過程也能夠形成具有高密度和最低殘留金屬顆粒量的金屬膜。