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金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜を形成する方法 新技術説明会

国内特許コード P130010157
整理番号 S2012-0290-N0
掲載日 2013年12月16日
出願番号 特願2012-118587
公開番号 特開2013-247181
出願日 平成24年5月24日(2012.5.24)
公開日 平成25年12月9日(2013.12.9)
発明者
  • 前川 克廣
  • 山崎 和彦
  • 御田 護
出願人
  • 国立大学法人茨城大学
  • 株式会社 M&M研究所
発明の名称 金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜を形成する方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】レーザ焼結雰囲気中の酸素濃度を最適化することにより、各種基板との密着性に優れた金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜の形成方法を提供すること。
【解決手段】
基板に金属ナノ粒子ペーストを印刷した後、不活性ガス雰囲気中で前記ペーストにレーザ光を照射し、前記基板上に金属ナノ粒子焼結体の機能性膜を形成する方法において、前記ペーストを取り囲む雰囲気の酸素濃度を測定し、測定された酸素濃度に応じて不活性ガスの噴射量を決定し、前記ペーストを取り囲む雰囲気に当該量の不活性ガスを噴射して、前記酸素濃度を、予め求めた前記基板が劣化しない値、例えば0.1容量%以下に調整する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


レーザ焼結技術を用いて、各種基板上に金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜を形成する方法として、従来、特許文献1や特許文献2に記載された方法が知られている。特許文献1は本願発明者らの文献であり、ここには、電気絶縁基板または金属銅などの導電体層を有する基板上に、本発明と同様の目的である基板との密着性に優れたレーザ焼結機能性膜を形成する方法が示されている。この特許文献1に示された発明では、印刷された金属ナノ粒子ペーストをレーザ焼結するにあたり、基板の前処理等を含めて、それぞれ用途別に異なる波長のレーザ光(λ、λ、λ)を順次照射して、レーザ焼結膜と基板との密着性を高めるようにしている。また、特許文献2には、レーザ光による金属ナノ粒子焼結において、反射率測定器を用いて焼結状態をフィードバックしてレーザ照射時間を制御することで、基板温度を上げずに基板上に線状もしくは突起状の形状を形成する方法が示されている。



さらにまた、基板上への機能性膜の形成方法については触れていないが、類似の技術であるレーザ加工技術において、レーザ照射される被加工物の表面温度を検知して、レーザ光の出力を制御することにより被加工物を高品質に加工する技術も知られている。例えば、特許文献3に記載された発明においては、その明細書の段落[0009]、[0010]および[0016]に記載されているように、レーザ光照射部であるワーク(被加工物)表面の温度を赤外線放射温度計により測定し、その赤外線放射温度計の出力する温度データを予め記憶してある制御パターンと比較し、その比較結果に応じて、レーザ光の出力をレーザ光出力調整部で調整し、ワーク表面のレーザ光照射部の温度を一定に保つようにしている。ここに開示された発明によれば、レーザ光が安定してワーク表面に吸収されるようになるため、高品質の加工が可能となる。

産業上の利用分野


本発明は、例えば電子回路等の製造時に、レーザ光を用いて、金属基板または樹脂基板などの上に金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜を形成する方法に係り、特に、各種基板との密着性に優れた金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜を形成する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板に金属ナノ粒子ペーストを印刷した後、前記金属ナノ粒子ペーストにレーザ光を照射し、前記基板上に金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜を形成する方法において、
前記レーザ光が照射されている前記金属ナノ粒子ペーストを取り囲む雰囲気に常時不活性ガスを供給すると同時に、前記雰囲気の酸素濃度を測定し、
測定された酸素濃度に応じて前記不活性ガスの前記雰囲気への供給量を制御して、前記酸素濃度を予め求めた前記基板が劣化しない値以下に調整する、
ことを特徴とする金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜の形成方法。

【請求項2】
請求項1に記載の方法において、前記酸素濃度を予め求めた前記基板が劣化しない値以下に調整するための、前記酸素濃度と前記不活性ガスの前記雰囲気への供給量との関係を予め求め、それらの関係を記憶しておき、前記測定された酸素濃度を基に前記記憶された関係に基づいて前記不活性ガスの供給量を制御することを特徴とする金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜の形成方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の方法において、前記酸素濃度を0.1容量%以下に調整することを特徴とする金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜の形成方法。

【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかに記載の方法において、前記レーザ光が照射されている金属ナノ粒子ペーストの局所的温度を測定し、測定された温度に基づいて前記レーザ光の出力を調整することを特徴とする金属ナノ粒子焼結体から成る機能性膜の形成方法。
産業区分
  • 電子部品
  • 加工
  • 冶金、熱処理
  • その他機械要素
  • その他材料
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012118587thum.jpg
出願権利状態 審査請求前
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