株式会社　ＫＲＩ（本社：京都市下京区、社長：住友　宏）は、低温で銅ナノ粒子層を生成可能な潜在性還元剤¹)および銅錯体²)を開発しました。

背景

　近年、印刷技術を利用して電子回路、デバイス等を形成するプリンテッド・エレクトロニクスが注目され、銀ナノ粒子インクを用いた導電パターン形成技術が開発されています。 しかしながら、銀はコストやエレクトロマイグレーション³)の問題があり、銀にかわって200℃未満の温度で焼結可能な銅系インクの開発が期待されています。
　銅系インクとして、（１）銅イオン-有機化合物（主に有機酸銅）溶液系、（２）銅ナノ粒子分散液系が検討されてきました。 これらの方法にはそれぞれ以下の様な特徴があり、どちらが本命となるかは、いまのところ分かりません。

本技術の特徴

　KRIでは、銅ナノ粒子分散液系のデメリットから銅イオン−有機化合物溶液系に着目し、銅イオン還元の低温化を検討した結果、 ①あるヒドラジン化合物が、銅イオンの存在下では90〜100℃という比較的低温で熱分解して銅イオンの還元剤となるヒドラジンを発生すること、 ②その化合物と銅イオンからなる錯体の溶液を用いると90〜100℃でフィルム上に銅ナノ粒子層の形成が可能であること、 ③銅イオンが共存していても加熱しないかぎり還元剤として作用しない潜在性還元剤となり得ること、を見出しました。
　ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム、ホルムアルデヒド（亜酸化銅まで還元）は室温で銅イオンを還元可能ですが、直ぐに還元が始まるので銅系インクには使えません。 エチレングリコールやアルキルアミンも銅イオンを還元可能ですが150±20℃前後の高温を必要とします。90〜100℃という還元温度は、これまでの中では低い温度と言えます。 そして、このヒドラジン化合物の分解物は全て気化しやすいため、残存有機物除去のための高温加熱は必要ないという利点があります。
　また、錯体の有機溶媒溶液を加熱すると迅速に銅ナノ粒子分散液を生成します。生成した銅ナノ粒子は、有機溶媒の吸着層に覆われていて空気中でも安定であり、窒素気流下200℃程度で有機層を除くことができます。 現在、有機層除去の更なる低温化に取り組んでいます。
　さらに、このヒドラジン化合物と銅化合物ナノ粒子の混合物も90〜100℃の加熱で銅ナノ粒子層を形成可能です。こうしたナノ粒子が利用可能であることは、導電層の厚膜化に有利です。

　KRIでは、この新規技術を用いた銅配線パターン作製技術の開発に関して受託研究クライアントを募集します。