JP2006225692A - スズコート銅粉及び当該スズコート銅粉を用いた複合導電性ペースト - Google Patents

Abstract

【課題】 特に無鉛半田代替用の複合導電性金属粉末として、粒径が５μｍ以下の微粒であって、分散性に優れ、低温焼結が可能な導電部を形成することができるスズコート銅粉を提供する。
【解決手段】 銅粉の粒子をコア材として用い、当該粒子の表面にスズコート層を備えたスズコート銅粉であって、平均粒径の値が０．１μｍ〜５μｍの銅粉の粒子をコア材とし、当該銅粉の粒子表面に４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のスズコート層を備えることを特徴とするスズコート銅粉を提供する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、スズコート銅粉及び当該スズコート銅粉を用いた複合導電性ペーストに関し、さらに詳細には、特に、複合導電性ペースト用スズコート銅粉、及び当該スズコート銅粉を用いた複合導電性ペーストに関する。

従来より、多層プリント配線板のヴィアホール（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）の充填用、プリント配線板へのＩＣ部品等の部品実装時の位置決め用等の導電性接着剤の構成粉体として半田粉が広く用いられてきた。ところが、昨今環境上の問題から鉛（Ｐｂ）が半田粉に含まれない、半田代替材料の複合導電性金属粉末の要請が市場で高まっている。例えば欧州では電気電子機器にＰｂ含有の半田を使用したものは輸入規制されるといった情勢となってきている。

また、半田粉単体又は半田粉と銅粉との混合粉をプリント配線板へのＩＣ部品等の部品実装時の位置決めに用いる導電性接着剤の構成粉体として用いると、部品実装時に半田のリフロー温度（２００℃〜３００℃）で半田が融解するが、この半田のリフローと共に固定されるべき電子部品が位置ズレを起こしがちであり、部品実装のアライメント精度を向上させることが困難であるという問題もある。

そこで、これらの問題に解決するため半田粉の代替粉として、融点の高いＣｕからなる銅粉の粒子をコア材にして、その表面にスズ、半田等の低融点金属コート層を形成し、部品実装時のリフロー温度で融解する可能性のある層を表面層のみに制限して、融解による表面層の形状変形や部品の位置ずれを最小限に抑制する金属粉の一種としてスズコート銅粉の供給が検討されてきた。

その例として以下の特許文献１を参照されたい。
特開昭６０−４９０６７号

しかし、銅粉の粒子をコア材として、その表面にスズコート層を設けたスズコート銅粉は、数１０μｍ程度と粒径が大きく、電解メッキ法を用いてスズコート層を構成する方法が採られてきた。換言すると、大きな粒径の銅粉をコア材に用いなければ、電解法を用いて粒子表面へのスズコート層形成ができなかった。

また、アトマイズ法を用いて銅−スズ合金粉が製造される場合もあるが、アトマイズ法では粒径の制御が困難なため粗粉が必ず含まれてしまい、スズコート銅粉を構成する各粒子径を５μｍ以下にすることは殆ど困難であった。

一方、近年のプリント配線板の軽薄短小化に伴い、プリント配線板に適用されるヴィアホール径は、小径化が進行しており、信号伝達速度の高速化、発熱問題の解消を可能にするため導体抵抗の上昇は可能な限り避けるべきであり、市場では、無鉛半田粉の代替導電性粉として、粒径が１０μｍ以下の微粒であって、分散性に優れ、低温焼結が可能で、かつ、上述したように電子部品実装時のリフロー時の位置ずれ現象を起こさないようなスズコート銅粉に対する要求が高まってきた。

そこで、本発明者等は、微粒銅粉の粒子をコア材として、その表層に均一なスズコート層を形成する技術の開発に成功し、導電性ペーストの材料として使用した場合であって導電部をＣｕ−Ｓｎの合金で形成できる微粉の複合導電性ペースト用スズコート銅粉により上記問題を解決した。

まず、本発明は「銅粒子をコア材とし、当該銅粒子にスズを被覆したスズコート銅粒子を含むスズコート銅粉であって、前記スズコート銅粒子の平均粒径の値が０．１μｍ〜５μｍの粒子とし、スズコート銅粉粒子全体のｗｔ％を１００としたときに当該銅粉の粒子表面に４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のスズコート層を備えることを特徴とするスズコート銅粉」を提供する。

スズコート銅粉は、通常は単独で使用される。銅、金、銀、及びインジウム等の導電性の金属粉（微粉）の少なくとも１つからなる混合粉を、当該スズコート銅粉に対して一定の割合で混合して使用してもよい。そして、この混合粉を導電性ペーストの材料とし、この導電性ペーストを用いて回路等を形成し、焼成する事で導体部を形成する場合もある。

次に、スズコート銅粉の構成要素である銅粒子に関して説明する。

銅粉の平均粒径は、銅粒子をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮像し、その像から銅粉粒子の直径を測り、撮影倍率から換算して、直接的に銅粉粒子の粒径を複数個（例えば２０個〜１００個）測定し、その平均値（本願では随時「Ｄ_ＩＡ」と称する。）により求めている。
一方、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した体積累積粒径値（本願では「Ｄ_５０」と称する。）により求める測定方法も随時採用する。

なお、本発明のコート粒子の平均粒径Ｄ_ＩＡ値の適正範囲について、５μｍを超える場合、最終的に得られるスズコート銅粉の粒子径が微細な２０μｍ径以下のヴィアホールの内部充填に用いることができなくなることに基づく。一方，Ｄ_ＩＡの値が０．１μｍ未満の場合は、以下に説明する製造方法をもってしても、スズコート層を形成したときの粒子の凝集が著しくなるため、ペーストに加工したときの粘度上昇を招くことになる。

さらに、当該銅粉は、分散性を高め、且つ、その粒子の表面を微細な凹凸のない滑らかな表面とした表面平滑化銅粉を用いることで、最終的に得られるスズコート銅粉の表面状態も滑らかなものとなり、スズコート銅粉の品質向上が図ることができる。従って、銅粉の粒子を滑らかにする手法を採用することも可能である。分散性に関しては、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積累積粒径平均値Ｄ_５０とＤ_ＩＡとを用いてＤ_５０／Ｄ_ＩＡで元粉となる表される凝集度の値が１．５以下であることが望ましい。この凝集度に関しては後述する。

Ｄ_５０／Ｄ_ＩＡで規定される凝集度は、以下の理由から採用したパラメータである。すなわち、Ｄ_５０の値は、真に粒子の一つ一つの径を直接観察したものではないと考えられる。殆どの金属粉を構成する粒子は、個々の粒子が完全に分離した単分散粉ではなく、複数個の粒子が凝集して集合した状態になっているからである。レーザー回折散乱式粒度分布測定法は、凝集した粒子をも一個の粒子（凝集粒子若しくは一次粒子）として捉えて、体積累積粒径を算出していると言い得る。

一方、平均粒径Ｄ_ＩＡは、走査型電子顕微鏡を用いて観察される金属粉の観察像を画像処理することにより得られる平均粒径Ｄ_ＩＡはＳＥＭ観察像から直接測定し倍率で換算した粒径であり、一次粒子が確実に捉えられることになるが、粒子の凝集状態の存在を全く反映させていないことになる。

以上に鑑みて、本発明者等は、Ｄ_５０とＤ_ＩＡとを用いて、Ｄ_５０／Ｄ_ＩＡで算出される値を凝集度として捉えることとした。即ち、同一製造条件の銅粉において、Ｄ_５０とＤ_ＩＡとの値が同一精度で測定できるものと仮定して、上述した理論で考えると、凝集状態のあることを測定値に反映させるＤ_５０の値はＤ_ＩＡの値よりも大きな値になると考えられる。

このとき、Ｄ_５０の値は、金属粉の粒子の凝集状態が全くなくなると、限りなくＤ_ＩＡの値に近づいてゆき、凝集度であるＤ_５０／Ｄ_ＩＡの値が１に近づく。凝集度が１となった段階で、粒子の凝集状態が全く無くなった単分散粉と言える。但し、現実には、凝集度が１未満の値を示す場合もある。理論的に考え真球の場合に１未満の値にはならないが、現実には、真球ではなく１未満の凝集度の値が得られる。

本発明のスズコート銅粉の、コア材たる銅粉粒子の表面に設けるスズコート層は、上述したように、スズコート銅粉粒子全体のｗｔ％を１００としたときに当該銅粉の粒子表面に４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％の比率で設けられている。

このようなスズコート層を設けるのは、Ｓｎの融点（２２８℃）が低いことを鑑みて、スズコート銅粉を含む導電性ペーストを焼成する際に、低い焼成温度でスズコート銅粉の構成要素たるスズコート銅粒子同士を接合できるからである。

本発明は、上記のスズコート銅粉であって、コート粒子の平均粒径をＤ_ＩＡとし、当該コア材の銅粉の粒子を被覆するスズコート層の膜厚をＴ_Ｓｎとすると、２Ｔ_Ｓｎ ／Ｄ_ＩＡ値が、０．２以上０．４以下であることを特徴とするスズコート銅粉を提供する。（平均粒径Ｄ_ＩＡは、走査型電子顕微鏡によりコート粒子を撮像し、その撮像倍率から換算した実粒子径を指す。Ｔ_Ｓｎの算出方法は後述する。）

本発明は、上記のスズコート銅粉を焼結することによって得られる前記Ｃｕ−Ｓｎ合金にＣｕが３０％〜６０％、及びＳｎが４０％〜７０％が含まれる導電部形成体を提供する。
スズコート銅粉の粒子同士を焼結すると、初めはスズ同士の接合が始まるが、その後、ＳｎとＣｕとが拡散しＳｎ−Ｃｕ合金を作るようになる。

続いて、本発明のスズコート銅粉の製造方法に関して説明する。この製造方法では、銅粉の粒子の表面にスズコート層を置換析出型の無電解メッキ法を採用して製造する点が従来の電解法によるものと異なる。そして、このような無電解メッキ法を採用することによって、初めて微細銅粉の粒子表面へのスズコート層の形成を行っても、電解法では不可能なレベルにスズコート銅粉の凝集を抑制できる。

本発明は、上述した銅粉を水に入れ撹拌したＣｕの分散濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｏｌ／Ｌの銅粉スラリーを作成する工程aと、０．０１ｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｏｌ／Ｌの２価のスズ塩と０．１ｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｏｌ／Ｌのチオ尿素に、ｐＨ２以下となるように酸を加え、液温３０℃〜８０℃の溶液である置換析出スズ溶液を作成する工程ｂと、前記銅粉スラリーと前記置換析出スズ溶液とを、前記銅粉スラリー中のＣｕ１ｍｏｌに対しＳｎが０．２ｍｏｌ〜０．５５ｍｏｌの割合となるように混合する工程と、その混合溶液を攪拌し、銅粉粒子表面にスズを置換析出する工程ｃと、を含むスズコート銅粉の製造方法を提供する。

さらに、本発明は、上記スズコート銅粉の製造方法であって、
工程ｃを複数回に分けて所望の膜厚のスズコートを銅粉粒子表面上に被覆させることを特徴とするスズコート銅粉の製造方法を提供する。

本発明のスズコート銅粉の製造方法において、コア材となる銅粉原料は、平均粒径が０．２μｍ〜５．２μｍの範囲にあるものを用いる。コート後の平均粒径は０．１μｍ〜５μｍ程となるが、これはコア材粒子の銅とスズとの析出置換による厚みの減少、並びに当該析出置換に用いる反応液によるエッチング作用に起因する。

当該コア材である銅粉は、いわゆる２次粒子状態として凝集していることがあり、これはスズコートを被覆する前に解粒した方が好ましい。その理由は、スズコート銅粉の分散性を高めることができるからである。また、スズコート銅粉を用いて製造した導電性ペーストの粘度を可能な限り低減させることを考慮すると、解粒処理により当該スズコート銅粉の比表面積を可能な限り小さくすることが効果的と考えられる。

以上に述べた銅粉を純水中に０．１ｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｏｌ／Ｌとなるように入れ攪拌することにより銅粉スラリーとする。このような混合割合を採用したのは、次に述べる置換析出スズ溶液の濃度、スズを置換析出させる際の溶液中での均一なスズの置換析出可能な銅粉の分散状態を考慮して、最も理想的と考えたからである。

一方、水に、塩化第１スズ二水和物等の２価のスズ塩を０．０１ｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｏｌ／Ｌ、チオ尿素を０．１ｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｏｌ／Ｌ、及び酸を加えてｐＨを２以下にし液温を３０〜８０℃とした置換析出スズ溶液を用意するのである。なお、本願における「水」は、実質的にスズを置換析出させる際の不純物となりうるインヒビターを含まないものであればよい。従って、純水、蒸留水、イオン交換水等が望ましい。

なお、上記方法においてスズコート銅粉の分散性を高めるため、スズコートを、何段階に分けて形成し、最終的に目的となるスズコートの膜厚が得られるようにしてもよい。先のスズコートと次のスズコートを施す間に純水を用いデンカンテーション洗浄を行うことにより、塩濃度を低減でき、より均一にスズコートを行うのに好ましい。このように複数段階に分けてスズコートを施すことによって分散性を良くすることができる。仮に連続して所望の膜厚のスズコートを施した際には、粒度分布がブロードとなり、後に説明するＳＤ（μｍ）が大きくなり分散性が悪くなるからである。

無電解メッキとしてスズを置換析出させるのに用いる溶液の構成成分として考えたときに、塩化スズ、硫酸スズ等の２価のスズ塩、チオ尿素、酒石酸、硝酸、硫酸、塩酸等の酸、からなる組み合わせ自体はある程度想起できるものである。しかし、本発明のように、微粒銅粉の粒子表面に適度な厚さ（０．１μｍ〜５μｍ）の均一なスズコート層を形成するためには、上述した組成及び液温条件の組み合わせを採用することが好ましい。

ここで、２価のスズ塩が０．０１ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、溶液中のスズイオン量が少ないため析出速度が遅く、均一な置換析出が行えない。また、２価のスズ塩が１ｍｏｌ／Ｌを超えると、他の添加剤とのバランスが悪くなり、不均一な置換析出状態となる。そして、チオ尿素は、スズの析出安定性を改善し、スズコート層の欠陥の発生を防止するために添加するものであり、０．１ｍｏｌ／Ｌ未満の場合には、スズの析出安定剤としての効果を発揮せず、１０ｍｏｌ／Ｌを超えて添加しても、スズの析出安定剤としての効果が飽和してしまい不経済となるためである。また、酸は、銅粉の粒子表面を酸化させ銅イオンの溶出を促進し、スズイオンの銅粉への置換析出を促進するための置換促進剤である。この酸のｐＨが２超える場合には、置換促進剤としての効果が低く、ｐＨが０．１未満では反応が早くなりすぎ均一なコート形成の阻害となる。

以上のようにして、スズコート層の形成が終了すると、一旦スズコート銅粉を濾別採取し水等を用いて洗浄し、濾過し、乾燥することで本発明のスズコート銅粉を得ることができるのである。これらの工程は常法に基づいて行えばよいため、ここでの説明を省略する。

本発明のスズコート銅粉は、Ｓｎの融点の２２８℃近辺という比較的低い温度からスズコート銅粒子同士の焼結を始めることができる。また、この導電部はＳｎとＣｕの合金となり、半田の融点が低い（２００℃〜３００℃）ために半田をリフローする際に起きうる部品取付箇所の位置ずれが、ＳｎとＣｕの合金の場合はＣｕの融点が高い（１０８３℃）ことに起因して起こりにくくなる。また、粒子の平均粒径０．１μｍ〜５μｍという微粉であり分散性もよいためヴィアホール等への充填性も優れている。

以下、本発明を実施例１及び実施例２を通じて、発明の実施の形態について以下説明する。

表１は、実施例１及び実施例２の上記製造方法に基づく製造条件（特に原料の投入重量等）を、表２は、各実施例で得られたスズコート銅粉の粉体特性の諸結果を示す。

初めに、表２に示された各諸特性の測定方法について表２の評価項目を左から順に以下説明することとする。

平均粒径Ｄ_ＩＡ（μｍ）は、上述したのでその説明は省略する。

Ｄ_５０（μｍ）_、Ｄ_９０（μｍ）_、ＳＤ（μｍ）は、スズコート銅粉０．１ｇをＳＮディスパーサント５４６８の０．１％水溶液（サンノプコ社製）と混合し、超音波ホモジナイザ（日本精機製作所製 ＵＳ−３００Ｔ）で５分間分散させた後、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置 Ｍｉｃｒｏ Ｔｒａｃ ＨＲＡ ９３２０−Ｘ１００型（Ｌｅｅｄｓ＋Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社製）を用いて測定した。

ＳＤ／Ｄ_５０は、前述したＤ_５０／Ｄ_IAと同様にスズコート銅粉の凝集度を表すパラメータである。数値が大きいほど凝集度が高い。Ｄ_５０／Ｄ_IAと明らかに相関があることはいうまでもない。

Ｔｓｎ（ｎｍ）は、まず、測定すべきスズコート銅粉（スズコート銅粉の粒子の総数をＮとする。）を秤量した（＝Ｗ[g]とする。）。次に、酸に溶解させ、塩酸酸性の条件下ＩＣＰ測定によりスズコート銅粉中のスズの含有量率を求め（Ａ［％］とする。）、また銅の含有量率（Ｂ［％］＝１００−Ａとする。）し、粒子一粒当たりのスズの重量Ｓｗ＝Ｗ×Ａ／１００［ｇ］、粒子一粒当たりの銅の重量Ｃｗ＝Ｗ×Ｂ／１００［ｇ］と求め、ｄcu、ｄｓｎはそれぞれ銅の密度、スズの密度とすると。
Ｃｗ＝Ｎ×Ｗ×Ｂ／１００
＝Ｎ×４／３・π（Ｄ_ＩＡ−Ｔｓｎ）^３・ｄcu
Ｓｗ＝Ｎ×Ｗ×Ａ×Ｎ／１００
＝Ｎ×｛４／３・π・Ｄ_ＩＡ ^３−４／３・π・（Ｄ_ＩＡ−Ｔｓｎ）^３｝・ｄｓｎ
Ａ＝１００×Ｎ×Ｓｗ／（Ｎ×Ｓｗ＋Ｎ×Ｃｗ）＝１００×Ｓｗ／（Ｓｗ＋Ｃｗ）
ゆえに、
Ａ（ＩＣＰで求めたスズの含有量率％）
＝１００×｛Ｄ_ＩＡ ^３−（Ｄ_ＩＡ−Ｔｓｎ）^３｝・ｄｓｎ／〔｛Ｄ_ＩＡ ^３−（Ｄ_ＩＡ−Ｔｓｎ）^３｝・ｄｓｎ＋（Ｄ_ＩＡ−Ｔｓｎ）^３・ｄcu〕
これをＴｓｎについて解くことにより求めた。

ＳＳＡ（ｍ^２／ｇ）は、実測の比表面積である。より詳細には、試料２．００ｇを７５℃で１０分間の脱気処理を行った後、モノソーブ（カンタクロム社製）を用いてＢＥＴ１点法で測定した。ＳＳＡ値が大きくなるほど表面積の大きな粒子であることを意味する。そして、この粒子の凹凸が大きな程、導電ペーストに加工した際のペースト粘度を上昇させることになる。一般に、銅粉の粒子にスズコート層を形成すると、その表面状態は粗れて、微細な凹凸形状が粒子表面に形成されることを意味しているが、問題となるほどのレベルでないことが分かる。

ＴＤ（タップ充填密度）（ｇ／ｃｍ^３）は、試料重量を１２０ｇとして、パウダーテスターＰＴ−Ｅ（ホソカワミクロン株式会社製）を用いて測定した。

酸化開始温度（℃）は、スズコート銅粉を用いて、大気雰囲気中でＴｇ測定による熱分析により測定した。

実施例１では、Ｄ_ＩＡ＝１．１２μｍ、Ｄ_５０＝１．２６μｍ、Ｄ_９０＝１．７９μｍ、ＳＤ＝０．３０μｍ、ＳＤ／Ｄ_５０ ＝０．２４、凝集度が１．１、ＳＳＡ＝０．６５ｍ^２／ｇである銅粉の粒子をコア材とし（実施例２でも同様のコア材を使用）、当該銅粉の粒子表面に５０ｗｔ％のスズコート層を備えるスズコート銅粉を以下の方法で製造した。

実施例１で用いた置換析出スズ溶液は、純水に塩化第１スズ二水和物４７５ｇ、チオ尿素３７００ｇ、酒石酸２６００ｇを溶解させ、液温を４０℃に維持して１５Ｌとした。一方、４０℃に維持した１０Ｌの純水中に１ｋｇの銅粉を入れ攪拌して銅粉スラリーとした。そして、この銅粉スラリー中に置換析出スズ溶液を入れ、液温を４０℃に維持したまま、３０分間攪拌した。その後、常法に従って、濾過洗浄、濾過、及び乾燥を行いスズコート銅粉を得た。

実施例１で得られたスズコート銅粉の粉体特性は、Ｄ_ＩＡ＝１．００μｍ、Ｄ_５０＝３．５７μｍ、Ｄ_９０＝６．８３μｍ、ＳＤ＝１．８１μｍ、ＳＤ／Ｄ_５０ ＝０．５１、凝集度＝３．６、Ｔｓｎ＝１３０ｎｍ、ＳＳＡ＝２．２０ｍ^２／ｇ、ＴＤ＝１．８ｇ／ｃｍ^３、及びスズ含有量は５３ｗｔ％であった。

さらに、このスズコート銅粉を用いて、大気雰囲気中で熱分析を行いＴｇ測定を行った結果、酸化終了温度は約３００℃であった

実施例２で用いた置換析出スズ溶液は、純水に塩化第１スズ二水和物４７５ｇ、チオ尿素３７００ｇ、酒石酸２６００ｇを溶解させ、液温を４０℃に維持して１５Ｌとした。一方、４０℃に維持した１０Ｌの純水中に１ｋｇの銅粉を入れ攪拌して銅粉スラリーとした。そして、この銅粉スラリー中に置換析出スズ溶液７．５Ｌを入れ、液温を４０℃に維持したまま、３０分間攪拌後静置し、上澄み液（置換析出スズ溶液）を１０Ｌ取り除き、次に置換析出スズ溶液１０Ｌを加え撹拌後静置し、上澄み液（置換析出スズ溶液）を１０Ｌ取り除き、さらにこの上澄み液である置換析出スズ溶液１０Ｌを加え撹拌後静置し、上澄み液（置換析出スズ溶液）を１０Ｌ取り除くといったような、上澄み液を取り除いてはまた戻すといったような同じ操作を計５回行い、その後純水を加え液量を１０Ｌとし、残りの置換析出スズ溶液７．５Ｌを添加することにより実施例２のスズコート銅粉を得た。

実施例２で得られたスズコート銅粉の粉体特性は、Ｄ_ＩＡ＝１．０２μｍ、Ｄ_５０＝１．６２μｍ、Ｄ_９０＝２．７４μｍ、ＳＤ＝０．６２μｍ、ＳＤ／Ｄ_５０ ＝０．３８、凝集度１．６、Ｔｓｎ＝１４０ｎｍ、ＳＳＡ＝１．５０ｍ^２／ｇ、ＴＤ＝２．９ｇ／ｃｍ^３、及びスズ含有量は５３ｗｔ％であった。

さらに、このスズコート銅粉を用いて、大気雰囲気中で熱分析を行いＴｇ測定を行った結果、酸化終了温度は約３００℃であった。

なお、追加的に、スズコート銅粉単体の熱挙動（合金化等の挙動）を調べた。より詳細には、約５０ｗｔ％のスズコート銅粉について、１％水素雰囲気で３００℃×３０ｍｉｎの熱処理を行い、当該熱処理後のスズコート銅粉についてＸ線分析を行うことによりその挙動を調べた。その結果、熱処理を施したスズコート銅粉は、ＣｕとＳｎ−Ｃｕの合金とが含まれていることが分かった。
一方、スズコートが約８０ｗｔ％のスズコート銅粉について、同様の熱処理を行い、当該熱処理後のスズコート銅粉についてＸ線分析を行った。その結果、熱処理を施したスズコート銅粉は、ＳｎとＳｎ−Ｃｕの合金とが含まれていることが分かった。
以上の結果から、本発明のスズコート銅粉のスズコートの上限７０ｗｔ％近辺では、ＣｕとＳｎ−Ｃｕの合金との、Ｃｕリッチのためリフロー時の部品の位置ずれが起きにくいと考えられるが、当該スズコート７０ｗｔ％を大きく超えた８０％位では、Ｓｎ同士の密着性は確保し易いもののＳｎリッチのためリフロー時に部品の位置ずれが起きやすいと考えられる。

＜総合評価＞
本発明のスズコート銅粉は、粒径が５μｍ以下の微粒であって、分散性に優れ、通常の銅粉と比較したときの低温焼結が可能で、且つ、そのスズ含有量が比較的多いため、スズコート銅粉粒子同士が容易に接着する。その後、スズと銅との合金が形成され導電部となる。
また、特に実施例２の製造方法ではスズコートを数回に分けて被覆を行ったため、分散性の良い、即ち凝集度が極めて低いものが得られた。
なお、スズコート銅粉を３００℃（略３０分）で熱処理を行うと、７０ｗｔ％以下の粉体はＳｎ−Ｃｕの合金化の比率が高まっており、融点が大きく上昇することが考えられる。
一方で、７０ｗｔ％を超える場合、短時間の熱処理では、合金層とスズ層が残り、再溶融が起こり易くなる傾向があり、位置安定性に劣る傾向があると考えられる。

本発明は、特に半田粉の代替として用いることができる、スズコート銅粉及び当該スズコート銅粉を用いた複合導電性ペーストを提供する。さらに詳細には、特に、複合導電性ペースト用スズコート銅粉、及び当該スズコート銅粉を用いた複合導電性ペーストを提供する。

Claims (8)

1. 銅粒子をコア材とし、当該銅粒子にスズを被覆したスズコート銅粒子を含むスズコート銅粉であって、
   前記スズコート銅粒子の平均粒径の値が０．１μｍ〜５μｍの銅粉の粉子をコア材とし、スズコート銅粉粒子全体のｗｔ％を１００としたときに当該銅粉の粒子表面に４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％のスズコート層を備えることを特徴とするスズコート銅粉。
2. 請求項１に記載のスズコート銅粉であって、
   当該コア材の銅粉の粒子を被覆するスズコート層の膜厚が１０ｎｍ以上１．０μｍ以下であることを特徴とするスズコート銅粉。
   （スズコート層の膜厚Ｔ_Ｓｎは、スズコート銅粉粒子を球とみなしたときのスズコート層のｗｔ％とＳｎの密度から換算した膜厚を指す。）
3. 請求項１に記載のスズコート銅粉であって、
   コート粒子の平均粒径をＤ_ＩＡとし、当該コア材の銅粉の粒子を被覆するスズコート層の膜厚をＴ_Ｓｎとすると、
   ２Ｔ_Ｓｎ ／Ｄ_ＩＡ値が、０．２以上０．４以下であることを特徴とするスズコート銅粉。
   （平均粒径Ｄ_ＩＡは、走査型電子顕微鏡によりコート粒子を撮像し、その撮像倍率から換算した実半径を指す。）
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のスズコート銅粉を焼結することによって得得られるＣｕ−Ｓｎ合金の導電部形成体。
5. 請求項４に記載のスズコート銅粉を焼結することによって得られる前記Ｃｕ−Ｓｎ合金にＣｕが３０％〜６０％、及びＳｎが４０％〜７０％が含まれる導電部形成体。
6. 銅粉を水に入れ撹拌したＣｕの分散濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ〜５ｍｏｌ／Ｌの銅粉スラリーを作成する工程aと、
   ０．０１ｍｏｌ／Ｌ〜１ｍｏｌ／Ｌの２価のスズ塩と０．１ｍｏｌ／Ｌ〜１０ｍｏｌ／Ｌのチオ尿素に、ｐＨ２以下となるように酸を加え、液温３０℃〜８０℃の溶液である置換析出スズ溶液を作成する工程ｂと、
   前記銅粉スラリーと前記置換析出スズ溶液とを、前記銅粉スラリー中のＣｕ１ｍｏｌに対しＳｎが０．２ｍｏｌ〜０．５５ｍｏｌの割合となるように混合する工程と、
   その混合溶液を攪拌し、銅粉粒子表面にスズを置換析出する工程ｃと、
   を含むスズコート銅粉の製造方法。
7. 請求項６に記載のスズコート銅粉の製造方法であって、
   工程ｃを複数回に分けて所望の膜厚のスズコートを銅粉粒子表面上に被覆させることを特徴とするスズコート銅粉の製造方法。
8. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の複合導電性ペースト用スズコート銅粉を用いた複合導電性ペースト。