专利名称：用于印刷电路的钯络合物的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及电路的印刷。更具体地说，本发明涉及使用喷墨技术形成导电图案的方法。
背景技术：
计算机打印机技术已经发展到可以将分辨率非常高的图像转移到各种类型的介质上的水平。喷墨印刷涉及根据数字信号将液体油墨的小液滴放置在介质表面上。通常的喷墨印刷方法包括热喷墨和压电喷墨技术。通常，在印刷装置与表面之间不发生物理接触的情况下将液体油墨放置或喷射在表面上。出于若干种原因，喷墨印刷已经成为在各种介质尤其是纸的表面上记录图像的通用方式。这些原因的一些包括低印刷噪音、高速记录性能和彩色记录。此外，对于消费者来说在相对较低的价格下就可以获得这些优越性。
电路和导电迹线的制造已经由许多种方式来完成。此外，各种用于制造印刷电路板的方法是已知的。用于印刷电路的典型的方法包括印刷和蚀刻、丝网印刷，以及光致抗蚀剂法，例如涂覆光致抗蚀剂、曝光和显影。这些方法通常涉及相当大的资金消耗和对制造时间的限制。近年来，已经将喷墨技术用于形成电路。这些喷墨技术包括各种已经获得不同程度的成功的方法。这些方法的一些涉及对有助于使导电金属沉积的前体材料进行喷墨。其它方法涉及将导电油墨印刷在底物上。这些方法中的每种方法都有限制其效果的不利性，例如花费、可靠性和复杂性。因此，人们继续研究以开发出改进的电路制造技术和在喷墨技术中使用的组合物。
发明概述人们已经认识到，开发出廉价和简单的用于形成导电图案例如电路的方法将是有利的。
在本发明的一个方面中，可喷墨组合物包括在液体载体中被溶剂化的钯脂肪胺络合物。
本发明的另一个方面包括一种使用喷墨技术和可喷墨组合物形成导电路径的方法。可以以预定的图案将第一可喷墨组合物喷射到底物上。所述第一可喷墨组合物可以包括液体载体和在其中溶剂化的钯脂肪胺络合物。可以将含有还原剂的第二组合物施加在预定图案的至少一部分上。然后可以将足够的热量施加到预定图案上以使还原剂和钯脂肪胺配合物之间发生反应，用以在基本上不改变底物的情况下形成钯金属。
本发明的再一个方面包括一种使用可喷墨组合物在底物上印刷导电图案的体系，其中所述体系具有第一印刷头、第二印刷头和加热装置。第一印刷头包括含有第一可喷墨组合物的第一加热腔，其中所述第一可喷墨组合物包括钯脂肪胺络合物。第二印刷头可以具有含有第二可喷墨组合物的第二加热腔，其中所述第二可喷墨组合物包括还原剂，相对于钯脂肪胺配合物，其可以被套印或者底印在底物上。加热装置可以配置成与底物热接触的形式。
本发明的其它特征和优点将通过详细描述而显而易见，其中所述的详细描述以实施例的方式对本发明的特征进行了说明。
优选实施方案的详细描述在对本发明的特定实施方案进行公开和描述之前，应该理解的是，本发明并不限制于此处所公开的特定方法和材料，正如所述的可以对其进行一些程度的变化。还应该理解，此处所用的术语只是用于描述特定实施方案的目的，并不意图进行限制，本发明的范围仅仅通过所附的权利要求及其等同的内容来确定。
在对本发明进行描述和保护的过程中将使用下列术语。
除非上下文中明确说明，单数形式“一(“a”、“an”)”和“这(“the”)”包括多个对象。因此，例如提及到“一种还原剂”则包括指示一种或多种该物质。
如此处所用的，“液体载体”被定义为包括可以用于将钯脂肪胺配合物、还原剂和任选的着色剂携带至底物上的液体成分。液体载体在本领域中是公知的，而且根据本发明的实施方案可以使用很多种油墨载体。这种液体载体可以包括各种不同试剂的混合物，包括但不限于表面活性剂、溶剂、助溶剂、缓冲剂、杀菌剂、粘度调节剂、稳定剂和水。虽然描述了可以使用的各种试剂，但是在一些实施方案中液体载体可以仅仅是单一的液体组分，例如水。
如此处所用的，“脂肪族”是指具有直链或支链碳链的烃。例如，含有芳香环的化合物不认为是脂肪族化合物。同样，为了本发明的目的，含有羧基的化合物，例如氨基酸和其它羧酸也不认为是脂肪族化合物。
如此处所用的，“配合物”是指具有一个或多个有机化合物的金属，其中所述有机化合物通过可以为离子或共价性质的键而缔合在金属上。键的性质通常受到各个组分的电子亲和性和环境pH的控制，而且其可以既具有离子键特性又具有共价键特性。
如此处所用的，“伯胺”是指具有两个键合在氨基的氮原子上的氢原子的胺。本发明的配位剂可以具有多个可以相互作用并且与钯发生配合的伯胺基团。
如此处所用的，“溶剂化的”是指当溶质被溶解在溶剂中时。溶剂化的化合物是指至少一部分化合物被溶解在溶液中，其并不一定指所有溶质分子都处在溶液中。
如此处所用的，“无电沉积”是指与电解沉积过程相对的任何化学沉积过程。无电沉积法通常包括含有金属离子的酸浴，然而本领域熟练技术人员公知的其它这种方法也被视为在本发明的范围内。
在本发明中以范围形式提供浓度、量和其它数字数据。可以理解的是，这种范围形式仅仅是为了方便和简便起见而使用，其应该被灵活地解释为不仅包括被明确列举为范围界限的数值，而且还包括该范围内的所有单个数值或者子区间，就好像每个数值和子区间也被明确列举出来一样。例如，约1％-约20％的重量份应该解释为不仅包括明确列举出来的浓度界限1％-约20％，而且还包括单个的浓度，例如2％、3％、4％，和子区间，例如5％-15％、10％-20％等。
钯脂肪胺配合物根据本发明，可喷墨组合物可包括在液体载体中被溶剂化的钯脂肪胺配合物。可使用各种脂肪胺配位剂来形成钯脂肪胺配合物。适当的脂肪胺配位剂通常为脂肪族多胺，例如二胺烷烃。脂肪族多胺例如三胺烷烃也可用作配位剂。在本发明的一个详细方面中，配位剂可以为伯多胺。这种配位剂的特定非限制性例子包括1，2-二氨基丙烷、1，3-二氨基丙烷、二乙三胺、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、N，N’-二甲基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、2-羟基-1，3-二氨基丙烷及其混合物。也可以使用其它脂肪胺配位剂，例如具有最高约20个碳原子的直链和支链脂肪胺。此外，脂肪胺配位剂还可具有其它取代基，其包括卤素例如氯或溴、羟基等。在本发明的一个实施方案中，配位剂可以为二胺，例如1，2-二氨基丙烷。下面显示了顺式构型的、由1，2-二氨基丙烷形成的钯配合物，不过通常还存在反式异构体。
上面所示的钯配合物具有2个正电荷，因此在溶液中通常存在平衡离子。典型的平衡离子包括但不限于醋酸根、卤离子、硫酸根及其混合物。平衡离子常常为氯离子，作为用于制备钯配合物的常用钯源为氯化钯。适用于本发明的钯配合物在宽pH范围内均保持稳定。例如，1，2-二氨基丙烷合钯是稳定的，在约2-约12的pH范围内不从溶液中沉淀出来。其它的具体配位剂的稳定性可以不同。例如，四胺在约6-约7的pH下稳定。不同配位剂的宽范围pH稳定性使可喷墨组合物的制剂过程具有很大的变化余地，其中所述可喷墨组合物适于各种喷墨笔，包括热或者压电印刷体系中。例如，在一些实施方案中，可能与彩色油墨组合物一起印刷钯络合物，例如对于钯喷墨组合物而言通过同时印刷、套印或者底印来印刷。这种彩色油墨组合物常常涉及受pH驱动的渗色调节机理。本发明的可喷墨组合物可以容易地掺入到这种体系中。此外，当暴露于不同的pH水平的组合物时，特定的印刷头和底物材料可以或多或少地具有耐腐蚀性。除了宽泛的pH稳定性区域外，本发明的钯配合物通常存在于溶液中。结果，与钯或者其它金属的胶体悬浮液相比，烧焦和结渣问题都减少了。
在一个详细的实施方案中，可喷墨组合物含有过量的未配合胺。过量的配位剂的存在可以提高组合物的长期稳定性。在过量配位剂的存在下，可喷墨组合物可以无限地稳定。在设计喷墨组合物中，一个因素是组合物在喷墨笔中的长期稳定性。稳定的，即不具有易于沉降或者沉淀的组分的喷墨组合物可以减少喷墨笔喷嘴的结渣并且改善喷墨笔的性能。因此，通常希望使可喷墨组合物在溶液中保持更长的时间。本发明的可喷墨组合物可以包括约2重量％-约28重量％的钯配合胺。例如，如果配位剂为1，2-二氨基丙烷，则可以使用约0.1M-约1.5M(在室温下为饱和状态)的浓度。
可喷墨组合物可以包括各种组分，例如那些通常用在喷墨液体载体中的物质，例如但不限于溶剂、助溶剂、表面活性剂、杀菌剂、缓冲剂、粘度调节剂、螯合剂、着色剂、稳定剂、湿润剂、水、粘合剂及其混合物。通常，本发明的可喷墨组合物的粘度为约0.8-约8cP。在本发明的一个方面中，液体载体可以包含约70％-约98重量％的可喷墨组合物。
正如所述的，助溶剂可以包括在本发明的可喷墨组合物中。用在本发明中的适当的助溶剂包括水溶性有机助溶剂，但是不限于脂肪族醇、芳香族醇、二醇、二醇醚、聚(二醇)醚、内酰胺、甲酰胺、乙酰胺、长链醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油、二丙二醇、乙二醇丁醚、聚乙二醇、聚丙二醇、酰胺、醚、羧酸、酯、有机亚砜、砜、醇衍生物、卡必醇、丁基卡必醇、溶纤剂、醚衍生物、氨基醇和酮。例如，助溶剂可以包括具有30个或者更少的碳原子的脂肪族伯醇、具有30个或者更少的碳原子的芳香族伯醇、具有30个或者更少的碳原子的脂肪族仲醇、具有30个或者更少的碳原子的芳香族仲醇、具有30个或者更少的碳原子的1，2-二醇、具有30个或者更少的碳原子的1，3-二醇、具有30个或者更少的碳原子的1，5-二醇、乙二醇烷基醚、丙二醇烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚、聚(乙二醇)烷基醚的较高级同系物、聚(丙二醇)烷基醚、聚(丙二醇)烷基醚的高级同系物、内酰胺、取代的甲酰胺、未取代的甲酰胺、取代的乙酰胺和未取代的乙酰胺。可以用在本发明实践中的助溶剂的具体例子包括但不限于1，5-戊二醇、2-吡咯烷酮、2-乙基-2-羟甲基1，3-丙二醇、二乙二醇、3-甲氧基丁醇和1，3-二甲基-2-咪唑啉酮。可以加入助溶剂来减小组合物中的水的蒸发速率，从而使结渣或者组合物的其它性质，例如粘度、pH、表面张力、光密度和印刷质量达到最小化。助溶剂的浓度可以在约0重量％-约50重量％内变化，并且在一个实施方案中可以为约15％-约30重量％。还可以使用多种助溶剂，其中每种助溶剂通常可以以可喷墨组合物的约2％-约10重量％而存在。
还可以任选地各种缓冲剂用在本发明的可喷墨组合物中。典型的缓冲剂包括诸如碱金属氢氧化物和胺的pH调节溶液，其例如为氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾；和其它碱性或者酸性组分。如果使用，则缓冲剂通常少于可喷墨组合物的约10重量％。
在本发明的另一个方面中，可以使用各种杀菌剂来抑制不希望的微生物的生长。适当的杀菌剂的几种非限制性例子包括苯甲酸盐、山梨酸盐、市售产品，例如NUOSEPT(Nudex，Inc.，Huls America的分公司)、UCARCIDE(UnionCarbide)、VANCIDE(RT Vanderbilt Co.)和PROXEL(ICI Americas)以及其它已知的杀菌剂。通常，这种杀菌剂少于可喷墨组合物的5重量％，并且通常为约0.1％-约0.25重量％。
在本发明的一个实施方案中，可喷墨组合物中可以任选地含有表面活性剂。但是，可以使用几种这样的组分并且可以包括标准的水溶性表面活性剂，例如烷基聚环氧乙烷、烷基苯基聚环氧乙烷、聚环氧乙烷(PEO)嵌段共聚物、乙炔PEO、PEO酯、PEO胺、PEO酰胺和二甲基硅油共多元醇。如果使用，表面活性剂可以为可喷墨组合物的0.01％-约10重量％。
还原剂正如所描述的，含有钯配合物的可喷墨组合物可以以预定的图案被喷墨在底物上。预定的图案可以对应于导电通路，例如电路、电路的一部分或者其它电子器件。在将钯配合物喷墨在底物上的过程中，钯通常保留在溶液中，甚至在干燥时也不会还原为钯金属。因此，可以将包括还原剂的第二组合物施加在至少一部分预定图案上。还原剂与不导电的钯配合物反应生成导电的钯金属。因此，在一些应用中可能仅希望将还原剂施加于印刷在底物上的部分钯配合物中。此外，部分钯可以被还原为钯金属，随后在进一步的步骤中使钯金属反应或者利用钯金属，但是并不影响还未向其施用还原剂的钯配合物。在后一步骤中，随后可通过向其施加还原剂并且按照下面详细描述的方式施加热量来还原剩余的钯配合物。在其它可选的实施方案中，可以在将钯配合物印刷在底物上之前将还原剂施加在底物上。在其它实施方案中，可以将还原剂施加在整个底物上、仅施加在施用了钯脂肪胺配合物的区域上。
根据本发明，可以利用各种还原剂将钯离子还原为钯金属。适用于本发明的还原剂包括但不限于甲酸、甲酸酯、甲酸衍生物、肼、碱金属硼氢化物、草酸、碱金属或者碱土金属亚硫酸盐，及其混合物。在一个实施方案中，还原剂可以为甲酸或者其衍生物。使用甲酸的钯还原作用仅生成气体和钯金属，不产生残余的副产物。适当的还原剂的其它具体例子包括甲酸酯，例如甲酸乙酯；取代和未取代的酰胺，例如甲酰胺和N，N-二甲基甲酰胺；甲酸盐，例如甲酸钠；和活化的甲酸，例如原甲酸。作为可选方案，还可以使用气体作为还原剂来进行钯的还原，所述气体例如为氢气、乙烯、丙烯、异丁烯、丁烯或者其它根据本领域熟练技术人员已知的方法的烯烃。
根据本发明，含有还原剂的第二组合物可以被制成可喷墨组合物或者采用任何已知的方法例如浸渍、喷涂、丝网印刷或者其它印刷技术将其直接施加在底物上。如上面有关钯配合物中所作的论述，第二组合物还可以进一步包括如上所述与钯配合物相关的溶剂、助溶剂、表面活性剂、杀菌剂、缓冲剂、粘度调节剂、螯合剂、着色剂、稳定剂、湿润剂、水、粘合剂及其混合物。在一个实施方案中，第二组合物可以包括颜料和/或染料着色剂，其可以用于美观目的或者用于确定具体的迹线。在第二组合物为可喷墨组合物的本发明的一个方面中，还原剂可占第二组合物约1重量％-约12重量％。施加在印刷于底物上的钯配合物上的还原剂(例如甲酸)的量绝大多数情况下都为化学计量或者过量的还原剂量。
一旦将还原剂施加在预定图案的希望的部分上，则要施加热量。施加在预定图案上的热量可以足以使还原剂和钯配合物之间发生反应，从而在基本上不改变或者不损坏底物的情况下形成钯金属。虽然还原反应可以在室温下缓慢进行，但是也可以通过加热来加速。可以使用几乎任何热源来将热量施加在预定图案上。适于在本发明中作为热源的几种示范性加热装置包括加热棒、加热灯、加热板、强制性热风或者其它已知的热源。通常，约50℃-约80℃的温度足够了。但是，如果使底物具有一定构型从而不会受到不利影响，例如机械完整性或者电于性质，则可以使用高于该范围的温度。在一个方面中，约50℃-约70℃的温度结合化学计量过量的还原剂可以在小于约60秒的时间内将基本上所有的钯配合物还原为钯金属。
在施加热量后，钯可以被还原为导电的钯金属。在本发明的一些实施方案中，可以印刷钯配合物从而形成连续的钯金属图案。在这种实施方案中，无需进一步的加工，而且印刷的导电通道可以被使用和/或整合在电子器件中。
导电金属的沉积或者，钯配合物可以以非-连续钯图案印刷，其中单个的图案晶种为导电金属提供沉积。非-连续的图案通常可以由一系列足够接近的点形成，从而导电金属在晶种或者点上的沉积最终将最接近的区域连接起来形成希望的导电通道。可以使用各种已知的方法，例如无电沉积和电解沉积来完成导电金属的沉积。在本发明的一个方面中，可以使用无电方法沉积导电金属。无电沉积法通常涉及具有晶种金属(例如沉积在其上的钯)的底物。然后可以将底物浸渍或者暴露于导电金属盐和还原剂的溶液中。本领域熟练技术人员可以选择特定的无电镀敷组合物和条件以获得各种镀敷速率、厚度和电导率。正如所提及的，本领域熟练技术人员还会认识到，还可以将钯配合物以连续图案印刷以促进导电金属的电解沉积。任何能够被沉积的导电金属都可以用在本发明中。几种示范性导电金属包括铜、金、钯、镍、银、铑、铂、磁性合金例如Co-Fe-B、Co-Ni-P、Co-Ni-Fe-B、Ni-Co及其混合物和合金。在本发明的一个方面中，导电金属可以为铜。
本发明的原理还可用于将导电金属施加在各种各样的底物上。如上所述，根据本发明，用于形成导电通道的温度通常低于80℃。在该相对较低的温度下，大部分底物材料通常不会受到不利影响。适用于本发明的底物材料包括但不限于陶瓷、聚合物、纤维素、玻璃、硅及其混合物。例如，可以将本发明的组合物印刷在标准的硅底物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(作为MYLAR而得自E.I.DuPont de Nemours and Company)、聚酰亚胺(作为DAPTON而得自E.I.Du Pont deNemours and Company)、玻璃、氧化铝陶瓷上，或者在一些低功率应用中甚至为某种纸张。虽然上面提及的底物是适当的，但是几乎任何不导电材料或者柔性或非柔性介电材料都可以用作本发明中的底物。此外，本发明的方法还可以用在已经使用任何已知方法在其上预先形成了电子电路和/或器件的底物上。
根据本发明原理制造的电路可以形成各种各样的电子器件，而且这种通道的分辨度和复杂性仅受到喷墨印刷技术的限制。电路图案可以包括例如复杂电路、单迹线、天线或者甚至多层电路。使用本发明的可喷墨组合物所形成的图案可以具有约5微米至任何实用宽度的线宽。通常，几毫米的宽度是最大的实用宽度；但是，取决于应用还可以形成更宽的导电通道。类似地，根据从底物到导电通道上表面所做的测量，导电通道可以具有不同的厚度。如果使用钯本身来形成导电元素，则在印刷钯配合物的过程中可以通过喷墨法容易地控制导电金属的厚度。同样，在无电沉积过程中，导电金属的厚度受到表面在无电溶液中暴露的时间的长短以及所用的特定溶液和浓度的控制。通常，对于大部分电子器件来说希望其厚度为约0.2微米-约3微米。
使用本文中所述的方法几乎可以制备任何已知的由预定图案形成的电子结构，例如但不限于栅、晶体管、二极管、电阻器、电感器、电容器、探测器、磁铁以及其它电路元件。本发明可以在短时间内用最少的准备工作制造各种各样的器件，其中所述的准备工作通常伴随着制造掩模、沉积、蚀刻等的标准平版印刷技术。因此，无需耗时的平版印刷步骤就可以测试和调节复杂图案的样品。
在本发明的一个方面中，可以将预定图案以多层印刷以形成三维结构。例如，可以通过使用上述任一实施方案印刷钯配合物和形成导电通道来制造含有预定图案的第一层。在第一层上面可以形成绝缘或者半导体材料层，其中半导体材料为聚合树脂、有机树脂、掺杂陶瓷、半导体等。在绝大部分情况下，绝缘层可以非连续地具有导管或者孔穴，其中可以放置其它导电金属。这些孔穴可以在使用标准平板印刷技术沉积了绝缘材料之后形成。然后可以使用本发明方法印刷导电金属，或者另外进行沉积。由于孔穴仅仅使导电金属下面的预定图案的选定区域暴露，因此无电沉积往往是适当的。或者，可以在形成绝缘材料之前通过印刷材料来形成孔穴，其防止绝缘材料或者半导体材料在特定位置处粘附于预定图案上。然后可以使用上述原理将导电电路或者通道的第二层印刷在绝缘材料上。当需要形成所需多层电路时，该方法可以重复多次。
整合了可喷墨组合物的体系可以使用各种技术在各种底物上形成导电通道。在本发明的一个方案中，用于在底物上形成导电通道的体系包括第一印刷头、第二印刷头和加热装置。例如可以使用喷墨印刷机将喷墨组合物推动到底物上，利用阻加热元件或压电元件将组合物推动通过涂层孔板。喷墨组合物可以贮存在储罐中，并且所述组合物可以穿过一组通向孔板的通道。对于本发明，第一印刷头可以具有含有第一可喷墨组合物的第一点火腔箱。第一可喷墨组合物可以包括如上所述的第一液体载体和在其中溶剂化的钯脂肪胺配合物。第二印刷头可以具有含有第二可喷墨组合物的第二点火腔箱。该第二可喷墨组合物可以包括第二液体载体和还原剂。应该理解，第一和第二印刷头可以存在于共用的孔板上，虽然通常并非如此，或者可以存在于分离的孔板上。为了减少结渣，使用非反应性液体载体通常可以对共用的孔板结构有利。此外，第一和第二印刷头可以被包含在多个外壳或者单个外壳中。进一步地，还可以使加热装置与底物进行热接触。加热装置可以向预定图案提供热量从而将钯配合物还原为钯金属。加热装置可以是与印刷底物具有导热关系的加热棒或者灯。或者，可以在底物上印刷了钯脂肪胺配合物和还原剂之后使用加热板或者其它加热装置加热底物。可以将上述组分加入到平板印刷机或标准喷墨印刷机中，其中标准喷墨印刷机已经被改造以适于在硬质或者软质底物，例如光盘或者电路板上印刷。通常，改造的喷墨印刷机包括插入物，其牢固地保持和将介质移过喷墨印刷头。
实施例下列实施例说明了目前众所周知的本发明的实施方案。然而应当理解的是，以下仅仅是本发明原理应用的实例或说明。在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本领域熟练技术人员可以设计出许多变型和替代组合物、方法和体系。附加权利要求用来涵盖这些变型和方式。因此，虽然本发明已经进行了上述详细说明，但是下列实施例针对目前本发明的实用实施方案提供了更多的细节。
实施例1在含水液体载体中制备0.1M的氯化双(1，2-二氨基丙基)合钯(II)溶液，以制备钯配合物组合物。同样制备0.2M的甲酸水溶液。在注射器中充满钯配合物组合物。然后将一排液滴沉积在下列每个底物上KAPTON(聚酰亚胺)、氧化铝陶瓷和玻璃。在第二个注射器中充满甲酸溶液并且将溶液施加在与钯配合物组合物相同的区域上。使底物在室温下静置约30分钟，其中未观察到显著的钯还原作用。重复上述过程以另外制备三个已经沉积了钯配合物的试样底物。然后将所有的六个底物放置在电炉上并加热至70℃。当水蒸发掉时，由钯配合物形成黑色的钯迹线。在不加入甲酸溶液的情况下重复上述步骤(具有加热步骤)，不能制备钯金属的黑色迹线。
实施例2向10g去离子水中加入10g 0.2M的氯化双(1，2-二氨基丙基)合钯(II)溶液。向该溶液中充分搅拌1g 2-甲基-1，3-丙二醇(MP二醇)和1g 1，2-乙基羟基-2-吡咯烷酮。然后加入0.01g杀菌剂以形成钯配合物的可喷墨组合物。通过向20g 0.2M的甲酸中加入1g 2-甲基1，3-丙二醇和1g 1，2-乙基羟基-2-吡咯烷酮来制备还原剂组合物。将这些可喷墨组合物放置在分离的喷墨笔内并放置在标准喷墨印刷机中。在玻璃底物上印刷希望的电路图案后，将底物加热至约70℃约2分钟以形成点阵图案，其将会用作用于铜的无电沉积的晶种。然后使底物在无电镀铜镀中(Envision EC-2132，得自Enthone，Inc.)浸渍30分钟以形成导电通道。
应该理解，上述参考过程是对于本发明原则应用的说明。虽然本发明已经根据附图
和如上所述对本发明示范性实施方案进行了描述，但是在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以得出许多变型和替代方式。对本领域普通技术人员来说很明显的是，在不偏离权利要求中所阐述的本发明的原则和概念的情况下可以作出很多变型。
权利要求
1.一种可喷墨组合物，其包括在液体载体中被溶剂化的钯脂肪胺配合物。
2.权利要求1的组合物，其中所述脂肪胺选自二胺烷烃、三胺烷烃及其混合物。
3.权利要求2的组合物，其中所述脂肪胺选自1，2-二氨基丙烷、1，3-二氨基丙烷、二亚乙基三胺、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、N，N’-二甲基-1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、2-羟基-1，3-二氨基丙烷及其混合物。
4.权利要求1的组合物，其进一步包括与钯脂肪胺配合物缔合的平衡离子，所述的平衡离子为选自醋酸根、卤离子、硫酸根及其混合物的离子。
5.权利要求1的组合物，其中在液体载体中存在过量的非-钯配合的胺。
6.权利要求1的组合物，其中钯脂肪胺配合物以约2重量％-约38重量％的量存在于可喷墨组合物中。
7.一种形成导电通道的方法，其包括步骤a)将第一可喷墨组合物以预定图案喷射到底物上，所述第一组合物包括第一液体载体和在其中溶剂化的钯脂肪胺配合物；b)将第二组合物施加在至少一部分预定图案上，所述第二组合物包括第二液体载体和在其中溶剂化的还原剂；和c)向预定图案施加足够的热量以使还原剂和钯脂肪胺配合物之间发生反应，从而在基本上不改变底物的情况下形成钯金属。
8.权利要求7的方法，其进一步包括在钯金属上沉积导电的金属。
9.权利要求8的方法，其中沉积步骤为无电沉积过程。
11.权利要求8的方法，其中预定图案为钯脂肪胺配合物的非连续图案，所述配合物一旦被还原则提供用于沉积导电金属的晶种。
12.权利要求7的方法，其中相对于第一可喷墨组合物将第二组合物底印或者套印。
13.权利要求7的方法，其中底物包括选自陶瓷、聚合物、纤维素、硅及其混合物的物质。
14.权利要求7的方法，其中施加第二组合物的步骤是通过喷墨来进行的，所述第二组合物为可喷墨的。
15.权利要求7的方法，其中第一或者第二组合物进一步包括着色剂。
16.权利要求7的方法，其中施加热量的步骤在约50℃-约80℃下进行。
17.权利要求7的方法，其中预定图案为电路。
18.一种其上形成了电路的底物，所述电路是根据权利要求7-16中任一项的方法制造的。
19.一种用于在底物上形成导电通道的体系，其包括a)具有含有第一可喷墨组合物的第一点火腔箱的第一印刷头，所述的第一可喷墨组合物包括第一液体载体和在其中溶剂化了的钯脂肪胺配合物；b)具有含有第二可喷墨组合物的第二点火腔箱的第二印刷头，所述第二可喷墨组合物包括第二液体载体和在其中溶剂化了的还原剂，相对于第-可喷墨组合物，所述第二印刷头被构造成将第二可喷墨组合物套印、底印或者同时印刷在底物上；c)加热装置，其被构造成与底物进行热接触。
20.权利要求19的体系，其中脂肪胺选自二胺烷烃、三胺烷烃及其混合物。
21.权利要求20的体系，其中脂肪胺选自1，2-二氨基丙烷、1，3-二氨基丙烷、二亚乙基三胺、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、N，N’-二甲基1，3-丙二胺、N，N，N’，N’-四甲基乙二胺、2-羟基-1，3-二氨基丙烷，及其混合物。
22.权利要求21的体系，其中脂肪胺为1，2-二氨基丙烷。
23.权利要求19的体系，其中还原剂选自甲酸、甲酸酯、甲酸衍生物、肼、碱金属氢硼化物、草酸、碱金属或碱土金属亚硫酸盐，及其混合物。
24.权利要求23的体系，其中还原剂为甲酸。
25.权利要求19的体系，其进一步包括无电沉积装置，所述装置用于一旦脂肪胺配合物发生还原时在底物上沉积导电的金属。
全文摘要
一种包括在液体载体中被溶剂化的钯脂肪胺配合物的可喷墨组合物，其可以用于形成电子器件。含有钯脂肪胺配合物的可喷墨组合物可以以预定的图案被喷射在底物上。还可以使用印刷或者其它印刷技术将第二组合物施加在底物上，其中第二组合物被施加在至少一部分预定图案上。第二组合物可以包括还原剂，通常通过施加热量其可以将钯脂肪胺配合物还原为钯金属。所述可喷墨钯配合物组合物可以在宽范围的条件下保持稳定，并且允许在各种底物上形成电子器件。
文档编号H05K3/12GK1823145SQ200480019866
公开日2006年8月23日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年7月11日
发明者H·T·埃瑟里奇三世 申请人:惠普开发有限公司