JP2728726B2 - 微粒子銅粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微粒子銅粉末の製造方法に関し、更に詳し
くは銅塩を水溶液中で還元して銅粉末を得る方法の改良
に関する。

［従来の技術］ 微粒子銅粉末はこれを有機バインダーや溶媒によりペ
ースト化し、厚膜ICの電極や電子部品の電極として用い
られる。電極の細線化や焼付温度を低下させるために微
粒子の銅粉が要望されている。

従来銅粉末の製法としては還元銅と電解銅の２種の方
法がある。前者は銅塩水溶液に中和剤として水酸化ナト
リウムを加え、水酸化銅を析出せしめ、更に還元糖であ
るグルコースなどを加え、亜酸化銅とし、これを更にヒ
ドラジンで還元して銅粉末を得る方法であり、後者は銅
塩水溶液を電気分解し、陰極に銅を析出させ、これを粉
砕して銅粉末を得る方法であり、共に銅粉末の製法とし
て広く採用されている。しかし、これらの銅粉末は電解
銅粉末の場合は５ミクロン以上である。

前者の還元銅粉末を場合、この前段の還元糖による銅
塩の還元に際し、銅イオンを錯体化させるために従来酒
石酸ナトリウムが使用されていたが、酒石酸ナトリウム
を使用すると、得られる銅粉末は凝集し、分散性の悪
い、いわゆる「のび」の悪いものとなり、また粒径も0.
7〜３ミクロンと大きいものである。

特に厚膜ICの導体として使用される銅ペーストにおい
てぱ、粒径が微粒子で凝集が少なく、分散性のよい、い
わゆる「のび」のよい銅微粒子が望まれている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、粒径のより小さい、かつ凝集が少なく、分
散性のよい、いわゆる「のび」のよい銅粉末を製造でき
る方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、この課題を従来使用されていた酒石酸ナト
リウムに代えて、アミノ酸またはその塩、アンモニアま
たはアンモニア塩、有機アミノ類、もしくはジメチルグ
リオキシムを用いることにより解決した。

すなわち、本発明の方法ではこれらの添加物の少くと
も１種の存在下、銅塩水溶液に水酸化ナトリウム、水酸
化カリウムなどの水酸化アルカリを加え、更に還元糖を
加えて亜酸化銅を水溶液中に析出させ、更にヒドラジン
を加えて、亜酸化銅を還元して、粒径の小さい「のび」
のよい銅微粉末を得る。

還元に供する銅塩としては、水溶性塩であればいずれ
も使用でき、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅などの銅無機塩、
酢酸銅などの銅有機塩が例示できる。

銅塩の亜酸化銅への還元にはグルコースなどの還元剤
を用い、さらに亜酸化銅の銅への還元には、抱水ヒドラ
ジン、無水ヒドラジンなどのヒドラジン化合物を用いて
行う。還元剤の使用量は従来の方法と同様である。

アミノ酸またはその塩は、既知のものの中から適宜選
択することができ、天然アミノ酸または合成アミノ酸の
いずれでもよい。

例えば、グリシン、ヒスチジン、アラニン、バリン、
アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン酸またはそ
のナトリウム塩、アルギン、リジン、グリシルグリシ
ン、エチレンジアミン四酢酸などが好ましい。

アンモニウムまたはアンモニウム塩としてアンモニウ
ム水、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウムなどが好ま
しく、また有機アミン類としてはエタノールアミン、エ
チレンアミンなどが例示できる。

これらの添加物はいずれも従来法の酒石酸より銅イオ
ンとの錯体安定度定数が大きい。錯体安定化定数が大き
いほど、微粒子で「のび」のよい銅微粉末が得られ、添
加物の１種または２種以上の混合物を適当に用いること
により、得られる銅粉末「のび」および粒径を制御する
ことができる。

アミノ酸をはじめとするこれらの添加物は、本発明の
方法では触媒的に反応に関与するので、それほど多量に
使用する必要はない。たとえば、銅塩１モルに対して添
加物0.005〜0.02モルの量で十分である。水酸化アルカ
リによる水酸化銅の析出反応、還元糖による還元反応
は、常温で行うこともできるが、反応を促進する為に80
℃程度以下、好ましくは60〜70℃程度に加熱するのがよ
い。反応圧力は常圧でよい。また、この還元反応は、従
来法と同じく水酸化アルカリによるアルカリ側のpHで行
うのが好ましい。また、亜酸化銅が析出したのちに該溶
液にヒドラジンの化合物を与え、同様の温度で還元を行
うのがよい。

水溶液中に生成した銅粉末を濾過回収してもよいが、
水分散液のままベンゾトリアゾールなどにより防錆処理
を行なってもよい。

本発明の方法では、得られた銅粉末に、たとえばアミ
ノ酸などの添加物が含まれていたとしても、加熱により
分解除去できる。

本発明の方法により製造される銅微粉末の平均粒径、
タップ密度および「のび」の特性は表−１の通りであ
り、従来法に比べて微粒子で、タップ密度も高く、「の
び」もよい。

本発明により製造される銅粉末は銅ペーストに好適な
性質を持っている。

平均粒径はBET法（窒素ガス吸着法、島津−マイクロ
メリテックス製2200型）の比表面積より求めた粒径であ
り、タップ密度は９〜10gの銅粉末を内径15mmφのガラ
スシリンダーに入れ、高さ20cmから50回タッピングした
時の値である。「のび」特性は、試料0.015gをワープロ
用紙（コクヨ社製）上にとり、指先でおさえて、ほぼ指
巾にひき伸ばした時の長さ（cm）で示す。

実施例 水320mlにCuSO₄・5H₂O結晶40.0g（0.16モル）とグリ
シン、アルギニンなどのアミノ酸（0.0035モル）のうち
の１種類を溶かした水溶液に、温度60℃で、２規定−Na
OH水溶液を加え、溶液のpHを10.6〜11.6とする。次にこ
の溶液にブドウ糖14.4gを加え、撹拌しながら30分間保
持した。次に液温を25℃に冷却したのち抱水ヒドラジン
（80％）35mlを加え、70℃まで約１℃／分の平均昇温速
度で加熱する。70℃で２時間保持したのち濾過・水洗・
エタノール洗浄を行う。得られた沈澱物は90℃、３時間
真空乾燥を行った。この方法で合成された銅粉末はいず
れも亜酸化銅を含まない純銅である。

表−２に添加物の種類、溶液のpH、合成銅粉のタップ
密度、のび特性、BET法による比表面積およびそれから
求めた粒径を示した。表−２の最初のものは比較のため
従来法の酒石酸ソーダを添加した場合の結果である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アミノ酸およびその塩、アンモニアおよび
   アンモニウム塩、有機アミン類ならびにジメチルグリオ
   キシムから成る群から選択された少くとも１種の化合物
   の存在下、銅塩水溶液に水酸化アルカリを加え、還元糖
   を加えて亜酸化銅を水溶液中に析出させ、これにヒドラ
   ジンを加えて亜酸化銅を還元して銅粉末を得ることを特
   徴とする微粒子銅粉末の製造方法。