JP6213584B2 - 銅粉末の製造方法及び導電ペーストの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、銅粉末の製造方法及び導電ペーストの製造方法に関し、より詳しくは、銅化合物の還元処理を従来と比べて均一かつ効率的に行うことを可能とする銅粉末の製造方法、積層セラミックスコンデンサなどの電子素子に用いられる導電ペーストの製造方法に関する。
積層セラミックスコンデンサ(以後、MLCCという)やチップ抵抗器などの電子部品に外部電極を付与したり、それを基板に接合させたり、絶縁基板上に導電回路形成するために、導電ペーストが用いられている。導電ペーストの導電材料としては、銀、ニッケル、銅などの金属粉末が使用されている。銅粉末は廉価であり抵抗値も低く、銀のようにマイグレーションが発生しづらい長所があるため、多く使用されている。
また、スルーホールやビア埋め用のペーストとしても、低価格でメッキ付きの良いペーストとして銅ペーストが利用され(特許文献1参照)、さらには太陽電池やタッチパネル向けの配線用として銅ペーストが用いられている(特許文献2参照)。
また、スルーホールやビア埋め用のペーストとしても、低価格でメッキ付きの良いペーストとして銅ペーストが利用され(特許文献1参照)、さらには太陽電池やタッチパネル向けの配線用として銅ペーストが用いられている(特許文献2参照)。
しかし、銅粉末は一般的に銀と比較して耐酸化性に劣り、粒子表面に酸化被膜を形成して導電性が低下するといった短所を有する。したがって銅ペーストを前述のような用途に用いる場合、原料となる銅粉末に耐酸化性を付与することが好ましい。
銅粉末に耐酸化性を付与する方法として、特許文献3には酸化銅をポリオール中で還元する方法が開示されている。特許文献3によれば、酸化銅を液状のポリオールに懸濁させ反応温度以上に加熱することで、確かに耐酸化性の優れた銅粉末が得られる。しかしこの方法では、使用する原料酸化銅の差により得られる銅粉末の粒径、形状、分散性に著しい差異が生じ、粒状で単分散性に優れた銅粉を安定的に得ることは難しい。
この課題に対して、特許文献4では、原料としてニッケル品位が10質量ppm未満で且つ水分率が10質量%以下の酸化銅粉及び/又はその含水物を用いることにより、この原料の酸化第二銅の全量が酸化第一銅の超微粒子となった後、酸化第一銅から銅に還元されて均一な銅粒子としている。しかしながら、還元して得られた銅粒子の洗浄について具体的言及がなく、洗浄剤の種類や条件によっては25℃で2000時間大気中に保存すると酸化が進んでしまい、所望の耐酸化性に優れた銅ペーストが得られない場合もあった。
さらに、上記の問題点を改善するために、特許文献5では、特定量の銅化合物またはその含水物をポリオール中に懸濁させ、160〜320℃に加熱して銅化合物を還元させて、得られた銅粉末を純水で洗浄後、特定量のアルコールを供給して脱水洗浄することで、大気中で長期保存しても酸化し難い銅粉末が低コストで得られるとしている。
特許文献4、5のような酸化銅等の銅化合物をポリオール中に懸濁させ加熱して銅粉末を得る製法においては、湿式還元反応に5L程度の反応容器を用い、マントルヒーターによる容器外側からの加熱によって反応系内温度を調整することで粒径制御が行われている。しかし、この加熱方法では、(1)昇温速度に限度があり、到達可能温度、すなわち生成できる銅粉末の粒径範囲が狭い、(2)同じく昇温速度に限度があることから、反応に長時間を有する、(3)外部から加熱するため反応系内の均一性が低く、粒径がばらつきやすい、(4)昇温速度に限度があることと、反応系内の均一性が低いことから、バッチサイズ(1回の反応で生産できる数量)に限界がある、など、粒径制御性、均一性及び生産性に課題があった。
一方で、金属塩の溶液にマイクロ波を照射して、超微粒子を製造する方法が提案されている。例えば、特許文献6には、少なくとも一種の金属塩を溶媒中に溶解あるいは分散してなる溶液に、マイクロ波を照射することによって、前記金属塩中の金属から構成される超微粒子を製造することを特徴とする、超微粒子の製造方法が記載されている。
また、特許文献7には、銅化合物及び塩基がポリオール溶媒に溶解した溶液を120℃以上で加熱する工程を有する銅ナノ粒子の製造方法が記載され、120℃までの昇温工程を有する場合は昇温時間を5分以内としている。
さらに、特許文献8には金属酸化物または金属水酸化物を分散した有機溶媒にマイクロ波を照射して加熱することにより金属微粒子を製造する方法であって、該有機溶媒がマイクロ波を吸収し易い有機溶媒とマイクロ波を吸収し難い有機溶媒の混合溶媒からなり、該混合溶媒中に金属酸化物または金属水酸化物の金属元素に対し等モル量以下の有機修飾剤を含有することを特徴とする金属微粒子の製造方法が記載されている。
さらに、特許文献8には金属酸化物または金属水酸化物を分散した有機溶媒にマイクロ波を照射して加熱することにより金属微粒子を製造する方法であって、該有機溶媒がマイクロ波を吸収し易い有機溶媒とマイクロ波を吸収し難い有機溶媒の混合溶媒からなり、該混合溶媒中に金属酸化物または金属水酸化物の金属元素に対し等モル量以下の有機修飾剤を含有することを特徴とする金属微粒子の製造方法が記載されている。
しかし、これらの方法は、金属塩を還元して微細な金属コロイドを形成するためにマイクロ波を照射しており、特許文献6には、金属塩を溶媒中に溶解あるいは分散しているが、照射時間の上限を5分が好ましいとしている。その理由として、5分を超えると副生成物が生じることがあり、超微粒子の粒径制御に何ら寄与しない旨が記述されている。
また、特許文献7には、塩化銅のような溶解性の高い化合物を用いて、そのポリオール溶液にマイクロ波を照射しており、平均粒径が10nm以下のような銅ナノ粒子を製造しており、また、特許文献8には、水酸化銅をトリメチルベンゼン、ヘキサノールのような有機溶媒で溶解して、その溶液にマイクロ波を照射しており、平均粒径が4nmの銅微粒子の製造が生成したとしており、これらの方法では、平均粒径が0.1μm以上の微粒子を得ることはできない。
また、特許文献7には、塩化銅のような溶解性の高い化合物を用いて、そのポリオール溶液にマイクロ波を照射しており、平均粒径が10nm以下のような銅ナノ粒子を製造しており、また、特許文献8には、水酸化銅をトリメチルベンゼン、ヘキサノールのような有機溶媒で溶解して、その溶液にマイクロ波を照射しており、平均粒径が4nmの銅微粒子の製造が生成したとしており、これらの方法では、平均粒径が0.1μm以上の微粒子を得ることはできない。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するため、酸化銅等の銅化合物をポリオール中に懸濁させ加熱して銅粉末を得る製造方法において、反応系内の昇温速度を向上させ、かつ系内温度の均一性を高めることで、生産性が高く、比較的大きく均一な粒径を有する銅粉末の製造方法を提供することにある。
本発明者は、上記目的を達成するために、ポリオールに対して難溶性の銅化合物をポリオール中に添加し、懸濁させた状態で加熱することにより該銅化合物を還元して銅粉末を生成する方法において、前記加熱時に撹拌及びマイクロ波を照射しながら、懸濁液を特定の温度まで昇温させ、かつ特定の時間保持することにより、比較的大きく均一な粒径を有する銅粉末が生産性良く得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、ポリオールに対して難溶性の銅化合物を有機溶媒中に添加し、懸濁させた状態で加熱することにより該銅化合物を還元して平均粒径が0.1μm〜20μmの銅粉末を生成する方法において、前記加熱時に、撹拌及びマイクロ波を照射しながら、昇温速度を3℃/min.〜80℃/min.として、懸濁液を160℃〜320℃の加熱温度まで昇温させ、前記加熱温度で15分〜120分間保持することを特徴とする銅粉末の製造方法が提供される。
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記銅化合物は、酸化第一銅、酸化第二銅、水酸化銅、炭酸銅、シュウ酸銅および硫酸銅から選ばれる一種以上であることを特徴とする銅粉末の製造方法が提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第2の発明において、前記銅化合物は、含水率が25質量%以下であることを特徴とする銅粉末の製造方法が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかにの発明において、前記有機溶媒は、2〜6個のOH基を有する多価アルコールであることを特徴とする銅粉末の製造方法が提供される。
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、前記銅化合物と有機溶媒(ポリオール)は、質量比が10:90〜55:45であることを特徴とする請求項1に記載の銅粉末の製造方法が提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、前記銅粉末は、粒度分布から算出される(D90−D10)/D50の値が0.9以下であることを特徴とする銅粉末の製造方法が提供される。
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明により得られた銅粉末を用い、溶剤と樹脂とを混合することを特徴とする導電ペーストの製造方法が提供される。
本発明では、酸化銅等の銅化合物をポリオール中に懸濁させ加熱して銅粉末を得る製造方法において、マイクロ波発生装置を用いているので、従来の加熱法と比較して、粒度分布も狭域化し、生産性も向上しうる。また昇温速度を高めることができるため、粒径制御性も向上させることができる。また、得られた銅粉末は、積層セラミックスコンデンサなどの電子素子の原料粉末として優れた性能を有するので、その工業的価値は極めて大きい。
以下、本発明の、銅粉末の製造方法などの実施形態について詳細に説明する。
1.銅粉末の製造方法
本発明の銅粉末を製造するには、銅化合物をポリオール中に懸濁させ、撹拌しながらマイクロ波を照射することで加熱して還元反応により銅粉末を生成し、得られた銅粉末をろ過、洗浄、乾燥させることで銅粉末を得られるようにする。
本発明の銅粉末を製造するには、銅化合物をポリオール中に懸濁させ、撹拌しながらマイクロ波を照射することで加熱して還元反応により銅粉末を生成し、得られた銅粉末をろ過、洗浄、乾燥させることで銅粉末を得られるようにする。
すなわち、本発明においては、図2に示すように、原料の混合(懸濁)工程、加熱工程、ろ過・洗浄工程、乾燥工程を含んだ方法で銅粉末を製造する。
(a)銅化合物
本発明において、銅粉末の原料として銅化合物を使用する。銅化合物としては、加熱されたポリオール中で、銅化合物が還元され、最終的に銅粉末として有機溶媒として用いるポリオール中に堆積されるものであれば特に限定されない。
本発明において、銅粉末の原料として銅化合物を使用する。銅化合物としては、加熱されたポリオール中で、銅化合物が還元され、最終的に銅粉末として有機溶媒として用いるポリオール中に堆積されるものであれば特に限定されない。
中でも、ポリオール中で容易には溶解せず懸濁液を形成する銅化合物が好ましく、例えば、酸化銅(酸化第一銅および酸化第二銅)、水酸化銅、炭酸銅、シュウ酸銅、硫酸銅などが挙げられ、特に酸化第二銅が好ましい。酸化第二銅は、反応副生成物による汚染がない点と取り扱い及び入手が容易な点から特に好ましい。前記銅化合物は、1種だけでも、複数の銅化合物を混合して用いてもかまわない。
これらポリオール中で容易には溶解せず懸濁する銅化合物を用いれば、後述する平均粒径が0.1μm〜5.0μmの銅粉末を得ることができる。また銅化合物は、水和物(含水物)でも構わない。一般的に銅化合物の含水率が多い場合、生産性が悪化してしまう可能性がある。そのため、銅化合物の含水物を用いる場合は、含水率が25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましい。
(b)有機溶媒
本発明では、有機溶媒としてポリオール、すなわち銅化合物の還元機能を有する多価アルコールを用いる。2〜6個のOH基を有するものが好ましく、例えば、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ポリエチレングリコール、フェニルジグリコールなどが挙げられる。これらは複数種を混合しても構わないし、水やほかの溶剤を添加しても差し支えない。
ただし、炭素数8以上の1価アルコール、例えば、オクタノール、デカノールなどは、還元能力が低下するので好ましくない。
本発明では、有機溶媒としてポリオール、すなわち銅化合物の還元機能を有する多価アルコールを用いる。2〜6個のOH基を有するものが好ましく、例えば、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、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ポリエチレングリコール、フェニルジグリコールなどが挙げられる。これらは複数種を混合しても構わないし、水やほかの溶剤を添加しても差し支えない。
ただし、炭素数8以上の1価アルコール、例えば、オクタノール、デカノールなどは、還元能力が低下するので好ましくない。
(c)還元反応
銅化合物は、有機溶媒のポリオールと混合して懸濁液となり、その懸濁液を撹拌しながら加熱することで還元反応が進行して、ポリオール中に銅粉末が生成される。
銅化合物は、有機溶媒のポリオールと混合して懸濁液となり、その懸濁液を撹拌しながら加熱することで還元反応が進行して、ポリオール中に銅粉末が生成される。
還元反応は、懸濁液の温度が高くなるほど進行するので、懸濁液の加熱温度は160℃〜320℃とする。好ましい加熱温度は180℃〜310℃であり、より好ましいのは、190℃〜300℃で、かつ用いるポリオールの沸点以下とする。加熱温度が160℃未満の場合、還元反応が十分進まず得られる銅粉末の酸素濃度が大幅に上昇するとともに、生産性も悪化する。一方、320℃を超えるとポリオールの分解揮発による減少(消費)が著しくなり、十分に還元できなくなる恐れがある。そのため、上記説明した加熱温度の範囲が選択したポリオールの沸点より高くなる場合は、上限の加熱温度は沸点よりも低くすることが望ましい。
懸濁液の加熱方法として、従来のようにマントルヒーターを用いると、マントルヒーターは懸濁液を収容した容器の外側からのみ加熱するため昇温速度を高めるには限界があり、懸濁液を十分に撹拌したとしても容器周辺部と容器内部では温度差が発生しやすく、還元反応の反応場の温度均一性が低いという問題がある。
これに対し本発明では、図2に示すようなマイクロ波を照射することで懸濁液を加熱する。マイクロ波を用いることで、容器内の懸濁液を直接加熱することが可能となり、還元反応の反応場の温度均一性が従来のマントルヒーターを用いた場合よりも、格段と高くなる。またマイクロ波を用いると懸濁液を直接加熱することから、従来のマントルヒーターを用いたよりも、昇温速度も格段と速くなる。
図2は、本発明の銅粉末の製造方法に用いる還元反応装置1を示したものである。断熱された還元室4の側壁にマイクロ波照射用の窓2が開口しており、図示していないがマイクロ波照射源がその対向する位置に配置されている。還元室4内には還元用の反応容器3が配置され、反応容器3内にはポリオールに銅化合物を混合させた懸濁液を収容してある。
断熱された還元室4内に反応容器3を配置することで、反応容器内の懸濁液の温度均一性が高まり、得られる銅粉末の粒度分布が狭域化できる。マイクロ波照射源は、反応容器3内にある懸濁液全体に照射されることが望ましく、例えば還元室4の側面下方にマイクロ波照射用の窓2を設置するのが好ましい。反応容器3も内部の懸濁液全体にマイクロ波が照射されればその形状は特に限定されないが、後述する撹拌時の温度均一性も考慮すると、円筒形や球状であることが好ましい。
反応容器3の上方には、撹拌軸5、熱電対6、および排気管7を設置するための孔が形成されている。排気管7は、加熱により発生したポリオールの分解揮発分や還元反応により発生した反応副生成物の揮発分を反応容器3から排出するために設置される。
ポリオールを還元剤とした銅化合物の還元反応では、温度が銅粉末の核形成及び成長を制御する主要な因子である。反応場の温度均一性が高くなると、銅粉末の核形成及び成長が揃いやすくなり、粒度分布が狭域化する。また昇温速度が遅い場合には、昇温途中で還元反応が開始してから設定した加熱温度に達する前に還元反応が終了してしまうことがある。このことは、温度により銅粉末の核形成及び成長を制御している、つまり、最終的に生成される銅粉末の粒径が温度により制御されていることとあわせると、昇温速度が遅いと生成できる銅粉末の粒径が限られることを意味し、粒径制御性が低下してしまう。例えば昇温速度が1〜2℃/min.で加熱した場合には、加熱到達温度を260℃以上に設定したとしても、還元反応は210℃付近から始まるため設定した温度に到達する以前に還元反応が終わってしまうことが多い。このため、平均粒径が0.4μm未満の銅粉末を生成するのは困難であった。
以上より、ポリオールに対して難溶性の銅化合物を用いるとともに、マイクロ波を照射して加熱することで、反応場の温度均一性が高くなり、得られる銅粉末の粒度分布が狭域化することができる。また昇温速度が速いことにより、平均粒径が細かい粉末も生成することが可能となり、粒径制御性も向上する。さらに反応場の温度均一性が高いことと昇温速度が速いことから、従来のマントルヒーターを用いた場合よりも、反応容器を大きくすることも可能となり、また昇温時間も短縮できることから、合わせて生産性も向上する。
反応場の温度均一性を確保するためには、懸濁液を撹拌するのが好ましく、撹拌回転数を20rpm〜200rpmの範囲とすれば、粒度分布を狭域化することができる。
本発明の加熱にマイクロ波を用いる場合の昇温速度は、3℃/min.〜80℃/min.とするのが好ましい。より好ましくは3℃/min.〜50℃/min.、さらに好ましくは4℃/min.〜20℃/min、特に好ましくは4℃/min.〜15℃/min.である。昇温速度が3℃/min.未満では生産性が悪化するだけでなく、粒径制御性も低下してしまう。上限は特に限定はされないが、反応容器を大きくした時には昇温速度を速くするに従い設備コストが高くなることや、昇温速度が速くなるほどオーバーシュートを抑えることが難しくなることから、80℃/min.程度が上限となる。マイクロ波の出力は、上記昇温速度となるように、懸濁液の量等を考慮して適宜設定すればよいが、0.3kW〜10kWの範囲内とすれば、上記昇温速度を得ることができる。
昇温させて設定した加熱温度に到達後も、15分〜120分間、その設定した加熱温度を保持する。この保持時間が15分未満では、銅化合物が未還元のままで残留することがあり、収率が低下することがある。上限は特に限定されないが、上記した加熱温度160℃〜320℃の範囲内では、120分以内で還元は終了するので、それ以上保持時間を延長しても生産性が悪化する。
加熱温度での保持が所定時間経過後、加熱を止めて冷却を開始する。ただし、冷却開始後も撹拌は続けて、所定の温度に達した後に撹拌を停止して得られた銅粉を沈降させるのが好ましい。冷却開始後も撹拌を続けるのは、温度が比較的高い状態で銅粉を沈降させると凝集することがあるためであり、撹拌を停止する温度は150℃〜200℃の範囲とするのが好ましい。
還元反応に供される銅化合物とポリオールの量は、質量比で銅化合物:ポリオール=5:95〜60:40の範囲内とする。銅化合物の質量比が5未満の場合は、銅粉末の回収量が悪く、銅化合物の重量比が60を超えると還元が十分に終了しない場合があって、いずれも生産性が低下する。また、銅化合物の重量比が高くなると、還元された銅粉末同士が連結しやすく、すなわち連結粒子の形成が生じやすくなる。特に銅化合物の重量比が60を超えると、連結粒子の長径が個々の銅粉末の平均粒径の4倍を超えるものも発生することがある。銅化合物とポリオールの質量比が10:90〜55:45であることが好ましく、15:85〜50:50であることがより好ましい。
(d)ろ過、洗浄、乾燥
還元反応で得られた銅粉末は、共雑物などとともにポリオール中に懸濁している。そのため、反応後に銅粉末をろ過して、純水などで洗浄する。
還元反応で得られた銅粉末は、共雑物などとともにポリオール中に懸濁している。そのため、反応後に銅粉末をろ過して、純水などで洗浄する。
洗浄は公知の方法を用いればよく、例えば洗浄液には純水、エタノール等のアルコール類、またはそれらの混合物等を用いることができる。また洗浄温度も特に限定されないが、5〜50℃が好ましく、10〜40℃がより好ましい。洗浄は例えば不純物濃度が所望の範囲内になるまで繰り返し、最終的にろ過して銅粉末とする。
洗浄後の銅粉末は、表面に付着した水分を除去するために乾燥処理を行う。乾燥処理方法は特に限定されることはなく、オーブン、スプレードライヤー、真空乾燥など公知の方法を用いればよい。
(e)得られる銅粉末
本発明により得られる銅粉末の平均粒径は0.1μm〜20μmで、微細な略球状の粉末である。平均粒径は、0.1μm〜10μmが好ましく、0.1μm〜5.0μmがより好ましい。
本発明により、銅化合物をポリオール中に懸濁させて、加熱して還元反応により銅粉末を生成する製造方法では、銅イオンから還元反応で銅粉末を生成するよりも平均粒径は大きくなる傾向にあり、生成される銅粉末の下限は0.1μm程度となる。平均粒径の上限は特に限定されないが、MLCCやチップ抵抗器などの電子部品の外部電極や、導電回路形成に用いるためには20μm以下とするのが好ましい。なお、この平均粒径は、銅粉末を走査型電子顕微鏡(以下、SEMとも表記する)で観察して得られた観察像を画像解析して測定された粒子径の平均値を用いることができる。
本発明により得られる銅粉末の平均粒径は0.1μm〜20μmで、微細な略球状の粉末である。平均粒径は、0.1μm〜10μmが好ましく、0.1μm〜5.0μmがより好ましい。
本発明により、銅化合物をポリオール中に懸濁させて、加熱して還元反応により銅粉末を生成する製造方法では、銅イオンから還元反応で銅粉末を生成するよりも平均粒径は大きくなる傾向にあり、生成される銅粉末の下限は0.1μm程度となる。平均粒径の上限は特に限定されないが、MLCCやチップ抵抗器などの電子部品の外部電極や、導電回路形成に用いるためには20μm以下とするのが好ましい。なお、この平均粒径は、銅粉末を走査型電子顕微鏡(以下、SEMとも表記する)で観察して得られた観察像を画像解析して測定された粒子径の平均値を用いることができる。
また本発明により得られる銅粉末は粒度分布が狭域化している。これをレーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定されたD10、D50、D90(それぞれ粒径が小さい方から積算で10%、50%、90%の粒径の値)を用いた(D90−D10)/D50の指標で表すと、本発明により得られる銅粉末は、その指標値が0.95以下、好ましくは0.9以下となる。この指標は、粒度分布が狭い程小さな値を示す。下限は特に限定されることはないが、0.5程度となる。
2.導電ペーストの製造方法
本発明により得られる銅粉末は、溶剤や樹脂等からなるビヒクルと混合、混練させて導電ペースト(銅ペースト)とすることができる。
本発明により得られる銅粉末は、溶剤や樹脂等からなるビヒクルと混合、混練させて導電ペースト(銅ペースト)とすることができる。
銅粉末以外に導電ペーストに混合される成分としては、用途に応じて、エポキシ化合物やフェノール、セルロース、アクリル化合物などの有機樹脂、分散剤、硬化剤や硬化促進剤などの添加剤、有機溶剤、銀、金、アルミニウムやニッケルなどの金属粉、シリカ、アルミナなど金属酸化物粉などを適宜選択することができる。
銅粉末の平均粒径は、電子部品の外部電極や導電回路などの用途に応じて適宜設定すればよいが、本発明により得られる銅粉末は、平均粒径が0.1μm〜20μmであり、粒度分布も狭域化しているため、MLCCやチップ抵抗器などの電子部品の外部電極や、スルーホールやビア埋めなど導電回路形成用途に好ましく使用することができる。
以下に、実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。なお、銅粉末の製造には下記の原材料を使用し、物性を測定、評価した。
(原材料)
銅原料:酸化第二銅(住友金属鉱山株式会社製、含水率5質量%)
水酸化銅(住友金属鉱山株式会社製)
ポリオール:トリエチレングリコール(三菱化学株式会社製)
銅原料:酸化第二銅(住友金属鉱山株式会社製、含水率5質量%)
水酸化銅(住友金属鉱山株式会社製)
ポリオール:トリエチレングリコール(三菱化学株式会社製)
(評価方法)
(1)平均粒径、形状
得られた銅粉末の平均粒径と形状は、走査型電子顕微鏡(SEM、日本電子株式会社製)で観察し、平均粒径は画像解析した粒径測定値の平均値とした。
(1)平均粒径、形状
得られた銅粉末の平均粒径と形状は、走査型電子顕微鏡(SEM、日本電子株式会社製)で観察し、平均粒径は画像解析した粒径測定値の平均値とした。
(2)タップ密度・比表面積・粒度分布
得られた銅粉末のタップ密度は、粉体減少度測定器(型式:KSR−406、 株式会社蔵持科学器機製作所製)を用いてタップ密度測定法により求めた。比表面積は、比表面積計(型式:マルチソーブ16、 カンタクローム・インスツルメンツ・ジャパン合同会社製)を用いて、窒素吸着法(BET一点法)により求めた。
また、粒度分布は粒、度分布測定装置マイクロトラック(型式:HRA、 日機装株式会製)を用いて、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により求めた。粒度分布を評価する上で、粒径が小さい方から10、50、90積算%に対応する粒径D10、D50、D90を指標とし、粒径の均一性評価には(D90−D10)/D50を用いた。
得られた銅粉末のタップ密度は、粉体減少度測定器(型式:KSR−406、 株式会社蔵持科学器機製作所製)を用いてタップ密度測定法により求めた。比表面積は、比表面積計(型式:マルチソーブ16、 カンタクローム・インスツルメンツ・ジャパン合同会社製)を用いて、窒素吸着法(BET一点法)により求めた。
また、粒度分布は粒、度分布測定装置マイクロトラック(型式:HRA、 日機装株式会製)を用いて、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により求めた。粒度分布を評価する上で、粒径が小さい方から10、50、90積算%に対応する粒径D10、D50、D90を指標とし、粒径の均一性評価には(D90−D10)/D50を用いた。
(実施例1)
表1に示すように、0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった(なお、表1中、RT:室温)。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して40分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.48μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
表1に示すように、0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった(なお、表1中、RT:室温)。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して40分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.48μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(実施例2)
銅原料を5.4kg、トリエチレングリコールを18.13kgとし、マイクロ波の出力を6kWとした以外は実施例1と同じ条件で銅粉末を作製した。この条件では、室温から250℃に達するまで30分要し、昇温速度は7.8℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して60分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.56μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
銅原料を5.4kg、トリエチレングリコールを18.13kgとし、マイクロ波の出力を6kWとした以外は実施例1と同じ条件で銅粉末を作製した。この条件では、室温から250℃に達するまで30分要し、昇温速度は7.8℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して60分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.56μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(実施例3)
0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1.5kWのマイクロ波を照射して、280℃まで加熱した。室温から280℃に達するまで30分要し、昇温速度は8.7℃/min.であった。
280℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して30分間280℃が保持される状態とし、昇温開始から60分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.31μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1.5kWのマイクロ波を照射して、280℃まで加熱した。室温から280℃に達するまで30分要し、昇温速度は8.7℃/min.であった。
280℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して30分間280℃が保持される状態とし、昇温開始から60分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.31μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(実施例4)
0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、200℃まで加熱した。室温から200℃に達するまで40分要し、昇温速度は5.0℃/min.であった。
200℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して90分間200℃が保持される状態とし、昇温開始から130分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、20分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は1.76μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、200℃まで加熱した。室温から200℃に達するまで40分要し、昇温速度は5.0℃/min.であった。
200℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して90分間200℃が保持される状態とし、昇温開始から130分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、20分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は1.76μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(実施例5)
0.3kg銅原料(水酸化銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して40分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.46μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
0.3kg銅原料(水酸化銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して40分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.46μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(比較例1)
表1に示すように、1.8kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた6.05kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。この懸濁液を入れた容器をマントルヒーター内に配し、撹拌を続けながら懸濁液を250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで昇温速度は1.3℃/min.であった。
250℃に到達後、マントルヒーターの出力を調整して250℃が保持される状態とし、昇温開始から4時間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、1時間かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.45μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
表1に示すように、1.8kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた6.05kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。この懸濁液を入れた容器をマントルヒーター内に配し、撹拌を続けながら懸濁液を250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで昇温速度は1.3℃/min.であった。
250℃に到達後、マントルヒーターの出力を調整して250℃が保持される状態とし、昇温開始から4時間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、1時間かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.45μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(比較例2)
0.1kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。この懸濁液を入れた容器をマントルヒーター内に配し、撹拌を続けながら懸濁液を280℃まで加熱した。室温から280℃に達するまでの昇温速度は6.8℃/min.であった。
280℃に到達後、マントルヒーターの出力を調整して280℃が保持される状態とし、昇温開始から1時間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、1時間かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.39μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
0.1kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。この懸濁液を入れた容器をマントルヒーター内に配し、撹拌を続けながら懸濁液を280℃まで加熱した。室温から280℃に達するまでの昇温速度は6.8℃/min.であった。
280℃に到達後、マントルヒーターの出力を調整して280℃が保持される状態とし、昇温開始から1時間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、1時間かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、図1の写真の通り、形状は略球形であった。またSEMの観察像を画像解析した結果、平均粒径は0.39μmであった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
(比較例3)
0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して5分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から55分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行った。
作製した粉末を観察すると銅粉中に酸化第二銅の粉末が残留していた。加熱温度到達後の保持時間が短いために、未還元の酸化第二銅が残留したと考えられる。酸化第二銅が残留していたため、平均粒径等の評価は実施しなかった。
0.3kg銅原料(酸化第二銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌して懸濁液を得た。撹拌を続けながらこの懸濁液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して5分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から55分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行った。
作製した粉末を観察すると銅粉中に酸化第二銅の粉末が残留していた。加熱温度到達後の保持時間が短いために、未還元の酸化第二銅が残留したと考えられる。酸化第二銅が残留していたため、平均粒径等の評価は実施しなかった。
(比較例4)
0.1kg銅原料(塩化銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌した。塩化銅はトリエチレングリコールに完全に溶解した。撹拌を続けながらこの溶液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して40分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は粒状の粒子が集合した凝集粉であった。凝集粉であったためSEMの観察像を画像解析して求める平均粒径は測定しなかった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
0.1kg銅原料(塩化銅)を、容器に入れた1.0kgのトリエチレングリコールに供給し、十分に撹拌した。塩化銅はトリエチレングリコールに完全に溶解した。撹拌を続けながらこの溶液に出力1kWのマイクロ波を照射して、250℃まで加熱した。室温から250℃に達するまで50分要し、昇温速度は4.6℃/min.であった。
250℃に到達後、マイクロ波の出力を調整して40分間250℃が保持される状態とし、昇温開始から90分間加熱し続け、還元反応により銅粉末を生成した。加熱終了後、60分かけて180℃まで冷却し、その後撹拌を止めて銅粉末を沈降させた。
銅粉末が沈降後、上澄み液を回収し、ろ過、純水による洗浄を繰り返して、最後にろ過、脱水、乾燥を行い、銅粉末を得た。
作製した銅粉末をSEMで観察した結果、形状は粒状の粒子が集合した凝集粉であった。凝集粉であったためSEMの観察像を画像解析して求める平均粒径は測定しなかった。さらにこの銅粉末のタップ密度、比表面積、粒度分布を測定した。これらの結果をまとめて表2に示す。
「評価」
上記結果を示す表2から、マイクロ波を用いて生成した銅粉末である実施例1及び実施例2は、(D90−D10)/D50の値が0.9以下と、マントルヒーターを用いて生成した銅粉末である比較例1及び比較例2よりも低い。このことは粒度分布が狭域化していることを表しており、連結粒子の減少、分散性の向上にも繋がっていることが分かる。この結果より、マイクロ波を用い本発明の条件で加熱すると粒度分布が狭く、均一な粒径を有する銅粉末を生成できるといえる。
上記結果を示す表2から、マイクロ波を用いて生成した銅粉末である実施例1及び実施例2は、(D90−D10)/D50の値が0.9以下と、マントルヒーターを用いて生成した銅粉末である比較例1及び比較例2よりも低い。このことは粒度分布が狭域化していることを表しており、連結粒子の減少、分散性の向上にも繋がっていることが分かる。この結果より、マイクロ波を用い本発明の条件で加熱すると粒度分布が狭く、均一な粒径を有する銅粉末を生成できるといえる。
銅原料及びトリエチレングリコールの仕込み量を減らして昇温速度を6.8℃/min.と実施例1の昇温速度4.6℃/min.よりも高めた比較例2においても、平均粒径は0.39μmと小粒径のものは得られているが、(D90−D10)/D50の値は1.17と大きく、実施例1よりも粒度分布が広いことも分かる。この結果より、昇温速度を高めることだけでは粒度分布を狭域化するのは困難であるといえる。
さらに表1から、比較例1に対して、銅原料及びトリエチレングリコールの仕込み量を約3倍とバッチサイズを大きくした実施例2では、バッチサイズを大きくしたにもかかわらず反応時間は4時間から1.5時間に短縮され、両方の効果により生産性は大きく向上したことが分かる。
さらに表1から、比較例1に対して、銅原料及びトリエチレングリコールの仕込み量を約3倍とバッチサイズを大きくした実施例2では、バッチサイズを大きくしたにもかかわらず反応時間は4時間から1.5時間に短縮され、両方の効果により生産性は大きく向上したことが分かる。
また実施例1、3、4の結果から、加熱温度を変更して平均粒径の異なる銅粉を生成した場合にも、粒度分布が狭域化できていることが分かる。さらに水酸化銅を用いた実施例5の結果から、銅原料としては酸化第二銅のほうがより適していることも分かる。
一方、加熱温度到達後の保持時間が短い比較例3は、未還元の酸化第二銅が残留していたことから、還元反応が終了していない。
さらに、比較例4のように、トリエチレングリコールに溶解する塩化銅を銅原料に用いると、得られた銅粉は凝集粉となった。これはトリエチレングリコール中に銅イオンとして存在するため還元反応が急速に進行し、0.1μm以下のナノ粒子として晶析し、この状態で加熱し続けたため晶析したナノ粒子が凝集して凝集粉になったものと考えられる。従って、粒度分布が狭域化した0.1μm以上の比較的粒径の大きな銅粉を生成するためには、トリエチレングリコールなどポリオールに溶解せず懸濁する銅化合物(銅原料)を使用する必要がある。
さらに、比較例4のように、トリエチレングリコールに溶解する塩化銅を銅原料に用いると、得られた銅粉は凝集粉となった。これはトリエチレングリコール中に銅イオンとして存在するため還元反応が急速に進行し、0.1μm以下のナノ粒子として晶析し、この状態で加熱し続けたため晶析したナノ粒子が凝集して凝集粉になったものと考えられる。従って、粒度分布が狭域化した0.1μm以上の比較的粒径の大きな銅粉を生成するためには、トリエチレングリコールなどポリオールに溶解せず懸濁する銅化合物(銅原料)を使用する必要がある。
本発明は、積層セラミックスコンデンサなどの電子素子に用いられる導電ペーストの原料粉末として有用な銅粉末を製造することができ、生産性向上に寄与する。
1 還元反応装置
2 マイクロ波照射用窓
3 反応容器
2 マイクロ波照射用窓
3 反応容器
Claims (7)
- ポリオールに対して難溶性の銅化合物を有機溶媒中に添加し、懸濁させた状態で加熱することにより該銅化合物を還元して平均粒径が0.1μm〜20μmの銅粉末を生成する方法において、
前記加熱時に、撹拌及びマイクロ波を照射しながら、昇温速度を3℃/min.〜80℃/min.として、懸濁液を160℃〜320℃の加熱温度まで昇温させ、前記加熱温度で15分〜120分間保持することを特徴とする銅粉末の製造方法。 - 前記銅化合物は、酸化第一銅、酸化第二銅、水酸化銅、炭酸銅、シュウ酸銅および硫酸銅から選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項1に記載の銅粉末の製造方法。
- 前記銅化合物は、含水率が25質量%以下であることを特徴とする請求項2に記載の銅粉末の製造方法。
- 前記有機溶媒は、2〜6個のOH基を有する多価アルコールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の銅粉末の製造方法。
- 前記銅化合物と有機溶媒(ポリオール)は、質量比が10:90〜55:45であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の銅粉末の製造方法。
- 前記銅粉末は、粒度分布から算出される(D90−D10)/D50の値が0.9以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の銅粉末の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかにより得られた銅粉末を用い、溶剤と樹脂とを混合することを特徴とする導電ペーストの製造方法。
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