DE10393768T5

DE10393768T5 - Kupferflockenpulver, Verfahren zur Herstellung des Kupferflockenpulvers und eine das Kupferflockenpulver verwendende leitfähige Paste

Info

Publication number: DE10393768T5
Application number: DE10393768T
Authority: DE
Inventors: Takahiko Shimonoseki Sakaue; Kunihiko Shimonoseki Yasunari; Katsuhiko Shimonoseki Yoshimaru
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2005-10-20
Also published as: TW200408475A; TWI236393B; CN1642680A; JP2004169155A; CA2506367A1; KR20040086853A; KR100613033B1; US20060137488A1; CN1292861C; WO2004048017A1; AU2003254924A1; JP4145127B2

Abstract

Kupferflockenpulver, hergestellt durch plastische Deformation eines jeden Partikels eines Kupferpulvers, dadurch gekennzeichnet, dass:
ein kumulativer Partikeldurchmesser D₅₀ 10 μm oder weniger beträgt;
ein SD/D₅₀-Wert 0,55 oder weniger beträgt; und
ein D₉₀/D₁₀-Wert 4,5 oder weniger beträgt;
wobei SD eine Standardabweichung einer Partikelverteilung ist, die durch ein Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren gemessen ist, und D₁₀, D₅₀ und D₉₀ dadurch gemessene kumulative Partikeldurchmesser sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Kupferflockenpulver, ein Verfahren zum Herstellen von Kupferflockenpulver und eine leitfähige Paste, die das Kupferflockenpulver verwendet.
Hintergrundtechnik
Üblicherweise sind Kupferflockenpulver umfänglich als Rohmaterial für leitfähige Pasten verwendet worden. Leitfähige Pasten sind auch typischerweise auf verschiedene elektrische Kontakte aufgetragen worden, um einen Schaltkreis aus einer gedruckten Schaltungsplatte und eine externe Elektrode eines keramischen Kondensators auszubilden, um elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten.
Die normale Form von Kupferflockenpulver ist im Wesentlichen sphärisch. Wenn Kupferflockenpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird, ist es erforderlich, dass ein derartiges Kupferflockenpulver einige Eigenschaften aufweist, wobei die Viskosität einer leitfähigen Paste so gesteuert werden kann, dass sie eine dünnere Elektrode aus Chip-Material bildet und die Füllfähigkeit für ein Verbindungsloch erhöht. Wenn ein leitfähiger Schaltkreis unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt wird, das Sintern und Verfestigen des Schaltkreises umfasst, indem ein leitfähiges Muster mit der leitfähigen Paste gezogen wird, ist eine hohe Schichtdichte erforderlich, die verhindert, dass ein elektrischer Widerstand in einem elektrischen Schaltkreis erhöht ist. Gleichzeitig ist es wünschenswert, dass die Fähigkeit gezeigt wird, eine Konfiguration des gebildeten leitfähigen Schaltkreises beizubehalten.
Um den oben definierten Anforderungen des Marktes zu entsprechen, wird manchmal ein Kupferpulver zum Herstellen einer leitfähigen Paste verwendet, das hergestellt wird, indem nicht die sphärischen Partikel von Kupferpulver verwendet werden, sondern flockiges Partikelpulver verwendet wird (in der vorliegenden Anmeldung hierin im folgenden als „Kupferflockenpulver" bezeichnet). Wie aus der Form eines jeden Partikels des Kupferflockenpulvers ersichtlich, ist die Form fischschuppenförmig oder flach, was dazu führt, dass ein spezifischer Oberflächenbereich eines jeden Pulverpartikels größer wird, so dass auch die Kontaktfläche zwischen den Pulverpartikeln größer wird, was dazu führt, dass das Kupferflockenpulver sehr wirksam ist beim Verringern des Widerstandes und die Eigenschaften verbessert, eine Anordnung des leitfähigen Schaltkreises beizubehalten. Die vorstehenden Details werden in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. H06(1994)-287762 und H08(1996)-325612 dargelegt. Diese Veröffentlichungen machen es leicht, die vorstehend erwähnte Beschreibung zu verstehen.
Ein derartiges herkömmliches Kupferflockenpulver weist jedoch keinen einheitlich großen Partikeldurchmesser und keine gleichmäßige Stärke auf. Weiterhin hat es kein Kupferflockenpulver mit feinen Partikeln gegeben, das gleichzeitig Grobkorn in einem konstanten Verhältnis enthielt. Darüber hinaus konnten Risse auf einer Oberfläche eines jeden Partikel des Kupferflockenpulvers auftreten. Auch war das herkömmliche Kupferflockenpulver ein Produkt mit der oben beschriebenen Qualität und wies außerdem eine sehr breite Partikelgrößenverteilung auf.
Es ist sehr schwierig gewesen, die Viskosität von Kupferflockenpulver mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften zu steuern, wenn das Kupferflockenpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird und es gab erhebliche Probleme beim Handhaben der leitfähigen Paste. Auch war die Viskosität der leitfähigen Paste instabil. Das herkömmliche Kupferflockenpulver wies Mängel auf hinsichtlich der Instabilität der thixotropen Eigenschaften der leitfähigen Paste. Die thixotrope Eigenschaft ist besonders wichtig beim Ausbilden einer Elektrode auf einem Chipteil unter Verwendung eines Tauchverfahrens. Zum Beispiel wird nach dem Herstellen einer externen Elektrode eines Chipteils für einen keramischen Mehrschichtkondensators erstens der Chip selbst in eine leitfähige Paste eingetaucht und zweitens der Chip von der leitfähigen Paste abgehoben, um eine leitfähige Paste auf die Oberfläche des Chips aufzutragen, um externe Elektroden auszubilden.
Während die Chipteile kleiner wurden, wurde in den letzten Jahren die Forderung nach dünneren Schichten externer Elektroden größer. Um den Forderungen gerecht zu werden, dünnere Schichten herzustellen, muss die Qualität einer leitfähigen Paste wie folgt sein. Genauer wird, wenn ein Chipteil in eine leitfähige Paste getaucht wird, die leitfähige Paste dünn auf eine Oberfläche des Chipteils mit ausgezeichneter Benetzbarkeit aufgetragen. Er weist eine gleichmäßig beschichtete Schicht auf, die unter Verwendung der leitfähigen Paste ausgebildet ist. Die Schicht wird von der leitfähigen Paste abgehoben und danach zeigt die Oberfläche des Chipteils eine überragende thixotrope Eigenschaft, die verhindern kann, dass die durch die leitfähige Paste ausgebildete beschichtete Schicht abspringt. Darüberhinaus sind andere Eigenschaften erforderlich, um einen Zustand der beschichteten Schicht aufrechtzuerhalten, wie er während des vorher erwähnten Verfahrens von dem Tauchschritt zu einem Sinterschritt vorherrscht.
Die das herkömmliche Kupferflockenpulver verwendende leitfähige Paste kann auch die überragenden thixotropen Eigenschaften aufweisen. Das herkömmliche Kupferflockenpulver kann jedoch bloß ein bestimmtes Niveau hinsichtlich dieser Eigenschaften erreichen. Wenn jedoch das herkömmliche Kupferflockenpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird, ist ein Ziel mit einem bestimmten Niveau erforderlich. Das Ziel besteht darin, den Widerstand auf einem gesinterten Schaltkreis unter Verwendung der leitfähigen Paste zu erhöhen, die aus dem herkömmlichen Kupferflockenpulver erhalten ist. Selbst wenn das Ziel erreicht wird, obwohl die leitfähige Paste eine Grenze hinsichtlich der Erniedrigung des elektrischen Wider standes auf dem gesinterten Schaltkreis aufweist, ist es unmöglich, dass das herkömmliche Kupferflockenpulver den Widerstand erhöht, da seine Schichtdicke nicht erhöht werden kann. Weiterhin kann in dem Fall, dass ein Schaltkreis unter Verwendung der leitfähigen Pasten aus dem herkömmlichen Kupferflockenpulver gezogen wird, oder das Tauchverfahren darauf angewandt wird, um eine Elektrode einer Chipvorrichtung auszubilden, in dem Sinterverfahren kein leitfähiger Schaltkreis mit einer Elektrode, der ein feingeteilter Schaltkreis ist, oder keine dünnere Schichtbildung erhalten werden. Deshalb sind die Anordnungsstabilität und der Oberflächenzustand des leitfähigen Schaltkreises oder der Elektrode ein Problem. Deshalb ist die leitfähige Paste, die das herkömmliches Kupferpulver verwendet, nur zum Ausbilden leitfähiger Schaltkreise mit einem dicken und groben Schaltkreismuster verwendet worden.
Wie aus den oben erwähnten Sachverhalten ersichtlich, kann das Kupferflockenpulver nicht nur für herkömmliche leitfähige Schaltkreise, sondern auch für dünnere und feingeteilte leitfähige Schaltkreise verwendet werden. Deshalb besteht ein Bedarf im Markt für diese Art von Kupferflockenpulver.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein beobachtetes Bild eines Kupferflockenpulvers der vorliegenden Erfindung durch ein Rasterelektronenmikroskop.
2 zeigt ein übliches beobachtetes Bild eines herkömmlichen Kupferpulvers, um das Pulver der vorliegenden Erfindung mit dem herkömmlichen Pulver durch ein Rasterelektronenmikroskop zu vergleichen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfinder haben das nachfolgende Kupferflockenpulver auf der Grundlage der folgenden Überlegungen entwickelt. Grobe Partikel, die jeweils eine Hauptachse aufweisen, werden mit herkömmlichem Kupferflockenpulver gemischt, wobei die Hauptachse von einem jeden der groben Partikel fünfmal so lang oder länger ist wie der Partikeldurchmesser des herkömmlichen Kupferflockenpulvers. Weiterhin ist die Stärke eines jeden der Pulverpartikel ungleichmäßig und die Partikelverteilung ist ungleichmäßig. Die Erfinder haben sich auf die vorste henden Mängel konzentriert. Infolge der Beziehung zwischen den Eigenschaften des Pulvers und einem Verfahren zum Verdünnen der oben erwähnten leitfähigen Schaltkreise haben die Erfinder Kupferflockenpulver wie unten erwähnt entwickelt. Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden erläutert werden.
Kupferflockenpulver gemäß der vorliegenden Erfindung
Die Erfinder haben herkömmliches Kupferpulver, das bereits existierte, untersucht, was zu den in Tabelle 1 gezeigten verschiedenen Eigenschaften des herkömmlichen Kupferpulvers führte. Hierin sind D₁₀, D₅₀, D₉₀ und D_max durch Partikeldurchmessergrößen von jeweils 10%, 50% und 90% und der maximalen Partikelgröße hinsichtlich Volumenkumulierung definiert, die erhalten werden können unter Verwendung eines Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens. Dann wurden 0,1 g des Kupferflockenpulvers mit einer 0,1% wässrigen Lösung von SN Dispersionsmittel 5468 (hergestellt von San Nopio Ltd.) gemischt. Nach dem Dispergieren durch einen Ultraschallhomogenisator (hergestellt von Nippon Seiki Co., Ltd. US-300 T) für 5 Minuten wurde es dann unter Verwendung einer Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsvorrichtung, Mikro Trac HRA9320-X100 (hergestellt von Leeds & Northro Ltd.), gemessen. Tabelle 1
Studiert man die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse, so zeigen die Ergebnisse, dass das herkömmliche Kupferflockenpulver auch verschiedene Eigenschaften der Pulverpartikel aufweist und es scheint so, dass das herkömmliche Kupferflockenpulver in Abhängigkeit von verschiedenen Eigenschaften von Pulverpartikeln von Rohmaterialien und Verarbeitungsverfah ren verändert werden kann. In Tabelle 1 ist zuerst ein Wert für die Standardabweichung (SD) beachtlich. Die Standardabweichung (SD) ist ein Maß, um die Streuung von Indikatordaten aller Partikeldurchmesser anzuzeigen, die mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren erhalten werden können. Sobald die Werte der Daten größer werden, wird auch die Schwankung der Daten größer. Deshalb kann gezeigt werden, dass das darin gemessene Vielfache der Standardabweichung (SD) von 3,86 m bis 18,31 μm streut, wie auch aus Tabelle 1 ersichtlich. Es ist weiter ersichtlich, dass die Partikelgröße zwischen den Chargen erheblich streut. Stellt man auf ein Ergebnis des SD/D₅₀-Wertes ab, der ein Variationskoeffizient ist, wird ein Streuergebnis von 0,66 to 0,87 erhalten und der D₉₀/D₁₀-Wert zeigt ein Streuen von 4,62 bis 7,61. Weiter kann der D_max-Wert erhalten werden unter Verwendung eines Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens, der der maximale Partikeldurchmesser ist und es kann festgestellt werden, dass Grobkorn mit einem maximalen Durchmesser von 104,70 μm enthalten ist. 2 zeigt herkömmliches Kupferflockenpulver (drei Arten), die mittels Rasterelektronenmikroskopie betrachtet werden. Wie aus 2 ersichtlich ist die Stärke von herkömmlichem Kupferflockenpulver gering und die Stärke ist auch ungleichmäßig; insbesondere ist die Pulverpartikelgröße nicht nur nicht gleichförmig, sondern auch unstabil. Natürlich hängt dies davon ab, in welchem Umfang die Flocken ausgebildet sind. Etwas sphärisches Kupferpulver scheint zurückzubleiben, das nicht zu Kupferflockenpulver verarbeitet worden ist. Als Ergebnis wird die in 2 gezeigte Verteilung herkömmlicher Partikelgrößen extrem breit.
Wenn eine leitfähige Paste für externe Elektroden eines keramischen Kondensators und eines gesinterten Schaltkreises, der aus bei Niedrigtemperatur gesintertem keramischen Material besteht, unter Verwendung herkömmlicher Flocken mit Kupferpulvereigenschaften hergestellt werden, passiert es, dass die Form nicht gleichmäßig ist und es zusätzlich unmöglich ist, die Stärke der externen Elektrode und des oben erwähnten gesinterten Schaltkreises dünner zu machen.
Die Erfinder haben sich dem Studium gewidmet und einige Tatsachen gezeigt, die im folgenden dargelegt werden. Mit Eigenschaften eines Partikels aus Kupferflockenpulver wie definiert durch "einen kumulativen Partikeldurchmesser D₅₀ von 10 μm oder kleiner; einen SD/D₅₀-Wert von 0,55 oder kleiner; und einen D₉₀/D₁₀-Wert von 4,5 oder kleiner, wobei SD eine Standardabweichung der Partikelverteilung ist, wie durch ein Laserbeugungsstreuungspartikelgrößenverteilungsverfahren bestimmt, und D₁₀, D₅₀ und D₉₀ dadurch gemessene kumulative Partikeldurchmesser sind", wie in den Ansprüchen angegeben, und wenn das Kupferflockenpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird, dann kann die Schichtstärke des Schaltkreises unter den oben beschriebenen Bedingungen beim Ziehen eines Schaltkreises dünner sein. Weiterhin ist die Schichtdichte ausgezeichnet und es ist möglich, eine hinsichtlich der Qualität gut ausbalancierte thixotrope Eigenschaft zu erwerben, die als eine leitfähige Paste in einem Bindemittelentfernungsverfahren gut funktioniert. Im Falle der Verwendung einer derartigen leitfähigen Paste wird sie folgendes Verhalten zeigen: Sie kann verhindern, dass sich der Widerstand eines Leiters erhöht; gleichzeitig kann die Leitfähigkeit durch ihre Form verstärkt werden, ohne dass der Widerstand des Leiters erhöht wird. In 1 sind (zwei Arten von) Kupferflockenpulver entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt, die bei Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops beobachtet werden. Wie aus dem Vergleich von 1 mit 2 ersichtlich sind die Pulverpartikelgrößen von Kupferflockenpulver in 1 gleichförmig und weisen eine mikroskopischere Form auf verglichen mit dem Kupferflockenpulver von 2. Selbst auf der Ebene, die durch das Rasterelektronenmikroskop klar ersichtlich ist, ist es leicht zu verstehen, dass die Partikelverteilung scharf sein kann.
Hier wurde durch intensive Forschung und Entwicklungsarbeiten der Erfinder die Erklärung dafür geliefert, weshalb "eine kumulative Partikelgröße D₅₀ 10 μm oder kleiner ist, wie mit Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilung gemessen", was nämlich darauf zurückgeführt werden kann, dass wenn eine kumulative Partikelgröße D₅₀ 10 μm oder kleiner ist, es unmöglich ist, die Stärke eines Leiters eines Schaltkreises, der durch die leitfähige Paste unter Verwendung des Kupferflockenpulvers gezogen wird, stabil dünner gemacht werden kann und es ebenfalls unmöglich ist, die Füllfähigkeit eines Verbindungsloches zu erhöhen. Insbesondere kann es in dem Fall, wo eine kumulative Partikelgröße D₅₀ 7 μm oder kleiner ist, möglich sein, eine adäquate thixotrope Eigenschaft zu erhalten, wenn das Kupferpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird. In dem Fall, wo ein Schaltkreis gezogen wird, nachdem das Kupferpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet worden ist, kann die Stärke einer Schicht dünner sein und die Schichtdichte überlegen sein. Weiter ist sie hinsichtlich der Qualität gut ausgewogen, was erlaubt, dass sie in einem Binderentfernungsverfahren als eine leitfähige Paste verwendet wird. Es wird festgestellt, dass sie als eine leitfähige Paste eine besonders hohe Stabilität aufweist. Optional wird festgehalten, dass die Stärke der leitfähigen Form nicht dünner sein kann, was zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes eines ausgebildeten, gesinterten Schaltkreises infolge der Unzulänglichkeit der Schichtdichte innerhalb des Leiters, Brechen der Linearität der Kantenoberfläche des gesinterten Schaltkreises und Aufrauen des Oberflächenzustandes eines gesinterten Schaltkreises führt. Selbst wenn ein dünnerer Leiter unter Verwendung einer leitfähigen Paste hergestellt ist, wird sich die dünne Schicht nicht erfolgreich ausbilden infolge des Vorhandenseins von Grobkorn und unterlegenen thixotropen Eigenschaften. Zusätzlich kann man beachten, dass das Messen des kumulativen Partikeldurchmessers D₅₀ unter Verwendung dieses Verfahrens zur Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilung eine Wiedergabe der Länge in einer Hauptachsenrichtung von partikulärem Kupferflockenpulver ist, das durch plastische Deformation beeinträchtigt und abgeflacht wird.
Es ist bevorzugter, dass ein Längenverhältnis (durchschnittliche Hauptlänge/durchschnittliche Stärke) der Pulverpartikel von 3 bis 200 reicht. Das Längenverhältnis wird hierin bestimmt in Abhängigkeit von dem Verarbeitungsumfang der Pulverpartikel. Allgemein gilt, dass wenn ein Längenverhältnis größer wird, die Stärke eines Kupferflockenpulvers dazu neigt, dünner zu werden. Andererseits, wenn das Längenverhältnis kleiner ist, neigt das Kupferflockenpulver dazu dick und groß zu werden. Deshalb ist beachtlich, dass, wenn der Bereich des Längenverhältnisses (durchschnittliche Hauptachse/durchschnittliche Stärke) 3 oder geringer ist, die thixotrope Eigenschaft offenkundig bezüglich der Viskositätseigenschaft fehlen wird, wenn das Kupferflockenpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird. Wenn jedoch das Längenverhältnis (durchschnittliche Hauptachse/durchschnittliche Stärke) über 200 ist, tritt ein Schaden insoweit auf, als dass die Form des Pulverpartikels selbst gefaltet ist und auf der Oberfläche eines Pulverpartikels Risse auftreten. Der Bereich der Partikelverteilung wird sehr groß sein und die Stärke des Kupferflockenpulvers wird viel zu dünn sein. Dieses dünne Kupferflockenpulver kann nicht gleichmäßig mit organischen Trägern gemischt werden, wenn ein Kupferflockenpulver zu einer leitfähigen Paste verarbeitet wird.
Zusätzlich weist das Kupferflockenpulver gemäß der vorliegenden Erfindung eine Eigenschaft auf, dass, wenn der kumulative Partikeldurchmesser D₅₀, wie durch das Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren gemessen, durch einen Standardwert definiert ist, es einen maximalen kumulativen Partikeldurchmesser D_max-Wert aufweist, der nie den Standardwert überschreitet. Der D_max-Wert ist nie höher als das Fünffache des D₅₀-Wertes. Das Verhältnis D_max/D₅₀ eines kumulativen Partikeldurchmessers D₅₀ zu dem maximalen kumulativen Partikeldurchmesser D_max, wie durch Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren gemessen, ist nämlich 5 oder kleiner. Entsprechend weist das Produkt (das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung) eine enge Partikelverteilung auf, da es kein Grobkorn enthält, das bei herkömmlichem Kupferflockenpulver beobachtet werden könnte.
Das oben erwähnte Kupferflockenpulver wird auch erhalten durch ein Verfahren, in dem herkömmliche Kupferpulverpartikel mit einer im wesentlichen sphärischen Form durch plastische Deformation mechanisch so verändert werden, dass sie flockenförmig sind. Infolgedessen wird im allgemeinen ein Streuen nach dem Herstellen mit einer bestimmten Rate auftreten. Die Erfinder haben dann intensiv folgendes untersucht. Wenn das Produkt 70% oder mehr eines Kupferflockenpulvers mit den oben erwähnten Feinpulvereigenschaften enthält, selbst wenn die Pulvereigenschaften des restlichen Kupferflockenpulvers nicht der obigen Annahme entsprechen, produziert das Kupferflockenpulver die Eigenschaften in ausreichendem Maße, indem die Stabilität der Schaltungsanordnung aufrechterhalten wird durch Verarbeiten einer leitfähigen Paste und Verringern der Stärke beim Ziehen eines Schaltkreises.
Verfahren zum Herstellen von Kupferflockenpulver gemäß der vorliegenden Erfindung
Es ist unmöglich, das oben erwähnte Kupferflockenpulver herzustellen, selbst wenn das herkömmliche Herstellungsverfahren verwendet wird. Mit anderen Worten, das herkömmliche Kupferflockenpulver, das im wesentlichen sphärische Kupferpulver, das mit Nassverfahren, wie beispielsweise dem typifizierten Hydrazin-Reduktionsverfahren, mit Trockenverfahren und einem typifizierten Zerstäubungsverfahren erhalten wird, wird direkt mit einer Mühle wie beispielsweise einer Kugelmühle, eine Hammermühle oder dergleichen gemahlen. Dann werden die verarbeiteten Pulverpartikel durch plastische Deformation geändert, damit sie abgeflacht und flockenförmig werden.
Bei der Durchführung eines derartigen Herstellungsverfahrens befindet sich jedoch üblicherweise sphärisches Kupferpulver, wie es selbst in einem ersten Schritt verwendet wird, in einem zuvor bestimmten agglomerierten Zustand, und selbst wenn eine komprimierte Deformation durchgeführt wird, ohne den agglomerierten Zustand zu zerstören, wird der Zustand durch Deformation zusammengedrückt sein, wodurch der agglomerierte Zustand aufrechterhalten wird. Als ein Ergebnis des Herstellungsverfahrens wird Kupferflockenpulver in dem gleichen agglomerierten Zustand wie oben erwähnt hergestellt, und weitere Pulverpartikel nicht wechselseitig dispergiert werden.
Deshalb sind die Erfinder zu der Schlussfolgerung gelangt, dass zuerst der agglomerierte Zustand von im wesentlichen sphärischen Pulverpartikeln dispergiert werden soll, und zweitens die Pulverpartikel durch Zusammendrücken und Deformieren gezwungen werden, sich zu ändern. Das entsprechende Verfahren gemäß den Ansprüchen ist "ein Verfahren zum Herstellen von Kupferflockenpulver, welches die Schritte umfasst: Dispergieren eines Kupferpulvers in einem agglomerierten Zustand; Verwenden des Kupferpulvers mit herausragender Dispersität, dessen Agglomerationsgad 1,6 oder kleiner ist nach Beendigung des Dispergierens; und Ausbilden und plastisches Deformieren von Partikeln des Kupferpulvers in eine flockenförmige Form durch Zusammendrücken der Partikel des Kupferpulvers mit einer Hochenergiekugelmühle unter Verwendung von Medienkügelchen, deren Partikeldurchmesser 0,5 mm oder kleiner ist".
Kupferpulver im agglomerierten Zustand wird dadurch definiert, dass selbst wenn die Erfinder das Nassverfahren wie beispielsweise die typifizierte Hydrazinreduktion, oder das Trockenverfahren wie typischerweise das Zerstäubungsverfahren, verwenden, wird ein bestimmter Agglomerationszustand von Kupferpulver gebildet werden, was der Grund dafür ist, weshalb der Begriff "agglomerierter Zustand" in der Beschreibung verwendet wird. Insbesondere die Anwendung von Nassverfahren neigt dazu, den agglomerierten Zustand von Kupferpulver zu induzieren. Dies deshalb, weil im allgemeinen das Verfahren zum Herstellen von Kupferpulver mit Nassverfahren eine Kupfersulfatlösung als Ausgangsmaterial verwendet. Dann wird eine Natriumhydroxidlösung verwendet, die umgesetzt wird, um Kupferoxid zu erhalten. Dieses Kupferoxid wird einer sogenannten Hydrazin-Reduktion und dann den unten angegebenen Verfahren, wie beispielsweise Reinigen, Filtrieren und Trocknen unterzogen. Das Verfahren wird Kupferpulver unter trockenen Bedingungen bereitstellen, obwohl wenn Nassverfahren verwendet werden, um Kupferpulverpartikel zu erhalten, es dazu neigen wird, im Herstellungsverfahren einen bestimmten agglomerierten Zustand zu produzieren. Zusätzlich wird ein Kupferpulverschlamm wie unten dadurch definiert, dass ein Kupferpulver in der sogenannten Hydrazinreduktion hochkommt und solche Kupferpulverschlammbedingungen er zeugt werden, die das oben erwähnte Kupferpulver enthalten. Der Vorgang, dass agglomerierte Partikel unter Ausgangspartikeln soviel wie möglich dispergiert werden, wird als "Dispergieren" bezeichnet.
Wenn ein Ziel lediglich darin besteht, Kupfer unter Verwendung verschiedener Verfahren zu Partikeln zu dispergieren, scheint es möglich zu sein, beispielsweise eine Hochenergiekugelmühle, eine Hochgeschwindigkeitsstrahlmühle mit einem leitfähigen Strahl, eine Feinprallmühle, eine Messmühle, eine Medienschüttelmühle, eine Mühle vom Hochdruckwassertyp und dergleichen zu verwenden. Wie jedoch aus den intensiven Studien der Erfinder ersichtlich, sind zwei Arten der unten erwähnten Dispersionsverfahren mit Blick auf die Zuverlässigkeit beim Dispersionsverfahren bevorzugt. Eine Gemeinsamkeit zwischen den zwei Verfahren besteht darin, dass sie mindestens verhindern, dass sich Partikel aus Kupferpulver innerhalb der Vorrichtung, des Impellers und des zu mahlenden Mediums berühren, was geschieht, wenn Pulverpartikel unter Agglomerationsbedingungen miteinander zusammenstoßen, um sie aus dem agglomerierten Zustand in einzelne Pulverpartikel zu dispergieren. Mit anderen Worten, dies kann, wenn es überhaupt möglich ist, unterdrücken, dass sie sich innerhalb der Vorrichtung, des Impellers und den zu mahlenden Medien berühren, dass die Oberfläche von Pulverpartikeln verletzt und die Rauheit der Oberfläche der Pulverpartikel erhöht wird. Weiterhin kann ein ausreichendes Zusammenstoßen zwischen einem jeden Pulverpartikel dazu führen, dass die Pulverpartikel unter Agglomerationsbedingungen dispergieren, wobei gleichzeitig eine glatte Oberfläche der Pulverpartikel unter Verwendung des Zusammenstoßes der Pulverpartikel produziert wird.
Als ein Verfahren zum Dispergieren kann getrocknetes Kupferpulver in einem agglomerierten Zustand in ein einzelnes Partikel aus Kupferpulver mit einem Windkraftzirkulator dispergiert werden. Ein "Windkraftzirkulator unter Verwendung von Zentrifugalkraft", wie hierin verwendet, dient zuerst dazu, Luft einzublasen und dann Kupferpulver in konzentriertem Zustand aufzublasen sowie das Ziehen einer Kreisbahn einer Spur, um zu zirkulieren. Um die auftretende Zentrifugalkraft wie vorstehend angegeben zu verwenden, wird ein jedes Pulverpartikel dazu gezwungen, in der Luft zerkleinert zu werden, um dispergiert zu werden. In diesem Fall ist es möglich, eine kommerzielle Kraft einer Windsichtungsmaschine zu verwenden. Der Zweck der Maschine besteht nicht im Sichten, sondern darin, eine Rolle als Zirkulator einzu nehmen, um Luft nach oben zu blasen und dann wird Kupferpulver in konzentrierter Form in die Luft geblasen, um eine Kreisbahn zu ziehen.
Ein weiteres Verfahren zum Dispergieren von Kupferpulver in Partikel besteht darin, dass Kupferpulverschlamm, der Kupferpulver im agglomerierten Zustand enthält, in einem Verfahren mit einer Flüssigkeitsmühle behandelt wird, die Zentrifugalkraft verwendet. Das Ziel der Verwendung der "Flüssigkeitsmühle, die Zentrifugalkraft verwendet", wie hierin verwendet, besteht zuallererst darin, Kupferpulverschlamm mit hoher Geschwindigkeit, und dann ein jedes Partikel aus Kupferpulver in eine Kreisbahn zu ziehen, um diese in Lösungsmittel mit Zentrifugalkraft miteinander zusammenstoßen zu lassen, die zu der Zeit infolge eines Dispersionsverfahren auftrat.
Das zuvor erwähnte Dispersionsverfahren kann entsprechend wiederholt durchgeführt werden, um den Erfordernissen zu genügen und auch die Produktqualität zu erreichen, und das Ausmaß des Partikeldispersionsverfahrens kann optional ausgewählt werden. Das Kupferpulver, das durch ein Dispersionsverfahren fertiggestellt wurde, weist als ein Pulverpartikel neue Eigenschaften auf, nachdem der konzentrierte Zustand zerstört ist. Das folgende ist eine Erklärung für den der in der Beschreibung angegeben Agglomerationswert. Unter Verwendung des mit der Laserbeugungsstreupartikelgößenverteilungsmessung erhaltenen D₅₀-Wertes und eines durchschnittlichen Partikeldurchmessers und einem D_IA, der durch eine Bildanalyse mit einem Rasterelektronenmikroskop erhalten wurde, wird ein Agglomerationswert von D₅₀/D_IA gezeigt, der 1,6 oder kleiner sein sollte und der bevorzugteste Wert ist, dem man sich zuwenden sollte. Aus diesem Grund konnte ein fast perfekter monodisperser Zustand erreicht werden, selbst wenn der Agglomerationswert 1,6 oder kleiner war.
Es wird nicht davon ausgegangen, dass der durch das Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessungsverfahren erhaltene D₅₀-Wert wirklich jeweils ein Pulverpartikel beobachtet. Die meisten Kupferpulverpartikel sind nicht individuell perfekt oder monodispers, wie es bezeichnet wird. Das Kupferpulver besteht aus mehreren Partikeln im agglomerierten Zustand. Das Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren soll ein jedes der agglomerierten Pulverpartikel als ein einzelnes Partikel betrachten und berechnet dann den Wert des kumulativen Partikeldurchmessers.
Im Gegenteil betrachtet ein durchschnittlicher Durchmesserwert D_IA mit SEM (Rasterelektronenmikroskop) ein Kupferpulverbild und verarbeitet das Beobachtungsbild in Bilddaten, wie sie direkt von dem SEM-Beobachtungsbild erhalten werden. Ein Bild eines Ausgangspartikels kann sicher wahrgenommen werden unter Verwendung der Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessung. Andererseits wird darin nicht wiedergegeben, dass Pulverpartikel in einem agglomerierten Zustand existieren.
Mit Blick auf das oben Gesagte verwendeten die Erfinder D₅₀, was der kumulative Partikeldurchmesser ist, um die Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessung zu erhalten, und einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser D_IA, der durch eine Bildanalyse erhalten wird, um den Agglomerationswert zu erhalten, der als D₅₀/D_IA berechnet werden kann. Mit anderen Worten, die Erfinder nehmen an, dass bei Kupferpulver von der gleichen Charge die D₅₀- und D_IA-Werte mit der gleichen Genauigkeit gemessen werden können unter Berücksichtigung der vorstehenden Theorie. Der D₅₀-Wert soll eine Widergabe des konzentrierten Zustandes über einen zu messenden Wert sein, so dass der D₅₀-Wert größer sein kann als der D_IA-Wert.
Wenn die agglomerierten Partikel aus Kupferpulver perfekt vereinzelt sind, wird der D₅₀-Wert unendlich näher an dem D_IA-Wert sein und das konzentrierte Maß D₅₀/D_IA wird nahe 1 sein. Wenn der konzentrierte Wert 1 wird, dann kann gesagt werden, dass überhaupt kein agglomerierter Zustand von Pulverpartikeln existiert und als ein Ergebnis diese Partikel vollständig einzeln dispergiert sind. In der Realität ist jedoch der konzentrierte Wert manchmal kleiner als 1. Unter Berücksichtigung von theoretischen Erwägungen sollte bei einem Partikel, das vollständig spheroid ist, der Wert in der Tat nicht kleiner als 1 sein. Wenn jedoch ein Partikel eine Form aufweist, die nicht spheroid ist, kann ein Wert von weniger als 1 erhalten werden. Die Bildanalyse unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des IP-1000 PC, hergestellt von Asahi Engineering, überlappt dessen Empfindlichkeitsschwellenwert von 10, was den Wert erweitert, der durch die Analyse von kreisförmigen Partikeln als 20 betrachtet wird. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser wird als D_IA erhalten.
Das im Wesentlichen sphärische Kupferpulver wird nach Vervollständigung des Dispergierens mit einer Hochenergiekugelmühle verarbeitet. Das Partikel aus Kupferpulver wird ge formt durch plastische Deformation und liefert ein Kupferflockenpulver. Deshalb beträgt der kumulative Partikeldurchmesser D₅₀ aus Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessung des Kupferflockenpulvers als das Endprodukt des oben erwähnten Verfahrens 10 μm oder weniger. Zuerst kann D₅₀ als ein Standard verwendet werden bei Verwendung der Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessung des Kupferflockenpulvers vor komprimierender Deformation und nach der Dispersionsbehandlung (hierin im Folgenden als "ursprüngliches Pulver" bezeichnet), und mit einer Flocke aus Kupferpulver verglichen werden. Im Lichte dessen kann D₅₀ als ein Schätzindex verwendet werden.
Die "Hochenergiekugelmühle" ist hierin ein generischer Begriff, der verwendet wird, um eine Vorrichtung zu bezeichnen, die Medienkugeln verwendet, um Kupferpulver in plastischer Deformation zu komprimieren, z. B. unter Verwendung einer Kugelmühle, eines Schüttlers und dergleichen, unabhängig davon, ob unter Feuchtbedingungen oder unter Kupferpulverschlammbedingung. Für die vorliegende Erfindung ist die Auswahl eines Partikeldurchmessers der Medienkugeln und die Qualität des Materials sehr wichtig.
Zuerst sollten Medienkugeln verwendet werden, deren Partikeldurchmesser 0,5 mm oder kleiner ist. Der Grund, weshalb ein Durchmesser für eine jede der Medienkugeln definiert ist, basiert auf dem Folgenden. Wenn die Größe des Durchmessers von Medienkugeln mehr als 0,5 mm beträgt, ist es leicht möglich, dass das Kupferflockenpulver leicht agglomerieren kann, wenn die Medienkugeln durch plastische Deformation komprimiert werden. Dies führt dazu, dass grobe Kupferflockenpulverpartikel infolge einer Veränderung der Formen der agglomerierten Partikel durch komprimierende plastische Deformation erzeugt werden. Es kann kein Kupferflockenpulver erhalten werden, das eine enge Partikelgrößenverteilung und eine überragende Dispergierbarkeit aufweist, da die Partikelgrößenverteilung zu breit wird.
Weiterhin ist bevorzugt, Medienkugeln zu verwenden, wobei die Dichte der Medienkugeln von 3,0 g/cm³ bis 6,5 g/cm³ reicht. In dem Falle, dass die spezifische Dichte der Medienkugeln geringer ist als 3,0 g/cm³, dauert die komprimierende Deformation eine lange Zeit, da die Dichte der Medienkugeln zu gering ist. Betrachtet man die Produktivität von Kupferflockenpulver, ist dies kein empfehlenswerter Herstellungszustand. Im Gegensatz dazu wird, wenn in einem Fall die spezifische Dichte des Mediums 6,5 g/cm³ überschreitet, die Dichte der Medienkugeln größer, so dass eine komprimierende Deformationskraft für ein jedes Partikel des Kupferpulvers groß wird und es leicht wird ein jedes Kupferpartikel zu kondensieren. Zusätzlich ist es nicht möglich, eine einheitliche Stärke des Kupferflockenpulvers nach der Deformation zu erhalten. Indem Kupferflockenpulver unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens erhalten wird, können Produkte effektiv hergestellt werden, die Pulvereigenschaften im Zusammenhang mit dem Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung bereitstellen. Zusätzlich weist die hergestellte leitfähige Paste, für die dieses Kupferflockenpulver verwendet wird, eine ausgezeichnete Leistungscharakteristik auf. Wenn deshalb ein Leiter unter Verwendung eines derartigen Kupferflockenpulvers hergestellt wird, kann, selbst wenn die Stärke des Leiters dünner wird, ein derartiges Kupferflockenpulver einen geringen elektronischen Widerstand aufrechterhalten und seine Leitfähigkeitsanordnungsstabilität wird ebenfalls überragend sein. Entsprechend wird es ein geeignetes Verfahren sein, um einen gesinterten Schaltkreis aus PWB, eine gesinterte Anordnung eines keramischen Kondensators zu ergeben.
Leitfähige Paste
Wenn leitfähige Paste mit dem oben erwähnten Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, ist das Steuern der Viskosität leicht, wobei gleichzeitig eine Änderung wegen des Alterns der leitfähigen Paste verringert wird und es leicht ist, thixotrope Eigenschaften zu verleihen, die gegenüber einer leitfähigen Paste überlegen sind. Betrachtet man eine leitfähige Paste, die unter Verwendung von Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und wenn die Arten der in der leitfähigen Paste enthaltenen organischen Vehikel und die enthaltene Menge des Kupferflockenpulvers die gleichen sind wie jene des herkömmlichen Kupferflockenpulvergehaltes, dann ist die Qualität der vorliegenden leitfähigen Paste unvergleichlich besser als die von herkömmlichen.
Der Umfang des thioxotropen Charakters der leitfähigen Paste sollte vom beabsichtigten Zweck und der beabsichtigten Verwendung abhängen. Im Allgemeinen werden geeignete Maßnahmen bestimmt unter Berücksichtigung von Veränderungen der organischen Vehikel in der leitfähigen Paste, des Kupferflockenpulvergehaltes und des Durchmessers der Partikel aus dem Kupferflockenpulver.
Beste Art und Weise, die Erfindung auszuführen
Die folgenden Beispiele zeigen die vorliegende Erfindung detaillierter.
Beispiel 1
Bei diesem Beispiel wird Kupferpulver, das aus Rohmaterialpulver durch ein unten erwähntes Verfahren erhalten wird, als Ausgangspulver für das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um Kupferflockenpulver zu produzieren.
Die Pulvereigenschaften des in diesem Beispiel verwendeten ursprünglich Pulvers sind der kumulierte Partikeldurchmesser D₅₀, der 0,35 μm betrug und unter Verwendung eines Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens erhalten wurde, und der durchschnittliche Partikeldurchmesser, D_IA, der 0,2 μm betrug und durch eine Bildanalyse erhalten wurde. Entsprechend betrug ein auf der Grundlage von D₅₀/D_IA berechneter Agglomerationswert 1,75.
Das oben erwähnte ursprüngliche Pulver wurde im agglomerierten Zustand mit 6500 Upm mit einem Turbo-Sichter zirkuliert, der von Nissei Engineering Ltd. Hergestellt ist und eine kommerzielle pneumatische Sichtungsvorrichtung ist, um einen Vorgang durchzuführen, bei dem agglomerierte Partikel vereinzelt wurden, indem die Pulverpartikel miteinander zusammenstoßen.
Als ein Ergebnis vervollständigte sich der kumulative Partikeldurchmesser des Kupferpulvers (ursprüngliches Pulver) als Einzelpartikel, d. h. der D₅₀ betrug 0,30 μm unter Verwendung des Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens und ein durchschnittlicher Durchmesser D_IA betrug 0,20 μm, wie aus der Bildanalyse erhalten, so dass der auf der Grundlage von D₅₀/D_IA berechnete agglomerierte Wert 1,50 betrug. Diese Tatsache zeigte, dass der oben erwähnte Dispersionsvorgang ausreichend durchgeführt wurde.
Als nächstes wurden 300 g des ursprünglichen Pulvers, das Einzelpartikel enthielt, beim Verwenden eines DISPERMAT D-5226, hergestellt von VMG-GETZMANN, und 800 g Zirkoniumkugeln als Medienkugeln verwendet, wobei die spezifische Dichte der Zirkoniumkugeln 5,8 g/cm³ und der Durchmesser 0,3 mm betrug. Als ein Lösungsmittel wurden 120 g Methanol, gemischt mit 5 g Decansäure, verwendet und dann wurden diese unter Verwendung eines Turbo-Sichters für 3 h bei 2000 Upm behandelt und dann wurden die Partikel aus ursprünglichem Pulver durch plastische Deformation umgewandelt, was dazu führte, dass das sphärische Ausgangspulver in Kupferflockenpulver umgewandelt wurde.
Die Eigenschaften des wie oben beschrieben erhaltenen Kupferflockenpulvers waren wie folgt. Der maximale Partikeldurchmesser betrug 1,64 μm oder weniger und es gab kein Grobkorn, in dem ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser D₅₀ des Verhältnisses von D_max/D₅₀ 4,1 betrug, aber es gab kein Grobkorn, dessen D_max/D₅₀-Wert 5 oder größer war, wie unten erwähnt, und die Agglomerationswerte zeigten D₁₀ (0,26 μm), D₅₀ (0,40 μm) und D₉₀ (0,67 μm), gemessen unter Verwendung des Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens, der SD/D₅₀-Wert betrug 0,38 und der D₉₀/D₁₀-Wert betrug mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren 2,58 mit der Standardabweichung der Partikelgrößenverteilung SD (0,15 μm).
Die durchschnittliche Stärke der Pulverpartikel des Kupferflockenpulvers betrug 0,05 μm. Es war wichtig, die Stärke unter Verwendung des folgenden Verfahrens mit den Schritten zu bestimmen: Herstellen einer Probe, die aus Kupferflockenpulver hergestellt ist, das unter Verwendung von Epoxy-Harz verfestigt worden ist, und Betrachten der Probe unter dem Rasterelektronenmikroskop (bei einer Vergrößerung von 10000), um die Probe zu betrachten, um die Stärke direkt zu bestimmen. Dann wurde die Gesamtstärke des Kupferflockenpulvers in dem Blickfeld des Mikroskops durch die Gesamtanzahl der Flocken des Kupferpulvers geteilt. Und dennoch wurde in den unten erwähnten Beispielen und dem Vergleichsbeispiel die Vergrößerung des Mikroskops ebenso wie die oben erwähnten Verfahren zum Betrachten der Stärke des Kupferpulvers angewandt, um die Stärke zu bestimmen. Weiterhin betrug der durchschnittliche Partikeldurchmesser dieses Kupferflockenpulvers (Hauptachse), die direkt beobachtet wurde, 0,39 μm. Hier wurden die Pulverpartikel unter Verwendung des Rasterelektronenmikroskops (bei einer Vergrößerung von 5000) betrachtet und dann der Durchschnittswert der Hauptachse für Kupferflockenpulver betrachtet, der durch Betrachtung des Bildes bestätigt werden konnte, das unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens erhalten wurde. Durch Vergleichen der Vergrößerung der Hauptachse des Kupferflockenpulvers, bei der die Hauptachse des Kupferflockenpulvers nach Belieben betrachtet werden konnte, kann das folgende in den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel gesehen werden. Das durchschnittliche Längenverhältnis betrug 7,8. Das durchschnittliche Längenverhältnis war erforderlich als das oben erwähnte Verhältnis [durchschnittliche Partikelgröße]/[durchschnittliche Stärke]. Entsprechend konnte gezeigt werden, dass das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung den Erfordernissen, denen es entsprechen sollte, auch entsprach.
Zusätzlich produzierten die Erfinder leitfähige Paste, die zu einer Terpineolgruppe gehörte, die für Kupferflockenpulver verwendet wird, und maßen die Veränderungsgeschwindigkeit der Viskosität einer leitfähigen Paste. Die Zusammensetzung der leitfähigen Paste gehörte zu einer Terpineolgruppe, die in der vorliegenden Erfindung produziert wurde, und bestand aus 65 Gew.-% Kupferflockenpulver und der Rest der Zusammensetzung bestand aus einem organischen Vehikel, das als Binderharze verwendet wurde, und wurde gemahlen, um die leitfähige Paste der Terpineolgruppe zu erhalten. Das bei diesem Verfahren verwendete organische Vehikel bestand aus der folgenden Zusammensetzung: 93 Gew.-% Terpineol und 7 Gew.-% Ethylzellulose. Die Viskosität der leitfähigen Paste der Terpineolgruppe, die unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens erhalten wird, wurde unmittelbar nach der Herstellung gemessen.
Die Viskosität in dieser Beschreibung wurde gemessen unter Verwendung von RE-10, was ein Viskosimeter ist, das von Toki Sangyo Co., Ltd., hergestellt ist, bei einer Umdrehungszahlen von 0,1 Upm und 1,0 Upm. Das folgende, bei 0,1 Upm Gemessene, wird als [A-Viskosität] bezeichnet, das bei 1,0 Upm Gemessene wird als [B-Viskosität] bezeichnet. Die A-Viskosität betrug 380 Pa·s und die B-Viskosität betrug 160 Pa·s. Außerdem war es notwendig, dass das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]), wie es als Index verwendet wird, um thixotrope Eigenschaften einer leitfähigen Paste anzuzeigen, durch 2.4 definiert war. Es kann gesagt werden, dass je größer das Viskositätsverhältnis war, desto bevorzugter die thixotrope Eigenschaft der leitfähigen Paste war.
Beispiel 2
In diesem Beispiel wurde Kupferpulver, das aus Rohmaterialpulver mit dem unten erwähnten Verfahren erhalten wurde, als ursprüngliches Pulver für einen Herstellungsprozess der vorliegenden Erfindung verwendet, um Kupferflockenpulver herzustellen.
Die Pulvereigenschaften des in diesem Beispiel verwendeten ursprünglichen Pulvers, betrugen hinsichtlich des kumulativen Partikeldurchmessers, i. e. D₅₀-Wertes, 0,85 μm, wobei der Wert unter Verwendung des Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens erhalten wurde, und hinsichtlich des durchschnittlichen Partikeldurchmessers, d. h. D_IA-Wertes, 0,48 μm, der durch Bildanalyse erhalten wurde. Entsprechend wurde ein Agglomerationswert auf der Grundlage von D₅₀/D_IA-Wert von 1,77 berechnet.
Das oben erwähnte ursprüngliche Partikelpulver im agglomerierten Zustand wurde als Pulver in gereinigtem Wasser als Kupferpulverschlamm verwendet und dann bei 3000 Upm mit einer Feinstrommühle zirkuliert, die von Pacific Machinery & Engineering Co., Ltd. hergestellt ist und eine kommerzielle Flüssigkeitsmühle ist, die eine Zentrifugalkraft verwendet, um einen Betrieb zu gewährleisten, der agglomerierte Pulverpartikel in einzelne Partikel umwandelte, indem die Pulverpartikel miteinander zusammengestoßen werden.
Daraus ergab sich, dass wenn sich der kumulative Pulverpartikeldurchmesser des Kupferpulvers (ursprüngliches Pulver) nach Umwandlung in ein Einzelpartikel vervollständigte, der D₅₀-Wert 0,73 μm, gemessen mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren, und der mittlere Durchmesser D_IA 0,49 μm betrug, der durch Bildanalyse erhalten wurde, so dass der berechnete Agglomerationswert für den D50/D_1A-Wert 1,49 betrug. Diese Tatsache zeigte, dass der oben erwähnte Vorgang ausreichend durchgeführt worden war.
Unter Verwendung von 500 g des ursprünglichem Pulvers, das nach der Dispersion der Partikel durch Anwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 behandelt wurde, wurden als nächstes, Pulverpartikel des ursprünglichen Pulvers komprimiert und plastisch deformiert, so dass das sphärische ursprüngliche Pulver zu Kupferflockenpulver wurde. In der Mediumdispersionsmühle, der DISPERMAT D-5226, hergestellt von VMG-GETAMANN von Beispiel 1, wurde für diese Behandlung nur die Verarbeitungszeit auf 10 h geändert und somit die Pul verpartikel des ursprünglichen Pulvers durch plastische Deformation komprimiert. Schließlich wurde im Wesentlichen sphärisches ursprüngliches Partikelpulver komprimiert und zu Kupferflockenpulver plastisch deformiert.
Die unter Anwendung des oben erwähnten Verfahrens erhaltenen Kupferflockenpulvereigenschaften bestehen darin, dass der maximale Partikeldurchmesser 15,56 μm betrug und es keine groben Partikel gab, so dass D_max/D₅₀ 4,7 oder mehr betrug, aber auch gleich 5 oder kleiner war, wie unten erwähnt, und der Agglomerationswert einen mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessenen D₁₀-Wert (1,51 μm), D₅₀-Wert (3,33 μm) und D₉₀-Wert (6,03 μm) zeigte, der SD/D₅₀-Wert 0,5 betrug und der D₉₀/D₁₀-Wert 3,99 mit einer Standardabweichung SD (1,68 μm) für die mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessene Partikelgrößenverteilung betrug. Die durchschnittliche Stärke des Pulverpartikels des Kupferflockenpulvers betrug 0,02 μm, der durchschnittliche Partikeldurchmesser dieses Kupferflockenpulvers (Hauptachse), der direkt beobachtbar ist, betrug 2,8 μm und ein durchschnittliches Längenverhältnis betrug 140. Entsprechend ist es eine Tatsache, dass das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung die Erfordernisse erfüllt.
Außerdem produzierten die Erfinder eine leitfähige Paste, die Terpineolgruppen aufwies, unter Verwendung von Kupferflockenpulver und durch Bereitstellen eines organischen Vehikels und durch Mischen in einem Verhältnis wie in Beispiel 1. Die Viskositätsrate der leitfähigen Paste wurde dann gemessen. Es wurde festgestellt, dass die A-Viskosität 600 Pa·s, und die B-Viskosität 143 Pa·s betrug. Deshalb betrug das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]) 4,2.
Beispiel 3
Bei diesem Beispiel wurde Kupferpulver, das aus Rohmaterialpulver mit einem unten beschriebenen Verfahren erhalten wurde, als ursprüngliches Pulver bei einem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um Kupferflockenpulver herzustellen. Das in diesem Beispiel verwendete Rohmaterial und das ursprüngliche Pulver wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Um doppelte Ausführungen über die Eigen schaften der Pulverpartikel und in ähnlicherweise über die Eigenschaften nach dem Abschluss der Behandlung zu vermeiden, werden diese Ausführungen hierin weggelassen.
Als nächstes wurden 500 g des ursprünglichen Pulvers, aus einzelnen Partikeln bestehend, in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 verwendet, um Pulverpartikel aus dem ursprünglichen Pulver zu komprimieren und diese durch plastische Deformation zu deformieren, um aus im Wesentlichen sphärischen ursprünglichen Pulverpartikeln das Kupferflockenpulver zu erhalten. In der verwendeten Mediendispersionsmühle, als DISPERMAT D-5226 bezeichnet und von VMG-GETAMANN herstellt, wurde für die Behandlung lediglich die Bearbeitungszeit von Beispiel 1 auf 7 h geändert. Dann wurden die Pulverpartikel des ursprünglichen Pulvers komprimiert, um durch plastische Deformation umgewandelt zu werden, um schließlich die im Wesentlichen sphärischen ursprünglichen Pulverpartikel in Kupferflockenpulver umzuwandeln.
Die unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens erhaltenen Eigenschaften des Kupferflockenpulvers bestanden darin, dass der maximale Partikeldurchmesser geringer als 5,36 μm war und es keine groben Partikel gab, deren durchschnittlicher Partikeldurchmesser als D₅₀ definiert war. Der sich ergebende D_max/D₅₀-Wert war größer als 3,6, aber geringer als 5, wie unten erwähnt, und die Werte zeigen einen D₁₀-Wert (0,65 μm), D₅₀-Wert (1,50 μm) und D₉₀-Wert (2,80 μm), der mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen wurde. Der SD/D₅₀-Wert betrug 0,53 und der D₉₀/D₁₀-Wert betrug 4,18 unter Verwendung der Standardabweichung SD (0,79 μm) der Partikelgrößenverteilung, die mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen wurde. Die durchschnittliche Stärke des Pulverpartikels des Kupferflockenpulvers betrug 0,08 μm, der durchschnittliche Partikeldurchmesser (Hauptachse), der direkt für dieses Kupferflockenpulver beobachtet wurde, betrug 1,3 μm und das durchschnittliche Längenverhältnis betrug 18,8. Entsprechend zeigen diese Tatsachen, dass das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung den Anforderungen genügte.
Weiterhin produzierten die Erfinder unter Verwendung von Kupferflockenpulver eine leitfähige Paste, die eine Terpineolgruppe aufwies, durch Bereitstellen eines organischen Vehikels in einem Mischungsverhältnis ähnlich dem von Beispiel 1. Dann wurde die Viskositätsrate der leitfähigen Paste gemessen. Es ergab sich, dass die A-Viskosität 420 Pa·s und die B-Viskosität 130 Pa·s betrug. Deshalb betrug das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]) 3,2.
Beispiel 4
Bei diesem Beispiel wurde Kupferpulver, das aus Rohmaterialpulver mit einem unten beschriebenen Verfahren erhalten wurde, als ursprüngliches Pulver bei einem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um Kupferflockenpulver herzustellen. Das Rohmaterial und das ursprüngliche Pulver, die in diesem Beispiel verwendet wurden, wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 2 hergestellt. Um doppelte Ausführungen über die Eigenschaften der Pulverpartikeln und in ähnlicher Weise über die Eigenschaften nach dem Abschluss der Behandlung zu vermeiden, werden die Ausführungen hierin weggelassen.
Als nächstes wurden 500 g des ursprünglichen Pulvers, das aus Einzelpartikeln bestand, durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 bereitgestellt und verwendet, um Pulverpartikel des ursprünglichen Pulvers zu komprimieren und diese durch plastische Deformation umzuwandeln, um das sphärische ursprüngliche Pulver in Kupferflockenpulver umzuwandeln. In der Mediendispersionsmühle von Beispiel 1, bezeichnet als DISPERMAT D-5226 und hergestellt von VMG-GETAMANN, wurde nur die Behandlungszeit dahingehend geändert, dass sie für die Behandlung 7 h betrug, gefolgt von dem Komprimieren der Pulverpartikel aus ursprünglichem Pulver und deren Umwandlung durch plastische Deformation, um schließlich die sphärischen ursprünglichen Pulverpartikel in Kupferflockenpulver umzuwandeln.
Die erhaltenen Eigenschaften des Kupferflockenpulvers unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens, waren die folgenden: Der maximale Partikeldurchmesser D_max betrug 1,44 und es gab keine groben Partikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser D₅₀. Der D_max/D₅₀-Wert betrug 1,5, aber es gab keine groben Partikel, deren D_max/D₅₀-Wert 5 oder größer war, wie unten erwähnt, und der Agglomerationswert zeigte einen D₁₀-Wert (0,51 μm), D₅₀-Wert (0,95 μm) und D₉₀-Wert (1,43 μm), der mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen wurde. Der SD/D₅₀-Wert betrug 0,45 und der D₉₀/D₁₀-Wert betrug 2,80, wie beobachtet unter Verwendung der Standardabweichung SD (0,79 μm) einer Partikelgrößenverteilung, die mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen wurde. Die durchschnittliche Stärke der Pulverpartikel des Kupferflockenpulvers betrug 0,19 μm, der durchschnittliche Partikeldurchmesser (Hauptachse), der direkt erhalten wurde unter Verwendung dieses Kupferflockenpulvers, betrug 0,9 μm und das durchschnittliche Längenverhältnis betrug 4,7. Entsprechend zeigen diese Tatsachen, dass das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung den Erfordernissen genügte. Weiter produzierten die Erfinder eine leitfähige Paste, die eine Terpineolgruppe umfasst, unter Verwendung des Kupferflockenpulvers und Anwenden des organischen Vehikels und eines Mischverhältnisses, wie in Beispiel 1. Die Viskositätsrate der leitfähigen Paste wurde dann gemessen. Es zeigte sich, dass die A-Viskosität 350 Pa·s und die B-Viskosität 125 Pa·s betrug. Deshalb wurde das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]) durch 2,8 definiert.
Beispiel 5
Bei diesem Beispiel wurde Kupferpulver, das aus Rohmaterialpulver unter Verwendung des unten beschriebenen Verfahrens erhalten wurde, als Ausgangspulver in einem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um Kupferflockenpulver herzustellen.
Die Pulvereigenschaften des in diesem Beispiel verwendeten ursprünglichen Pulvers waren die folgenden: der kumulative Partikeldurchmesser, d. h., D₅₀, betrug 6,84 μm, der unter Verwendung des Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens erhalten wurde, und der durchschnittliche Partikeldurchmesser D_IA betrug 4,20 μm. Dieser Wert wurde durch Bildanalyse erhalten. Entsprechend wurde ein Agglomerationswert berechnet, so dass D₅₀/D_IA-Wert 1,63 betrug.
Das oben erwähnte ursprüngliche Pulver wurde im agglomerierten Zustand bei 6500 Upm in einem Turbo-Sichter, der von Nissei Engineering Ltd. hergestellt ist, unter Verwendung einer herkömmlichen pneumatischen Sichtungsvorrichtung zirkuliert, um einen Vorgang durchzuführen, der die agglomerierten Partikel vereinzelte, indem er die Pulverpartikel gegeneinander stießen lies.
Infolgedessen wurde der kumulative Partikeldurchmesser des Kupferpulvers (ursprüngliches Pulver) nach dem Abschluss der Umwandlung in einzelne Partikel gemessen und der D₅₀-Wert betrug 4,92 μm, wie mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen, und ein durchschnittlicher Durchmesser D_IA betrug 4,10 μm, wie aus der Bildanalyse erhalten, so dass der Agglomerationswert, berechnet als D₅₀/D_IA-Wert 1,20 betrug. Diese Tatsache zeigt, dass der oben erwähnte Vorgang ausreichend durchgeführt wurde.
Als nächstes wurden 500 g des ursprünglichen Pulvers umfassend Einzelpartikel in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 behandelt. Die Kompression der Pulverpartikel des Pulvers wandelt diese durch plastische Deformation um, um das sphärische ursprüngliche Pulver in Kupferflockenpulver umzuwandeln. In der wie in Beispiel 1 verwendeten Mediendispersionsmühle, die als DISPERMAT D-5226 bezeichnet und von VMG-GETAMANN hergestellt ist, bestand jedoch die einzige Änderung darin, dass die Verarbeitungszeit für diese Behandlung auf 10 h geändert wurde, gefolgt vom Komprimieren der ursprünglichen Pulverpartikel, um diese durch plastische Deformation umzuwandeln und dadurch sphärisches ursprüngliches Pulver in Kupferflockenpulver umzuwandeln.
Die unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens erhaltenen Eigenschaften des Kupferflockenpulvers waren wie folgt: Der maximale Partikeldurchmesser D_max betrug weniger als 40,00 μm und es gab keine groben Partikel, deren durchschnittlicher Partikeldurchmesser einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser D₅₀ aufwiesen. Der D_max/D₅₀-Wert betrug 4,2 und es gab keine groben Partikel, deren Größe 5 oder größer ist und die Agglomerationswerte zeigen D₁₀ (4,75 μm), D₅₀ (9,50 μm) und D₉₀ (12,83 μm) unter Verwendung des Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens. Der SD/D₅₀-Wert betrug 0,34 und der D₉₀/D₁₀-Wert betrug 2,70, unter Verwendung einer Standardabweichung SD (3,23 μm) der Partikelgrößenverteilung, wie mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen. Die durchschnittliche Stärke des Pulverpartikels des Kupferflockenpulvers betrug 0,80 μm und der durchschnittliche Partikeldurchmesser (Hauptachse), der direkt bei diesem Kupferflockenpulver betrachtet wurde, betrug 9,2 μm, und das durchschnittliche Längenverhältnis betrug 11,5. Entsprechend zeigt diese Tatsache, dass das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung den Anforderungen genügte.
Zusätzlich produzierten die Erfinder in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 eine leitfähige Paste, die eine Terpineolgruppe aufwies, unter Verwendung von Kupferflockenpulver und Bereitstellen eines organischen Vehikels mit einem Mischungsverhältnis, und maßen dann die Viskositätsrate einer leitfähigen Paste. Als ein Ergebnis betrug die A-Viskosität 90 Pa·s und die B-Viskosität 60 Pa·s. Deshalb betrug das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]) 1,5.
Beispiel 6
In diesem Beispiel wurde Kupferpulver, das aus Rohmaterialpulver mit einem unten erwähnten Verfahren hergestellt wurde, als Ausgangspulver für das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um Kupferflockenpulver herzustellen.
Die Pulvereigenschaften des ursprünglichen Pulvers, das in diesem Beispiel verwendet wurde, waren wie folgt: der kumulative Partikeldurchmesser D₅₀ betrug 4,24 μm, wobei der Wert durch Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren erhalten wurde, und der D_IA des durchschnittlichen Partikeldurchmessers betrug 2,10 μm, wobei der Wert durch Bildanalyse erhalten wurde. Entsprechend betrug der Agglomerationswert, der durch D₅₀/D_IA erhalten wurde, 2,02.
Das oben erwähnte ursprüngliche Pulver wurde im agglomerierten Zustand bei 6500 Upm mit einem Turbo-Sichter von Nissei Engineering Ltd. zirkuliert, der als eine kommerzielle pneumatische Sichtungsvorrichtung verwendet wird, um einen Vorgang durchzuführen, der agglomerierte Pulverpartikel in einzelne Partikel umwandelt, indem die Pulverpartikel miteinander zusammenstoßen.
Dies führte dazu, dass der kumulative Partikeldurchmesser von Kupferpulver (ursprüngliches Pulver) nach Abschluss der Umwandlung in Einzelpartikel gemessen wurde. Der D₅₀-Wert betrug 2,80 μm unter Verwendung des Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahrens, und der durchschnittliche Durchmesser D_IA betrug 2,00 μm, wie durch Bildanalyse erhalten, so dass der Agglomerationswert, berechnet als D₅₀/D_IA-Wert, 1,40 betrug. Die Tatsache zeigt, dass der oben erwähnte Vorgang ausreichend durchgeführt worden war.
Als nächstes wurden 500 g ursprüngliches Pulver bestehend aus Einzelpartikeln in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 bereitgestellt, um Pulverpartikel des ursprünglichen Pulvers zu komprimieren und diese durch plastische Deformation umzuwandeln, um sphärisches ursprüngliches Partikelpulver in Kupferflockenpulver umzuwandeln. Es wurde jedoch in der wie in Beispiel 1 verwendeten Mediendispersionsmühle, die DISPERMAT D-5226, hergestellt von VMG-GETAMANN, nur die Verarbeitungszeit für diese Behandlung auf 7 h geändert, gefolgt von Kompression der Pulverpartikel des ursprünglichen Pulvers und Umwandeln derselben durch plastische Deformation, was dazu führt, dass das im Wesentlichen sphärische ursprüngliche Pulver in Kupferflockenpulver umgewandelt wurde.
Die unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens erhaltenen Kupferflockenpulvereigenschaften waren wie folgt: der maximale Partikeldurchmesser D_max betrug 20,73 μm oder weniger und es gab keine groben Partikel, deren mittlerer Partikeldurchmesser D₅₀ war. Das D_max/D₅₀-Verhältnis betrug 2,8, aber es gab keine groben Partikel, deren D₅₀ 5 oder mehr war, wie unten beschrieben, und die Agglomerationswerte zeigen einen D₁₀ (3,87 μm), einen D₅₀ (7,30 μm) und einen D₉₀ (8,51 μm), wie mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen. Der SD/D₅₀-Wert betrug 0,50 und der D₉₀/D₁₀-Wert betrug 2,20 unter Verwendung der Standardabweichung SD (2,34 μm) der Partikelgrößenverteilung, wie mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsmessverfahren gemessen. Die durchschnittliche Stärke der Pulverpartikel des Kupferflockenpulvers 0,70 μm betrug, der direkt beobachtete durchschnittliche Partikeldurchmesser (Hauptachse) dieses Kupferflockenpulvers betrug 7,2 μm und das durchschnittliche Längenverhältnis betrug 10,3. Die Tatsache zeigt, dass das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung den Erfordernissen gerecht wurde.
Entsprechend produzierten die Erfinder eine leitfähige Paste, die Terpineolgruppen aufwies, unter Verwendung des Kupferflockenpulvers und eines organischen Vehikels bei einem Mischverhältnis wie in Beispiel 1. Die Viskositätsrate der leitfähigen Paste wurde dann gemessen. Dies führte dazu, dass die A-Viskosität 112 Pa·s und die B-Viskosität 70 Pa·s betrug. Es wurde deshalb gezeigt, dass das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]) 1,6 betrug.
Vergleichsbeispiel
Bei diesem Vergleichsbeispiel wurde getrocknetes Materialpulver im agglomerierten Zustand wie in Beispiel 1 verwendet, ohne einen Dispersionsvorgang ähnlich dem von Beispiel 1, unter Verwendung einer Dyno-Mühle vom KDL-Typ, hergestellt von Willy A. Bachofen AG Maschinenfabrik, und dann die Pulverpartikel aus dem ursprünglichen Pulver komprimiert und dieselben durch plastische Deformation mit Kugeln mit einem Durchmesser von 0,7 mm umgewandelt, wodurch sphärisches ursprüngliches Pulver in Kupferflockenpulver umgewandelt wurde. Die erhaltenen Pulvereigenschaften des Kupferflockenpulvers sind die in Tabelle 1 für Probe Nr. 4 angegebenen. Dieses Kupferflockenpulver enthält grobe Partikel, bei denen der maximale Durchmesser fünfmal so groß ist wie der durchschnittliche Durchmesser D₅₀.
Im Folgenden werden die Eigenschaften des Kupferflockenpulvers, das als Probe Nr. 4 bezeichnet ist, beschrieben werden. Die Agglomerationswerte zeigen einen D₁₀ (2,81 μm), einen D₅₀ (8,20 μm), einen D₉₀ (21,38 μm) und die maximale Partikeldurchmessergröße D_max (52,33 μm), einen sich ergebenden D_max/D₅₀ von 6,4 und der Wert davon war 5 oder größer. Weiter betrug der SD/D₅₀-Wert 0,87 mit dem Wert der Standardabweichung SD (7,17 μm) und der D₉₀/D₁₀-Wert betrug 4,04. Die durchschnittliche Stärke der Pulverpartikel des Kupferflockenpulvers betrug 0,75 μm und ein Durchschnittspartikel (Hauptachse), das direkt betrachtet wurde, war 7,8 μm, ein Durchschnittsverhältnis betrug 10,4. Alternativ zeigen diese Tatsachen, dass nur Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung den Anforderungen genügen. Die Verwendung eines derartigen, vorstehenden Kupferflockenpulvers, um leitfähige Paste zu produzieren, könnte nicht zum Aufzeichnen eines gedruckten Schaltkreises mit einer hohen Dichte verwendet werden, selbst wenn die Zusammensetzung eines organischen Vehikels geändert werden würde, um die Viskosität der leitfähigen Paste zu steuern.
Deshalb maßen die Erfinder die Viskosität der leitfähigen Paste der Probe Nr. 4, die dieses Kupferflockenpulver verwendete und ein damit gemischtes organisches Vehikel aufwies, um leitfähige Paste mit einer Terpineolgruppe herzustellen. Dies führte dazu, dass die A-Viskosität 250 Pa·s und die B-Viskosität 227 Pa·s betrug. Das Viskositätsverhältnis ([A-Viskosität]/[B-Viskosität]) wurde durch 1.1 definiert. Auf der Grundlage dieses Ergebnisses schienen alleine ihre thixotropen Eigenschaften verglichen mit der oben erwähnten leitfähigen Paste unterlegen zu sein, obgleich es möglicherweise keine außerordentlichen Unterschiede zwischen beiden geben könnte. Dies soll heißen, dass das herkömmliche Kupferflockenpulver eine thixotrope Eigenschaft erworben hatte, indem die Stärke der Partikel von Kupferflockenpulvern verringert wurde. Da aber die Partikelverteilung des Pulvers breiter wurde und da es bezogen auf den durchschnittlichen Partikeldurchmesser besonders große Partikel aufwies, kann es nicht zur Ausbildung dünner Elektroden und kleiner Schaltkreise, die eine höhere Schichtdicke aufweisen, verwendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Viskosität von leitfähiger Paste kann durch die Verwendung des Kupferflockenpulvers der vorliegenden Erfindung gesteuert werden und dadurch kann sie eine thixotrope Eigenschaft bereitstellen, die gut ausgeglichen ist zwischen Viskosität, die dünnere leitfähige Pasten ausbildet, und dem Verstärken der Schichtendichte, ohne elektrischen Widerstand zu verlieren. Auch ist die Leiterform leichter zu steuern, was dazu führt, dass ein dünneres und/oder feineres Leitungsmuster errichtet werden kann. Eine weitere Verwendung des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung erlaubt es, dass ein Kupferflockenpulver effektiv hergestellt wird. Auch dadurch, dass das Kupferflockengewebe die Pulvereigenschaften der vorliegenden Erfindung aufweist, ist die Partikelverteilung aus Feinpartikeln hervorragend, die zuvor nicht existierte. Auch kann die Produktionsausbeute des Kupferflockenpulvers mit den überragenden Pulvereigenschaften deutlich erhöht werden.
Wie aus der zuvor gegebenen Beschreibung offensichtlich ist, weist das Kupferflockenpulver der vorliegenden Erfindung eine Partikelverteilung auf, die viel enger ist als die von herkömmlichem Kupferflockenpulver, und das Längenverhältnis des Kupferflockenpulvers kann leicht unter Verwendung des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung geändert werden. Dies führt dazu, dass die bevorzugtesten thixotropen Eigenschaften für Kupferflockenpulver ausgeführt werden können.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich die Bereitstellung eines Kupferflockenpulvers für eine leitfähige Paste mit Partikeleigenschaften, die dadurch definiert sind, dass die Partikelstärke geringer ist und verwendet werden kann, um eine Elektrode oder eine Schaltung auszubilden, und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Um dieses Ziel der Herstellung der folgenden Partikel zu erreichen, wird die Form eines jeden Pulverpartikels plastisch in eine Flockenform verarbeitet, wobei das Kupferflockenpulver einen kumulativen Partikeldurchmesser D₅₀ von 10 μm oder weniger aufweist, wie durch ein Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren gemessen. Die mit dem Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren gemessen D₁₀-, D₅₀- und D₉₀-Werte dienen der Veranschaulichung und der SD/D₅₀-Wert, der durch die Standardabweichung der Partikelverteilung mit der Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilung gemessen wird, beträgt 0,55 oder größer, und/oder ein D₉₀/D₁₀ 4,5 oder weniger. Das Kupferflockenpulver wird mit einer Hochenergiekugelmühle komprimiert, deren Medienkügelchen einen Feinpartikeldurchmesser aufweisen, der die Kupferpartikel plastisch in flockenförmige Partikel deformiert, so dass das stabile Kupferflockenpulver hergestellt wird.

Claims

Kupferflockenpulver, hergestellt durch plastische Deformation eines jeden Partikels eines Kupferpulvers, dadurch gekennzeichnet, dass: ein kumulativer Partikeldurchmesser D₅₀ 10 μm oder weniger beträgt; ein SD/D₅₀-Wert 0,55 oder weniger beträgt; und ein D₉₀/D₁₀-Wert 4,5 oder weniger beträgt; wobei SD eine Standardabweichung einer Partikelverteilung ist, die durch ein Laserbeugungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren gemessen ist, und D₁₀, D₅₀ und D₉₀ dadurch gemessene kumulative Partikeldurchmesser sind.
Kupferflockenpulver nach Anspruch 1, wobei ein Längenverhältnis (durchschnittliche Hauptachse/durchschnittliche Stärke) des Pulverpartikels von 3 bis 200 reicht.
Kupferflockenpulver nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei D_max/D₅₀ eines Verhältnisses eines kumulativen Partikeldurchmessers D₅₀ zu dem maximalen kumulativen Partikeldurchmesser D_max durch das Laserbrechungsstreupartikelgrößenverteilungsverfahren 5 oder weniger ist.
Kupferflockenpulver umfassend das Kupferflockenpulver nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Umfang von 70 Gewichtsprozent oder mehr.
Verfahren zur Herstellung des Kupferflockenpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend die folgenden Schritte: Dispergieren eines Kupferpulvers in einem agglomerierten Zustand; Verwenden des Kupferpulvers, das eine überragende Dispersität aufweist und dessen Agglomerationsgrad nach Abschluss des Dispergierens 1,6 oder weniger beträgt; und Ausbilden und plastisches Deformieren von Partikeln des Kupferpulvers in eine Flockenform durch Komprimieren der Partikel des Kupferpulvers mit einer Hochenergiekugelmühle unter Verwendung von Medienkügelchen, wobei deren Partikeldurchmesser jeweils 0,5 mm oder geringer ist.
Verfahren zum Herstellen von Kupferflockenpulver nach Anspruch 5, wobei die Dichte eines jeden der Medienkügelchen von 3,0 g/cm³ bis 6,5 g/cm³ beträgt.
Leitfähige Paste, hergestellt unter Verwendung des Kupferflockenpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 4.