JP2530934B2 - バイヤホ―ル充填用金属粉集合体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 バイヤホール充填用金属粉の製造方法に関し、 細粒化を可能とすることを目的とし、 金属粉の集合体を溶剤中で有機金属化合物と混練して
混練体を得る湿式混練工程と、上記混練体より上記溶剤
を除去して脱溶剤済混練体を得る脱溶剤工程と、脱溶剤
済混練体を解砕して上記金属粉が上記有機金属化合物に
より被包された解砕済粉の集合体を得る解砕工程と、上
記解砕済粉集合体の各粉の表面の角をとって流動性を改
善する表面改質工程とよりなるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はバイヤホール充填用金属粉の製造方法に関す
る。

一般に、セラミックプリント配線板は、第６図に示す
ように、グリーンシートにバイヤを形成し（工程１）、
次に導体パターンを形成し（工程２）、次にグリーンシ
ートを積層し（工程３）、これを焼成し（工程４）、最
後に表面半導層を形成する（工程５）ことにより製造さ
れる。

バイヤ９は、第７図に示すように、バイヤホール10が
穿設されたグリーンシート11の上面に後述するように製
造された表面改質済銅粉12の集合体13を盛り、スキージ
14を矢印15方向に移動させ、銅粉12をバイヤホール10内
に充填することにより製造される。

銅粉12がバイヤホール10内に十分に充填されることに
より、良質のバイヤ９が形成される。充填が不十分であ
ると、ボイトができてしまう。

形成されたバイヤ９の品質と、充填される銅粉12との
間には関連がある。

即ち、銅粉12がバイヤホール10内に十分に充填される
ためには、銅粉12（銅粉集合体13）としては、 粒子が細かく、粗い粒子が少ないこと。

流動性が良いこと。

分散性が良く、凝集しないこと。

が必要とされる。

〔従来の技術〕

第８図は従来の銅粉集合体の製造方法を示す。

銅粉集合体は、湿式混練工程20,脱溶剤工程21,及び表
面改質工程22を経て製造される。

湿式混練工程20は、第９図に示すように、溶剤である
メチルエチルケトン30が入っている槽31内に、原料とし
ての銅粉32の集合体33とチタンカップリング剤34とを入
れて、攪拌棒35により混練することにより行う。

銅粉集合体33の粒度の分布は、第５図中線Ｉで示す如
くであり、粒径が約３μｍ近くに集中している。

チタンカップリング剤34は、チタンの有機金属化合物
であり、水飴状のものである。

このチタンカップリング剤34を混練させるのは、グリ
ーンシートの積層体を焼成したときにチタンが酸化チタ
ンとなって、銅粉32同士の結合及び銅粉32とバイヤホー
ル10の内周壁面（セラミック）との結合の強度を高める
ためである。

上記の湿式混練により、第10図に示す混練体36を得
る。

脱溶剤工程21は、第11図に矢印37で示すように、メチ
ルエチルケトン30より蒸発したガスを排気させて、脱溶
剤済混練体38を示す。

この脱溶剤済混練体38は、比較的容易に解砕される状
態の塊状のものであり、第12図中、符号40,41で示すよ
うに、一単位の銅粉32が乾燥しているチタンカップリン
グ剤34aで被包されたものの他に、符号42で示すよう
に、複数の銅粉32が凝集した凝集銅粉43が乾燥している
チタンカップリング剤34aで被包されたものを多く含ん
でいる。

この凝集はチタンカップリング剤34によるものであ
り、数10個の銅粉の凝集もある。

このため、脱溶剤済混練体38の粒度分布は、第５図線
IIで示す如くになる。

このままでは、粒径も大きく、しかも表面が角ばって
おり、流動性が悪く、凝集し易い状態にあるため、表面
を改質する。

表面改質工程22は、第13図に示す高速気流衝突装置50
を使用して行う。

この装置50は、高速気流衝突法を適用した装置であ
り、ケーシング51内でブレード52が10.000〜15.000rpm
で高速回転する構成である。

脱溶剤混練体38は、パイプ53を通してブレード52の中
心に供給され、破線で示すように飛行し、衝突し、循環
回路54を通して繰り返し循環する。

この衝突しながら飛行循環する過程で、銅粉は角をな
くされ、凝集銅粉については分解され更に角を無くされ
て表面を改質される。

排出弁55及びシュート56を通して、表面改質済銅粉集
合体60が取り出される。

第14図はこの表面改質済銅粉集合体60の構造を示す。

61は一の銅粉32よりなる表面改質済銅粉であり、丸み
を帯びた状態に表面が改質されている。

62は二つの銅粉32が凝集している表面改質済銅粉、63
は三つの銅粉32が凝集している表面改質済銅粉である。

従来は、この表面改質済銅粉集合体60を使用して第７
図に示すようにバイヤ９を形成していた。

この表面改質済銅粉集合体60の各粉は表面が丸みを帯
びた球状体であるため、流動性、及び分散性が共に良
く、バイヤホール10内への充填はある程度は円滑に行わ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

表面改質を行う脱溶剤済混練体38は、第12図及び第５
図中線IIで示すように、複数の銅粉が凝集しているもの
を比較的多く含んでいる。

このため、表面改質後にも、複数の銅粉が凝集してい
るものが相当に残り、銅粉の粒度分布状態は、第５図中
線IIIで示す如くになる。

このため、場合によっては、粒径の大きなものがバイ
ヤホール内に充填されることもあり、このような場合に
は、バイヤホール内への充填が不完全となってボイドが
生ずる虞れもある。

本発明は、細粒化を可能としたバイヤホール充填用金
属粉集合体の製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、金属粉の集合体を溶剤中で有機金属化合物
と混練して混練体を得る湿式混練工程と、 上記混練体より上記溶剤を除去して脱溶剤済混練体を
得る脱溶剤工程と、 脱溶剤済混練体を解砕して上記金属粉が上記有機金属
化合物より被包された解砕済粉の集合体を得る解砕工程
と、 上記解砕済粉集合体の各粉の表面の角をとって流動性
を改善する表面改質工程とよりなる構成である。

〔作用〕

解砕工程は、複数の金属粉が凝集している粒径の大き
い凝集金属粉を無くする。

この解砕工程を表面改質工程の前に設けることによ
り、粒径の大きい凝集金属粉の状態で表面改質されたも
のが存在しなくなり、殆どが金属粉一単位の状態で表面
改質された状態となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例になるバイヤホール充填用
金属粉の製造方法を示す。

本発明の製造方法は、脱溶剤工程21の次に解砕工程70
を設け、解砕したものを次の表面改質工程22で表面改質
させるものである。

解砕工程70には、第２図に示す振動ミル80を使用す
る。

振動ミル80は、槽81とこれを縦方向（Ｚ方向）及び横
方向（Ｘ方向）に毎分3000回の割合でインターバル振動
させる振動機82とよりなる。

槽81は、上側槽部83と下側槽部84とよりなり、上側槽
部83の底には、粗さが100メッシュで、直径が200mmのフ
ィルタ85が設けてある。また上側槽部83内には、径が5m
mの酸化ジルコニウム製のボール86が50〜200個入れてあ
る。

湿式混練工程20及び脱溶剤工程21は従来と同様に行わ
れ、その説明は省略する。

次に解砕工程70を行う。

脱溶剤済混練体38を振動ミル80の上側槽部83内に入
れ、振動機82を所定時間毎に休止させながら振動動作さ
せる。

これにより、槽81が垂直、水平方向に振動され、ボー
ル86の衝撃及び摩擦によって上記塊状体が解砕される。

ボール86の数は上記のように50〜200個と多く、解砕
は能率良くしかも十分に行われ、大部分が一単位の銅粉
とされる。

フィルタ85は槽81と一体に振動して、 「篩」として機能する。

これにより、100メッシュより小さいサイズにまで解
砕されたものが、フィルタ85を通り抜けて下側槽部84に
溜まる。

この下側槽部84に溜まったもの、即ち解砕済銅粉集合
体90は、概略的には第３図に示す如くになる。

即ち、多くは、符号91で示すように一単位の銅粉32に
乾燥したチタンカップリング剤34aがコーティングされ
たものとなり、符号92で示すように、複数の銅粉32が凝
集した凝集粒は少なく、しかもその凝集粒についてみる
と、凝集している銅粉の数は少ない。

この解砕済銅粉集合体90の粒の粗さの分布は、第５図
中線IVで示す如くになり、粒径が数10μｍ以上の凝集粒
は無い状態となる。

この解砕済銅粉集合体90を表面改質工程22に移し、前
記と同様に表面を改質して球状とされる。

表面改質の過程においても一部の凝集粒は解砕され
る。

これにより、表面改質済の銅粉集合体100は、第４図
に示すように、その殆どが符号101で示すように、一単
位の銅粉32にチタンカップリング剤34aがコーティング
された銅粉であり、符号102で示すように複数の銅粉が
凝集した凝集粉は少なく、しかも、その凝集粉について
みると、凝集している銅粉の数は２〜３個と少ない。

従って、表面改質済銅粉集合体100の粒度分布は、第
５図中線Ｖで示す如くになり、元の銅粉集合体33の粒度
分布（線Ｉ）で近似したものとなる。

これにより、流動性及び分散性に優れ、しかも従来に
比べて、粒度が細かい表面改質済銅粉集合体100が得ら
れる。

この表面改質済銅粉集合体100を使用することにより
銅粉101,102は途中で引っ掛かることなくバイヤホール1
0内に良好に入り込み、バイヤホール10を完全に埋め
る。これにより、ボイドの無い良質のバイヤが安定に形
成され、最終的にはセラミックプリント配線板を歩留り
良く製造出来る。

なお、上記解砕のために、ボールとして酸化ジルコニ
ウム製のボール86を使用している。これは、硬度が高
く、ボール86同士が衝突したときにも削り粉が生じない
ため、即ち、銅粉体100以外の材質の粉体がバイヤホー
ル内に充填されないようにするためである。

また、本発明は、銅粉の他に、銀粉、金粉、パラジウ
ム粉等の製造にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、粒径の大きい凝
集金属粉は存在せず、殆どが金属粉一単位の状態で、表
面改質されて流動性が改善されたものとなり、然して、
バイヤホール内に良好に充填可能な金属粉集合体を製造
することが出来る。

また本発明の製造方法によって製造された金属粉集合
体を使用してバイヤを形成することにより、ボイドの発
生を無くすることが出来、セラミックプリント配線板の
歩留りを向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバイヤホール充填用金属粉集合体の製
造方法の一実施例を示す図、 第２図は解砕工程を行う装置を示す図、 第３図は解砕済銅粉集合体の構造を示す図、 第４図は表面改質済銅粉集合体の構造を示す図、 第５図は表面改質済銅粉の集合体等の粒度分布を示す
図、 第６図はセラミックプリント配線板の一般的な製造工程
を示す図、 第７図はバイヤの形成を説明する図、 第８図は従来の銅粉集合体の製造方法を示す図、 第９図は湿式混練を説明する図、 第10図は湿式混練後の状態を示す図、 第11図は脱溶剤工程後の状態を示す図、 第12図は脱溶剤混練体の構造を概略的に示す図、 第13図は表面改質を行う高速気流衝突装置を示す図、 第14図は表面改質済銅粉集合体の構造を示す図である。 図において、 １はバイヤ形成工程、９はバイヤ、10はバイヤホール、
11はグリーンシート、13は表面改質済銅粉の集合体、20
は湿式混練工程、21は脱溶剤工程、22は表面改質工程、
30はメチルエチルケトン（溶剤）、31は槽、32は銅粉、
33は銅粉集合体、34はチタンカップリング剤（有機金属
化合物）、34aは乾燥したチタンカップリング剤、36は
混練体、37は排気を示す矢印、38は脱溶剤済混練体、50
は高速気流衝突装置、70は解砕工程、80は振動ミル、81
は槽、82は振動機、83は上側槽部、84は下側槽部、85は
フィルタ、86は酸化ジルコニウム製のボール、90は解砕
済銅粉集合体、91,92は解砕済銅粉、100は表面改質済銅
粉集合体、101は表面改質済銅粉、102は表面改質済銅凝
集粉 を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属粉の集合体（33）を溶剤（30）中で有
   機金属化合物（34）と混練して混練体（36）を得る湿式
   混練工程（20）と、 上記混練体（36）より上記溶剤を除去して脱溶剤済混練
   体（38）を得る脱溶剤工程（21）と、 脱溶剤済混練体（38）を解砕して上記金属粉が上記有機
   金属化合物により被包された解砕済粉の集合体（90）を
   得る解砕工程（70）と、 上記解砕済粉集合体（90）の各粉の表面の角をとって流
   動性を改善する表面改質工程（22）とよりなることを特
   徴とするバイヤホール充填用金属粉集合体の製造方法。