JP2015183255A - 銅微粒子、導電ペースト組成物及びこれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の銅微粒子は、レーザ回折散乱法粒子径分布測定の体積基準の積算分率における50%径(D50)が0.5μm以上10μm以下であり、このD50を直径とする球とみなして表面積を計算することによって得られる比表面積(Cs)のBET法によって測定される比表面積(Sv)に対する比(Cs/Sv)が0.2以上である。この銅微粒子は、表面に酸化銅膜が形成された酸化銅膜被覆銅微粒子の凹凸を平滑化する平滑化工程S4を含むことによって得られる。そして、平滑化工程S4は、酸化銅膜被覆銅微粒子を酸に供する工程を含むことが好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明の銅微粒子は、レーザ回折散乱法粒子径分布測定の体積基準の積算分率における50%径(D50)が0.5μm以上10μm以下であり、このD50を直径とする球とみなして表面積を計算することによって得られる比表面積(Cs)のBET法によって測定される比表面積(Sv)に対する比(Cs/Sv)が0.2以上である。以下では、レーザ回折散乱法粒子径分布測定の体積基準の積算分率における50%径(D50)を「体積平均粒子径(MV)」ともいう。
本発明の導電ペーストは、上記銅微粒子と、樹脂とを含む。
図1は、本発明に係る銅微粒子の製造方法を説明するためのフローチャートである。本発明は、少なくとも、表面に酸化銅膜が形成された酸化銅膜被覆銅微粒子の凹凸を平滑化する平滑化工程S4を含む。
電解銅粉析出工程S1は、硫酸銅溶液を電気分解し、陰極表面に電解銅粉を析出させる工程である。電解銅粉は、例えば、CuSO4・5H2O:5〜80g/L、遊離H2SO4:50〜250g/Lの浴組成で、電流密度5〜30A/dm2、浴温20〜65℃の条件で電解し、陰極上に電析させることによって製造できる。
被膜形成工程S2は、電解銅粉を酸素含有雰囲気下で乾燥し、表面に酸化銅膜が形成された酸化銅膜被覆銅粉を形成する工程である。
粉砕工程S3は、酸化銅膜被覆銅粉を粉砕し、酸化銅膜被覆銅微粒子を形成する工程である。
平滑化工程S4は、表面に酸化銅膜が形成された酸化銅膜被覆銅微粒子の凹凸を平滑化する工程である。
酸化防止工程S5は、平滑化工程S4の際、又は平滑化工程S4の後、酸化防止剤で銅微粒子の酸化を防止する工程である。
導電ペーストは、上記銅微粒子の製造方法によって製造された銅微粒子を樹脂と混合することによって得られる。樹脂と混合する態様は特に限定されるものでなく、従来公知の混合方法で混合すればよい。例えば、ニーダーのよる混合、3本ロールミルでの混合等が挙げられる。
〔実施例1〕
まず、8g/LのCuSO4・5H2Oと、55g/Lの遊離H2SO4とを含有する硫酸銅水溶液を用いて、通電電流密度10A/dm2、浴温25℃の条件で電解銅粉を調製した。この電解銅粉を十分に水洗した後、乾燥器を用いて105℃の温度で8時間乾燥した。
酸化銅粉を粉砕する際、サイクロンミルの代わりにジェットミル(型式:ナノグラインディングミルNJ−50,徳寿工作所社製)を用い、酸素含有雰囲気下において粉砕圧力1Mpaで粉砕したこと以外は、実施例1と同じ手法で実施例2に係る銅微粒子を得た。粉砕後の酸化銅膜被覆銅粒子の体積平均粒子径(MV)は、3.5μmであった。また、乾燥後の銅微粒子の酸素含有量は、0.2wt%であった。
酸化銅粉を粉砕する際、サイクロンミルの代わりに上記ジェットミルを用いたこと、また、粉砕後の酸化銅膜被覆銅粒子の表面にさらに酸化被膜を形成するため、粉砕後の酸化銅膜被覆銅粒子を200℃、4時間の条件で乾燥したこと以外は、実施例1と同じ手法で実施例3に係る銅微粒子を得た。
酸化銅粉を粉砕する際、サイクロンミルの代わりに上記ジェットミルを用いたこと、また、酸化銅膜被覆銅粒子にステアリン酸ナトリウム水溶液を添加しなかったこと以外は、実施例1と同じ手法で比較例1に係る銅微粒子を得た。
実施例及び比較例に係る銅微粒子を評価するため、銅微粒子の表面状態の比較、及び銅微粒子を導電ペーストにしたときの粘度の測定を行った。
実施例2に係る銅微粒子と、比較例1に係る銅微粒子とを、それぞれ、走査電子顕微鏡で撮影した。実施例2に係る銅微粒子のSEM画像を図3に示し、比較例1に係る銅微粒子のSEM画像を図4に示す。
銅微粒子の表面状態の比較するため、体積平均粒子径を直径とする球とみなして表面積を計算することによって得られる比表面積(Cs)のBET法によって測定される比表面積(Sv)に対する比(Cs/Sv)を求めた。BET法によって測定される比表面積(Sv)は、窒素ガスを用いたガス吸着法によって求めた。結果を表2に示す。
実施例及び比較例に係る銅微粒子85重量部にフェノール樹脂(製品名:PL−2211,群栄化学社製)15重量部、ブチルセロソルブ(製品名:鹿特級,関東化学社製)10重量部を混合し、小型ニーダー(装置名:ノンバブリングニーダーNBK−1,日本精機製作所社製)を用い、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことで、銅微粒子をペースト化した。そして、B型粘度計(英弘精機株式会社社製DV1型)を用い、ペースト化した直後の導電ペーストの25℃、3rpmにおける粘度を測定した。結果を表2に示す。
S2 被膜形成工程
S3 粉砕工程
S4 平滑化工程
S5 酸化防止工程
Claims (10)
- レーザ回折散乱法粒子径分布測定の体積基準の積算分率における50%径(D50)が0.5μm以上10μm以下であり、
前記D50を直径とする球とみなして表面積を計算することによって得られる比表面積(Cs)のBET法によって測定される比表面積(Sv)に対する比(Cs/Sv)が0.2以上である銅微粒子。 - 表面に酸化防止層が形成されている、請求項1に記載の銅微粒子。
- 請求項1又は2に記載の銅微粒子と、樹脂とを含み、
B型粘度計を用いたときの25℃、3rpmでの粘度が400Pa・s以下である導電ペースト組成物。 - 表面に酸化銅膜が形成された酸化銅膜被覆銅微粒子の凹凸を平滑化する平滑化工程を含み、
レーザ回折散乱法粒子径分布測定の体積基準の積算分率における50%径(D50)が0.5μm以上10μm以下であり、
前記D50を直径とする球とみなして表面積を計算することによって得られる比表面積(Cs)のBET法によって測定される比表面積(Sv)に対する比(Cs/Sv)が0.2以上である銅微粒子の製造方法。 - 前記平滑化工程は、前記酸化銅膜被覆銅微粒子を酸に供する工程を含む、請求項4に記載の銅微粒子の製造方法。
- 電解銅粉を酸素含有雰囲気下で乾燥し、表面に酸化銅膜が形成された酸化銅膜被覆銅粉を形成する被膜形成工程と、
前記酸化銅膜被覆銅粉を粉砕し、酸化銅膜被覆銅微粒子を形成する粉砕工程とをさらに含み、
前記平滑化工程は、前記粉砕工程で粉砕した後の酸化銅膜被覆銅微粒子の凹凸を平滑化する工程である、請求項4又は5に記載の銅微粒子の製造方法。 - 硫酸銅溶液を電気分解し、陰極表面に前記電解銅粉を析出させる電解銅粉析出工程をさらに含む、請求項6に記載の銅微粒子の製造方法。
- 前記被膜形成工程は、前記電解銅粉を酸素含有雰囲気下で、70℃以上300℃以下で乾燥する工程であり、
前記粉砕工程は、前記D50が0.5μm以上10μm以下の範囲になるように前記酸化銅膜被覆銅粉を粉砕する工程である、請求項6又は7のいずれかに記載の銅微粒子の製造方法。 - 前記平滑化工程の際、又は前記平滑化工程の後、酸化防止剤で前記銅微粒子の酸化を防止する酸化防止工程をさらに含む、請求項4から8のいずれかに記載の銅微粒子の製造方法。
- 請求項4から9のいずれかに記載の銅微粒子の製造方法によって製造された前記銅微粒子に樹脂を加える混合工程を含む、導電ペースト組成物の製造方法。
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