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    配線形成裝置 WIRE FORMING DEVICE
    6.
    发明专利
    配線形成裝置 WIRE FORMING DEVICE 审中-公开
    配线形成设备 WIRE FORMING DEVICE

    公开(公告)号：TW201238415A

    公开(公告)日：2012-09-16

    申请号：TW100145752

    申请日：2011-12-12

    Applicant: 日本麥克隆尼股份有限公司

    Inventor： 田中克己 ,  篠崎健一 ,  奧村哲也 ,  菊田誠 ,  佐野雅規 ,  茂木太郎

    IPC: H05K ,  B05B

    CPC classification number: H05K3/1241 ,  H05K3/1283 ,  H05K3/381 ,  H05K2203/107 ,  Y10T29/5143 ,  Y10T29/5191 ,  Y10T29/5313

    Abstract: [課題]可形成長時間持續穩定的配線。[解決方法]一種配線形成裝置,是使用膏材料附著裝置將膏材料供應於絕緣基板上而形成配線圖案的配線形成裝置,其特徵為:上述膏材料附著裝置,是具備:霧化裝置、及噴嘴;該霧化裝置,是霧化上述膏材料;該噴嘴,是將使用該霧化裝置而被霧化的膏材料噴在上述絕緣基板上;上述霧化裝置,是具備:溶媒補給部、及霧化部、以及混合比調整裝置;該溶媒補給部,是混合將溶媒予以霧化的氣體與載體氣體並補給至上述霧化部;該霧化部,是將膏溶劑予以霧化並取入於來自上述溶媒補給部之混合氣體且製作霧狀流;該混合比調整裝置,是將上述霧狀流的混合比予以調整。

    Abstract in simplified Chinese: [课题]可形成长时间持续稳定的配线。[解决方法]一种配线形成设备,是使用膏材料附着设备将膏材料供应于绝缘基板上而形成配线图案的配线形成设备,其特征为:上述膏材料附着设备,是具备:雾化设备、及喷嘴;该雾化设备,是雾化上述膏材料;该喷嘴,是将使用该雾化设备而被雾化的膏材料喷在上述绝缘基板上;上述雾化设备,是具备:溶媒补给部、及雾化部、以及混合比调整设备;该溶媒补给部,是混合将溶媒予以雾化的气体与载体气体并补给至上述雾化部;该雾化部,是将膏溶剂予以雾化并取入于来自上述溶媒补给部之混合气体且制作雾状流;该混合比调整设备,是将上述雾状流的混合比予以调整。

    製備具ＰＮ接面之半導體元件中的埋入式接觸電極之方法及其光電半導體元件 METHOD FOR FORMING BURIED CONTACT ELECTRODE OF SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING PN JUNCTION AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
    7.
    发明专利
    製備具ＰＮ接面之半導體元件中的埋入式接觸電極之方法及其光電半導體元件 METHOD FOR FORMING BURIED CONTACT ELECTRODE OF SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING PN JUNCTION AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME 失效
    制备具ＰＮ接面之半导体组件中的埋入式接触电极之方法及其光电半导体组件 METHOD FOR FORMING BURIED CONTACT ELECTRODE OF SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING PN JUNCTION AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME

    公开(公告)号：TWI334649B

    公开(公告)日：2010-12-11

    申请号：TW095135421

    申请日：2006-09-25

    Applicant: LG化學公司

    Inventor： 金台洙 ,  辛富建 ,  俞載成 ,  申鉉雨

    IPC: H01L

    CPC classification number: H01L31/022425 ,  H01L33/382 ,  H01L33/42 ,  H05K3/0029 ,  H05K3/107 ,  H05K3/1241 ,  Y02E10/50

    Abstract: 所揭露用以製造具有P－N接面二極體之光電半導體裝置的方法，包括：(a)縱向蝕刻該P－N接面二極體的至少一個表面，以形以成複數個連續、獨立或混合型的電極圖案溝槽的陣列；以及(b)以噴墨將含有透明導電顆粒的導電墨具有填入該溝槽，接著進行熱處理以形成一掩埋式透明電極，該光電半導體裝置及用來製造該光電半導體裝置的設備。在本發明可以有效地減少因為掩埋式透明電極造成的轉換損失，所以可以進行高效率的光電轉換，以及經由該均的蝕刻與電極形成製程可以提供容易的製程與增加產能。

    Abstract in simplified Chinese: 所揭露用以制造具有P－N接面二极管之光电半导体设备的方法，包括：(a)纵向蚀刻该P－N接面二极管的至少一个表面，以形以成复数个连续、独立或混合型的电极图案沟槽的数组；以及(b)以喷墨将含有透明导电颗粒的导电墨具有填入该沟槽，接着进行热处理以形成一掩埋式透明电极，该光电半导体设备及用来制造该光电半导体设备的设备。在本发明可以有效地减少因为掩埋式透明电极造成的转换损失，所以可以进行高效率的光电转换，以及经由该均的蚀刻与电极形成制程可以提供容易的制程与增加产能。

    金屬糊及墨 METALLIC PASTES AND INKS
    8.
    发明专利
    金屬糊及墨 METALLIC PASTES AND INKS 审中-公开
    金属煳及墨 METALLIC PASTES AND INKS

    公开(公告)号：TW201015587A

    公开(公告)日：2010-04-16

    申请号：TW098122418

    申请日：2009-07-02

    Applicant: 應用奈米科技控股股份有限公司

    Inventor： 楊墨熹 ,  朗德希 大衛 ,  亞尼夫 立維

    IPC: H01B ,  H05K ,  H01R

    CPC classification number: H05K3/1283 ,  H05K3/1241 ,  H05K3/321 ,  H05K2201/0257 ,  H05K2201/10287 ,  H05K2203/087 ,  H05K2203/107 ,  H05K2203/1131 ,  H05K2203/1453 ,  Y10T29/49169

    Abstract: 一種包括溶劑和多種金屬奈米粒子分散於其中的金屬組成物，其中該金屬組成物經調合使得該金屬組成物固化於基板上，得到電阻率約5x10 -4 歐姆‧公分或較低的金屬導體。組合品的電力組件可藉金屬組成物在基板上固化而形成的金屬導體互連。包括金屬奈米粒子的金屬組成物可澱積在基板上並固化。在金屬組成物固化之前和之後，該金屬組成物可以與金屬線接觸並固定於固化的金屬組成物。

    Abstract in simplified Chinese: 一种包括溶剂和多种金属奈米粒子分散于其中的金属组成物，其中该金属组成物经调合使得该金属组成物固化于基板上，得到电阻率约5x10 -4 欧姆‧公分或较低的金属导体。组合品的电力组件可藉金属组成物在基板上固化而形成的金属导体互连。包括金属奈米粒子的金属组成物可淀积在基板上并固化。在金属组成物固化之前和之后，该金属组成物可以与金属线接触并固定于固化的金属组成物。

    金屬膠體溶液及噴射用金屬印墨 METALLIC COLLOIDAL SOLUTION AND INKJET-USE METALLIC INK
    10.
    发明专利
    金屬膠體溶液及噴射用金屬印墨 METALLIC COLLOIDAL SOLUTION AND INKJET-USE METALLIC INK 失效
    金属胶体溶液及喷射用金属印墨 METALLIC COLLOIDAL SOLUTION AND INKJET-USE METALLIC INK

    公开(公告)号：TWI318173B

    公开(公告)日：2009-12-11

    申请号：TW094105529

    申请日：2005-02-24

    Applicant: 住友電氣工業股份有限公司

    Inventor： 岡田一誠 ,  下田浩平

    IPC: B41J ,  C09D

    CPC classification number: C09D11/322 ,  C09D11/52 ,  H01B1/22 ,  H05K1/097 ,  H05K3/1241

    Abstract: 一種金屬膠體溶液，其(a)含有一種在安全和環境方面容易處理之水系分散介質，以及具有均勻粒徑、而且如導電性之性質優異之金屬粒子；且其(b)具有適用於各種印刷方法和各種施用印墨之方法的性質。此外，配有金屬膠體溶液之噴墨用金屬印墨具有適用於噴墨印刷方法之性質。金屬粒子是在水中還原金屬離子而澱積，且具有最大為200奈米之一次粒徑。分散介質是由水和水溶性有機溶劑組成之混合溶劑。金屬粒子是在分子量為200至30,000之分散劑存在下被分散於分散介質內。 A metallic colloidal solution (a) includes a water－based dispersion medium that is easy in handling with regard to safety and environment and metallic particles having a uniform particle diameter and being excellent in properties such as conductivity and (b) has properties suitable for various printing methods and ink－applying methods. In addition, an inkjet－use metallic ink incorporating the metallic colloidal solution has properties suitable for the inkjet printing method. The metallic particles are deposited by reducing metallic ions in water and have a primary－particle diameter of at most 200 nm. The dispersion medium is made of a mixed solvent of water and a water－soluble organic solvent. The metallic particles are dispersed in the dispersion medium under the presence of a dispersant having a molecular weight of 200 to 30,000. 【創作特點】 發明概述
    本發明提供一種金屬膠體溶液，其(a)含有一種在安全和環境方面容易處理之水系分散介質，以及具有均勻粒徑、而且如導電性之性質優異之金屬粒子；且其(b)具有適用於各種印刷方法和各施用印墨之方法的性質。本發明也提供一種噴墨用金屬印墨，其配有上述之金屬膠體溶液，並適用於噴墨印刷方法之性質。
    本發明提供一種金屬膠體溶液，其含有：(a)金屬粒子，其係在水中還原金屬離子而澱積，且具有最大為200奈米之一次粒徑；(b)一種分散劑，其分子量為200至30,000；和(c)一種分散介質，其係製自水和水溶性有機溶劑所組成之混合溶劑。
    本發明之金屬膠體溶液配有產自使用水之普通液相還原方法、且具有均勻粒徑的金屬粒子。因此，金屬膠體溶液能夠在所形成之佈線電路和導電薄膜之結構和導電性等之中防止變異。換言之，所形成之佈線電路和導電薄膜能夠在此等性質中具有增進之均勻性。此外，金屬粒子幾乎全無諸如未反應之金屬化合物等雜質。因此，金屬粒子具有顯著的高導電性，因此能夠改進佈線電路和導電薄膜之導電性。
    金屬膠體溶液配有由水和水溶性有機溶劑之混合溶劑所組成之分散介質，因此，在安全和環境上易予處理。再者，金屬膠體溶液之性質如黏度、表面張力、和蒸汽壓可藉由調整在混合溶劑內水和水溶性有機溶劑之組成比例、並藉由選擇水溶性有機溶劑之類型來加以調整，使之落入適合各種印刷方法和施用印墨之方法的範圍內。
    本發明金屬膠體溶液可以產自：(a)將水系金屬膠體溶液用作起始材料，其中該水系金屬膠體溶液係通過在水中還原金屬離子來澱積金屬粒子而獲得；且(b)不進行從水中完全分離金屬粒子之程序。
    於此狀況，獲自還原澱積法之水系金屬膠體溶液被用作起始材料。然後，金屬膠體溶液產自一種程序，其係不使金屬粒子完全從水中分離。因此，金屬膠體溶液可於不產生二次粒子之情況下產生，其中二次粒子係由於金屬粒子從水中完全分離所造成之聚集所產生。所以，此種方法能夠防止二次粒子所造成之缺失，如粒徑之變異和整體之粒徑增大。結果，所產生之金屬膠體溶液係保持在金屬粒子均勻分散於分散介質內且幾乎全是一次粒子的狀態，該狀態是在以還原澱積法產生金屬粒子後直接造成的。使用如此之金屬膠體溶液可以進一步增進佈線電路和導電薄膜在結構和導電性中之均勻性。
    本發明之金屬膠體溶液可以配有各種金屬粒子，其為選自包括鎳、銅、銀、金、鉑、鈀及此等金屬之合金之群組的金屬所製成之粒子。
    依此情形，使用製自鎳、銅、銀、金、鉑、鈀、或此等金屬之合金所製成之高導電性金屬粒子，可以進一步增進佈線電路和導電薄膜之導電性。
    本發明之金屬膠體溶液可以含有0.1至90重量%含量之金屬粒子。
    依此情形，含有在0.1至90重量%範圍內任何含量之金屬粒子者，能夠輕易調整金屬膠體溶液之性質，使其能夠落入適合各種印刷方法和施用印墨之方法的範圍內。
    本發明金屬膠體溶液可以配有由不含硫、磷、硼、和鹵素原子中任一者之有機化合物製成之分散劑。
    依此情形，使用不含硫、磷、硼、或鹵素原子之有機化合物所製成之分散劑，不但可使佈線電路和導電薄膜、且亦可使設置於其週圍之電子零件等構件不因此等元素之存在而劣化。
    本發明之金屬膠體溶液可以含有每100重量份金屬粒子有2至30重量份含量之分散劑。
    依此情形，每100重量份金屬粒子有2至30重量份含量之分散劑可防止金屬粒子聚集於金屬膠體溶液中。結果，能夠形成一種高導電性之佈線電路和導電薄膜。
    本發明金屬膠體溶液可以配有水溶性有機溶劑，該水溶性有機溶劑製自至少一種選自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有機化合物之群組的材料。
    依此情形，使用製自至少一種選自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有機化合物之群組的材料的水溶性有機溶劑，能夠輕易調整金屬膠體溶液之性質，使其處於適合各種印刷方法和施用印墨之方法的範圍內。
    根據本發明之一項觀點，本發明提供一種配有金屬膠體溶液之噴墨用金屬油墨，該金屬膠體溶液含有：(a)金屬粒子，其係在水中還原金屬離子而澱積，且具有最大為200奈米之一次粒徑；(b)一種分散劑，其分子量為200至30,000；和(c)一種分散介質，其係製自水和水溶性有機溶劑所組成之混合溶劑。
    本發明之一種噴墨用金屬印墨配有產自使用水之普通液相還原方法、且具有均勻粒徑的金屬粒子。因此，噴墨用金屬印墨能夠防止噴墨印刷機之噴嘴和另一小開口堵塞。再者，其亦能防止所形成之佈線電路和導電薄膜在結構、導電性上之變異。換言之，所形成之佈線電路和導電薄膜在該等性質中能夠具有增大之均勻性。此外，金屬粒子幾乎全無諸如未反應之金屬化合物之雜質。所以，該金屬粒子具有顯著的高導電性，因此能夠改善佈線電路和導電薄膜之導電性。
    噴墨用金屬印墨配有一種製自水和水溶性有機溶劑之混合溶劑的分散介質。因此，其在安全和環境方面容易處理。再者，噴墨用金屬印墨之性質如黏度、表面張力、和蒸汽壓可藉調整混合溶劑中水與水溶性有機溶劑之組成比例、並藉由選擇水溶性有機溶劑之類型來加以調整，使之落入適用於噴墨印刷方法之範圍內。
    本發明之噴墨用金屬印墨在25℃時的表面張力可為20至60 mN/m（毫牛頓/米），以及在25℃時的黏度可為0.5至40 mPa．s（百萬帕斯卡．秒）。
    在此情形下，因為在25℃時的表面張力經調整而落在20至60 mN/m之範圍內，且在25℃時的黏度經調整而落在0.5至40 mPa．s之範圍內，印墨可以用噴墨印刷法從噴嘴充分射出，不會發生任何缺陷噴出，如噴嘴和另一小的開口堵塞。因此，可充分地形成佈線電路和導電薄膜。
    本發明之噴墨用印墨可以配有一種金屬膠體溶液，該金屬膠體溶液係產自：(a)將水系金屬膠體溶液用作起始材料，其中該水系金屬膠體溶液係通過在水中還原金屬離子來澱積金屬粒子而獲得；且(b)不進行從水中完全分離金屬粒子之程序。
    在此情形下，將還原澱積法所得之水系金屬膠體溶液作為起始材料。然後，產生噴墨用金屬印墨而不進行從水中完全分離金屬粒子之程序。因此，噴墨用金屬印墨可於不產生二次粒子之情況下產生，其中二次粒子係由於金屬粒子從水中完全分離所造成之聚集所產生。所以，此種方法能夠防止二次粒子所造成之缺失，如粒徑之變異和整體之粒徑增大。結果，所產生之噴墨用金屬印墨係保持在金屬粒子均勻分散於分散介質內且幾乎全是一次粒子的狀態，該狀態是在以還原澱積法產生金屬粒子後直接造成的。使用此種噴墨用金屬印墨可以進一步可靠地防止噴墨印刷機之噴嘴和另一小開口堵塞。此外，能夠增進佈線電路和導電薄膜在結構和導電性中之均勻性。
    本發明之噴墨用金屬印墨可以配有一種金屬膠體溶液，該金屬膠體溶液配有一種水溶性有機溶劑，其係製自至少一種選自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有機化合物之群組的材料。
    在此情形下，使用製自至少一種選自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有機化合物之群組的材料的水溶性有機溶劑，能夠輕易調整噴墨用金屬印墨之性質，使其能夠落入適合噴墨印刷方法之範圍內。
    本發明之詳細敘述
    本發明解釋如後。本發明之一種金屬膠體溶液和一種噴墨用金屬印墨包含：(a)金屬粒子，其係在水中還原金屬離子而澱積，且具有最大為200奈米之一次粒徑；(b)一種分散劑，其分子量為200至30,000；和(c)一種分散介質，其係製自水和水溶性有機溶劑所組成之混合溶劑。
    在上列敘述中，何以金屬粒子之一次粒徑限定在最大為200奈米，其理由說明如下。具有大於200奈米之一次粒徑的大金屬粒子在金屬膠體溶液中之可分散性不良，傾向聚集而產生二次粒子。即使它們不聚集，仍然降低金屬膠體溶液之流動性。因此，含有此種金屬粒子之金屬膠體溶液不具備用於各種印刷方法和施用印墨之方法的印墨所需之性質。再者，若其被用作噴墨用金屬印墨，噴嘴和另一小開口易被堵塞。此外，所形成之佈線電路和導電薄膜由於產生二次粒子和其他負面原因，其在結構和導電性上變得不均勻。
    另一方面，具有最大為200奈米之一次粒徑的極微細金屬粒子在金屬膠體溶液中具有優越之可分散性，無聚集傾向，具有增加之流動性。所以，如稍前所述，含有一次粒徑最大為200奈米之金屬粒子之本發明金屬膠體溶液，可以藉由調整水和水溶性有機溶劑之組成比例、並藉由選擇水溶性有機溶劑類型，來滿足對諸如黏度、表面張力、和蒸汽壓等性質具有最適當範圍之需求。相似地，本發明噴墨用金屬印墨可以滿足使其具有用於噴墨印刷法之各項性質最適範圍的需求，此外，不易堵塞噴嘴或產生其他不良狀況。再者，用本發明金屬膠體溶液和噴墨用金屬印墨所形成之佈線電路和導電薄膜具有極為均勻之結構和導電性。
    金屬粒子之一次粒徑之最低值無特別限制。理論上，可以使用具有能有如同金屬之導電性之最小粒徑的粒子，然而實際上較佳之一次粒徑為至少1奈米。換言之，較佳之金屬粒子為具有1至200奈米之一次粒徑的金屬粒子。
    理想上，金屬粒子之含量為金屬膠體溶液總重量之0.1至90重量%、且為噴墨用金屬印墨總重量之0.1至90重量%兩者。如果含量少於0.1重量%，則含量過少，可能無法以任何印刷方法和施用印墨之方法形成具有充份厚度和導電性之佈線電路和導電薄膜。反之，如果含量多於90重量%，流動性過份降低，可能無法獲得適用於各種印刷方法和施用印墨之方法之金屬膠體溶液和噴墨用金屬印墨。
    理想上，係藉由從上述範圍加以選擇，而決定金屬粒子之一次粒徑和百分比含量，使之落於最適於個別印刷方法和施用印墨之方法的範圍內，因此在採用形成佈線電路和導電薄膜之特定印刷方法或施用印墨之方法時，能夠達成最適當之性質。金屬粒子可由選自各種金屬和合金之金屬所組成。尤其，鑑於對佈線電路和導電薄膜產生良好導電性，理想上金屬粒子係組自鎳、銅、銀、金、鉑、鈀、或此等金屬之合金。
    作為分散劑者，具有200至30,000之分子量之分散劑是選自各種在水或水溶性有機溶劑中具有良好溶解度之分散劑。如果分散劑之分子量小於200，則不能獲得穩定分散金屬粒子之效果。如果分子量大於30,000，於此情形亦無法獲得穩定分散金屬粒子之效果。再者，具有如此高分子量之分散劑可能在所形成佈線電路和導電薄膜中之金屬粒子之間有所干涉而降低導電性。
    另一方面，具有200至30,000分子量之分散劑會有一種所謂環－鏈－尾結構之結構。因而，具有改善金屬粒子分散性之優良效果，沒有因為各金屬粒子之間的干涉而降低導電性的可能。鑑於金屬粒子之穩定分散，特別理想的是，上述分散劑分子量範圍被狹化至2,000至30,000之範圍內。
    考慮到不僅是佈線電路和導電薄膜、且及於其他設置於其週圍之電子零件等構件之劣化的預防，理想上，分散劑是由不含硫、磷、硼、或鹵素原子之有機化合物所組成。滿足這些需求之適合分散劑類型包括胺系聚合物分散劑（如聚乙烯亞胺和聚乙烯基吡咯烷酮）、分子內具有羧酸基之烴系聚合物分散劑（如聚丙烯酸和羧基甲基纖維素），和聚乙烯醇。亦理想的是，使用一種聚合物分散劑，如一種於一分子內具有聚乙烯亞胺部分和聚環氧乙烷部分之共聚物（下文稱PEI－PO共聚物）。聚合物分散劑可以用作黏度調節劑。
    理想上，分散劑含量為每100重量份金屬粒子有2至30重量份。如果含量少於2重量份，則可能無法充分獲得於金屬膠體溶液和噴墨用金屬印墨內均勻分散金屬粒子之分散劑加入效果。反之，如果含量多於30重量份，則黏度過高。因此，可能無法獲得(a)一種適合用於各種印刷方法和施用印墨之方法的金屬膠體溶液；和(b)一種具有適合用於噴墨印刷方法之性質的噴墨用金屬印墨。此外，過量之分散劑可能在所形成佈線電路和導電薄膜中於金屬粒子之間產生干涉而降低導電性。
    理想上，係藉由從上述範圍加以選擇，而決定分散劑之分子量和百分比含量，使之落於最適合個別印刷方法和施用印墨之方法的範圍內，因此在採用特定印刷方法或施用印墨之方法以形成佈線電路和導電薄膜時，能夠達成最適當之性質。理想上，係藉由從各種分散劑中加以選擇，而決定所用之分散劑類型，因此在採用特定印刷方法或施用印墨之方法以形成佈線電路和導電薄膜時，能夠達成最適合之性質。
    作為水溶性有機溶劑者，可使用任何可溶於水、且在20℃之介電常數至少為3之有機溶劑。水溶性有機溶劑之類型包括醇（如甲醇、乙醇、正丙醇、2－丙醇、第三丁醇、甘油、二丙二醇、乙二醇、和聚乙二醇）、酮（如丙酮、和甲基乙基酮）、二醇醚（如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、三乙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、和三丙二醇單甲基醚）、水溶性含氮有機化合物（如2－吡咯烷酮和N－甲基吡咯烷酮）、和乙酸乙酯。水溶性有機溶劑可使用單一類型、或使用二或多種類型合併。
    在本發明中，當分散劑被用於形成佈線電路和導電薄膜之時，係經由決定分散劑，而使金屬膠體溶液和噴墨用金屬印墨能夠具有用於個別的印刷方法和施用印墨之方法的最適當性質。更特定言，分散劑是製自水和水溶性有機溶劑，且其組成比例和水溶性有機溶劑之類型係經適當選擇。若合併二或多種水溶性有機溶劑，其合併須作適當選擇。
    例如，若用旋塗法形成導電薄膜，則金屬膠體溶液須具低的黏度。反之，若於網印法或給配器施與法產生佈線電路，則金屬膠體溶液須具高的黏度。在網印法中，金屬膠體溶液須具高蒸汽壓以阻滯乾燥。
    為了適用於壓電式噴墨印刷法，理想上，噴墨用金屬印墨在25℃時的表面張力為20至60 mN/m，，以及在25℃時的黏度為0.5至40 mPa．s，以改善噴嘴之噴墨功能，如前所述。此外，印墨須具低的蒸汽壓，以防止黏度迅速增高、以及迅速乾燥。理想上，印墨之沸點至少為100℃，較佳為120至300℃。為了滿足此等性質需求，理想上水溶性有機溶劑是由具有較高分子量之化合物（如二醇醚）所組成。
    另一方面，為適用於熱式噴墨印刷法，理想上噴墨用金屬印墨不但在25℃時的表面張力為20至60 mN/m、在25℃時的黏度為0.5至40 mPa．s，以改善噴嘴之噴墨功能如上所敘；而且具有高蒸汽壓，以促使泡沫從加熱元件之熱產生。理想上，印墨之沸點最高為150℃，更理想為80至130℃。為了滿足此等性質需求，理想上水溶性有機溶劑是由具有比較低分子量之化合物（如較低級之醇）所組成。
    為了滿足上述之性質要求，水和水溶性有機溶劑之組成比例和水溶性有機溶劑之類型須經適當選擇。此外，若合併二或多種水溶性有機溶劑，其合併須作適當選擇。同時，如上所述，須就如下各事項加以選擇：(a)金屬粒子之一次粒徑和百分比含量，(b)分散劑之分子量和百分比含量，和(c)分散劑類型。
    理想上，本發明之金屬膠體溶液和噴墨用金屬印墨係由如後之方法產生。起始材料是水系金屬膠體溶液，其中該水系金屬膠體溶液係通過在水中還原金屬離子來澱積金屬粒子而獲得。所得之最終溶液不進行從水中完全分離金屬粒子之程序。更特定言之，首先，為達到一種特定濃度，水系金屬膠體溶液係例如藉由使用滾轉蒸發器、藉由加熱、或藉由離心分離法除去表層流體來加以濃縮。然後，加入一特定量之水溶性有機溶劑至溶液內，而產生本發明之金屬膠體溶液和噴墨用金屬印墨。
    作為起始材料者，水系金屬膠體溶液可藉由習知方法來產生。例如，將作為金屬離子來源之水溶性金屬化合物與分散劑溶於水中。同時，將還原劑加至水中。係使金屬離子接受還原反應經一特定時間，理想上係使溶液處於被攪拌狀況之下。於是，產生水系金屬膠體溶液。
    用於供給金屬離子之水溶性金屬化合物雖然並不限定以下各種材料，但可以選擇如下。以銀而言，其類型包括硝酸銀(I)(AgNO3)和甲磺酸銀(CH3SO3Ag)。尤其，以硝酸銀(I)為理想者。以金而言，其類型包括四氯金酸鹽(III)四水合物(HAuCl4．4H2O)。以鉑而言，其類型包括二硝基二胺鉑酸鹽(II)(Pt(NO2)2(NH3)2)和六氯鉑酸鹽(IV)六水合物(H2[PtCl6]．6H2O)。此外，上述水溶性金屬化合物在需要時藉由氨、檸檬酸等而轉變成為錯合物之後亦可使用。
    作為還原劑者，可使用各種水溶性還原劑，雖然如此，理想上還原劑具有最小的可能粒徑。此外，為了形成均勻的金屬粒子，希望使用具有弱還原力之還原劑。
    滿足上述需求之還原劑類型包括醇類，如甲醇、乙醇、和2－丙醇；抗壞血酸；乙二醇；麩胱甘肽；有機酸，如檸檬酸、蘋果酸、和酒石酸；還原糖類，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、棉子糖和水蘇糖；與糖醇，如山梨糖醇。
    可調整金屬粒子之一次粒徑，使之落入上述範圍之內，其調整不但可依金屬化合物、分散劑、和還原劑之類型和百分比含量，亦可依金屬化合物進行還原反應時之攪拌速率、溫度，和時間來進行。
    本發明之金屬膠體溶液可藉由適當調整其性質而適當地作為各種印刷方法和施用印墨方法所用之印墨。如上所述，各種方法係包括用於形成導電薄膜之旋塗法、和用於形成佈線電路之網印法和給配器施用法。本發明之噴墨用金屬印墨可藉由適當調整其性質而適當地用於各種噴墨印刷法。如上所述，各種方法包括用於佈線電路和導電薄膜之壓電式和熱式噴墨印刷法。

    Abstract in simplified Chinese: 一种金属胶体溶液，其(a)含有一种在安全和环境方面容易处理之水系分散介质，以及具有均匀粒径、而且如导电性之性质优异之金属粒子；且其(b)具有适用于各种印刷方法和各种施用印墨之方法的性质。此外，配有金属胶体溶液之喷墨用金属印墨具有适用于喷墨印刷方法之性质。金属粒子是在水中还原金属离子而淀积，且具有最大为200奈米之一次粒径。分散介质是由水和水溶性有机溶剂组成之混合溶剂。金属粒子是在分子量为200至30,000之分散剂存在下被分散于分散介质内。 A metallic colloidal solution (a) includes a water－based dispersion medium that is easy in handling with regard to safety and environment and metallic particles having a uniform particle diameter and being excellent in properties such as conductivity and (b) has properties suitable for various printing methods and ink－applying methods. In addition, an inkjet－use metallic ink incorporating the metallic colloidal solution has properties suitable for the inkjet printing method. The metallic particles are deposited by reducing metallic ions in water and have a primary－particle diameter of at most 200 nm. The dispersion medium is made of a mixed solvent of water and a water－soluble organic solvent. The metallic particles are dispersed in the dispersion medium under the presence of a dispersant having a molecular weight of 200 to 30,000. 【创作特点】 发明概述 本发明提供一种金属胶体溶液，其(a)含有一种在安全和环境方面容易处理之水系分散介质，以及具有均匀粒径、而且如导电性之性质优异之金属粒子；且其(b)具有适用于各种印刷方法和各施用印墨之方法的性质。本发明也提供一种喷墨用金属印墨，其配有上述之金属胶体溶液，并适用于喷墨印刷方法之性质。 本发明提供一种金属胶体溶液，其含有：(a)金属粒子，其系在水中还原金属离子而淀积，且具有最大为200奈米之一次粒径；(b)一种分散剂，其分子量为200至30,000；和(c)一种分散介质，其系制自水和水溶性有机溶剂所组成之混合溶剂。 本发明之金属胶体溶液配有产自使用水之普通液相还原方法、且具有均匀粒径的金属粒子。因此，金属胶体溶液能够在所形成之布线电路和导电薄膜之结构和导电性等之中防止变异。换言之，所形成之布线电路和导电薄膜能够在此等性质中具有增进之均匀性。此外，金属粒子几乎全无诸如未反应之金属化合物等杂质。因此，金属粒子具有显着的高导电性，因此能够改进布线电路和导电薄膜之导电性。 金属胶体溶液配有由水和水溶性有机溶剂之混合溶剂所组成之分散介质，因此，在安全和环境上易予处理。再者，金属胶体溶液之性质如黏度、表面张力、和蒸汽压可借由调整在混合溶剂内水和水溶性有机溶剂之组成比例、并借由选择水溶性有机溶剂之类型来加以调整，使之落入适合各种印刷方法和施用印墨之方法的范围内。 本发明金属胶体溶液可以产自：(a)将水系金属胶体溶液用作起始材料，其中该水系金属胶体溶液系通过在水中还原金属离子来淀积金属粒子而获得；且(b)不进行从水中完全分离金属粒子之进程。 于此状况，获自还原淀积法之水系金属胶体溶液被用作起始材料。然后，金属胶体溶液产自一种进程，其系不使金属粒子完全从水中分离。因此，金属胶体溶液可于不产生二次粒子之情况下产生，其中二次粒子系由于金属粒子从水中完全分离所造成之聚集所产生。所以，此种方法能够防止二次粒子所造成之缺失，如粒径之变异和整体之粒径增大。结果，所产生之金属胶体溶液系保持在金属粒子均匀分散于分散介质内且几乎全是一次粒子的状态，该状态是在以还原淀积法产生金属粒子后直接造成的。使用如此之金属胶体溶液可以进一步增进布线电路和导电薄膜在结构和导电性中之均匀性。 本发明之金属胶体溶液可以配有各种金属粒子，其为选自包括镍、铜、银、金、铂、钯及此等金属之合金之群组的金属所制成之粒子。 依此情形，使用制自镍、铜、银、金、铂、钯、或此等金属之合金所制成之高导电性金属粒子，可以进一步增进布线电路和导电薄膜之导电性。 本发明之金属胶体溶液可以含有0.1至90重量%含量之金属粒子。 依此情形，含有在0.1至90重量%范围内任何含量之金属粒子者，能够轻易调整金属胶体溶液之性质，使其能够落入适合各种印刷方法和施用印墨之方法的范围内。 本发明金属胶体溶液可以配有由不含硫、磷、硼、和卤素原子中任一者之有机化合物制成之分散剂。 依此情形，使用不含硫、磷、硼、或卤素原子之有机化合物所制成之分散剂，不但可使布线电路和导电薄膜、且亦可使设置于其周围之电子零件等构件不因此等元素之存在而劣化。 本发明之金属胶体溶液可以含有每100重量份金属粒子有2至30重量份含量之分散剂。 依此情形，每100重量份金属粒子有2至30重量份含量之分散剂可防止金属粒子聚集于金属胶体溶液中。结果，能够形成一种高导电性之布线电路和导电薄膜。 本发明金属胶体溶液可以配有水溶性有机溶剂，该水溶性有机溶剂制自至少一种选自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有机化合物之群组的材料。 依此情形，使用制自至少一种选自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有机化合物之群组的材料的水溶性有机溶剂，能够轻易调整金属胶体溶液之性质，使其处于适合各种印刷方法和施用印墨之方法的范围内。 根据本发明之一项观点，本发明提供一种配有金属胶体溶液之喷墨用金属油墨，该金属胶体溶液含有：(a)金属粒子，其系在水中还原金属离子而淀积，且具有最大为200奈米之一次粒径；(b)一种分散剂，其分子量为200至30,000；和(c)一种分散介质，其系制自水和水溶性有机溶剂所组成之混合溶剂。 本发明之一种喷墨用金属印墨配有产自使用水之普通液相还原方法、且具有均匀粒径的金属粒子。因此，喷墨用金属印墨能够防止喷墨印刷机之喷嘴和另一小开口堵塞。再者，其亦能防止所形成之布线电路和导电薄膜在结构、导电性上之变异。换言之，所形成之布线电路和导电薄膜在该等性质中能够具有增大之均匀性。此外，金属粒子几乎全无诸如未反应之金属化合物之杂质。所以，该金属粒子具有显着的高导电性，因此能够改善布线电路和导电薄膜之导电性。 喷墨用金属印墨配有一种制自水和水溶性有机溶剂之混合溶剂的分散介质。因此，其在安全和环境方面容易处理。再者，喷墨用金属印墨之性质如黏度、表面张力、和蒸汽压可藉调整混合溶剂中水与水溶性有机溶剂之组成比例、并借由选择水溶性有机溶剂之类型来加以调整，使之落入适用于喷墨印刷方法之范围内。 本发明之喷墨用金属印墨在25℃时的表面张力可为20至60 mN/m（毫牛顿/米），以及在25℃时的黏度可为0.5至40 mPa．s（百万帕斯卡．秒）。 在此情形下，因为在25℃时的表面张力经调整而落在20至60 mN/m之范围内，且在25℃时的黏度经调整而落在0.5至40 mPa．s之范围内，印墨可以用喷墨印刷法从喷嘴充分射出，不会发生任何缺陷喷出，如喷嘴和另一小的开口堵塞。因此，可充分地形成布线电路和导电薄膜。 本发明之喷墨用印墨可以配有一种金属胶体溶液，该金属胶体溶液系产自：(a)将水系金属胶体溶液用作起始材料，其中该水系金属胶体溶液系通过在水中还原金属离子来淀积金属粒子而获得；且(b)不进行从水中完全分离金属粒子之进程。 在此情形下，将还原淀积法所得之水系金属胶体溶液作为起始材料。然后，产生喷墨用金属印墨而不进行从水中完全分离金属粒子之进程。因此，喷墨用金属印墨可于不产生二次粒子之情况下产生，其中二次粒子系由于金属粒子从水中完全分离所造成之聚集所产生。所以，此种方法能够防止二次粒子所造成之缺失，如粒径之变异和整体之粒径增大。结果，所产生之喷墨用金属印墨系保持在金属粒子均匀分散于分散介质内且几乎全是一次粒子的状态，该状态是在以还原淀积法产生金属粒子后直接造成的。使用此种喷墨用金属印墨可以进一步可靠地防止喷墨印刷机之喷嘴和另一小开口堵塞。此外，能够增进布线电路和导电薄膜在结构和导电性中之均匀性。 本发明之喷墨用金属印墨可以配有一种金属胶体溶液，该金属胶体溶液配有一种水溶性有机溶剂，其系制自至少一种选自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有机化合物之群组的材料。 在此情形下，使用制自至少一种选自包括醇、酮、二醇醚、和水溶性含氮有机化合物之群组的材料的水溶性有机溶剂，能够轻易调整喷墨用金属印墨之性质，使其能够落入适合喷墨印刷方法之范围内。 本发明之详细叙述 本发明解释如后。本发明之一种金属胶体溶液和一种喷墨用金属印墨包含：(a)金属粒子，其系在水中还原金属离子而淀积，且具有最大为200奈米之一次粒径；(b)一种分散剂，其分子量为200至30,000；和(c)一种分散介质，其系制自水和水溶性有机溶剂所组成之混合溶剂。 在上列叙述中，何以金属粒子之一次粒径限定在最大为200奈米，其理由说明如下。具有大于200奈米之一次粒径的大金属粒子在金属胶体溶液中之可分散性不良，倾向聚集而产生二次粒子。即使它们不聚集，仍然降低金属胶体溶液之流动性。因此，含有此种金属粒子之金属胶体溶液不具备用于各种印刷方法和施用印墨之方法的印墨所需之性质。再者，若其被用作喷墨用金属印墨，喷嘴和另一小开口易被堵塞。此外，所形成之布线电路和导电薄膜由于产生二次粒子和其他负面原因，其在结构和导电性上变得不均匀。 另一方面，具有最大为200奈米之一次粒径的极微细金属粒子在金属胶体溶液中具有优越之可分散性，无聚集倾向，具有增加之流动性。所以，如稍前所述，含有一次粒径最大为200奈米之金属粒子之本发明金属胶体溶液，可以借由调整水和水溶性有机溶剂之组成比例、并借由选择水溶性有机溶剂类型，来满足对诸如黏度、表面张力、和蒸汽压等性质具有最适当范围之需求。相似地，本发明喷墨用金属印墨可以满足使其具有用于喷墨印刷法之各项性质最适范围的需求，此外，不易堵塞喷嘴或产生其他不良状况。再者，用本发明金属胶体溶液和喷墨用金属印墨所形成之布线电路和导电薄膜具有极为均匀之结构和导电性。 金属粒子之一次粒径之最低值无特别限制。理论上，可以使用具有能有如同金属之导电性之最小粒径的粒子，然而实际上较佳之一次粒径为至少1奈米。换言之，较佳之金属粒子为具有1至200奈米之一次粒径的金属粒子。 理想上，金属粒子之含量为金属胶体溶液总重量之0.1至90重量%、且为喷墨用金属印墨总重量之0.1至90重量%两者。如果含量少于0.1重量%，则含量过少，可能无法以任何印刷方法和施用印墨之方法形成具有充份厚度和导电性之布线电路和导电薄膜。反之，如果含量多于90重量%，流动性过份降低，可能无法获得适用于各种印刷方法和施用印墨之方法之金属胶体溶液和喷墨用金属印墨。 理想上，系借由从上述范围加以选择，而决定金属粒子之一次粒径和百分比含量，使之落于最适于个别印刷方法和施用印墨之方法的范围内，因此在采用形成布线电路和导电薄膜之特定印刷方法或施用印墨之方法时，能够达成最适当之性质。金属粒子可由选自各种金属和合金之金属所组成。尤其，鉴于对布线电路和导电薄膜产生良好导电性，理想上金属粒子系组自镍、铜、银、金、铂、钯、或此等金属之合金。 作为分散剂者，具有200至30,000之分子量之分散剂是选自各种在水或水溶性有机溶剂中具有良好溶解度之分散剂。如果分散剂之分子量小于200，则不能获得稳定分散金属粒子之效果。如果分子量大于30,000，于此情形亦无法获得稳定分散金属粒子之效果。再者，具有如此高分子量之分散剂可能在所形成布线电路和导电薄膜中之金属粒子之间有所干涉而降低导电性。 另一方面，具有200至30,000分子量之分散剂会有一种所谓环－链－尾结构之结构。因而，具有改善金属粒子分散性之优良效果，没有因为各金属粒子之间的干涉而降低导电性的可能。鉴于金属粒子之稳定分散，特别理想的是，上述分散剂分子量范围被狭化至2,000至30,000之范围内。 考虑到不仅是布线电路和导电薄膜、且及于其他设置于其周围之电子零件等构件之劣化的预防，理想上，分散剂是由不含硫、磷、硼、或卤素原子之有机化合物所组成。满足这些需求之适合分散剂类型包括胺系聚合物分散剂（如聚乙烯亚胺和聚乙烯基吡咯烷酮）、分子内具有羧酸基之烃系聚合物分散剂（如聚丙烯酸和羧基甲基纤维素），和聚乙烯醇。亦理想的是，使用一种聚合物分散剂，如一种于一分子内具有聚乙烯亚胺部分和聚环氧乙烷部分之共聚物（下文称PEI－PO共聚物）。聚合物分散剂可以用作黏度调节剂。 理想上，分散剂含量为每100重量份金属粒子有2至30重量份。如果含量少于2重量份，则可能无法充分获得于金属胶体溶液和喷墨用金属印墨内均匀分散金属粒子之分散剂加入效果。反之，如果含量多于30重量份，则黏度过高。因此，可能无法获得(a)一种适合用于各种印刷方法和施用印墨之方法的金属胶体溶液；和(b)一种具有适合用于喷墨印刷方法之性质的喷墨用金属印墨。此外，过量之分散剂可能在所形成布线电路和导电薄膜中于金属粒子之间产生干涉而降低导电性。 理想上，系借由从上述范围加以选择，而决定分散剂之分子量和百分比含量，使之落于最适合个别印刷方法和施用印墨之方法的范围内，因此在采用特定印刷方法或施用印墨之方法以形成布线电路和导电薄膜时，能够达成最适当之性质。理想上，系借由从各种分散剂中加以选择，而决定所用之分散剂类型，因此在采用特定印刷方法或施用印墨之方法以形成布线电路和导电薄膜时，能够达成最适合之性质。 作为水溶性有机溶剂者，可使用任何可溶于水、且在20℃之介电常数至少为3之有机溶剂。水溶性有机溶剂之类型包括醇（如甲醇、乙醇、正丙醇、2－丙醇、第三丁醇、甘油、二丙二醇、乙二醇、和聚乙二醇）、酮（如丙酮、和甲基乙基酮）、二醇醚（如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、三乙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、和三丙二醇单甲基醚）、水溶性含氮有机化合物（如2－吡咯烷酮和N－甲基吡咯烷酮）、和乙酸乙酯。水溶性有机溶剂可使用单一类型、或使用二或多种类型合并。 在本发明中，当分散剂被用于形成布线电路和导电薄膜之时，系经由决定分散剂，而使金属胶体溶液和喷墨用金属印墨能够具有用于个别的印刷方法和施用印墨之方法的最适当性质。更特定言，分散剂是制自水和水溶性有机溶剂，且其组成比例和水溶性有机溶剂之类型系经适当选择。若合并二或多种水溶性有机溶剂，其合并须作适当选择。 例如，若用旋涂法形成导电薄膜，则金属胶体溶液须具低的黏度。反之，若于网印法或给配器施与法产生布线电路，则金属胶体溶液须具高的黏度。在网印法中，金属胶体溶液须具高蒸汽压以阻滞干燥。 为了适用于压电式喷墨印刷法，理想上，喷墨用金属印墨在25℃时的表面张力为20至60 mN/m，，以及在25℃时的黏度为0.5至40 mPa．s，以改善喷嘴之喷墨功能，如前所述。此外，印墨须具低的蒸汽压，以防止黏度迅速增高、以及迅速干燥。理想上，印墨之沸点至少为100℃，较佳为120至300℃。为了满足此等性质需求，理想上水溶性有机溶剂是由具有较高分子量之化合物（如二醇醚）所组成。 另一方面，为适用于热式喷墨印刷法，理想上喷墨用金属印墨不但在25℃时的表面张力为20至60 mN/m、在25℃时的黏度为0.5至40 mPa．s，以改善喷嘴之喷墨功能如上所叙；而且具有高蒸汽压，以促使泡沫从加热组件之热产生。理想上，印墨之沸点最高为150℃，更理想为80至130℃。为了满足此等性质需求，理想上水溶性有机溶剂是由具有比较低分子量之化合物（如较低级之醇）所组成。 为了满足上述之性质要求，水和水溶性有机溶剂之组成比例和水溶性有机溶剂之类型须经适当选择。此外，若合并二或多种水溶性有机溶剂，其合并须作适当选择。同时，如上所述，须就如下各事项加以选择：(a)金属粒子之一次粒径和百分比含量，(b)分散剂之分子量和百分比含量，和(c)分散剂类型。 理想上，本发明之金属胶体溶液和喷墨用金属印墨系由如后之方法产生。起始材料是水系金属胶体溶液，其中该水系金属胶体溶液系通过在水中还原金属离子来淀积金属粒子而获得。所得之最终溶液不进行从水中完全分离金属粒子之进程。更特定言之，首先，为达到一种特定浓度，水系金属胶体溶液系例如借由使用滚转蒸发器、借由加热、或借由离心分离法除去表层流体来加以浓缩。然后，加入一特定量之水溶性有机溶剂至溶液内，而产生本发明之金属胶体溶液和喷墨用金属印墨。 作为起始材料者，水系金属胶体溶液可借由习知方法来产生。例如，将作为金属离子来源之水溶性金属化合物与分散剂溶于水中。同时，将还原剂加至水中。系使金属离子接受还原反应经一特定时间，理想上系使溶液处于被搅拌状况之下。于是，产生水系金属胶体溶液。 用于供给金属离子之水溶性金属化合物虽然并不限定以下各种材料，但可以选择如下。以银而言，其类型包括硝酸银(I)(AgNO3)和甲磺酸银(CH3SO3Ag)。尤其，以硝酸银(I)为理想者。以金而言，其类型包括四氯金酸盐(III)四水合物(HAuCl4．4H2O)。以铂而言，其类型包括二硝基二胺铂酸盐(II)(Pt(NO2)2(NH3)2)和六氯铂酸盐(IV)六水合物(H2[PtCl6]．6H2O)。此外，上述水溶性金属化合物在需要时借由氨、柠檬酸等而转变成为错合物之后亦可使用。 作为还原剂者，可使用各种水溶性还原剂，虽然如此，理想上还原剂具有最小的可能粒径。此外，为了形成均匀的金属粒子，希望使用具有弱还原力之还原剂。 满足上述需求之还原剂类型包括醇类，如甲醇、乙醇、和2－丙醇；抗坏血酸；乙二醇；麸胱甘肽；有机酸，如柠檬酸、苹果酸、和酒石酸；还原糖类，如葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、棉子糖和水苏糖；与糖醇，如山梨糖醇。 可调整金属粒子之一次粒径，使之落入上述范围之内，其调整不但可依金属化合物、分散剂、和还原剂之类型和百分比含量，亦可依金属化合物进行还原反应时之搅拌速率、温度，和时间来进行。 本发明之金属胶体溶液可借由适当调整其性质而适当地作为各种印刷方法和施用印墨方法所用之印墨。如上所述，各种方法系包括用于形成导电薄膜之旋涂法、和用于形成布线电路之网印法和给配器施用法。本发明之喷墨用金属印墨可借由适当调整其性质而适当地用于各种喷墨印刷法。如上所述，各种方法包括用于布线电路和导电薄膜之压电式和热式喷墨印刷法。

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