JP2017066442A - Ni-COATED COPPER POWDER, AND CONDUCTIVE PASTE, CONDUCTIVE PAINT AND CONDUCTIVE SHEET USING THE SAME, AND METHOD FOR PRODUCING Ni-COATED COPPER POWDER - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面にニッケル(Ni)を被覆した銅粉(ニッケルコート銅粉)に関するものであり、より詳しくは、導電性ペースト等の材料として用いることで導電性を改善させることのできる新たな樹枝状形状のニッケルコート銅粉に関する。 The present invention relates to copper powder (nickel-coated copper powder) whose surface is coated with nickel (Ni), and more specifically, a new material that can improve conductivity by using as a material such as a conductive paste. The present invention relates to a dendritic nickel-coated copper powder.
電子機器における配線層や電極等の形成には、樹脂型ペーストや焼成型ペースト、電磁波シールド塗料のような、銅粉、銀粉等の金属フィラーを使用したペーストや塗料が多く用いられている。銅粉、銀粉等の金属フィラーペーストは、各種基材上に塗布又は印刷され、加熱硬化や加熱焼成の処理を受けて、配線層や電極等となる導電膜を形成する。 For the formation of wiring layers and electrodes in electronic devices, pastes and paints using metal fillers such as copper powder and silver powder, such as resin pastes, fired pastes, and electromagnetic wave shielding paints, are often used. Metal filler pastes such as copper powder and silver powder are applied or printed on various base materials, and are subjected to heat curing or heat baking treatment to form a conductive film to be a wiring layer or an electrode.
例えば、樹脂型導電性ペーストは、金属フィラーと、樹脂、硬化剤、溶剤等からなり、導電体回路パターン又は端子の上に印刷され、100℃〜200℃で加熱硬化させて導電膜として配線や電極を形成する。樹脂型導電性ペーストは、熱によって熱硬化型樹脂が硬化収縮するため、金属フィラーが圧着されて接触することで金属フィラーが重なり、電気的に接続した電流パスが形成される。この樹脂型導電性ペーストは、硬化温度が200℃以下で処理されることから、プリント配線板等の熱に弱い材料を使用している基板に用いられている。 For example, a resin-type conductive paste is made of a metal filler, a resin, a curing agent, a solvent, etc., printed on a conductor circuit pattern or terminal, and cured by heating at 100 ° C. to 200 ° C. An electrode is formed. In the resin-type conductive paste, since the thermosetting resin is cured and contracted by heat, when the metal filler is pressed and brought into contact, the metal filler overlaps and an electrically connected current path is formed. Since this resin-type conductive paste is processed at a curing temperature of 200 ° C. or less, it is used for a substrate using a heat-sensitive material such as a printed wiring board.
また、焼成型導電性ペーストは、金属フィラーと、ガラス、溶剤等からなり、導電体回路パターン又は端子の上に印刷され、600℃〜800℃に加熱焼成させて導電膜として配線や電極を形成する。焼成型導電性ペーストは、高い温度によって処理することで、金属フィラーが焼結して導通性が確保されるものである。この焼成型導電性ペーストは、焼成温度が高いため、樹脂材料を使用するようなプリント配線基板には使用できないものの、高温処理で金属フィラーが焼結することから低抵抗を実現することが可能となる。そのため、焼成型導電性ペーストは、積層セラミックコンデンサの外部電極等に用いられる。 Firing-type conductive paste is made of a metal filler, glass, solvent, etc., printed on a conductor circuit pattern or terminal, and heated and fired at 600 ° C. to 800 ° C. to form wiring and electrodes as a conductive film. To do. The fired conductive paste is processed at a high temperature to sinter the metal filler and ensure conductivity. Although this firing-type conductive paste has a high firing temperature, it cannot be used for printed wiring boards that use resin materials, but it can realize low resistance because the metal filler is sintered by high-temperature treatment. Become. Therefore, the fired conductive paste is used for an external electrode of a multilayer ceramic capacitor.
一方、電磁波シールドは、電子機器からの電磁気的なノイズの発生を防止するために使用されるもので、特に近年では、パソコンや携帯の筐体が樹脂製になったことから、筐体に導電性を確保するために、蒸着法やスパッタ法で薄い金属皮膜を形成する方法や、導電性の塗料を塗布する方法、導電性のシートを必要な箇所に貼り付けて電磁波をシールドする方法等が提案されている。その中でも、樹脂中に金属フィラーを分散させて塗布する方法や樹脂中に金属フィラーを分散させてシート状に加工してそれを筐体に貼り付ける方法では、加工工程において特殊な設備を必要とせず自由度に優れており多用されている。 On the other hand, electromagnetic wave shields are used to prevent the generation of electromagnetic noise from electronic equipment. Especially in recent years, personal computers and mobile phone cases have been made of resin, so that the case is made conductive. In order to secure the properties, there are a method of forming a thin metal film by a vapor deposition method or a sputtering method, a method of applying a conductive paint, a method of attaching a conductive sheet to a necessary place and shielding an electromagnetic wave, etc. Proposed. Among them, special methods are required in the processing process for the method of applying the metal filler dispersed in the resin and the method of dispersing the metal filler in the resin and processing it into a sheet and attaching it to the housing. It has excellent flexibility and is widely used.
しかしながら、このような金属フィラーを樹脂中に分散させて塗布する場合やシート状に加工する場合においては、金属フィラーの樹脂中における分散状態が一様にならないため、電磁波シールドの効率を得るために金属フィラーの充填率を高める等の方法が必要となる。ところが、その場合には、多量の金属フィラーの添加することによってシート重量が重くなるとともに、樹脂シートの可撓性を損なう等の問題が発生していた。そのため、例えば特許文献1においては、それらの問題を解決するために平板状の金属フィラーを使用する方法が提案されており、このことによって、電磁波シールド効果に優れ、可撓性も良好な薄いシートを形成することができるとしている。 However, in the case where such a metal filler is dispersed in a resin and applied or processed into a sheet shape, the dispersion state of the metal filler in the resin is not uniform. A method such as increasing the filling rate of the metal filler is required. However, in such a case, the addition of a large amount of metal filler causes problems such as an increase in sheet weight and a loss of flexibility of the resin sheet. Therefore, for example, in Patent Document 1, a method of using a flat metal filler has been proposed in order to solve these problems, and as a result, a thin sheet having excellent electromagnetic shielding effect and good flexibility. Can be formed.
このような導電性ペーストや電磁波シールド材の金属フィラーとして用いられる金属粉材料としての銅粉は、酸化すると表面が酸化銅で覆われ、焼結性、耐食性、あるいは導電性に悪影響を与える原因となる。このため、銅粉の酸化を防止するために、銅粒子表面にPt、Pd、Ag、Au等の貴金属でコートしたものや、SiO2系の酸化物でコートしたもの、またはNiでコートして耐酸化性を高めたもの等が知られている。例えば、特許文献2には、銅粉表面にニッケル(Ni)を被覆したニッケルコート銅粉が開示されている。 Copper powder as a metal powder material used as a metal filler for such conductive paste and electromagnetic wave shielding material is covered with copper oxide when oxidized, causing adverse effects on sinterability, corrosion resistance, or conductivity Become. For this reason, in order to prevent oxidation of the copper powder, the surface of the copper particles is coated with a noble metal such as Pt, Pd, Ag, Au, etc., coated with a SiO 2 oxide, or coated with Ni. Those with improved oxidation resistance are known. For example, Patent Document 2 discloses a nickel-coated copper powder having a copper powder surface coated with nickel (Ni).
一方、金属フィラーとして使用される銅粉の形状は、球状、平板状、樹枝状等が用いられており、特に平板状の銅粉は、粒状や樹枝状の銅粉に比べてフィラー同士の接点面積を多く確保できることから、低抵抗の導電性ペーストの用途として広く使われている。このような平板状の銅粉を作製する方法としては、特許文献3に、球状銅粉を機械的に扁平状に加工してフレーク状銅粉を得る方法が開示されている。具体的には、平均粒径0.5μm〜10μmの球状銅粉を原料として、ボールミルや振動ミルを用いて、ミル内に装填したメディアの機械的エネルギーにより機械的に平板状に加工するものである。 On the other hand, the shape of the copper powder used as the metal filler is spherical, flat, dendritic, etc., and in particular, the flat copper powder is a contact point between fillers compared to granular or dendritic copper powder. Since a large area can be secured, it is widely used as a low-resistance conductive paste. As a method for producing such a flat copper powder, Patent Document 3 discloses a method of obtaining a flaky copper powder by mechanically processing a spherical copper powder into a flat shape. Specifically, a spherical copper powder having an average particle size of 0.5 μm to 10 μm is used as a raw material, and is processed into a flat plate shape by a mechanical energy of a medium loaded in the mill using a ball mill or a vibration mill. is there.
また、例えば特許文献4では、導電性ペースト用銅粉末、詳しくはスルーホール用及び外部電極用銅ペーストとして高性能が得られる円盤状銅粉末及びその製造方法に関する技術が開示されている。具体的には、粒状アトマイズ銅粉末を媒体撹拌ミルに投入し、粉砕媒体として1/8インチ〜1/4インチ径のスチールボールを使用して、銅粉末に対して脂肪酸を重量で0.5%〜1%添加し、空気中あるいは不活性雰囲気中で粉砕することによって平板状に加工するものである。 Further, for example, Patent Document 4 discloses a technique relating to a copper powder for conductive paste, more specifically, a disk-shaped copper powder that provides high performance as a copper paste for through holes and external electrodes, and a method for manufacturing the same. Specifically, the granular atomized copper powder is put into a medium stirring mill, a steel ball having a diameter of 1/8 inch to 1/4 inch is used as a grinding medium, and the fatty acid is added to the copper powder by 0.5 by weight. % To 1%, and processed into a flat plate shape by pulverization in air or in an inert atmosphere.
ここで、これら導電性ペーストや電磁波シールド用に使用されている金属フィラーとしては、銀粉が用いられており、また上述のように、銅粒子表面にPt、Pd、Ag、Au等の貴金属をコートして十分な耐酸化性を付与したものが用いられている。しかしながら、これらは高価なためコストアップになる。その中でも、銅粉に対してAgをコートしたものでは、比較的低価格に抑えることも可能であるが、Agではマイグレーションが発生しやすいといった問題がある。また、銅粉に対してSiO2系の酸化物で表面をコートする場合も、耐酸化性を確保できるものの、焼結性が悪くなる等の問題がある。 Here, silver powder is used as the metal filler used for these conductive pastes and electromagnetic wave shields, and as described above, the surface of the copper particles is coated with a noble metal such as Pt, Pd, Ag, or Au. Thus, those having sufficient oxidation resistance are used. However, since these are expensive, the cost increases. Among them, a copper powder coated with Ag can be kept at a relatively low price, but there is a problem that migration tends to occur with Ag. Also, when the surface of the copper powder is coated with a SiO 2 -based oxide, oxidation resistance can be secured, but there are problems such as poor sinterability.
耐酸化性等を確保しつつ、低価格であって、しかも焼結性が比較的良好なものとして、銅粉に対してニッケルをコートする方法が挙げられる。 A method for coating copper powder with nickel is mentioned as a low cost and relatively good sinterability while ensuring oxidation resistance and the like.
銅粉の表面にニッケルを被覆する方法としては、無電解ニッケルめっきによる方法が挙げられる。無電解ニッケルめっきによる被覆方法は、めっき液中のニッケルイオンを還元剤によって還元することによって銅粉表面にニッケル被覆を行うもので、還元剤の種類としては、次亜リン酸塩、ホウ水素化合物、及びヒドラジン化合物等が挙げられる。具体的に、還元剤として次亜リン酸塩を用いたニッケル被膜処理では、還元反応中にリンが被膜中に含有するため、Ni−P合金被膜が形成される。また、還元剤としてホウ水素化合物を用いたニッケル被膜処理では、還元反応中にボロンが被膜中に含有するため、Ni−B合金被膜が形成される。また、還元剤としてヒドラジン化合物を用いたニッケル被膜処理では、不純物の少ない高純度なNi被膜が形成される。 As a method for coating the surface of the copper powder with nickel, a method by electroless nickel plating may be mentioned. The coating method by electroless nickel plating is to perform nickel coating on the copper powder surface by reducing nickel ions in the plating solution with a reducing agent. The types of reducing agents are hypophosphites and borohydrides. And hydrazine compounds. Specifically, in nickel coating treatment using hypophosphite as a reducing agent, a Ni—P alloy coating is formed because phosphorus is contained in the coating during the reduction reaction. Further, in the nickel coating treatment using a borohydride compound as the reducing agent, since the boron is contained in the coating during the reduction reaction, a Ni-B alloy coating is formed. Further, in the nickel coating process using a hydrazine compound as a reducing agent, a high-purity Ni coating with few impurities is formed.
さて、銅粉としては、デンドライト状と呼ばれる樹枝状に析出した電解銅粉が知られており、形状が樹枝状になっていることから表面積が大きいことが特徴となっている。このようにデンドライト状の形状であることにより、これを導電膜等に用いた場合には、そのデンドライトの枝が重なり合い、導通が通りやすく、また球状粒子に比べて粒子同士の接点数が多くなることから、導電性ペースト等の導電性フィラーの量を少なくすることができるという利点がある。例えば、特許文献5には、銅表面にNi合金層を形成しその上にAgコートを行って耐酸化性を確保する技術が開示され、ここで用いられる銅粉として、樹枝状の電解銅粉が粒子同士のからみあいの観点から好適である旨が記載されている。 As the copper powder, electrolytic copper powder deposited in a dendritic shape called a dendritic shape is known. Since the shape is a dendritic shape, it is characterized by a large surface area. Due to the dendritic shape as described above, when this is used for a conductive film or the like, the dendritic branches are overlapped with each other, conduction is easy, and the number of contact points between particles is larger than that of spherical particles. Therefore, there is an advantage that the amount of conductive filler such as conductive paste can be reduced. For example, Patent Document 5 discloses a technique for ensuring oxidation resistance by forming an Ni alloy layer on a copper surface and performing Ag coating thereon, and the copper powder used here is a dendritic electrolytic copper powder. Is preferable from the viewpoint of entanglement between particles.
一方、電解銅粉の樹枝を発達させると、導電性ペースト等に用いた場合に電解銅粉同士が必要以上に絡み合って凝集が発生してしまい樹脂中に均一に分散しなくなり、また流動性が低下して非常に扱い難くなり、印刷等による配線形成に問題が生じて生産性を低下させることの指摘が特許文献6に示されている。なお、特許文献6では、電解銅粉自体の強度を高めるため、電解銅粉を析出させるための電解液の硫酸銅水溶液中にタングステン酸塩を添加することで、電解銅粉自体の強度を向上させ、樹枝を折れ難くし、高い強度に成形することができるとしている。 On the other hand, when developing a branch of electrolytic copper powder, when used in conductive paste, etc., the electrolytic copper powder is entangled more than necessary and agglomeration occurs, so that it does not disperse uniformly in the resin, and the fluidity is It is pointed out in Patent Document 6 that it decreases and becomes very difficult to handle, causing problems in wiring formation by printing or the like and reducing productivity. In addition, in patent document 6, in order to raise the intensity | strength of electrolytic copper powder itself, the intensity | strength of electrolytic copper powder itself is improved by adding tungstate in the copper sulfate aqueous solution of the electrolyte solution for depositing electrolytic copper powder. It is said that it is difficult to break the branches and can be molded with high strength.
このように、樹枝状の銅粉を導電性ペースト等の金属フィラーとして用いるのは容易でなく、ペーストの導電性の改善がなかなか進まない原因ともなっていた。 As described above, it is not easy to use dendritic copper powder as a metal filler such as a conductive paste, and it has been a cause of difficulty in improving the conductivity of the paste.
導電性を確保するためには、3次元的な形状を有する樹枝状形状の方が粒状のものよりも接点を確保しやすく、導電性ペーストや電磁波シールドとして高い導電性を確保することが期待できる。しかしながら、従来のデンドライト状の形状を呈したニッケル被覆銅粉では、主軸から分岐した長い枝が特徴であるデンドライトであって、細長い枝状の形状であったことから、接点を確保する点から考えると構造が単純であり、より少ないニッケル被覆銅粉を用いて効果的に接点を確保する形状としては理想的な形状となっていない。 In order to ensure conductivity, a dendritic shape having a three-dimensional shape is easier to secure a contact than a granular one, and high conductivity can be expected as a conductive paste or electromagnetic wave shield. . However, the conventional nickel-coated copper powder having a dendrite-like shape is a dendrite characterized by a long branch branched from the main shaft, and has a long and narrow branch-like shape. The structure is simple, and it is not an ideal shape for effectively securing a contact using less nickel-coated copper powder.
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、ニッケルを被覆した樹枝状銅粉同士が接触する際における接点を多くして優れた導電性を確保しつつ、凝集を防止して、導電性ペーストや電磁波シールド等の用途として好適に利用することができる樹枝状形状のニッケルコート銅粉を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and prevents aggregation while increasing the number of contacts when the dendritic copper powders coated with nickel are in contact with each other to ensure excellent conductivity. An object of the present invention is to provide a dendritic nickel-coated copper powder that can be suitably used for applications such as conductive pastes and electromagnetic wave shields.
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状の形状を呈し、その主幹及び枝が、所定の断面厚さを有する平板状であって表面にNiが被覆されている銅粒子により構成されており、平均粒子径が特定の範囲であるニッケルコート銅粉であることにより、銅粉同士の接点が多くなり優れた導電性を示し、また樹脂等と均一に混合させることができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のものを提供する。 This inventor repeated earnest examination in order to solve the subject mentioned above. As a result, it exhibits a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches that are separated from the main trunk, and the main trunk and the branch have a flat plate shape having a predetermined cross-sectional thickness, and Ni is present on the surface. It is composed of coated copper particles, and the nickel-coated copper powder has an average particle diameter in a specific range, so that the contact between the copper powders increases and shows excellent conductivity, and is uniform with the resin, etc. And the present invention was completed. That is, the present invention provides the following.
(1)本発明の第1の発明は、直線的に成長した主幹と該主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状の形状をなし、前記主幹及び前記枝は、断面平均厚さが0.2μm〜5.0μmの平板状で表面にニッケル(Ni)又はNi合金が被覆されている銅粒子により構成されており、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した平均粒子径(D50)が1.0μm〜100μmであることを特徴とする樹枝状Niコート銅粉である。 (1) The first invention of the present invention has a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk, and the main trunk and the branch have a cross-sectional average thickness of 0. .2 μm to 5.0 μm in a flat plate shape composed of copper particles whose surface is coated with nickel (Ni) or Ni alloy, and an average particle diameter (D50) measured by a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring method is It is a dendritic Ni-coated copper powder characterized by being 1.0 μm to 100 μm.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、Ni又はNi合金として被覆されているNiの含有量が、当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜50質量%である、樹枝状Niコート銅粉である。 (2) According to a second invention of the present invention, in the first invention, the content of Ni coated as Ni or Ni alloy is 1 mass relative to 100% of the total mass of the dendritic Ni-coated copper powder. It is dendritic Ni coat copper powder which is% -50 mass%.
(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記銅粒子の表面にNi合金が被覆されており、コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、スズ、リン、及びボロンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を、前記Ni合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%の含有量で含むNi合金で被覆されている、樹枝状Niコート銅粉である。 (3) According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the surface of the copper particles is coated with a Ni alloy, and cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus , And at least one selected from the group consisting of boron is coated with a Ni alloy containing 0.1 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy. Coated copper powder.
(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、嵩密度が0.5g/cm3〜5.0g/cm3の範囲である、樹枝状Niコート銅粉である。 (4) The fourth invention of the present invention, in any one of the first to third invention, the bulk density is in the range of 0.5g / cm 3 ~5.0g / cm 3 , dendritic Ni coated copper It is powder.
(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、BET比表面積が0.2m2/g〜3.0m2/gである、樹枝状Niコート銅粉である。 (5) Fifth invention of the present invention, in the first to fourth invention of any one of, BET specific surface area of 0.2m 2 /g~3.0m 2 / g, dendritic Ni-coated copper powder It is.
(6)本発明の第6の発明は、第1乃至第5のいずれかの発明に係る樹枝状Niコート銅粉を、全体の20質量%以上の割合で含むことを特徴とする金属フィラーである。 (6) A sixth aspect of the present invention is a metal filler comprising the dendritic Ni-coated copper powder according to any one of the first to fifth aspects of the invention in a proportion of 20% by mass or more of the whole. is there.
(7)本発明の第7の発明は、第6の発明に係る金属フィラーを樹脂に混合させてなることを特徴とする導電性ペーストである。 (7) A seventh invention of the present invention is a conductive paste characterized by mixing a metal filler according to the sixth invention with a resin.
(8)本発明の第8の発明は、第6の発明に係る金属フィラーを用いてなることを特徴とする電磁波シールド用導電性塗料である。 (8) The eighth invention of the present invention is an electromagnetic wave shielding conductive paint characterized by using the metal filler according to the sixth invention.
(9)本発明の第9の発明は、第6の発明に係る金属フィラーを用いてなることを特徴とする電磁波シールド用導電性シートである。 (9) A ninth invention of the present invention is an electromagnetic wave shielding conductive sheet characterized by using the metal filler according to the sixth invention.
(10)本発明の第10の発明は、第1乃至第5のいずれかの発明に係るNiコート銅粉を製造する方法であって、電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、前記銅粉にニッケル(Ni)又はNi合金を被覆する工程と、を有し、前記電解液に、銅イオンと、下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物から選択される1種又は2種以上と、を含有させて電解を行うことを特徴とするNiコート銅粉の製造方法である。
本発明に係る樹枝状Niコート銅粉によれば、優れた導電性を確保しつつ、Niコート銅粉同士が接触する際の接点を十分に確保することができ、また凝集を防止して樹脂等と均一に混合させることができて、導電性ペーストや電磁波シールド等の用途に好適に用いることができる。 According to the dendritic Ni-coated copper powder according to the present invention, it is possible to ensure sufficient contact when Ni-coated copper powders are in contact with each other while ensuring excellent electrical conductivity, and to prevent aggregation and resin. Etc., and can be suitably used for applications such as conductive paste and electromagnetic wave shield.
以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。なお、本明細書にて、「X〜Y」(X、Yは任意の数値)との表記は、「X以上Y以下」の意味である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “present embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and Various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In this specification, “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.
≪1.樹枝状Niコート銅粉≫
本実施の形態に係るニッケルコート銅粉は、表面にニッケルが被覆された銅粉である。なお、本明細書において、ニッケルコート銅粉を「Niコート銅粉」と表記する。また、被覆するニッケル又はニッケル合金を、それぞれ、「Ni」、「Ni合金」と表記し、Niを銅粉表面にコートする場合もNi合金を銅粉表面にコートする場合も、総じて「Niコート」と称する。
<< 1. Dendritic Ni-coated copper powder >>
The nickel-coated copper powder according to the present embodiment is a copper powder whose surface is coated with nickel. In this specification, nickel-coated copper powder is referred to as “Ni-coated copper powder”. Further, nickel or nickel alloy to be coated is expressed as “Ni” and “Ni alloy”, respectively, and when Ni is coated on the surface of copper powder or Ni alloy is coated on the surface of copper powder, “Ni coating” is generally used. ".
図1は、本実施の形態に係るNiコート銅粉の具体的な形状を示した模式図である。この図1の模式図に示すように、Niコート銅粉1は、直線的に成長した主幹2とその主幹2から分かれた複数の枝3とを有する、2次元又は3次元の形態である樹枝状の形状を有している(以下、本実施の形態に係るNiコート銅粉を「樹枝状Niコート銅粉」ともいう)。この樹枝状Niコート銅粉1は、所定の断面平均厚さの平板状で、表面にNi又はNi合金が被覆されている銅粒子により構成されている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific shape of the Ni-coated copper powder according to the present embodiment. As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the Ni-coated copper powder 1 is a two-dimensional or three-dimensional tree branch having a main trunk 2 grown linearly and a plurality of branches 3 separated from the main trunk 2. (Hereinafter, the Ni-coated copper powder according to the present embodiment is also referred to as “dendritic Ni-coated copper powder”). The dendritic Ni-coated copper powder 1 is a flat plate having a predetermined average cross-sectional thickness, and is composed of copper particles whose surfaces are coated with Ni or a Ni alloy.
なお、後述するように、樹枝状Niコート銅粉1のNi被覆量は、当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜50質量%であるが、Niの厚さ(被覆厚さ)は0.1μm以下の極薄い被膜である。そのため、樹枝状Niコート銅粉1は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Niを被覆する前の樹枝状銅粉の形状と、銅粉にNiを被覆した後のNiコート銅粉の形状とは、両者共に、図1の模式図に示すように2次元又は3次元の形態である樹枝状の形状である。 As will be described later, the Ni coating amount of the dendritic Ni-coated copper powder 1 is 1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder. (Coating thickness) is an extremely thin coating of 0.1 μm or less. Therefore, the dendritic Ni-coated copper powder 1 has a shape that retains the shape of the dendritic copper powder before Ni coating. Therefore, both the shape of the dendritic copper powder before coating Ni and the shape of the Ni-coated copper powder after coating Ni on the copper powder are two-dimensional or three-dimensional as shown in the schematic diagram of FIG. It is a dendritic shape that is a dimensional form.
より具体的に、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1は、直線的に成長した主幹2と、その主幹2から直線的に分かれた複数の枝3とを有する樹枝状のNiコート銅粉であり、その主幹2及び主幹2から分岐した枝3を構成する銅粒子が、断面平均厚さが0.2μm〜5.0μmの平板の形状を有している。また、このような平板状の銅粒子から構成される樹枝状Niコート銅粉1の平均粒子径(D50)が1.0μm〜100μmである。なお、樹枝状Niコート銅粉1における枝3は、主幹2から分岐した枝3aと、その枝3aからさらに分岐した枝3bの両方を意味する。 More specifically, the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment includes a dendritic Ni coat having a main trunk 2 grown linearly and a plurality of branches 3 linearly separated from the main trunk 2. The copper particles which are copper powder and constitute the main trunk 2 and the branch 3 branched from the main trunk 2 have a flat plate shape with a cross-sectional average thickness of 0.2 μm to 5.0 μm. Moreover, the average particle diameter (D50) of the dendritic Ni coat copper powder 1 comprised from such a flat copper particle is 1.0 micrometer-100 micrometers. The branch 3 in the dendritic Ni-coated copper powder 1 means both a branch 3a branched from the main trunk 2 and a branch 3b further branched from the branch 3a.
樹枝状Niコート銅粉1は、詳しくは後述するが、例えば、銅イオンを含む硫酸酸性の電解液に陽極と陰極を浸漬し、直流電流を流して電気分解することにより陰極上に樹枝状銅粉を析出させ、そしてその得られた樹枝状銅粉の表面に無電解めっき法等によりNi又はNi合金を被覆することで作製することができる。 The dendritic Ni-coated copper powder 1 will be described in detail later. For example, the dendritic copper is formed on the cathode by immersing the anode and the cathode in a sulfuric acid electrolyte containing copper ions, and conducting an electrolysis by passing a direct current. It can be produced by depositing powder and coating the surface of the obtained dendritic copper powder with Ni or a Ni alloy by an electroless plating method or the like.
図2は、樹枝状Niコート銅粉1を構成する、Niを被覆する前の樹枝状銅粉について走査電子顕微鏡(SEM)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。なお、図2は樹枝状銅粉を倍率5,000倍で観察したものである。また、図3は、図2の樹枝状銅粉にNiを被覆した樹枝状Niコート銅粉についてSEMにより観察したときの観察像の一例を示す写真図である。なお、図3は樹枝状Niコート銅粉1を倍率5,000倍で観察したものである。また、図4は、同様にして、樹枝状銅粉にNiを被覆した樹枝状Niコート銅粉についてSEMにより観察したときの観察像の一例を示す写真図である。なお、図4は樹枝状Niコート銅粉1を倍率1,000倍で観察したものである。 FIG. 2 is a photographic diagram showing an example of an observation image when the dendritic copper powder before the Ni coating that constitutes the dendritic Ni-coated copper powder 1 is observed with a scanning electron microscope (SEM). In addition, FIG. 2 observes dendritic copper powder at a magnification of 5,000 times. Moreover, FIG. 3 is a photograph figure which shows an example of the observation image when it observes by SEM about the dendritic Ni coat copper powder which coat | covered Ni on the dendritic copper powder of FIG. FIG. 3 shows the dendritic Ni-coated copper powder 1 observed at a magnification of 5,000 times. FIG. 4 is a photographic view showing an example of an observation image when the dendritic Ni-coated copper powder in which Ni is coated on the dendritic copper powder is observed by SEM. FIG. 4 shows the dendritic Ni-coated copper powder 1 observed at a magnification of 1,000 times.
樹枝状Niコート銅粉1は、図2〜図4の観察像に示されるように、主幹2とその主幹2から分岐した枝3(3a,3b)とを有する、2次元又は3次元の樹枝状の形状を形成している。 The dendritic Ni-coated copper powder 1 has a main trunk 2 and branches 3 (3a, 3b) branched from the main trunk 2 as shown in the observation images of FIGS. The shape is formed.
ここで、主幹2及び枝3を構成する平板状の銅粒子は、上述したように、その断面平均厚さが0.2μm〜5.0μmである。平板状の銅粒子の断面平均厚さは、より薄い方が平板としての効果が発揮されることになる。すなわち、断面平均厚さが5.0μm以下の平板状の銅粒子により主幹2及び枝3が構成されていることで、そのNi被覆された樹枝状Niコート銅粉1同士が接触する面積を大きく確保することができ、その接触面積が大きくなることで、低抵抗、すなわち高導電率を実現することができる。このことにより、より導電性に優れ、またその導電性を良好に維持することができ、導電塗料や導電性ペーストの用途に好適に用いることができる。また、樹枝状Niコート銅粉1が平板状のNiコートされた微細な銅粒子により構成されていることで、配線材等の薄型化に貢献することができる。 Here, as described above, the flat copper particles constituting the main trunk 2 and the branch 3 have an average cross-sectional thickness of 0.2 μm to 5.0 μm. The thinner the cross-sectional average thickness of the flat copper particles, the more the flat plate effect is exhibited. That is, since the main trunk 2 and the branch 3 are composed of flat copper particles having a cross-sectional average thickness of 5.0 μm or less, an area where the Ni-coated dendritic Ni-coated copper powders 1 are in contact with each other is increased. Since the contact area can be ensured and the contact area becomes large, low resistance, that is, high conductivity can be realized. By this, it is more excellent in electroconductivity, can maintain the electroconductivity favorably, and can use it suitably for the use of an electroconductive coating material or an electroconductive paste. Further, the dendritic Ni-coated copper powder 1 is composed of fine copper particles coated with a flat Ni plate, which can contribute to thinning of the wiring material and the like.
なお、Ni又はNi合金が被覆された銅粒子の断面平均厚さが5.0μm以下の薄いものであっても、平板状の銅粒子の大きさが小さすぎると凹凸が減少することになるため、樹枝状Niコート銅粉1同士が接触する際に接点の数が少なくなってしまう。したがって、上述したように銅粒子の断面平均厚さの下限値としては0.2μm以上であることが好ましく、これにより接点の数を増やすことができる。 In addition, even if the cross-sectional average thickness of the copper particles coated with Ni or Ni alloy is as thin as 5.0 μm or less, the unevenness is reduced if the size of the flat copper particles is too small. When the dendritic Ni-coated copper powders 1 come into contact with each other, the number of contact points decreases. Therefore, as described above, the lower limit value of the average cross-sectional thickness of the copper particles is preferably 0.2 μm or more, which can increase the number of contacts.
また、樹枝状Niコート銅粉1においては、その平均粒子径(D50)が1.0μm〜100μmである。なお、平均粒子径(D50)は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。 Moreover, in the dendritic Ni coat copper powder 1, the average particle diameter (D50) is 1.0 micrometer-100 micrometers. In addition, an average particle diameter (D50) can be measured by the laser diffraction scattering type particle size distribution measuring method, for example.
ここで、例えば特許文献1でも指摘されているように、樹枝状銅粉の問題点としては、導電性ペーストや電磁波シールド用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に、樹脂中の金属フィラーが樹枝状に発達した形状であると、樹枝状の銅粉同士が絡み合って凝集が発生し、樹脂中に均一に分散しないことがある。また、その凝集により、ペーストの粘度が上昇して印刷による配線形成に問題が生じる。このことは、樹枝状銅粉の形状が大きいために発生するものであり、樹枝状の形状を有効に活かしながらこの問題を解決するためには、樹枝状銅粉の形状を小さくすることが必要となる。しかしながら、小さくし過ぎると、樹枝状の形状を確保することができなくなる。そのため、樹枝状形状であることの効果、すなわち3次元的形状であることにより表面積が大きく成形性や焼結性に優れ、また枝状の箇所を介して強固に連結されて高い強度に成形できるという効果を確保するには、樹枝状銅粉が所定以上の大きさであることが必要となる。 Here, as pointed out in Patent Document 1, for example, as a problem of dendritic copper powder, when used as a metal filler such as a conductive paste or a resin for electromagnetic wave shielding, the metal filler in the resin is When the shape is developed in a dendritic shape, the dendritic copper powders are entangled with each other to cause agglomeration, which may not be uniformly dispersed in the resin. In addition, the agglomeration increases the viscosity of the paste and causes problems in wiring formation by printing. This occurs because the shape of the dendritic copper powder is large, and in order to solve this problem while effectively utilizing the dendritic shape, it is necessary to reduce the shape of the dendritic copper powder. It becomes. However, if it is too small, a dendritic shape cannot be secured. Therefore, the effect of being in a dendritic shape, that is, a three-dimensional shape, has a large surface area and excellent moldability and sinterability, and can be molded with high strength by being firmly connected via a branch-like portion. In order to secure the effect, it is necessary that the dendritic copper powder is larger than a predetermined size.
この点において、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1では、その平均粒子径が1.0μm〜100μmであることにより、表面積が大きくなり、良好な成形性や焼結性を確保することができる。そして、この樹枝状Niコート銅粉1は、樹枝状形状であることに加えて、主幹2及び枝3が平板状の銅粒子から構成されているため、樹枝状であることの3次元的効果と、その樹枝形状を構成する銅粒子が平板状であることの効果により、樹枝状Niコート銅粉1同士の接点をより多く確保することができる。 In this respect, in the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment, the average particle diameter is 1.0 μm to 100 μm, so that the surface area is increased and good moldability and sinterability are ensured. be able to. The dendritic Ni-coated copper powder 1 has a dendritic shape, and the main trunk 2 and the branch 3 are composed of flat copper particles. And the contact point of dendritic Ni coat | court copper powder 1 can be ensured more by the effect that the copper particle which comprises the dendritic shape is flat form.
≪2.Ni被覆量≫
本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1は、上述したように、断面平均厚さが0.2μm〜5.0μmの平板状である、表面にNi又はNi合金が被覆されている銅粒子によって樹枝状に構成されたものである。以下に、樹枝状Niコート銅粉1の表面に対するNi被覆について説明する。
≪2. Ni coating amount >>
As described above, the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment is a flat plate having a cross-sectional average thickness of 0.2 μm to 5.0 μm, the surface of which is coated with Ni or an Ni alloy. It is composed of dendritic particles. Below, Ni coating | cover with respect to the surface of dendritic Ni coat copper powder 1 is demonstrated.
本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉に、好ましくはNi被覆した当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対してNi含有量として1質量%〜50質量%の割合でNi又はNi合金が被覆されたものであり、Ni又はNi合金の厚さ(被覆厚さ)としては0.1μm以下の極薄い被膜である。このことから、樹枝状Niコート銅粉1は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Ni又はNi合金を被覆する前の銅粉の形状と、銅粉にNi又はNi合金を被覆した後のNiコート銅粉の形状とは、両者共に樹枝状の形状である。 The dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment is a Ni content with respect to 100% of the total mass of the dendritic Ni-coated copper powder coated with Ni, preferably on the dendritic copper powder before Ni coating. Ni or Ni alloy is coated at a ratio of 1% by mass to 50% by mass, and the thickness of Ni or Ni alloy (coating thickness) is an extremely thin film of 0.1 μm or less. From this, the dendritic Ni-coated copper powder 1 has a shape that retains the shape of the dendritic copper powder before Ni coating. Therefore, the shape of the copper powder before coating Ni or Ni alloy and the shape of the Ni-coated copper powder after coating Ni or Ni alloy on the copper powder are both dendritic shapes.
樹枝状Niコート銅粉1におけるNi又はNi合金として被覆されるNiの含有量は、上述したように、Ni被覆した当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜50質量%の範囲であることが好ましい。Ni又はNi合金として被覆されるNiの含有量は、Ni自体の導電率は銅よりも低いためにできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅表面に均一なNi又はNi合金の被膜が確保できず、その結果銅が酸化されて導電性の低下の原因になる。そのため、Ni又はNi合金として被覆されるNiの含有量としては、Ni被覆した当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。 As described above, the content of Ni coated as Ni or Ni alloy in the dendritic Ni-coated copper powder 1 is 1% by mass to 50% with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder coated with Ni. It is preferably in the range of mass%. The content of Ni coated as Ni or Ni alloy is preferably as low as possible because the conductivity of Ni itself is lower than that of copper, but if it is too small, a uniform Ni or Ni alloy film can be secured on the copper surface. As a result, copper is oxidized, resulting in a decrease in conductivity. Therefore, the content of Ni coated as Ni or Ni alloy is preferably 1% by mass or more with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder coated with Ni, and is 2% by mass or more. More preferably, it is more preferably 5% by mass or more.
一方で、Ni又はNi合金として被覆されるNiの含有量が多くなると、導電率が低下する点から好ましくなく、Ni又はNi合金として被覆されるNiの含有量としては、Ni被覆した当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。 On the other hand, when the content of Ni coated as Ni or Ni alloy increases, it is not preferable from the viewpoint of decreasing the electrical conductivity, and the content of Ni coated as Ni or Ni alloy is the Ni-coated dendritic shape. It is preferably 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder.
また、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1において、樹枝状銅粉の表面に被覆されるNi又はNi合金の平均厚みとしては0.001μm〜0.1μm程度であり、0.005μm〜0.03μmであることがより好ましい。Ni又はNi合金の被覆厚みが平均で0.001μm未満であると、銅粉の表面に均一なNi又はNi合金の被覆を確保することができず、銅の酸化が抑えられなくなり導電性の低下の原因となる。一方で、Ni又はNi合金の被覆厚みが平均で0.1μmを超えると、導電率が低下する点から好ましくない。 In the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment, the average thickness of Ni or Ni alloy coated on the surface of the dendritic copper powder is about 0.001 μm to 0.1 μm, and 0.005 μm. More preferably, it is -0.03 micrometer. When the Ni or Ni alloy coating thickness is less than 0.001 μm on average, a uniform Ni or Ni alloy coating cannot be secured on the surface of the copper powder, and copper oxidation cannot be suppressed, resulting in a decrease in conductivity. Cause. On the other hand, when the coating thickness of Ni or Ni alloy exceeds 0.1 μm on average, it is not preferable from the viewpoint of decreasing the electrical conductivity.
このように樹枝状銅粉の表面に被覆されるNi又はNi合金の平均厚みは、0.001μm〜0.1μm程度であり、樹枝状銅粉を構成する平板状の銅粒子の断面平均厚さと比べて極めて小さい。そのため、樹枝状銅粉の表面をNi又はNi合金で被覆する前後で、平板状の銅粒子の断面平均厚さは実質的に変化することはない。 Thus, the average thickness of the Ni or Ni alloy coated on the surface of the dendritic copper powder is about 0.001 μm to 0.1 μm, and the cross-sectional average thickness of the flat copper particles constituting the dendritic copper powder is Very small compared. Therefore, before and after coating the surface of the dendritic copper powder with Ni or Ni alloy, the cross-sectional average thickness of the tabular copper particles does not substantially change.
さらに後述するように、樹枝状Niコート銅粉1において、樹枝状銅粉に被覆されるNiはNi合金でもよい。Ni合金として添加される元素としては、周期表の第6族から第14族の元素が好ましく、特に亜鉛、コバルト、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及びスズから選ばれる1種以上が好ましい。また、後述するように、樹枝状銅粉にNiを被覆する工程で無電解めっきを用い、さらにその還元剤として次亜リン酸塩、ホウ水素化合物を使用する場合には、得られるNi被膜はそれぞれNi−P合金、Ni−B合金となる。 Further, as will be described later, in the dendritic Ni-coated copper powder 1, the Ni covered with the dendritic copper powder may be a Ni alloy. The element added as the Ni alloy is preferably an element from Group 6 to Group 14 of the periodic table, and particularly preferably at least one selected from zinc, cobalt, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin. In addition, as will be described later, when using electroless plating in the step of coating Ni on the dendritic copper powder, and further using hypophosphite and borohydride as the reducing agent, the resulting Ni coating is They are Ni-P alloy and Ni-B alloy, respectively.
また、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1では、特に限定されないが、そのBET比表面積の値が0.2m2/g〜3.0m2/gであることが好ましい。BET比表面積値が0.2m2/g未満であると、Ni又はNi合金が被覆された銅粒子が、上述したような所望の形状とはならないことがあり、高い導電性が得られないことがある。一方で、BET比表面積値が3.0m2/gを超えると、樹枝状Niコート銅粉1の表面のNi又はNi合金の被覆が不均一となり高い導電性が得られない可能性がある。また、Niコート銅粉1を構成する銅粒子が細かくなりすぎてしまい、樹枝状Niコート銅粉1が細かいひげ状の状態となって、導電性が低下することがある。なお、BET比表面積は、JIS Z8830:2013に準拠して測定することができる。 Further, the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment is not particularly limited, it is preferable the value of the BET specific surface area of 0.2m 2 /g~3.0m 2 / g. When the BET specific surface area value is less than 0.2 m 2 / g, the copper particles coated with Ni or Ni alloy may not have the desired shape as described above, and high conductivity cannot be obtained. There is. On the other hand, if the BET specific surface area value exceeds 3.0 m 2 / g, the Ni or Ni alloy coating on the surface of the dendritic Ni-coated copper powder 1 may become non-uniform and high conductivity may not be obtained. Moreover, the copper particle which comprises Ni coat | court copper powder 1 may become too fine, dendritic Ni coat | court copper powder 1 will be in a fine beard-like state, and electroconductivity may fall. The BET specific surface area can be measured in accordance with JIS Z8830: 2013.
また、樹枝状Niコート銅粉1の嵩密度としては、特に限定されないが、0.5g/cm3〜5.0g/cm3の範囲であることが好ましい。嵩密度が0.5g/cm3未満であると、樹枝状Niコート銅粉1同士の接点を十分に確保することができない可能性がある。一方で、嵩密度が5.0g/cm3を超えると、樹枝状Niコート銅粉1の平均粒子径も大きくなり、表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。 As the bulk density of the dendritic Ni-coated copper powder 1 is not particularly limited, it is preferably in the range of 0.5g / cm 3 ~5.0g / cm 3 . If the bulk density is less than 0.5 g / cm 3 , there is a possibility that sufficient contact between the dendritic Ni-coated copper powders 1 cannot be secured. On the other hand, if the bulk density exceeds 5.0 g / cm 3 , the average particle diameter of the dendritic Ni-coated copper powder 1 also increases, the surface area decreases, and the formability and sinterability may deteriorate.
なお、電子顕微鏡で観察したときに、得られた樹枝状Niコート銅粉のうちに、上述したような形状の樹枝状Niコート銅粉が所定の割合で占められていれば、それ以外の形状のNiコート銅粉が混じっていても、その樹枝状Niコート銅粉のみからなる銅粉と同様の効果を得ることができる。具体的には、電子顕微鏡(例えば500倍〜20,000倍)で観察したときに、上述した形状の樹枝状Niコート銅粉が全銅粉のうちの65個数%以上、好ましくは80個数%以上、より好ましくは90個数%以上の割合を占めていれば、その他の形状のNiコート銅粉が含まれていてもよい。 In addition, when observed with an electron microscope, if the dendritic Ni-coated copper powder having the shape as described above is occupied at a predetermined ratio in the obtained dendritic Ni-coated copper powder, other shapes Even if the Ni-coated copper powder is mixed, the same effect as that of the copper powder consisting only of the dendritic Ni-coated copper powder can be obtained. Specifically, when observed with an electron microscope (for example, 500 to 20,000 times), the dendritic Ni-coated copper powder having the shape described above is 65% by number or more, preferably 80% by number of the total copper powder. As described above, Ni-coated copper powder having other shapes may be included as long as it accounts for 90% by number or more.
≪3.樹枝状Niコート銅粉の製造方法≫
次に、上述したような特徴を有する樹枝状Niコート銅粉1の製造方法について説明する。以下では、先ず、樹枝状Niコート銅粉1を構成する樹枝状銅粉の製造方法について説明し、続いて、その樹枝状銅粉に対してNi又はNi合金を被覆して樹枝状Niコート銅粉1を得る方法について説明する。
≪3. Method for producing dendritic Ni-coated copper powder >>
Next, the manufacturing method of the dendritic Ni coat | court copper powder 1 which has the above characteristics is demonstrated. Below, the manufacturing method of the dendritic copper powder which comprises the dendritic Ni coat copper powder 1 is demonstrated first, Then, Ni or Ni alloy is coat | covered with respect to the dendritic copper powder, Dendritic Ni coat copper A method for obtaining the powder 1 will be described.
<3−1.樹枝状銅粉の製造方法>
Ni又はNi合金を被覆する前の樹枝状銅粉は、例えば、銅イオンを含有する硫酸酸性溶液を電解液として用いて所定の電解法により製造することができる。
<3-1. Method for producing dendritic copper powder>
The dendritic copper powder before coating with Ni or Ni alloy can be produced, for example, by a predetermined electrolytic method using a sulfuric acid acidic solution containing copper ions as an electrolytic solution.
電解に際しては、例えば、金属銅を陽極(アノード)とし、ステンレス板やチタン板等を陰極(カソード)として設置した電解槽中に、上述した銅イオンを含有する硫酸酸性の電解液を収容し、その電解液に所定の電流密度で直流電流を通電することによって電解処理を施す。これにより、通電に伴って陰極上に樹枝状銅粉を析出(電析)させることができる。特に、本実施の形態においては、電解により得られた粒状等の銅粉をボール等の媒体を用いて機械的に変形加工等することなく、その電解のみによって、平板状の微細銅粒子が集合して樹枝状を形成した樹枝状銅粉を陰極表面に析出させることができる。 In electrolysis, for example, the above-described sulfuric acid-containing electrolytic solution containing copper ions is accommodated in an electrolytic cell in which metallic copper is used as an anode (anode) and a stainless steel plate or a titanium plate is used as a cathode (cathode). The electrolytic solution is subjected to electrolytic treatment by applying a direct current at a predetermined current density. Thereby, a dendritic copper powder can be deposited (electrodeposition) on a cathode with electricity supply. In particular, in this embodiment, the fine copper particles in the form of a plate are gathered only by the electrolysis without mechanically deforming the granular copper powder obtained by electrolysis using a medium such as a ball. Thus, the dendritic copper powder having a dendritic shape can be deposited on the cathode surface.
より具体的に、電解液としては、例えば、水溶性銅塩と、硫酸と、アミン化合物等の添加剤と、塩化物イオンとを含有するものを用いることができる。 More specifically, as the electrolytic solution, for example, a solution containing a water-soluble copper salt, sulfuric acid, an additive such as an amine compound, and chloride ions can be used.
水溶性銅塩は、銅イオンを供給する銅イオン源であり、例えば硫酸銅五水和物等の硫酸銅、塩化銅、硝酸銅等が挙げられるが特に限定されない。また、電解液中での銅イオン濃度としては、1g/L〜20g/L程度、好ましくは2g/L〜10g/L程度とすることができる。 The water-soluble copper salt is a copper ion source that supplies copper ions, and examples thereof include copper sulfate such as copper sulfate pentahydrate, copper chloride, and copper nitrate, but are not particularly limited. The copper ion concentration in the electrolytic solution can be about 1 g / L to 20 g / L, preferably about 2 g / L to 10 g / L.
硫酸は、硫酸酸性の電解液とするためのものである。電解液中の硫酸の濃度としては、遊離硫酸濃度として20g/L〜300g/L程度、好ましくは50g/L〜200g/L程度とすることができる。この硫酸濃度は、電解液の電導度に影響するため、カソード上に得られる銅粉の均一性に影響する。 Sulfuric acid is for making a sulfuric acid electrolyte. The sulfuric acid concentration in the electrolytic solution can be about 20 g / L to 300 g / L, preferably about 50 g / L to 200 g / L, as the free sulfuric acid concentration. Since the sulfuric acid concentration affects the conductivity of the electrolyte, it affects the uniformity of the copper powder obtained on the cathode.
添加剤としては、例えばアミン化合物を用いることができる。このアミン化合物が、後述する塩化物イオンと共に、析出する銅粉の形状制御に寄与し、陰極表面に析出させる銅粉を、所定の断面平均厚さの平板状の銅粒子から構成される、主幹とその主幹から分岐した枝とを有する樹枝状銅粉とすることができる。 As the additive, for example, an amine compound can be used. This amine compound contributes to shape control of the copper powder deposited together with chloride ions to be described later, and the copper powder deposited on the cathode surface is composed of flat copper particles having a predetermined cross-sectional average thickness. And a dendritic copper powder having a branch branched from its main trunk.
アミン化合物としては、1種単独で添加してもよく、2種類以上を併用して添加してもよい。また、アミン化合物類の添加量としては、電解液中における濃度が0.1mg/L〜500mg/Lの範囲となる量とすることが好ましく、1mg/L〜400mg/Lの範囲となる量とすることがより好ましい。 As an amine compound, you may add individually by 1 type and may add it in combination of 2 or more types. Further, the amount of amine compounds added is preferably such that the concentration in the electrolytic solution is in the range of 0.1 mg / L to 500 mg / L, and the amount in the range of 1 mg / L to 400 mg / L. More preferably.
具体的に、アミン化合物としては、特に限定されないが、下記(1)式によって表すことができるフェナジン構造を有する化合物を用いることができる。さらに好ましくは、例えば、サフラニン(3,7−ジアミノ−2,8−ジメチル−5−フェニル−5−フェナジニウム・クロリド、C20H19N4Cl、CAS番号:477−73−64)を用いることができる。 Specifically, the amine compound is not particularly limited, but a compound having a phenazine structure that can be represented by the following formula (1) can be used. More preferably, for example, safranine (3,7-diamino-2,8-dimethyl-5-phenyl-5-phenazinium chloride, C 20 H 19 N 4 Cl, CAS number: 477-73-64) is used. Can do.
ここで、式(1)中において、R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8、R9は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、及びC1〜C8アルキルからなる群から選択される基である。また、R5は、水素、ハロゲン、アミノ、OH、−O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。また、A−は、ハライドアニオンである。 Here, in Formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 are each independently hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, a group SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, is selected SO 3 ester, benzenesulfonic acid, and from the group consisting of C1~C8 alkyl. R 5 is hydrogen, halogen, amino, OH, —O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, And a group selected from the group consisting of aryl. A − is a halide anion.
塩化物イオンとしては、塩酸、塩化ナトリウム等の塩化物イオンを供給する化合物(塩化物イオン源)を電解液中に添加することによって含有させることができる。電解液中に塩化物イオンを含有させることによって、析出する銅粉の形状をより効果的に制御することができる。電解液中の塩化物イオン濃度としては、1mg/L〜1000mg/L程度、好ましくは5mg/L〜800mg/L程度、より好ましくは10mg/L〜500mg/L程度とすることができる。 As a chloride ion, it can be made to contain by adding the compound (chloride ion source) which supplies chloride ions, such as hydrochloric acid and sodium chloride, in electrolyte solution. By containing chloride ions in the electrolytic solution, the shape of the deposited copper powder can be controlled more effectively. The chloride ion concentration in the electrolytic solution can be about 1 mg / L to 1000 mg / L, preferably about 5 mg / L to 800 mg / L, more preferably about 10 mg / L to 500 mg / L.
本実施の形態に係る樹枝状銅粉の製造方法においては、例えば、上述したような組成の電解液を用いて電解することによって陰極上に樹枝状銅粉を析出生成させて製造する。電解方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、電流密度としては、硫酸酸性の電解液を用いて電解するにあたっては5A/dm2〜30A/dm2の範囲とすることが好ましく、電解液を攪拌しながら通電させる。また、電解液の液温(浴温)としては、例えば20℃〜60℃程度とすることができる。 In the method for producing the dendritic copper powder according to the present embodiment, for example, the dendritic copper powder is produced by depositing on the cathode by electrolysis using the electrolytic solution having the composition described above. As the electrolysis method, a known method can be used. For example, the current density is preferably in the range of 5 A / dm 2 to 30 A / dm 2 when electrolyzing using a sulfuric acid electrolytic solution, and the electrolyte is energized while stirring. Moreover, as a liquid temperature (bath temperature) of electrolyte solution, it can be set as about 20 to 60 degreeC, for example.
<3−2.Ni又はNi合金の被覆方法(Niコート銅粉の製造)>
本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1は、上述した電解法により作製した樹枝状銅粉の表面に、例えば、無電解めっき法を用いてNi又はNi合金を被覆することにより製造することができる。
<3-2. Ni or Ni alloy coating method (production of Ni-coated copper powder)>
The dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment is produced by coating the surface of the dendritic copper powder produced by the above-described electrolytic method with Ni or Ni alloy using, for example, an electroless plating method. be able to.
樹枝状銅粉の表面に均一な厚みでNi又はNi合金を被覆するためには、Niめっきの前に洗浄を行うことが好ましく、樹枝状銅粉を洗浄液中に分散させ、攪拌しながら洗浄を行うことができる。この洗浄処理としては、酸性溶液中で行うのが好ましく、洗浄後には、樹枝状銅粉のろ過、分離と、水洗とを適宜繰り返して、水中に樹枝状銅粉が分散した水スラリーとする。なお、ろ過、分離と、水洗については、公知の方法を用いればよい。 In order to coat Ni or Ni alloy with a uniform thickness on the surface of the dendritic copper powder, it is preferable to wash before the Ni plating, and the dendritic copper powder is dispersed in the cleaning liquid and washed while stirring. It can be carried out. This washing treatment is preferably carried out in an acidic solution, and after washing, filtration, separation and washing of the dendritic copper powder are repeated as appropriate to obtain a water slurry in which the dendritic copper powder is dispersed in water. In addition, what is necessary is just to use a well-known method about filtration, isolation | separation, and water washing.
具体的に、無電解めっき法でNiコートする場合には、樹枝状銅粉を洗浄した後に得られた銅スラリーに無電解Niめっき液を加えるか、無電解Niめっき液中に銅スラリーを加え、均一に撹拌することで樹枝状銅粉の表面にNi又はNi合金をより均一に被覆させることができる。 Specifically, when Ni coating is performed by the electroless plating method, the electroless Ni plating solution is added to the copper slurry obtained after washing the dendritic copper powder, or the copper slurry is added to the electroless Ni plating solution. By uniformly stirring, the surface of the dendritic copper powder can be coated more uniformly with Ni or Ni alloy.
無電解Niめっき液としては、特に限定されない。無電解Niめっき液は、めっき液中のNiイオンを還元剤によって還元してNi被覆を行うものであり、還元剤の種類としては、次亜リン酸塩、ホウ水素化合物、及びヒドラジン化合物が挙げられる。 The electroless Ni plating solution is not particularly limited. The electroless Ni plating solution performs Ni coating by reducing Ni ions in the plating solution with a reducing agent. Examples of the reducing agent include hypophosphites, borohydrides, and hydrazine compounds. It is done.
具体的には、次亜リン酸塩としては、例えば、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム等の次亜リン酸塩、亜リン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム等の亜リン酸塩が挙げられる。 Specifically, examples of hypophosphites include hypophosphites such as potassium hypophosphite and sodium hypophosphite, and phosphites such as potassium phosphite and sodium phosphite. Can be mentioned.
また、ホウ水素化合物としては、例えば、ジメチルヘキサボラン、ジメチルアミンボラン(DMAB)、ジエチルアミンボラン、モルホリンボラン、ピリジンアミンボラン、ピペリジンボラン、エチレンジアミンボラン、エチレンジアミンビスボラン、t−ブチルアミンボラン、イミダゾールボラン、メトキシエチルアミンボラン、及びホウ水素化ナトリウム等が挙げられる。 Examples of the borohydride compound include dimethylhexaborane, dimethylamineborane (DMAB), diethylamineborane, morpholineborane, pyridineamineborane, piperidineborane, ethylenediamineborane, ethylenediaminebisborane, t-butylamineborane, imidazoleborane, methoxy Examples include ethylamine borane and sodium borohydride.
また、ヒドラジン化合物としては、ヒドラジン及びその水和物や、例えば硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン等のヒドラジン塩や、ピラゾール類、トリアゾール類、ヒドラジド類等のヒドラジン誘導体等を用いることができる。これらのヒドラジン誘導体の中で、ピラゾール類としては、ピラゾールの他に、3,5−ジメチルピラゾール、3−メチル−5−ピラゾロン等のピラゾール誘導体を用いることができる。また、トリアゾール類としては、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール等を用いることができる。また、ヒドラジド類としては、アジピン酸ヒドラジド、マレイン酸ヒドラジド、カルボヒドラジド等を用いることができる。また、ヒドラジン類としては、特に、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、アジピン酸ヒドラジド、マレイン酸ヒドラジド、カルボヒドラジド等を用いることができる。 As the hydrazine compound, hydrazine and hydrates thereof, hydrazine salts such as hydrazine sulfate and hydrazine hydrochloride, hydrazine derivatives such as pyrazoles, triazoles, and hydrazides can be used. Among these hydrazine derivatives, pyrazoles such as 3,5-dimethylpyrazole and 3-methyl-5-pyrazolone can be used as pyrazoles in addition to pyrazole. As triazoles, 4-amino-1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, and the like can be used. As hydrazides, adipic hydrazide, maleic hydrazide, carbohydrazide, and the like can be used. As hydrazines, hydrazine sulfate, hydrazine hydrochloride, adipic hydrazide, maleic hydrazide, carbohydrazide, and the like can be used.
ニッケル源としては、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、酢酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル等のニッケル塩が挙げられる。 Examples of the nickel source include nickel salts such as nickel sulfate, nickel chloride, nickel acetate, and nickel sulfamate.
また、めっき液には、錯化剤、pH緩衝剤、pH調整剤を含有させることができる。 Further, the plating solution can contain a complexing agent, a pH buffering agent, and a pH adjusting agent.
具体的に、錯化剤としては、公知の錯化剤を使用することができる。例えば、グリシン等のアミノ酸、クエン酸ナトリウムやクエン酸アンモニウム等のクエン酸塩、乳酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルコン酸等のナトリウム塩又はアンモニウム塩、アンモニア等が挙げられる。 Specifically, a known complexing agent can be used as the complexing agent. For example, amino acids such as glycine, citrates such as sodium citrate and ammonium citrate, lactic acid, oxalic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, aspartic acid, glutamic acid, gluconic acid, sodium salts or ammonium salts, ammonia, etc. Is mentioned.
pH緩衝剤としては、公知の錯化剤を使用することができる。例えば、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、ホウ酸、酢酸ナトリウム等が挙げられる。 A known complexing agent can be used as the pH buffering agent. For example, ammonium chloride, ammonium sulfate, boric acid, sodium acetate and the like can be mentioned.
pH調整剤としては、公知の錯化剤を使用することができる。例えば、酸やアルカリの化合物を使用することができ、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物,炭酸ニッケル、硫酸、塩酸等が挙げられる。なお、アンモニアを用いる場合、アンモニア水として供給することができる。 A known complexing agent can be used as the pH adjuster. For example, an acid or alkali compound can be used, and examples thereof include alkali metal hydroxides such as ammonia and sodium hydroxide, nickel carbonate, sulfuric acid, and hydrochloric acid. In addition, when using ammonia, it can supply as ammonia water.
また、さらに必要に応じて、消泡剤や分散剤を使用してもよい。 Moreover, you may use an antifoamer and a dispersing agent as needed.
さらに、めっき液の浸透性を向上させるために、界面活性剤を含有させることができる。界面活性剤としては、ノニオン性、カチオン性、アニオン性、両性等の界面活性剤のいずれを用いることができ、1種単独又は2種以上併せて用いることができる。 Furthermore, in order to improve the permeability of the plating solution, a surfactant can be contained. As the surfactant, any of nonionic, cationic, anionic and amphoteric surfactants can be used, and one kind can be used alone, or two or more kinds can be used in combination.
ここで、無電解めっきによるNiコートでは、無電解Niめっき液中の還元剤である次亜リン酸浴塩、ホウ水素化合物、及びヒドラジン化合物によって析出するNi被膜が異なる。具体的に、還元剤として次亜リン酸浴塩を用いた場合、還元反応中にリンが被膜中に含有されるため、Ni−P合金被膜が形成される。また、還元剤としてホウ水素化合物を用いた場合、還元反応中にボロンが被膜中に含有されるため、Ni−B合金被膜が形成される。また、還元剤としてヒドラジン化合物を用いた場合は、不純物の少ない高純度なNi被膜が形成される。 Here, in Ni coating by electroless plating, the Ni coating deposited differs depending on the hypophosphorous acid bath salt, the borohydride compound, and the hydrazine compound which are reducing agents in the electroless Ni plating solution. Specifically, when hypophosphorous acid bath salt is used as the reducing agent, since the phosphorus is contained in the coating during the reduction reaction, a Ni-P alloy coating is formed. Further, when a borohydride compound is used as the reducing agent, since a boron is contained in the coating during the reduction reaction, a Ni-B alloy coating is formed. Further, when a hydrazine compound is used as the reducing agent, a high-purity Ni film with few impurities is formed.
さらに、形成するNi被膜中にその他の元素が含有されるようにすることで、すなわち、銅粉表面にNi合金の被膜を形成させることで、そのNiコート銅粉を用いて、耐熱性、耐食性にも優れた導電性ペースト等を実現することができる。 Furthermore, by making the Ni film to be formed contain other elements, that is, by forming a Ni alloy film on the surface of the copper powder, using the Ni-coated copper powder, heat resistance and corrosion resistance In addition, an excellent conductive paste or the like can be realized.
具体的に、Ni被膜中に含有させる元素としては、つまりNi合金を構成するNi以外の元素としては、周期表の第6族から第14族の元素が挙げられ、その中でも、亜鉛、パラジウム、コバルト、ロジウム、鉄、白金、イリジウム、タングステン、モリブデン、クロム、及びスズ等が挙げられる。特に、亜鉛、コバルト、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及びスズから選ばれる1種類以上の元素が好ましく、これらの元素を含有するNi合金とすることで導電性の優れたNi合金被膜を形成することができる。 Specifically, as an element to be included in the Ni film, that is, as an element other than Ni constituting the Ni alloy, elements of Groups 6 to 14 of the periodic table can be mentioned, and among them, zinc, palladium, Examples include cobalt, rhodium, iron, platinum, iridium, tungsten, molybdenum, chromium, and tin. In particular, one or more elements selected from zinc, cobalt, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin are preferable, and a Ni alloy film having excellent conductivity is formed by using an Ni alloy containing these elements. be able to.
これらNi合金を構成する元素の含有量は、導電性や分散性の観点から、Ni合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%であることが好ましく、1質量%〜15質量%であることがより好ましく、2質量%〜10質量%であることがさらに好ましい。なお、上述した還元剤の種類によってそれぞれ形成されるNi−P合金やNi−B合金についても、そのリンやボロンの含有量は、同じくNi合金被膜の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%であることが好ましく、1質量%〜15質量%であることがより好ましく、2質量%〜10質量%であることがさらに好ましい。 The content of these elements constituting the Ni alloy is preferably 0.1% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy, from the viewpoint of conductivity and dispersibility, and preferably 1% by mass to 15%. More preferably, it is more preferably 2% by mass to 10% by mass. In addition, also about the Ni-P alloy and Ni-B alloy which are each formed with the kind of reducing agent mentioned above, the content of phosphorus or boron is 0.1 mass% with respect to 100 mass of Ni alloy film similarly. It is preferably ˜20% by mass, more preferably 1% by mass to 15% by mass, and further preferably 2% by mass to 10% by mass.
Ni合金としたときにNi以外の元素の含有量が多くなりすぎると、導電性が低下する原因となることから20質量%以下とすることが好ましい。一方で、含有量が0.1質量%未満では、それらの元素をNiと共に含有させてNi合金としても耐熱性や耐食性を向上させる効果が十分に得られない。なお、Ni合金中の元素の含有量は、例えば高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法により、Niコート銅粉を構成する各元素の含有量を換算することによって測定できる。また、エネルギー分散型X線分光(EDX)法やオージェ電子分光(AES)法によって、Niコート銅粉の断面等からNi合金被膜中の各元素の定量分析することもできる。 When the Ni alloy is used, if the content of elements other than Ni is excessively increased, the conductivity is lowered, so that the content is preferably 20% by mass or less. On the other hand, if the content is less than 0.1% by mass, the effect of improving the heat resistance and corrosion resistance cannot be sufficiently obtained even if these elements are contained together with Ni to form a Ni alloy. In addition, content of the element in Ni alloy can be measured by converting content of each element which comprises Ni coat | court copper powder, for example by a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy analysis method. In addition, each element in the Ni alloy coating can be quantitatively analyzed from the cross section of the Ni-coated copper powder or the like by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) method or Auger electron spectroscopy (AES) method.
Ni合金の被膜を形成する方法としては、上述した無電解Niめっき液にコバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及びスズ等のイオンを添加し、そのめっき液を用いた無電解めっきにより形成することができる。コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及びスズ等のイオン源としては、可溶性となるそれぞれの金属塩であれば特に限定されない。 As a method for forming a Ni alloy coating, ions such as cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin are added to the above-described electroless Ni plating solution, and electroless plating using the plating solution is performed. Can be formed. The ion source such as cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin is not particularly limited as long as it is a soluble metal salt.
具体的に、コバルトイオン源としては、コバルト化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、硫酸コバルト、塩化コバルト、スルファミン酸コバルト等が挙げられる。これらのコバルト化合物は、1種単独又は2種以上を混合して用いることができる。 Specifically, the cobalt ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a cobalt compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. Examples thereof include cobalt sulfate, cobalt chloride, and cobalt sulfamate. These cobalt compounds can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
亜鉛イオン源としては、亜鉛化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、塩化亜鉛、スルファミン酸亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの亜鉛化合物は、1種単独又は2種以上を混合して用いることができる。 The zinc ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a zinc compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, zinc chloride, zinc sulfamate, zinc sulfate, zinc acetate and the like can be mentioned. These zinc compounds can be used singly or in combination of two or more.
タングステンイオン源としては、タングステン化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム等が挙げられる。これらのタングステン化合物は、1種単独又は2種以上を混合して用いることができる。 The tungsten ion source is not particularly limited as long as it is soluble in a plating solution as a tungsten compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. Examples thereof include sodium tungstate, potassium tungstate, and ammonium tungstate. These tungsten compounds can be used singly or in combination of two or more.
モリブデンイオン源としては、モリブデン化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、三酸化モリブデン、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸二アンモニウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸、リンモリブデン酸、モリブデン酸グルコン酸錯体が挙げられる。これらのモリブデン化合物は、1種単独又は2種以上を混合して用いることができる。 The molybdenum ion source is not particularly limited as long as it is soluble in a plating solution as a molybdenum compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. Examples thereof include molybdenum trioxide, sodium molybdate, diammonium molybdate, calcium molybdate, molybdic acid, phosphomolybdic acid, and molybdate gluconic acid complex. These molybdenum compounds can be used singly or in combination of two or more.
パラジウムイオン源としては、パラジウム化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、硫酸パラジウム、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、ジクロロジエチンレジアミンパラジウム、テトラアンミンパラジウムジクロライド等の水溶性パラジウム化合物を用いることができる。また、パラジウム化合物として、パラジウムを溶液化した、いわゆるパラジウム溶液を使用することもできる。パラジウム溶液としては、例えば、ジクロロジエチレンジアミンパラジウム溶液やテトラアンミンパラジウムジクロライド溶液等を使用することができる。これらのパラジウム化合物は、1種単独又は2種以上を混合して用いることができる。 The palladium ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a palladium compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, water-soluble palladium compounds such as palladium sulfate, palladium chloride, palladium acetate, dichlorodiethine rediamine palladium, and tetraammine palladium dichloride can be used. Further, as the palladium compound, a so-called palladium solution in which palladium is made into a solution can also be used. As the palladium solution, for example, a dichlorodiethylenediamine palladium solution or a tetraammine palladium dichloride solution can be used. These palladium compounds can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
白金イオン源としては、白金化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、塩化白金、塩化白金酸、塩化白金酸塩、水酸化白金酸、水酸化白金酸塩、ジニトロジアンミン白金錯塩、ジニトロスルフィト白金錯塩、テトラアンミン白金錯塩、ヘキサアンミン白金錯塩が挙げられる。白金化合物は、1種単独又は2種以上混合して用いることができる。 The platinum ion source is not particularly limited as long as it is soluble in a plating solution as a platinum compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, platinum chloride, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid salt, platinum hydroxide acid, platinum hydroxide salt, dinitrodiammine platinum complex salt, dinitrosulfitoplatinum complex salt, tetraammine platinum complex salt, hexaammine platinum complex salt can be mentioned. A platinum compound can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
スズイオン源としては、スズ化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、塩化第一スズ、塩化第二スズ、硫酸第一スズ、硫酸第二スズ、ピロ燐酸スズ等のスズの無機酸塩やクエン酸第一スズ、クエン酸第二スズ、シュウ酸第一スズ、シュウ酸第二スズ等のスズのカルボン酸塩やメタンスルホン酸スズ、1−エタンスルホン酸スズ、2−エタンスルホン酸スズ、1−プロパンスルホン酸スズ、3−プロパンスルホン酸スズ等のスズのアルカンスルホン酸塩やメタノールスルホン酸スズ、ヒドロキシエタン−1−スルホン酸スズ、1−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸スズ、ヒドロキシエタン−2−スルホン酸スズ、1−ヒドロキシプロパン−3−スルホン酸スズ等のアルカノールスルホン酸塩、水酸化第一スズ、水酸化第二スズ等のスズの水酸化物、メタスズ酸等が挙げられる。 The tin ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a tin compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, stannous chloride, stannic chloride, stannous sulfate, stannic sulfate, stannous pyrophosphate, and other inorganic acid salts of tin, stannous citrate, stannous citrate, stannous oxalate Of tin carboxylates such as stannic oxalate, tin methanesulfonate, tin 1-ethanesulfonate, tin 2-ethanesulfonate, tin 1-propanesulfonate, tin 3-propanesulfonate Alkane sulfonate, tin methanol sulfonate, tin hydroxyethane-1-sulfonate, tin 1-hydroxypropane-1-sulfonate, tin tin hydroxyethane-2-sulfonate, tin 1-hydroxypropane-3-sulfonate, etc. Alkanol sulfonates, tin hydroxides such as stannous hydroxide and stannic hydroxide, and metastannic acid.
なお、Ni合金被膜を形成する方法としては、上述した無電解めっき法による方法に限定されない。例えば、Niを被覆する前の樹枝状銅粉中にNi合金を構成するNi以外の元素を含有させておき、Niのみからなる被膜(Ni被膜)を形成させた後に、あらかじめ銅粉に含有させておいた元素をそのNi被膜に拡散させることによって、Ni合金被膜を形成させることもできる。 The method for forming the Ni alloy film is not limited to the above-described electroless plating method. For example, an element other than Ni constituting the Ni alloy is included in the dendritic copper powder before coating with Ni, and after forming a film made only of Ni (Ni film), it is added to the copper powder in advance. A Ni alloy film can also be formed by diffusing the elements previously deposited into the Ni film.
≪4.導電性ペースト、電磁波シールド用導電性塗料、導電性シートの用途≫
本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1は、上述したように、直線的に成長した主幹と、その主幹から分岐した複数の枝を有する樹枝状の形状をなし、断面平均厚さが0.2μm〜5.0μmのNi被覆された平板状の銅粒子が集合して構成され、平均粒子径(D50)が1.0μm〜100μmである。
<< 4. Use of conductive paste, conductive paint for electromagnetic wave shield, conductive sheet >>
As described above, the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment has a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches branched from the main trunk. 0.2 μm to 5.0 μm Ni-coated tabular copper particles are assembled to form an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 100 μm.
このような樹枝状Niコート銅粉1では、樹枝状の形状であることにより表面積が大きくなり、成形性や焼結性が優れたものとなり、またその主幹及び枝が所定の平板状の銅粒子から構成されていることにより、接点の数を多く確保することができ、優れた導電性を発揮する。 In such a dendritic Ni-coated copper powder 1, the dendritic shape increases the surface area and provides excellent moldability and sinterability, and the main trunk and branches have predetermined flat copper particles. As a result, it is possible to secure a large number of contacts and to exhibit excellent conductivity.
また、このような所定の構造を有する樹枝状Niコート銅粉1によれば、銅ペースト等とした場合であっても、凝集を抑制することができ、樹脂中に均一に分散させることが可能となり、またペーストの粘度上昇等による印刷性不良等の発生を抑制することができる。したがって、樹枝状Niコート銅粉1は、導電性ペーストや導電塗料等の用途に好適に用いることができる。 Further, according to the dendritic Ni-coated copper powder 1 having such a predetermined structure, even when it is a copper paste or the like, aggregation can be suppressed and the resin can be uniformly dispersed in the resin. In addition, it is possible to suppress the occurrence of poor printability due to an increase in the viscosity of the paste. Therefore, the dendritic Ni-coated copper powder 1 can be suitably used for applications such as conductive paste and conductive paint.
例えば導電性ペースト(銅ペースト)としては、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1を金属フィラーとして含み、バインダ樹脂、溶剤、さらに必要に応じて硬化剤や酸化防止剤、カップリング剤、腐食防止剤等の添加剤と混練することによって作製することができる。 For example, as a conductive paste (copper paste), the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment is included as a metal filler, a binder resin, a solvent, and further a curing agent, an antioxidant, and a coupling agent as necessary. It can be prepared by kneading with additives such as corrosion inhibitors.
具体的に、バインダ樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。また、溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ターピネオール等の有機溶剤を用いることができる。また、その有機溶剤の添加量としては、特に限定されないが、スクリーン印刷やディスペンサー等の導電膜形成方法に適した粘度となるように、樹枝状Niコート銅粉1の粒度を考慮して添加量を調整することができる。 Specifically, the binder resin is not particularly limited, but an epoxy resin, a phenol resin, or the like can be used. Moreover, as a solvent, organic solvents, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, and terpineol, can be used. Further, the amount of the organic solvent added is not particularly limited, but the amount added in consideration of the particle size of the dendritic Ni-coated copper powder 1 so as to have a viscosity suitable for a conductive film forming method such as screen printing or dispenser. Can be adjusted.
さらに、粘度調整のために他の樹脂成分を添加することもできる。例えば、エチルセルロースに代表されるセルロース系樹脂等が挙げられ、ターピネオール等の有機溶剤に溶解した有機ビヒクルとして添加することができる。なお、その樹脂成分の添加量としては、焼結性を阻害しない程度に抑える必要があり、好ましくは全体の5質量%以下とする。 Furthermore, other resin components can be added for viscosity adjustment. For example, a cellulose-based resin typified by ethyl cellulose can be used, and it can be added as an organic vehicle dissolved in an organic solvent such as terpineol. In addition, it is necessary to suppress the addition amount of the resin component to an extent that does not impair the sinterability, and is preferably 5% by mass or less of the whole.
また、添加剤としては、焼成後の導電性を改善するために酸化防止剤等を添加することができる。酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えばヒドロキシカルボン酸等を挙げることができる。より具体的には、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸が好ましく、Ni又はNi合金を被覆した銅への吸着力が高いクエン酸又はリンゴ酸が特に好ましい。酸化防止剤の添加量としては、酸化防止効果やペーストの粘度等を考慮して、例えば1質量%〜15質量%程度とすることができる。 Moreover, as an additive, in order to improve the electroconductivity after baking, antioxidant etc. can be added. Although it does not specifically limit as antioxidant, For example, a hydroxycarboxylic acid etc. can be mentioned. More specifically, hydroxycarboxylic acids such as citric acid, malic acid, tartaric acid, and lactic acid are preferable, and citric acid or malic acid that has high adsorptive power to copper coated with Ni or Ni alloy is particularly preferable. The addition amount of the antioxidant can be, for example, about 1% by mass to 15% by mass in consideration of the antioxidant effect, the viscosity of the paste, and the like.
また、硬化剤についても、従来使用されている2エチル4メチルイミダゾール等を使用することができる。さらに、腐食抑制剤についても、従来使用されているベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール等を使用することができる。 Moreover, conventionally used 2-ethyl 4-methylimidazole etc. can be used also about a hardening | curing agent. Furthermore, conventionally used benzothiazole, benzimidazole, and the like can also be used for the corrosion inhibitor.
また、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1を導電性ペースト用の金属フィラーとして利用する場合、他の形状の銅粉やNiコート銅粉、さらにニッケルや銀、錫等の導電性を有する金属フィラーと混合させて用いることができる。このとき、銅粉全量のうち樹枝状Niコート銅粉1の割合としては、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、40質量%以上であることがさらに好ましい。このように、金属フィラーとして用いる場合に、銅粉として樹枝状Niコート銅粉1と共に他の形状の銅粉を混合させることで、その樹枝状Niコート銅粉1の隙間に他の形状の銅粉が充填されるようになり、このことにより、導電性を確保するための接点をより多く確保できる。またその結果として、樹枝状Niコート銅粉1と他の形状の銅粉のトータルの投入量を少なくすることも可能となる。 In addition, when the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment is used as a metal filler for a conductive paste, other shapes of copper powder, Ni-coated copper powder, and conductive materials such as nickel, silver, and tin It can be used by being mixed with a metal filler having the following. At this time, the proportion of the dendritic Ni-coated copper powder 1 in the total amount of copper powder is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and further preferably 40% by mass or more. preferable. Thus, when using as a metal filler, the copper powder of another shape is mixed with the dendritic Ni coat copper powder 1 as a copper powder, and copper of another shape is inserted into the gap between the dendritic Ni coat copper powder 1. Powder comes to be filled, and as a result, more contacts for ensuring conductivity can be secured. As a result, the total amount of the dendritic Ni-coated copper powder 1 and other shapes of copper powder can be reduced.
なお、金属フィラーとして用いられる銅粉全量のうち、樹枝状Niコート銅粉1が20質量%未満であると、その樹枝状Niコート銅粉1同士の接点が減少し、他の形状の銅粉と混合させることによる接点の増加を加味しても、金属フィラーとしては導電性が低下してしまう。 If the dendritic Ni-coated copper powder 1 is less than 20% by mass of the total amount of copper powder used as the metal filler, the number of contacts between the dendritic Ni-coated copper powders 1 decreases, and the copper powder of other shapes Even if the increase of the contact by mixing with the metal filler is taken into account, the conductivity as the metal filler is lowered.
他の金属フィラーとしては、銅粉だけでなく、銀、ニッケル等の導電性の良好な金属粉を利用することができ、導電性がより高い銀や銅が好ましい。また、単一な金属である必要は無く、例えば銅に銀やニッケルを被覆したものでもよい。さらに、その形状についても、特に限定されず、樹枝状や粒状、フレーク状等が利用可能であり、導電性を確保するためには金属フィラー同士の接点を確保する必要がある。例えば、フレーク形状の金属粉では、樹枝状Niコート銅粉のフレーク形状同士で接点を確保する方法や、粒状の金属粉では、樹枝状Niコート銅粉の隙間に粒状の金属フィラーを充填することで接点を確保することができるため、導電性ペースト等で使用する樹脂の種類や粘度によって使用する形状を選択することができる。 As other metal fillers, not only copper powder but also metal powder having good conductivity such as silver and nickel can be used, and silver and copper having higher conductivity are preferable. Moreover, it is not necessary to be a single metal, and for example, copper coated with silver or nickel may be used. Further, the shape is not particularly limited, and a dendritic shape, a granular shape, a flake shape, and the like can be used. In order to ensure conductivity, it is necessary to secure a contact point between metal fillers. For example, in the case of flake-shaped metal powder, a method of ensuring contact between flake shapes of dendritic Ni-coated copper powder, or in the case of granular metal powder, the gap between dendritic Ni-coated copper powder is filled with a granular metal filler. Since the contact point can be ensured, the shape to be used can be selected depending on the type and viscosity of the resin used in the conductive paste or the like.
また、上述した金属フィラーを利用して作製した導電性ペーストを用い、各種の電気回路を形成することができる。この場合においても、特に限定された条件での使用に限られるものではなく、従来行われている回路パターン形成法等を利用することができる。例えば、その金属フィラーを利用して作製した導電性ペーストを、焼成基板あるいは未焼成基板に塗布又は印刷し、加熱した後に、必要に応じて加圧して硬化して焼き付けることでプリント配線板や各種電子部品の電気回路や外部電極等を形成することができる。 Moreover, various electrical circuits can be formed using the conductive paste produced using the metal filler described above. Even in this case, the circuit pattern forming method or the like conventionally used can be used without being limited to use under particularly limited conditions. For example, a conductive paste produced using the metal filler is applied or printed on a fired substrate or an unfired substrate, heated, and then pressed and cured as needed to cure and print. An electric circuit of an electronic component, an external electrode, or the like can be formed.
また、電磁波シールド用材料として、上述した金属フィラーを利用する場合においても、特に限定された条件での使用に限られず、一般的な方法、例えばその金属フィラーを樹脂と混合して使用することができる。 Further, even when the above-described metal filler is used as an electromagnetic wave shielding material, it is not limited to use under particularly limited conditions, and a general method, for example, using the metal filler mixed with a resin can be used. it can.
例えば、上述した金属フィラーを利用して電磁波シールド用導電性塗料とする場合においては、一般的な方法、例えばその金属フィラーを樹脂及び溶剤と混合し、さらに必要に応じて酸化防止剤、増粘剤、沈降防止剤等と混合して混練することで導電性塗料とすることができる。このときに使用するバインダ樹脂及び溶剤としては、特に限定されるものではなく、従来用いられているものを使用することができる。 For example, in the case of using the above-described metal filler as a conductive coating for electromagnetic wave shielding, a general method, for example, mixing the metal filler with a resin and a solvent, and further adding an antioxidant, a thickener as necessary. A conductive paint can be obtained by mixing and kneading with an agent, an anti-settling agent and the like. The binder resin and solvent used at this time are not particularly limited, and those conventionally used can be used.
具体的に、バインダ樹脂としては、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂やフェノール樹脂等を使用することができる。また、溶剤についても、従来使用されている、イソプロパノール等のアルコール類、トルエン等の芳香族炭化水素類、酢酸メチル等のエステル類、メチルエチルケトン等のケトン類等を使用することができる。また、酸化防止剤についても、従来使用されている、脂肪酸アミド、高級脂肪酸アミン、フェニレンジアミン誘導体、チタネート系カップリング剤等を使用することができる。 Specifically, vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, acrylic resin, polyester resin, fluorine resin, silicon resin, phenol resin, or the like can be used as the binder resin. As the solvent, conventionally used alcohols such as isopropanol, aromatic hydrocarbons such as toluene, esters such as methyl acetate, ketones such as methyl ethyl ketone, and the like can be used. As for the antioxidant, conventionally used fatty acid amides, higher fatty acid amines, phenylenediamine derivatives, titanate coupling agents and the like can be used.
また、金属フィラーを利用して電磁波シールド用導電性シートとする場合においても、電磁波シールド用導電性シートの電磁波シールド層を形成するための樹脂としては、特に限定されるものではなく、従来使用されているものを使用することができる。例えば、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、オレフィン樹脂、塩素化オレフィン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂等の各種重合体及び共重合体からなる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化型樹脂等を適宜使用することができる。 Further, even when a conductive sheet for electromagnetic wave shielding is made using a metal filler, the resin for forming the electromagnetic wave shielding layer of the conductive sheet for electromagnetic wave shielding is not particularly limited and conventionally used. You can use what you have. For example, various polymers and copolymers such as vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, vinylidene chloride resin, acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, olefin resin, chlorinated olefin resin, polyvinyl alcohol resin, alkyd resin, phenol resin, etc. A thermoplastic resin, a thermosetting resin, a radiation curable resin, and the like can be appropriately used.
電磁波シールド材の製造方法として、特に限定されないが、例えば、金属フィラーと樹脂とを溶媒に分散又は溶解した塗料を、基材上に塗布又は印刷することによって電磁波シールド層を形成し、表面が固化する程度に乾燥することによって製造することができる。また、導電性シートの導電性接着剤層において、本実施の形態に係る樹枝状Niコート銅粉1を含有する金属フィラーを利用することもできる。 The method for producing the electromagnetic shielding material is not particularly limited. For example, an electromagnetic shielding layer is formed by applying or printing a coating material in which a metal filler and a resin are dispersed or dissolved in a solvent on a substrate, and the surface is solidified. It can manufacture by drying to such an extent. In the conductive adhesive layer of the conductive sheet, a metal filler containing the dendritic Ni-coated copper powder 1 according to the present embodiment can also be used.
以下、本発明の実施例を比較例と共に示してさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below in more detail with reference to comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
≪評価方法≫
下記の実施例、比較例において、以下の方法により、形状の観察、平均粒子径の測定、導電性ペーストの比抵抗測定、電磁波シールド特性評価を行った。
≪Evaluation method≫
In the following examples and comparative examples, the following methods were used to observe the shape, measure the average particle diameter, measure the specific resistance of the conductive paste, and evaluate the electromagnetic shielding characteristics.
(形状の観察)
走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製,JSM−7100F型)により、所定の倍率の視野で任意に20視野を観察し、その視野内に含まれる銅粉の外観を観察した。
(Observation of shape)
With a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-7100F type), 20 visual fields were arbitrarily observed with a predetermined magnification, and the appearance of the copper powder contained in the visual field was observed.
(平均粒子径の測定)
得られたNiコート銅粉の平均粒子径(D50)については、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器(日機装株式会社製,HRA9320 X−100)を用いて測定した。
(Measurement of average particle size)
The average particle diameter (D50) of the obtained Ni-coated copper powder was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring instrument (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., HRA9320 X-100).
(比抵抗値測定)
被膜の比抵抗値については、低抵抗率計(三菱化学株式会社製,Loresta−GP MCP−T600)を用いて四端子法によりシート抵抗値を測定し、一方で、表面粗さ形状測定器(東京精密株式会社製、SURFCOM130A)により被膜の膜厚を測定して、シート抵抗値を膜厚で除することによって求めた。
(Specific resistance measurement)
About the specific resistance value of a film, a sheet resistance value is measured by a four-terminal method using a low resistivity meter (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Loresta-GP MCP-T600). The film thickness of the coating film was measured by SURFCOM 130A) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., and the sheet resistance value was determined by dividing the film thickness by the film thickness.
(電磁波シールド特性)
電磁波シールド特性の評価は、各実施例及び比較例にて得られた試料について、周波数1GHzの電磁波を用いて、その減衰率を測定して評価した。具体的には、樹枝状Niコート銅粉を使用していない比較例3の場合のレベルを『△』として、その比較例3のレベルよりも悪い場合を『×』とし、その比較例3のレベルよりも良好な場合を『○』とし、さらに優れている場合を『◎』として評価した。
(Electromagnetic wave shielding characteristics)
The electromagnetic shielding characteristics were evaluated by measuring the attenuation rate of the samples obtained in the examples and comparative examples using an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz. Specifically, the level of Comparative Example 3 in which no dendritic Ni-coated copper powder is used is “△”, and the level worse than that of Comparative Example 3 is “×”. The case where it was better than the level was evaluated as “◯”, and the case where it was superior was evaluated as “◎”.
また、電磁波シールドの可撓性についても評価するために、作製した電磁波シールドを折り曲げて電磁波シールド特性が変化するか否かを確認した。 Moreover, in order to evaluate also about the flexibility of an electromagnetic wave shield, the produced electromagnetic wave shield was bent and it was confirmed whether the electromagnetic wave shielding characteristic changed.
≪実施例、比較例≫
[実施例1]
<電解銅粉の作製>
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
≪Example, comparative example≫
[Example 1]
<Preparation of electrolytic copper powder>
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、添加剤としてサフラニン(関東化学株式会社製)を電解液中の濃度として85mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の塩化物イオン(塩素イオン)濃度として55mg/Lとなるように添加した。 At this time, an electrolytic solution having a composition with a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L was used. In addition, safranin (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as an additive is added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 85 mg / L, and a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is further added to the electrolytic solution. It added so that it might become 55 mg / L as a chloride ion (chlorine ion) density | concentration in it.
そして、上述のように濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて15L/minの流量で循環しながら、温度を25℃に維持した条件で、陰極の電流密度が18A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, the current density of the cathode is 18 A / dm 2 under the condition that the temperature is maintained at 25 ° C. while circulating the electrolytic solution whose concentration is adjusted as described above at a flow rate of 15 L / min using a metering pump. Was energized to deposit copper powder on the cathode plate.
陰極板上に析出した電解銅粉を、スクレーパーを用いて機械的に電解槽の槽底に掻き落として回収し、回収した銅粉を純水で洗浄した後、減圧乾燥器に入れて乾燥した。 The electrolytic copper powder deposited on the cathode plate was recovered by mechanically scraping it off the bottom of the electrolytic cell using a scraper, and the recovered copper powder was washed with pure water and then put in a vacuum dryer and dried. .
こうして得られた銅粉の形状を、上述した走査型電子顕微鏡(SEM)による方法で倍率1,000倍の視野で観察した結果、析出した銅粉は、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する、2次元又は3次元の樹枝状形状を呈した樹枝状銅粉であった。 As a result of observing the shape of the copper powder thus obtained in the field of view with a magnification of 1,000 times by the method using the scanning electron microscope (SEM) described above, the deposited copper powder was a main chain that grew linearly and the main trunk. It was a dendritic copper powder having a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape having a plurality of branches branched linearly from and branches further branched from the branches.
<樹枝状Niコート銅粉の製造(還元剤:次亜リン酸塩)>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Niめっきによりその銅粉表面にNi被覆を行い、Niコート銅粉を作製した。なお、還元剤が次亜リン酸塩である無電解Niめっき液を用いた。
<Production of dendritic Ni-coated copper powder (reducing agent: hypophosphite)>
Next, using the dendritic copper powder produced by the above-described method, Ni was coated on the surface of the copper powder by electroless Ni plating to produce Ni-coated copper powder. In addition, an electroless Ni plating solution whose reducing agent is hypophosphite was used.
具体的には、無電解Niめっき液として、硫酸ニッケル20g/L、次亜リン酸ナトリウム25g/L、酢酸ナトリウム10g/L、クエン酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加し、さらに水酸化ナトリウムを添加してpH5.0に調整しためっき液を500mL用意した。 Specifically, as an electroless Ni plating solution, nickel sulfate 20 g / L, sodium hypophosphite 25 g / L, sodium acetate 10 g / L, sodium citrate 10 g / L are added at each concentration, and sodium hydroxide is further added. 500 mL of a plating solution adjusted to pH 5.0 by adding the above was prepared.
この無電解Niめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを水100mL中に分散させたスラリーを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を90℃まで加熱して60分間撹拌した。 In this electroless Ni plating solution, a slurry in which 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above method is dispersed in 100 mL of water is stirred for 10 minutes at 25 ° C., and then the bath temperature is heated to 90 ° C. to 60 ° C. Stir for minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にリン(P)を含むNi合金が被覆されたNiコート銅粉が得られた。そのNiコート銅粉を回収してNiの含有量を測定したところ、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して13.5質量%であった。また、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.2質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Ni-coated copper powder in which Ni alloy containing phosphorus (P) was coated on the surface of dendritic copper powder was obtained. When the Ni-coated copper powder was recovered and the Ni content was measured, it was 13.5% by mass with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder. Moreover, content of P contained in Ni alloy was 8.2 mass% with respect to 100 mass of Ni alloy.
また、得られたNiコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のNiコート銅粉は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にNi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状のNiコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、さらにその枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Niコート銅粉であった。 Further, as a result of observing the obtained Ni-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Ni-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Ni coating. A Ni-coated copper powder coated with a Ni alloy and having a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape, the main trunk growing linearly, a plurality of branches linearly branched from the main trunk, and the branches It was a dendritic Ni-coated copper powder having a dendritic shape having branches further branched from.
また、その樹枝状Niコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.42μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Niコート銅粉の平均粒子径(D50)は25.1μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Ni-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.42 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Ni-coated copper powder was 25.1 μm.
さらに、得られた樹枝状Niコート銅粉の嵩密度は0.53g/cm3であった。また、BET比表面積は0.82m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Ni-coated copper powder was 0.53 g / cm 3 . Moreover, the BET specific surface area was 0.82 m < 2 > / g.
<導電性ペースト化>
次に、得られた樹枝状Niコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the obtained dendritic Ni-coated copper powder was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Niコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, with respect to 40 g of the prepared dendritic Ni-coated copper powder, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed together. Using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), paste was made by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.8×10−5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.8 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例2]
<電解銅粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてサフラニンを電解液中の濃度として150mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液を電解液中の塩化物イオン濃度として100mg/Lとなるように添加したこと以外は、実施例1と同じ条件で電解銅粉(樹枝状銅粉)を陰極板上に析出させた。
[Example 2]
<Preparation of electrolytic copper powder>
As the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L is used, and safranin is added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 150 mg / L. Further, an electrolytic copper powder (dendritic copper powder) was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 1 except that a hydrochloric acid solution was added so that the chloride ion concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L. It was.
<樹枝状Niコート銅粉の作製(還元剤:ホウ水素化合物)>
次に、得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Niめっきによりその銅粉表面にNi被覆を行い、Niコート銅粉を作製した。なお、還元剤がホウ水素化合物である無電解Niめっき液を用いた。
<Preparation of dendritic Ni-coated copper powder (reducing agent: borohydride)>
Next, 100 g of the obtained dendritic copper powder was used to perform Ni coating on the surface of the copper powder by electroless Ni plating to prepare a Ni-coated copper powder. In addition, the electroless Ni plating solution whose reducing agent is a borohydride compound was used.
具体的には、無電解Niめっき液として、硫酸ニッケル30g/L、コハク酸ナトリウム50g/L、ホウ酸30g/L、塩化アンモニウム30g/L、ジメチルアミンボラン4g/Lを各濃度で添加し、さらに水酸化ナトリウムを添加してpH6.0に調整しためっき液を500mL用意した。 Specifically, as an electroless Ni plating solution, nickel sulfate 30 g / L, sodium succinate 50 g / L, boric acid 30 g / L, ammonium chloride 30 g / L, dimethylamine borane 4 g / L were added at each concentration, Further, 500 mL of a plating solution adjusted to pH 6.0 by adding sodium hydroxide was prepared.
この無電解Niめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを水100mL中に分散させたスラリーをNiめっき液中に入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を60℃まで加熱して60分間撹拌した。 In this electroless Ni plating solution, a slurry in which 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method is dispersed in 100 mL of water is placed in the Ni plating solution and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature is set to 60 ° C. And stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にNi合金が被覆されたNiコート銅粉が得られた。そのNiコート銅粉を回収してNiの含有量を測定したところ、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して18.8質量%であった。また、Ni合金中に含まれるボロン(B)の含有量はNi合金の質量100%に対して6.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Ni-coated copper powder in which the surface of dendritic copper powder was coated with Ni alloy was obtained. When the Ni-coated copper powder was recovered and the Ni content was measured, it was 18.8% by mass with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder. Further, the content of boron (B) contained in the Ni alloy was 6.4% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
また、得られたNiコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のNiコート銅粉は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にNiが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状のNiコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、さらにその枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Niコート銅粉であった。 Further, as a result of observing the obtained Ni-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Ni-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Ni coating. Ni-coated copper powder having a Ni-coated two-dimensional or three-dimensional dendritic shape, the main trunk growing linearly, a plurality of branches linearly branching from the main trunk, and further from the branches Furthermore, it was a dendritic Ni-coated copper powder having a dendritic shape having branched branches.
また、その樹枝状Niコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.23μmの平板状の形状であった。また、この樹枝状Niコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.4μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Ni-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.23 μm. Moreover, the average particle diameter (D50) of this dendritic Ni coat copper powder was 9.4 micrometers.
さらに、得られた樹枝状Niコート銅粉銅粉の嵩密度は0.53g/cm3であった。また、BET比表面積は1.94m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Ni-coated copper powder copper powder was 0.53 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 1.94 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、得られた樹枝状Niコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the obtained dendritic Ni-coated copper powder was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Niコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Ni-coated copper powder, and the small size Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.4×10−5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.4 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例3]
<樹枝状Niコート銅粉の製造(還元剤:ヒドラジン化合物)>
実施例2で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Niめっきによりその銅粉表面にNi被覆を行い、Niコート銅粉を作製した。なお、還元剤をヒドラジン化合物とした無電解Niめっきを行った。
[Example 3]
<Production of dendritic Ni-coated copper powder (reducing agent: hydrazine compound)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 2, Ni was coated on the surface of the copper powder by electroless Ni plating to prepare a Ni-coated copper powder. Electroless Ni plating using a hydrazine compound as a reducing agent was performed.
具体的に、実施例2で得られた樹枝状銅粉100gを水500mL中に分散させたスラリーに酢酸ニッケルを濃度12.4g/Lとなるよう添加し、ヒドラジン一水和物80質量%水溶液6gをその浴中に60分間にわたり徐々に撹拌しながら滴下した。このとき、浴温は60℃になるように管理した。 Specifically, nickel acetate was added to a slurry in which 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 2 was dispersed in 500 mL of water to a concentration of 12.4 g / L, and an 80% by mass aqueous solution of hydrazine monohydrate. 6 g was added dropwise into the bath with slow stirring over 60 minutes. At this time, the bath temperature was controlled to 60 ° C.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にNiが被覆されたNiコート銅粉が得られた。そのNiコート銅粉を回収してNiの含有量を測定したところ、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して7.6質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Ni-coated copper powder in which Ni was coated on the surface of the dendritic copper powder was obtained. When the Ni-coated copper powder was recovered and the Ni content was measured, it was 7.6% by mass with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder.
また、得られたNiコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のNiコート銅粉は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にNiが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Niコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、さらにその枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Niコート銅粉であった。 Further, as a result of observing the obtained Ni-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Ni-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Ni coating. A dendritic Ni-coated copper powder coated with Ni and having a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape, the main trunk growing linearly, and a plurality of branches linearly branched from the main trunk, and The dendritic Ni-coated copper powder had a dendritic shape having branches further branched from the branches.
また、その樹枝状Niコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.23μmの平板状の形状であった。また、この樹枝状Niコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.6μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Ni-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.23 μm. Moreover, the average particle diameter (D50) of this dendritic Ni coat copper powder was 9.6 micrometers.
また、得られた樹枝状Niコート銅粉の嵩密度は0.52g/cm3であった。また、BET比表面積は1.98m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Ni-coated copper powder was 0.52 g / cm 3 . Moreover, the BET specific surface area was 1.98 m < 2 > / g.
<導電性ペースト化>
次に、得られた樹枝状Niコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the obtained dendritic Ni-coated copper powder was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Niコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Ni-coated copper powder, and the small size Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、6.2×10−5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 6.2 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例4〜10]
<樹枝状Niコート銅粉の製造(Ni合金)>
実施例2で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にNi合金被覆を行った。
[Examples 4 to 10]
<Manufacture of dendritic Ni-coated copper powder (Ni alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 2, the surface of the copper powder was coated with a Ni alloy by electroless plating.
合金用無電解Niめっき液としては、実施例2で得られた樹枝状銅粉100gを水500mL中に分散させたスラリーに酢酸ニッケルを濃度12.4g/Lとなるよう添加し、ヒドラジン3.2gをその浴中に60分間にわたり徐々に撹拌しながら滴下した。なお、浴温は60℃になるように管理した。 As an electroless Ni plating solution for an alloy, nickel acetate was added to a slurry in which 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 2 was dispersed in 500 mL of water to a concentration of 12.4 g / L, and hydrazine 3. 2 g was added dropwise into the bath over 60 minutes with slow stirring. The bath temperature was controlled to 60 ° C.
このとき、それぞれ所望とするNi合金被膜が形成されるように、それぞれの金属化合物を銅粉スラリーと酢酸ニッケルを含む浴中に添加し、さらにヒドラジンを徐々に添加した。金属化合物としては、実施例4では、タングステン酸ナトリウムを1.5g添加してNi−W合金被膜を形成させた。また、実施例5では、硫酸コバルトを2g添加してNi−Co合金被膜を形成させた。また、実施例6では、硫酸亜鉛七水和物とクエン酸ナトリウムとをそれぞれ4gずつ添加してNi−Zn合金被膜を形成させた。また、実施例7では、塩化パラジウムを2g添加してNi−Pd合金被膜を形成させた。また、実施例8では、テトラクロロ白金酸カリウム2gとグリシン1gとをそれぞれ添加してNi−Pt合金被膜を形成させた。また、実施例9では、モリブデン酸ナトリウムとクエン酸三ナトリウムとをそれぞれ1gずつ添加してNi−Mo合金被膜を形成させた。また、実施例10では、スズ酸ナトリウムを1g添加してNi−Sn合金被膜を形成させた。 At this time, each metal compound was added to a bath containing copper powder slurry and nickel acetate, and hydrazine was gradually added so that each desired Ni alloy film was formed. As a metal compound, in Example 4, 1.5 g of sodium tungstate was added to form a Ni—W alloy film. In Example 5, 2 g of cobalt sulfate was added to form a Ni—Co alloy film. In Example 6, 4 g each of zinc sulfate heptahydrate and sodium citrate were added to form a Ni—Zn alloy film. In Example 7, 2 g of palladium chloride was added to form a Ni—Pd alloy film. In Example 8, 2 g of potassium tetrachloroplatinate and 1 g of glycine were added to form a Ni—Pt alloy film. In Example 9, 1 g of each of sodium molybdate and trisodium citrate was added to form a Ni-Mo alloy coating. In Example 10, 1 g of sodium stannate was added to form a Ni—Sn alloy film.
それぞれ反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にNiが被覆されたNiコート銅粉が得られた。そのNiコート銅粉を回収してNi合金被覆量を測定した。表1に、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対するNiの含有量、及びNi合金の質量100%に対してNi合金となる元素の含有量を測定した結果を示す。 After each reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Ni-coated copper powder in which Ni was coated on the surface of the dendritic copper powder was obtained. The Ni-coated copper powder was recovered and the Ni alloy coating amount was measured. Table 1 shows the results of measuring the content of Ni with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder and the content of elements that become Ni alloys with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
また、得られたNiコート銅粉のそれぞれをSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、いずれも、少なくとも90個数%以上のNiコート銅粉は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にNiが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Niコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、さらにその枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Niコート銅粉であった。 In addition, as a result of observing each of the obtained Ni-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Ni-coated copper powder is dendritic copper powder before Ni coating. A Ni-coated copper powder having a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape in which Ni is uniformly coated on the surface of the main body, and a plurality of linearly branched main trunks and a plurality of linear branches from the main trunk The dendritic Ni-coated copper powder had a dendritic shape having a branch and a branch further branched from the branch.
また、これら樹枝状Niコート銅粉について、その平均粒子径(D50)、嵩密度、BET比表面積を測定した。表1に、これらの測定結果をまとめて示す。 Moreover, about these dendritic Ni coat copper powder, the average particle diameter (D50), the bulk density, and the BET specific surface area were measured. Table 1 summarizes these measurement results.
<導電性ペースト化>
次に、得られた各樹枝状Niコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, each obtained dendritic Ni-coated copper powder was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Niコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Ni-coated copper powder, and the small size Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
表1に、硬化により得られた被膜の比抵抗値を測定した結果を示す。表1に示すように、いずれの被膜も優れた導電性を示すことが分かった。 Table 1 shows the result of measuring the specific resistance value of the film obtained by curing. As shown in Table 1, it was found that all the coating films exhibited excellent conductivity.
[実施例11]
<樹枝状Niコート銅粉の製造(次亜リン酸塩+タングステン化合物)>
実施例11では、実施例1にて作製した樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にNi合金被覆を行った。
[Example 11]
<Manufacture of dendritic Ni-coated copper powder (hypophosphite + tungsten compound)>
In Example 11, 100 g of the dendritic copper powder produced in Example 1 was used, and the copper powder surface was coated with a Ni alloy by electroless plating.
無電解Niめっき液としては、実施例1と同じ還元剤として次亜リン酸塩を含むめっき液を用い、このめっき液中にNi以外の金属を添加してNi合金を作製した。 As the electroless Ni plating solution, a plating solution containing hypophosphite as the same reducing agent as in Example 1 was used, and a metal other than Ni was added to the plating solution to produce a Ni alloy.
具体的には、無電解Niめっき液として、硫酸ニッケル20g/L、次亜リン酸ナトリウム25g/L、酢酸ナトリウム10g/L、クエン酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液に、さらにタングステン酸ナトリウムを1.5g添加し、水酸化ナトリウムを添加してpH5.0に調整しためっき液を500mL用意した。 Specifically, as an electroless Ni plating solution, a plating solution in which nickel sulfate 20 g / L, sodium hypophosphite 25 g / L, sodium acetate 10 g / L, and sodium citrate 10 g / L are added at each concentration, 500 g of a plating solution prepared by adding 1.5 g of sodium tungstate and adjusting the pH to 5.0 by adding sodium hydroxide was prepared.
この無電解Niめっき液に、実施例1にて作製した樹枝状銅粉100gを水100mL中に分散させたスラリーを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を90℃まで加熱して60分間撹拌した。 In this electroless Ni plating solution, a slurry in which 100 g of the dendritic copper powder prepared in Example 1 was dispersed in 100 mL of water was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 90 ° C. Stir for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、Ni−W−P合金が被覆されたNiコート銅粉が得られた。そのNiコート銅粉を回収してNiの含有量を測定したところ、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して12.4質量%であった。また、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して7.4質量%であった。また、Ni合金中に含まれるWの含有量はNi合金の質量100%に対して5.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Ni-coated copper powder coated with a Ni-WP alloy was obtained. When the Ni-coated copper powder was recovered and the Ni content was measured, it was 12.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder. The content of P contained in the Ni alloy was 7.4% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy. Moreover, content of W contained in Ni alloy was 5.4 mass% with respect to 100 mass of Ni alloy.
得られたNiコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のNiコート銅粉は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にNi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Niコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、さらにその枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Niコート銅粉であった。 As a result of observing the obtained Ni-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% Ni-coated copper powder is uniformly Ni alloy on the surface of the dendritic copper powder before Ni coating. A two-dimensional or three-dimensional dendritic Ni-coated copper powder coated with a main body that grows linearly, a plurality of branches that branch linearly from the main trunk, and the branches It was a dendritic Ni-coated copper powder having a dendritic shape having branches further branched from.
また、その樹枝状Niコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.43μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Niコート銅粉の平均粒子径(D50)は25.6μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Ni-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.43 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Ni-coated copper powder was 25.6 μm.
また、得られた樹枝状Niコート銅粉の嵩密度は1.87g/cm3であった。また、BET比表面積は0.88m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Ni-coated copper powder was 1.87 g / cm 3 . Moreover, the BET specific surface area was 0.88 m < 2 > / g.
<導電性ペースト化>
次に、得られた各樹枝状Niコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, each obtained dendritic Ni-coated copper powder was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Niコート銅粉10gと、球状の形状を呈した球状Niコート銅粉30gとに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and butyl cellosolve (Kanto) with respect to 10 g of the prepared dendritic Ni-coated copper powder and 30 g of spherical Ni-coated copper powder having a spherical shape. 10g made by Kagaku Co., Ltd., deer special grade), and paste using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1) by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. did. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.8×10−5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.8 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例12]
<電解銅粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が5g/L、硫酸濃度が150g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてサフラニンを電解液中の濃度として100mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液を電解液中の塩化物イオン濃度として10mg/Lとなるように添加したこと以外は、実施例1と同じ条件で電解銅粉(樹枝状銅粉)を陰極板上に析出させた。
[Example 12]
<Preparation of electrolytic copper powder>
As the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 5 g / L and a sulfuric acid concentration of 150 g / L was used, and safranin was added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L. Further, an electrolytic copper powder (dendritic copper powder) was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 1 except that a hydrochloric acid solution was added so that the chloride ion concentration in the electrolytic solution was 10 mg / L. It was.
<樹枝状Niコート銅粉の製造(還元剤:次亜リン酸塩)>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用い、樹枝状銅粉の表面に実施例1と同じ条件でNi−P合金被膜を形成させた。
<Production of dendritic Ni-coated copper powder (reducing agent: hypophosphite)>
Next, using the dendritic copper powder produced by the method described above, a Ni-P alloy film was formed on the surface of the dendritic copper powder under the same conditions as in Example 1.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にPを含むNi合金が被覆されたNiコート銅粉が得られた。そのNiコート銅粉を回収してNiの含有量を測定したところ、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して13.1質量%であった。また、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.6質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol. As a result, Ni-coated copper powder in which the Ni-containing copper powder was coated on the surface of the dendritic copper powder was obtained. When the Ni-coated copper powder was recovered and the Ni content was measured, it was 13.1% by mass with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder. The content of P contained in the Ni alloy was 8.6% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
また、得られた樹枝状Niコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のNiコート銅粉は、Ni被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にNiが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状のNiコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、さらにその枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Niコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Ni-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Ni-coated copper powder was found on the surface of the dendritic copper powder before Ni coating. A Ni-coated copper powder having a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape uniformly coated with Ni, and a main trunk that grows linearly, and a plurality of branches that linearly branch from the main trunk, and further The dendritic Ni-coated copper powder had a dendritic shape having branches further branched from the branches.
また、その樹枝状Niコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で3.7μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Niコート銅粉の平均粒子径(D50)は61.8μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Ni-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 3.7 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Ni-coated copper powder was 61.8 μm.
また、得られた樹枝状Niコート銅粉の嵩密度は3.2g/cm3であった。また、BET比表面積は1.02m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Ni-coated copper powder was 3.2 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.02 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、得られた樹枝状Niコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the obtained dendritic Ni-coated copper powder was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Niコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Ni-coated copper powder, and the small size Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.2×10−5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.2 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例13]
実施例1にて作製した樹枝状Niコート銅粉を樹脂に分散させて電磁波シールド材とした。なお、樹枝状Niコート銅粉を作製するための樹枝状銅粉の作製、及び、その樹枝状銅粉にNi合金を被覆して樹枝状Niコート銅粉を作製するまでの条件は、実施例1と同様とし、その樹枝状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して13.5質量%で、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.2質量%である樹枝状Niコート銅粉を使用した。
[Example 13]
The dendritic Ni-coated copper powder prepared in Example 1 was dispersed in a resin to obtain an electromagnetic wave shielding material. The preparation of the dendritic copper powder for producing the dendritic Ni-coated copper powder, and the conditions until the dendritic copper powder is coated with a Ni alloy to produce the dendritic Ni-coated copper powder are described in the Examples. 1, the Ni content of the dendritic Ni-coated copper powder is 13.5% by mass with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder, and the content of P contained in the Ni alloy The amount of dendritic Ni-coated copper powder was 8.2% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
この樹枝状Niコート銅粉40gに対して、塩化ビニル樹脂100gと、メチルエチルケトン200gとをそれぞれ混合し、小型ニーダーを用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。これを100μmの厚さの透明ポリエチレンテレフタレートシートからなる基材の上にメイヤーバーを用いて塗布・乾燥し、厚さ25μmの電磁波シールド層を形成した。 To 40 g of this dendritic Ni-coated copper powder, 100 g of vinyl chloride resin and 200 g of methyl ethyl ketone were mixed, and paste was made by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times using a small kneader. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. This was coated and dried using a Mayer bar on a substrate made of a transparent polyethylene terephthalate sheet having a thickness of 100 μm to form an electromagnetic wave shielding layer having a thickness of 25 μm.
電磁波シールド特性については、周波数1GHzの電磁波を用いて、その減衰率を測定することによって評価した。表1に、これらの結果を示す。 The electromagnetic shielding characteristics were evaluated by measuring the attenuation rate using an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz. Table 1 shows these results.
[実施例14]
実施例5にて作製した樹枝状Niコート銅粉を樹脂に分散させて電磁波シールド材とした。なお、樹枝状Niコート銅粉を作製するための樹枝状銅粉の作製、及び、その樹枝状銅粉にNi合金を被覆して樹枝状Niコート銅粉を作製するまでの条件は、実施例5と同様とし、その樹枝状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して12.4質量%、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して7.4質量%、Ni合金中に含まれるWの含有量はNi合金の質量100%に対して5.4質量%である樹枝状Niコート銅粉を使用した。
[Example 14]
The dendritic Ni-coated copper powder produced in Example 5 was dispersed in a resin to obtain an electromagnetic wave shielding material. The preparation of the dendritic copper powder for producing the dendritic Ni-coated copper powder, and the conditions until the dendritic copper powder is coated with a Ni alloy to produce the dendritic Ni-coated copper powder are described in the Examples. 5 and the Ni content of the dendritic Ni-coated copper powder is 12.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder, and the content of P contained in the Ni alloy The dendritic Ni-coated copper powder is 7.4% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy, and the W content in the Ni alloy is 5.4% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy. used.
この樹枝状Niコート銅粉40gに対して、塩化ビニル樹脂100gと、メチルエチルケトン200gとをそれぞれ混合し、小型ニーダーを用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。これを100μmの厚さの透明ポリエチレンテレフタレートシートからなる基材の上にメイヤーバーを用いて塗布・乾燥し、厚さ25μmの電磁波シールド層を形成した。 To 40 g of this dendritic Ni-coated copper powder, 100 g of vinyl chloride resin and 200 g of methyl ethyl ketone were mixed, and paste was made by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times using a small kneader. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. This was coated and dried using a Mayer bar on a substrate made of a transparent polyethylene terephthalate sheet having a thickness of 100 μm to form an electromagnetic wave shielding layer having a thickness of 25 μm.
電磁波シールド特性については、周波数1GHzの電磁波を用いて、その減衰率を測定することによって評価した。表1に、これらの結果を示す。 The electromagnetic shielding characteristics were evaluated by measuring the attenuation rate using an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz. Table 1 shows these results.
[実施例15]
実施例12にて作製した樹枝状Niコート銅粉を樹脂に分散させて電磁波シールド材とした。なお、樹枝状Niコート銅粉を作製するための樹枝状銅粉の作製、及び、その樹枝状銅粉にNi合金を被覆して樹枝状Niコート銅粉を作製するまでの条件は、実施例12と同様とし、その樹枝状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して13.1質量%で、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.6質量%である樹枝状Niコート銅粉を使用した。
[Example 15]
The dendritic Ni-coated copper powder produced in Example 12 was dispersed in a resin to obtain an electromagnetic wave shielding material. The preparation of the dendritic copper powder for producing the dendritic Ni-coated copper powder, and the conditions until the dendritic copper powder is coated with a Ni alloy to produce the dendritic Ni-coated copper powder are described in the Examples. 12 and the Ni content of the dendritic Ni-coated copper powder is 13.1% by mass with respect to 100% of the total mass of the dendritic Ni-coated copper powder, and the content of P contained in the Ni alloy The amount of dendritic Ni-coated copper powder was 8.6% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
この樹枝状Niコート銅粉40gに対して、塩化ビニル樹脂100gと、メチルエチルケトン200gとをそれぞれ混合し、小型ニーダーを用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。これを100μmの厚さの透明ポリエチレンテレフタレートシートからなる基材の上にメイヤーバーを用いて塗布・乾燥し、厚さ25μmの電磁波シールド層を形成した。 To 40 g of this dendritic Ni-coated copper powder, 100 g of vinyl chloride resin and 200 g of methyl ethyl ketone were mixed, and paste was made by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times using a small kneader. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. This was coated and dried using a Mayer bar on a substrate made of a transparent polyethylene terephthalate sheet having a thickness of 100 μm to form an electromagnetic wave shielding layer having a thickness of 25 μm.
電磁波シールド特性については、周波数1GHzの電磁波を用いて、その減衰率を測定することによって評価した。表1に、これらの結果を示す。 The electromagnetic shielding characteristics were evaluated by measuring the attenuation rate using an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz. Table 1 shows these results.
[実施例16]
実施例1にて作製した樹枝状Niコート銅粉に球状Niコート銅粉を混合し、それらを樹脂に分散させて電磁波シールド材とした。
[Example 16]
Spherical Ni-coated copper powder was mixed with the dendritic Ni-coated copper powder prepared in Example 1, and these were dispersed in a resin to obtain an electromagnetic wave shielding material.
なお、樹枝状Niコート銅粉を作製するための樹枝状銅粉の作製、及び、その樹枝状銅粉にNi合金を被覆して樹枝状Niコート銅粉を作製するまでの条件は、実施例1と 同様とし、その樹枝状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該樹枝状Niコート銅粉全体の質量100%に対して13.5質量%で、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.2質量%である樹枝状Niコート銅粉を使用した。 The preparation of the dendritic copper powder for producing the dendritic Ni-coated copper powder, and the conditions until the dendritic copper powder is coated with a Ni alloy to produce the dendritic Ni-coated copper powder are described in the Examples. 1, the Ni content of the dendritic Ni-coated copper powder is 13.5% by mass with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder, and the content of P contained in the Ni alloy The amount of dendritic Ni-coated copper powder was 8.2% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
また、球状Niコート銅粉は、平均粒子径7.9μmの粒状アトマイズ銅粉(メイキンメタルパウダーズ社製)を使用し、実施例1と同等な方法でNi被覆を行って球状Niコート銅粉を作製した。この球状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して12.8質量%で、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.8質量%である球状Niコート銅粉を使用した。 The spherical Ni-coated copper powder is a granular atomized copper powder having an average particle diameter of 7.9 μm (manufactured by Mekin Metal Powders Co., Ltd.), Ni-coated by the same method as in Example 1, and the spherical Ni-coated copper powder. Was made. The Ni content of the spherical Ni-coated copper powder is 12.8% by mass with respect to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder, and the content of P contained in the Ni alloy is 100% by mass of the Ni alloy. Spherical Ni-coated copper powder having a mass of 8.8% by mass was used.
具体的に、樹枝状Niコート銅粉15gと、球状Niコート銅粉25gとに対して、塩化ビニル樹脂100gと、メチルエチルケトン200gとをそれぞれ混合し、小型ニーダーを用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。これを100μmの厚さの透明ポリエチレンテレフタレートシートからなる基材の上にメイヤーバーを用いて塗布・乾燥し、厚さ25μmの電磁波シールド層を形成した。 Specifically, 15 g of dendritic Ni-coated copper powder and 25 g of spherical Ni-coated copper powder are mixed with 100 g of vinyl chloride resin and 200 g of methyl ethyl ketone, and mixed at 1200 rpm for 3 minutes using a small kneader. Paste was made by repeating smelting three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. This was coated and dried using a Mayer bar on a substrate made of a transparent polyethylene terephthalate sheet having a thickness of 100 μm to form an electromagnetic wave shielding layer having a thickness of 25 μm.
電磁波シールド特性については、周波数1GHzの電磁波を用いて、その減衰率を測定することによって評価した。表1に、これらの結果を示す。 The electromagnetic shielding characteristics were evaluated by measuring the attenuation rate using an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz. Table 1 shows these results.
[比較例1]
電解液中に、添加剤としてのサフラニンと、塩素イオンとを添加しない条件としたこと以外は、実施例1と同様にして電解銅粉を陰極板上に析出させた。そして、得られた電解銅粉に対して、実施例1と同様にしてその表面にNi合金を被覆し、Niコート銅粉を得た。そのNiコート銅粉のNiの含有量を測定したところ、当該Niコート銅粉全体の質量100%に対して12.6質量%であった。また、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して7.9質量%であった。
[Comparative Example 1]
The electrolytic copper powder was deposited on the cathode plate in the same manner as in Example 1 except that the conditions were such that safranin as an additive and chlorine ions were not added to the electrolytic solution. Then, the surface of the obtained electrolytic copper powder was coated with a Ni alloy in the same manner as in Example 1 to obtain a Ni-coated copper powder. When the Ni content of the Ni-coated copper powder was measured, it was 12.6% by mass relative to 100% by mass of the entire Ni-coated copper powder. Moreover, content of P contained in Ni alloy was 7.9 mass% with respect to 100 mass of Ni alloy.
図5に、得られたNiコート銅粉の形状を、SEMにより倍率1,000倍の視野で観察した結果を示す。図5の写真図に示すように、得られたNiコート銅粉の形状は、樹枝状の形状を呈していたものの、粒子状の銅が集合した形成されたものであった。また、その銅粉の表面にNiが被覆された状態となっており、Niコート銅粉の平均粒子径(D50)は18.6μmであった。 FIG. 5 shows the result of observing the shape of the obtained Ni-coated copper powder with a SEM field of view at a magnification of 1,000 times. As shown in the photograph of FIG. 5, the obtained Ni-coated copper powder had a dendritic shape, but was formed by aggregation of particulate copper. Moreover, it was in the state by which the surface of the copper powder was coat | covered with Ni, and the average particle diameter (D50) of Ni coat copper powder was 18.6 micrometers.
次に、上述した方法で作製したNiコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、混練を繰り返す毎に粘度の上昇が発生した。このことは銅粉の一部が凝集していることが原因であると考えられ、均一分散が困難であった。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 Next, 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of Ni-coated copper powder produced by the above-described method. Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the viscosity increased every time kneading was repeated. This is considered to be caused by a part of the copper powder being aggregated, and uniform dispersion was difficult. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、6.7×10−4Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 6.7 × 10 −4 Ω · cm, and the specific resistance value is extremely high and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
[比較例2]
従来の平板状銅粉にNiを被覆させたNiコート銅粉による導電性ペーストの特性を評価し、実施例における樹枝状Niコート銅粉を用いて作製した導電性ペーストの特性と比較した。
[Comparative Example 2]
The characteristic of the conductive paste by Ni coat copper powder which coat | covered Ni with the conventional flat copper powder was evaluated, and it compared with the characteristic of the conductive paste produced using the dendritic Ni coat copper powder in an Example.
平板状銅粉は、粒状の電解銅粉を機械的に扁平化させて作製した。具体的には、平均粒子径7.9μmの粒状アトマイズ銅粉(メイキンメタルパウダーズ社製)500gにステアリン酸5gを添加し、ボールミルで扁平化処理を行った。ボールミルには3mmのジルコニアビーズを5kg投入し、500rpmの回転速度で90分間回転させることによって扁平化処理を行った。 The flat copper powder was prepared by mechanically flattening granular electrolytic copper powder. Specifically, 5 g of stearic acid was added to 500 g of granular atomized copper powder (manufactured by Mekin Metal Powders Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7.9 μm, and flattened with a ball mill. The ball mill was charged with 5 kg of 3 mm zirconia beads, and flattened by rotating for 90 minutes at a rotation speed of 500 rpm.
得られた平板状銅粉に対して、実施例1と同じ方法でNiを被覆した。作製した平板状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該平板状Niコート銅粉の質量100%に対して13.8質量%であった。また、Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.6質量%であった。 The obtained flat copper powder was coated with Ni in the same manner as in Example 1. The content of Ni in the produced tabular Ni-coated copper powder was 13.8% by mass with respect to 100% by mass of the tabular Ni-coated copper powder. The content of P contained in the Ni alloy was 8.6% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
このようにして作製した平板状のNiコート銅粉について、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器で測定した結果、平均粒子径(D50)は21.8μmであり、SEMで観察した結果、その断面平均厚さは0.4μmであった。 The plate-like Ni-coated copper powder thus produced was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring instrument. As a result, the average particle size (D50) was 21.8 μm, and the cross-section was observed by SEM. The average thickness was 0.4 μm.
次に、得られた平板状のNiコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL−2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK−1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 Next, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the obtained flat Ni-coated copper powder. Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、2.6×10−4Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 2.6 × 10 −4 Ω · cm, and the specific resistance value is extremely high and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
[比較例3]
比較例2にて用いたものと同様に粒状の電解銅粉を機械的に扁平化させて作製した平板状銅粉にNiを被覆させたNiコート銅粉を作製した。そして、そのNiコート銅粉による電磁波シールドの特性を評価し、実施例における樹枝状Niコート銅粉を用いて作製した電磁波シールドの特性と比較して、樹枝状形状効果を調べた。なお、使用した平板状Niコート銅粉のNiの含有量は、当該平板状Niコート銅粉の質量100%に対して13.8質量%であった。Ni合金中に含まれるPの含有量はNi合金の質量100%に対して8.6質量%であった。
[Comparative Example 3]
Similar to the one used in Comparative Example 2, a Ni-coated copper powder in which Ni was coated on a flat copper powder prepared by mechanically flattening a granular electrolytic copper powder was prepared. And the characteristic of the electromagnetic wave shield by the Ni coat copper powder was evaluated, and compared with the characteristic of the electromagnetic wave shield produced using the dendritic Ni coat copper powder in an Example, the dendritic shape effect was investigated. In addition, content of Ni of the used flat Ni coat copper powder was 13.8 mass% with respect to 100 mass of the flat Ni coat copper powder. The content of P contained in the Ni alloy was 8.6% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy.
具体的には、平板状のNiコート銅粉40gに対して、塩化ビニル樹脂100gと、メチルエチルケトン200gとをそれぞれ混合し、小型ニーダーを用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。これを100μmの厚さの透明ポリエチレンテレフタレートシートからなる基材の上にメイヤーバーを用いて塗布・乾燥し、厚さ25μmの電磁波シールド層を形成した。 Specifically, 100 g of vinyl chloride resin and 200 g of methyl ethyl ketone are mixed with 40 g of flat Ni-coated copper powder, respectively, and kneading at 1200 rpm for 3 minutes is repeated three times using a small kneader. Pasted. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. This was coated and dried using a Mayer bar on a substrate made of a transparent polyethylene terephthalate sheet having a thickness of 100 μm to form an electromagnetic wave shielding layer having a thickness of 25 μm.
電磁波シールド特性については、周波数1GHzの電磁波を用いて、その減衰率を測定することによって評価した。表1に結果を示す。 The electromagnetic shielding characteristics were evaluated by measuring the attenuation rate using an electromagnetic wave having a frequency of 1 GHz. Table 1 shows the results.
1 Niコート銅粉(樹枝状Niコート銅粉)
2 主幹
3,3a,3b 枝
1 Ni-coated copper powder (dendritic Ni-coated copper powder)
2 trunk 3, 3a, 3b branch
Claims (10)
前記主幹及び前記枝は、断面平均厚さが0.2μm〜5.0μmの平板状で表面にニッケル(Ni)又はNi合金が被覆されている銅粒子により構成されており、
レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定した平均粒子径(D50)が1.0μm〜100μmである
ことを特徴とする樹枝状Niコート銅粉。 A dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk,
The main trunk and the branch are made of copper particles having a cross-sectional average thickness of 0.2 μm to 5.0 μm and having a surface coated with nickel (Ni) or Ni alloy,
An average particle diameter (D50) measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method is 1.0 μm to 100 μm.
請求項1に記載の樹枝状Niコート銅粉。 The dendritic Ni-coated copper according to claim 1, wherein the content of Ni coated as Ni or Ni alloy is 1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire dendritic Ni-coated copper powder. powder.
コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、スズ、リン、及びボロンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を、前記Ni合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%の含有量で含むNi合金で被覆されている
請求項1又は2に記載の樹枝状Niコート銅粉。 Ni alloy is coated on the surface of the copper particles,
At least one selected from the group consisting of cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus, and boron is 0.1% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the Ni alloy. The dendritic Ni-coated copper powder according to claim 1 or 2, which is coated with a Ni alloy contained in a content.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の樹枝状Niコート銅粉。 Dendritic Ni-coated copper powder according to any one of claims 1 to 3 bulk density is in the range of 0.5g / cm 3 ~5.0g / cm 3 .
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の樹枝状Niコート銅粉。 Dendritic Ni-coated copper powder according to any one of claims 1 to 4 BET specific surface area of 0.2m 2 /g~3.0m 2 / g.
電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、
前記銅粉にニッケル(Ni)又はNi合金を被覆する工程と、を有し、
前記電解液に、
銅イオンと、
下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物から選択される1種又は2種以上と、
を含有させて電解を行う
ことを特徴とするNiコート銅粉の製造方法。
A step of depositing copper powder on the cathode from the electrolyte by an electrolytic method;
Coating the copper powder with nickel (Ni) or Ni alloy,
In the electrolyte,
Copper ions,
One or more selected from compounds having a phenazine structure represented by the following formula (1);
A method for producing a Ni-coated copper powder, characterized in that electrolysis is carried out by containing.
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