JP6404614B2 - コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 - Google Patents
コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6404614B2 JP6404614B2 JP2014130668A JP2014130668A JP6404614B2 JP 6404614 B2 JP6404614 B2 JP 6404614B2 JP 2014130668 A JP2014130668 A JP 2014130668A JP 2014130668 A JP2014130668 A JP 2014130668A JP 6404614 B2 JP6404614 B2 JP 6404614B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particles
- silver
- copper
- core
- type metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/30—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with decomposition of metal compounds, e.g. by pyrolysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/52—Electrically conductive inks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/10—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/25—Noble metals, i.e. Ag Au, Ir, Os, Pd, Pt, Rh, Ru
- B22F2301/255—Silver or gold
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
かかる課題を解決するため、特許文献1に記載の金属ナノ粒子では、銅コアと、上記銅コアを取り囲んでいて上記銅より高い還元電位を有する金属の薄膜層と、を含む構成を採用している。
この文献には、このような金属ナノ粒子が、1次アミンを含む溶媒中で還元剤を用いて銅前駆体から銅ナノ粒子を形成する段階と、上記銅ナノ粒子の表面に銅より高い還元電位を有する、金属前駆体から上記高い還元電位を有する金属の薄膜層を形成する段階と、を含む方法により製造できることが記載されている。
かかる課題を解決するため、特許文献1に記載のコアシェル型金属ナノ粒子の製造方法では、よりイオン化傾向の高い金属Aを含むコア成分と、該コア成分を被覆するよりイオン化傾向の低い金属Bを含むシェルとを有するコアシェル型金属ナノ粒子の製造方法であって、脱酸素した高沸点溶媒中で、金属Aイオンを還元して金属Aの微粒子を形成する工程(1)と、上記工程(1)により得た金属Aの微粒子を含む高沸点溶媒溶液を、金属Bイオンが1分間で80%以上金属Bに還元される温度以上に維持した状態で、金属Bイオンを含む溶液を添加する工程(2)を有する構成を採用している。
ここで、本発明者らは、従来の銅コア銀シェル型の金属微粒子は、銀イオンを銅粒子の表面で還元させて銀を析出させる溶液還元法により、銅粒子の表面に銀を形成しているため、銅の表面に銀の凝集体が生成してしまうと推察した。
そこで、本発明者らは、銅粒子に対する銀の被覆状態を改善するために、銅コア銀シェル型の金属微粒子の製造方法について鋭意検討した。その結果、銅粒子と複数の銀粒子を固体同士で吸着させ、その後、加熱することにより銅粒子の表面に吸着した銀粒子を融解させて複数の銀粒子同士を融着させることで、銅粒子に対する銀の被覆状態が良好で、かつ、導電性に優れるコアシェル型金属微粒子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
銅を含むコア成分と銀を含むシェル成分により形成されたコアシェル型金属微粒子の製造方法であって、
銅粒子と、銀粒子を準備する工程と、
上記銅粒子と上記銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、上記銅粒子の表面に複数の上記銀粒子を吸着させる工程と、
上記銀粒子が吸着した上記銅粒子を加熱することにより、上記銅粒子の表面に吸着した複数の上記銀粒子同士を融着させて、上記銅粒子の表面に上記銀を含むシェル成分を形成する工程と、
を含み、
上記銅粒子の平均粒子径が100nm以上20μm以下である、コアシェル型金属微粒子の製造方法が提供される。
上記コアシェル型金属微粒子の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子が提供される。
銅を含むコア成分と銀を含むシェル成分により形成されたコアシェル型金属微粒子の製造方法であって、銅粒子と、銀粒子を準備する工程と、前記銅粒子と前記銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、前記銅粒子の表面に複数の前記銀粒子を吸着させる工程と、前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱することにより、前記銅粒子の表面に吸着した複数の前記銀粒子同士を融着させて、前記銅粒子の表面に前記銀を含むシェル成分を形成する工程と、を含む、コアシェル型金属微粒子の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子と、
バインダー樹脂と、
水および有機溶媒のうち少なくとも一方を含む溶媒と、
を含む導電性インクが提供される。
所定の導電パターンを有する基板の製造方法であって、
上記導電性インクを、基材の所定の領域に塗布する塗布工程と、
上記領域を加熱し、上記導電性インク中の上記コアシェル型金属微粒子同士を融着させ、導電パターンを形成するパターン形成工程と、
を含む、基板の製造方法が提供される。
本実施形態に係るコアシェル型金属微粒子は、銅を含むコア成分と銀を含むシェル成分により形成されている。
本実施形態に係るコアシェル型金属微粒子の製造方法は、以下の3つの工程を含んでいる。
(1)銅粒子と、銀粒子を準備する工程
(2)上記銅粒子と上記銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、上記銅粒子の表面に複数の上記銀粒子を吸着させる工程
(3)上記銀粒子が吸着した上記銅粒子を加熱することにより、上記銅粒子の表面に吸着した複数の上記銀粒子同士を融着させて、上記銅粒子の表面に上記銀を含むシェル成分を形成する工程
この製造方法により銀の被覆状態が良好で、かつ、導電性に優れるコアシェル型金属微粒子を得ることができる理由は必ずしも明らかではないが以下の理由が考えられる。
まず、分散している銀粒子が表面積を最小にすべく銅粒子の表面全体を覆うように吸着して、銀粒子からなる層が形成される。そして、これを加熱することにより、銅粒子の表面全体を銀粒子が覆ったまま銀粒子同士の融着が起こるため、銅に対する被覆性に優れた銀シェル成分が形成されると考えられる。これにより、銀の被覆状態が良好なコアシェル型金属微粒子が得られる。このようなコアシェル型金属微粒子は、銀を含むシェル成分により銅の酸化を効果的に抑制できるため、導電性に優れていると考えられる。
はじめに、本実施形態に係るコアシェル型金属微粒子の原料である銅粒子と、銀粒子を準備する。
原料である銅粒子は特に限定されず、一般的に用いられる公知の銅粒子を用いることができる。市販の銅粒子としては、例えば、高純度化学研究所製球状銅粉末(製品名:CUE12PE)等を用いることができる。あるいは、銅粒子は、還元法、不均化法等により製造することもできる。
なお、本実施形態において、銅粒子の粒子形状は、球状であっても、板状であってもよい。
銅粒子の平均粒子径が上記下限値以上であると、得られる導電性インクの流動特性がより良好となる。銅粒子の平均粒子径が上記上限値以下であると、より微細な配線パターンの形成が可能となり、得られる回路の抵抗値をより一層低減できる。
ここで、本実施形態において、「平均粒子径」という記載は、定方向接線径(フェレ径)の測定によって求めた粒径分布における積算値50%の粒子径を意味する。また、「粒径分布」という記載は、SEM像から無作為に約300個の粒子に対して、粒子径を測定し求めた値を意味する。
使用する有機溶媒としては特に限定されないが、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、クロロホルム、酢酸エチル、塩化メチレンなどの疎水性溶媒が好ましい。これにより、コアシェル型金属微粒子の製造時に、銅粒子同士が凝集してしまうことを抑制することができる。
使用する有機溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
使用する還元剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
原料である銀粒子は特に限定されず、一般的に用いられる公知の銀ナノ粒子を用いることができる。市販の銀粒子としては、例えば、イオリテック社製銀ナノ粒子(製品名:NM−0037−HP)等を用いることができる。あるいは、銀粒子は、還元法、熱分解法等により製造することもできる。
本実施形態において、銀粒子の粒子形状は、球状であっても、板状であってもよい。
銀粒子の平均粒子径が上記下限値以上であると、得られるコアシェル型金属微粒子の銀の被覆性がより良好となる。銀粒子の平均粒子径が上記上限値以下であると、より微細な配線パターンの形成が可能となり、得られる回路の抵抗値をより一層低減できる。
使用する有機溶媒としては疎水性溶媒、親水性溶媒のいずれであってもよい。特に限定されないが、鉱物油、脂肪酸、アルコール、炭化水素などの疎水性溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルカンジオール、グリセリンなどの多価アルコール類、糖アルコール類、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノールなどの低級アルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類、メチルアミン、トリエチルアミンなどの脂肪族アミン類、エタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類、N−メチルアセトアミド、N−メチルホルムアミドなどのアミド類等などの親水性溶媒;が好ましい。これにより、コアシェル型金属微粒子の製造時に、銀の凝集体が生成してしまうことを抑制することができる。
使用する有機溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
つぎに、銅粒子と銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、銅粒子の表面に複数の銀粒子を吸着させる。
これらの中でも、銀粒子および銅粒子の凝集をより効果的に抑制できる観点から、有機溶媒中に銅粒子を分散させた懸濁液に、有機溶媒中に銀粒子を分散させた懸濁液を添加し、得られた混合液を均一に混合する方法が好ましい。
使用する有機溶媒は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
有機溶媒中に分散させる銀粒子の量が上記下限値以上であると、銅粒子に対する銀粒子の被覆性がより一層良好なものとなる。また、有機溶媒中に分散させる銀粒子の量が上記上限値以下であると、銀粒子の凝集体の生成をより効果的に抑制することができる。
つづいて、銀粒子が吸着した銅粒子を加熱することにより、銅粒子の表面に吸着した複数の銀粒子同士を融着させて、銅粒子の表面に銀を含むシェル成分を形成する。
銀ナノ粒子はナノサイズ効果により、融点が低下することが知られている。そのため、銀粒子として銀ナノ粒子を用いた場合、このような比較的低温でも銀ナノ粒子同士を融着させて、銅粒子の表面に銀を含むシェル成分を形成できる。
また、必要に応じて、遠心分離等の公知の分離方法により、得られた懸濁液からコアシェル型金属微粒子を分離してもよい。
本実施形態の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子は、例えば、導電性インクに用いられる導電性粒子として好適に用いることができる。本実施形態の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子は、銀の被覆状態が良好であり、導電性に優れているため、このコアシェル型金属微粒子を含む導電性インクを用いて得られた回路は導電性に優れている。
コアシェル型金属微粒子の平均粒子径が上記下限値以上であると、得られる導電性インクの流動特性がより良好となる。コアシェル型金属微粒子の平均粒子径が上記上限値以下であると、より微細な配線パターンの形成が可能となり、得られる回路の抵抗値をより一層低減できる。
本実施形態に係る導電性インクは、上記コアシェル型金属微粒子と、バインダー樹脂と、水および有機溶媒のうち少なくとも一方を含む溶媒と、を含有するものである。
本実施形態において、導電性インクはバインダー樹脂を含有する。このバインダー樹脂は、コアシェル型金属微粒子同士を結着するバインダーとして機能する。
使用するバインダー樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
導電性インクに使用する有機溶媒は、疎水性溶媒、親水性溶媒のいずれであってもよい。
本実施形態に係る導電性インクは、さらに銀粒子を含むことが好ましい。これにより、本実施形態に係る導電性インクを用いて得られる回路の導電性をより一層向上できる。
銀粒子としては、本実施形態に係るコアシェル型金属微粒子の製造に用いる、前述した銀粒子と同様のものを用いることができる。
導電性インク中の銀粒子の量は、導電性インクの全体を100質量%としたとき、好ましくは20質量%以上50質量%以下である。
本実施形態に係る導電性インクには必要に応じて各種還元剤を配合することができる。還元剤は還元性を有する溶媒を用いてもよいし、溶媒以外に別途還元剤を配合してもよい。
還元剤としては、前述した銅粒子を含む懸濁液に含有させる還元剤と同様のものが挙げられる。
本実施形態に係る導電性インクには、必要に応じて各種分散剤を添加してもよい。
上記分散剤としては、例えば、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアルキルアミン系分散剤、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、ヘキサデカン酸、ナフテン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、ヘプテン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等のカルボン酸系分散剤等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。
本実施形態に係る導電性インクは、公知の方法によって作製することができる。例えば、3本ロールミル、ビーズミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、ディスパーなどの混合機を用いて、上記の各材料を混合して導電性インクを作製することができる。
本実施形態に係る基板は、本実施形態に係る導電性インクを、基材の所定の領域に塗布し、上記領域を加熱し、上記導電性インク中の上記コアシェル型金属微粒子同士を融着させて、導電パターンを形成することにより得られるものである。
本実施形態に係る基板の製造方法は、導電性インクを基材の所定の領域に塗布する塗布工程と、上記領域を加熱し、上記導電性インク中の上記コアシェル型金属微粒子同士を融着させ、導電パターンを形成するパターン形成工程と、を有する。これにより、抵抗値が十分に低減された基板を安定的に製造できる。
特に微細な配線パターンを形成するために、インクジェット法またはスクリーン印刷法が好ましい。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、参考形態の例を付記する。
1.
銅を含むコア成分と銀を含むシェル成分により形成されたコアシェル型金属微粒子の製造方法であって、
銅粒子と、銀粒子を準備する工程と、
前記銅粒子と前記銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、前記銅粒子の表面に複数の前記銀粒子を吸着させる工程と、
前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱することにより、前記銅粒子の表面に吸着した複数の前記銀粒子同士を融着させて、前記銅粒子の表面に前記銀を含むシェル成分を形成する工程と、
を含む、コアシェル型金属微粒子の製造方法。
2.
前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱する加熱温度が60℃以上150℃以下である、1.に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
3.
前記銅粒子の平均粒子径が100nm以上20μm以下である、1.または2.に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
4.
前記銀粒子の平均粒子径が1nm以上200nm以下である、1.乃至3.いずれか一つに記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
5.
前記有機溶媒中に分散させる前記銀粒子の量は、前記銅粒子100質量部に対し、1質量部以上80質量部以下である、1.乃至4.いずれか一つに記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
6.
前記有機溶媒が疎水性溶媒である、1.乃至5.いずれか一つに記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
7.
1.乃至6.いずれか一つに記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子。
8.
7.に記載のコアシェル型金属微粒子と、バインダー樹脂と、水および有機溶媒のうち少なくとも一方を含む溶媒と、を含む導電性インク。
9.
銀粒子をさらに含む8.に記載の導電性インク。
10.
所定の導電パターンを有する基板の製造方法であって、
8.または9.に記載の導電性インクを、基材の所定の領域に塗布する塗布工程と、
前記領域を加熱し、前記導電性インク中の前記コアシェル型金属微粒子同士を融着させ、導電パターンを形成するパターン形成工程と、
を含む、基板の製造方法。
単分散銅粉末は硫酸銅5水和物水溶液を2段階で還元することにより作製、または市販のものを用いた。作製した3種類の平均粒子径の制御は水溶液のpHと温度を適宜変えることにより行った。
銅粒子1:単分散銅粉末(平均粒子径:0.5μm)
銅粒子2:単分散銅粉末(平均粒子径:0.2μm)
銅粒子3:単分散銅粉末(平均粒子径:1.0μm)
銅粒子4:単分散銅粉末(平均粒子径:5.0μm、高純度化学研究所製球状銅粉末(製品名:CUE12PE))
銀粒子を含む懸濁液:銀ナノ粒子分散液(イオリテック社製銀ナノ粒子(NM−0037−HP)、銀ナノ粒子濃度:500g/L、溶媒:n−オクタン、n−ブタノール、平均粒子径20nm)
還元剤1:ヒドラジン一水和物(和光純薬工業社製)
分散剤1:オレイン酸(和光純薬工業社製)
分散剤2:n−へキシルアミン(関東化学社製)
分散剤3:n−ドデシルアミン(和光純薬工業社製)
バインダー樹脂:ポリエステル樹脂(高松樹脂社製、ペスレジンS−680EA)
<銅コア銀シェル粒子の作製>
ガラス製三口フラスコに、銅粒子1を1g、トルエンを10mlそれぞれ加え、混合溶液を得た。次いで、ガラス製三口フラスコ内を窒素雰囲気下にし、ホットマグネットスターラとPTFE(四フッ化エチレン)製回転子を用いて、400rpmで混合溶液を撹拌した。これにより、銅粒子を含む懸濁液を得た。
次いで、得られた銅粒子を含む懸濁液に還元剤1を1.2g加え撹拌し、銅粒子1表面の酸化物を除去した。つづいて、分散剤1を0.22g加え、さらに撹拌した。
懸濁液を撹拌しながら、銀粒子を含む懸濁液を0.5g(銀粒子:0.25g)加え、室温(20℃)で、10分間撹拌した。これにより銅粒子の表面に複数の銀粒子を吸着させた。ここで、銀粒子を含む懸濁液は、分散剤として、分散剤2を0.025gと分散剤3を0.025g含んでいる。
その後、得られた懸濁液を油浴にて120℃で、1時間加熱撹拌した。これにより、銅粒子の表面に吸着した複数の銀粒子を融解させて複数の銀粒子同士を融着させ、銅粒子の表面に銀シェル成分を形成させた。
撹拌後、分散剤2を0.4g加え、さらに撹拌した。次いで、メタノール40mlを加え、遠心分離をおこなった。得られた沈殿物を分離し、もう一度、メタノール40mlを加え、沈殿物を撹拌し、遠心分離をおこなった。これにより、銅コア銀シェル型の金属微粒子の沈殿物を得た。
得られた銅コア銀シェル型の金属微粒子をガラス板に垂らして乾燥させた後、走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、FE−SEM S-4700)で観察し、エネルギー分散型X線分析装置(堀場製作所 EMAX−7000)で同定した。その結果、銅コア銀シェル型の金属微粒子であることが確認された。
また、この銅コア銀シェル型の金属微粒子の平均粒子径は0.5μmであった。
また、図1に実施例1で得られた銅コア銀シェル型の金属微粒子のSEM写真(撮影倍率10万倍)を示す。図1のSEM写真から、銅粒子に対する銀の被覆状態が良好であることが確認できた。
前述の銀粒子を含む懸濁液0.4g(銀粒子:0.2g)に、得られた銅コア銀シェル型の金属微粒子を0.3g、バインダー樹脂を0.035g、分散剤1を0.037gそれぞれ加え、混ぜ合わせて導電性インクを得た。
導電性インクをガラス基板に塗布し、大気下、150℃で1時間焼成し、厚さ3.5μmの銅銀導体を作製した。この銅銀導体の体積抵抗率を測定したところ、14μΩ・cmであった。
体積抵抗率の測定は、日置電機株式会社製のミリオームハイテスター3540により、四端子法により測定を行った。
銅粒子1の代わりに銅粒子2を用いた以外は実施例1と同様にして、銅コア銀シェル型の金属微粒子、導電性インク、基板を作製した。
銅粒子1の代わりに銅粒子3を用いた以外は実施例1と同様にして、銅コア銀シェル型の金属微粒子、導電性インク、基板を作製した。
銅粒子1の代わりに銅粒子4を用いた以外は実施例1と同様にして、銅コア銀シェル型の金属微粒子、導電性インク、基板を作製した。
導電性インクを作製するときの銅コア銀シェル型の金属微粒子を銅粒子1とする以外は実施例1と同様にして、導電性インク、基板を作製した。
懸濁液を油浴にて120℃で1時間加熱撹拌する代わりに、得られた懸濁液を油浴にて室温(20℃)で1時間撹拌した以外は実施例1と同様にして、銅コア銀シェル型の金属微粒子、導電性インク、基板を作製した。
銅コア銀シェル型の金属微粒子を作製するときの銀粒子を含む懸濁液を酢酸銀のアミン錯体0.25gとする以外は実施例1と同様にして、銅コア銀シェル型の金属微粒子、導電性インク、基板を作製した。
これに対し、比較例1〜3のコアシェル型金属微粒子を用いた基板は体積抵抗が高く、導電性に劣っていた。また、図2および図3から、導電性に劣るコアシェル型金属微粒子は銀の凝集体が銅に吸着しているような構造になっていることを確認した。
Claims (17)
- 銅を含むコア成分と銀を含むシェル成分により形成されたコアシェル型金属微粒子の製造方法であって、
銅粒子と、銀粒子を準備する工程と、
前記銅粒子と前記銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、前記銅粒子の表面に複数の前記銀粒子を吸着させる工程と、
前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱することにより、前記銅粒子の表面に吸着した複数の前記銀粒子同士を融着させて、前記銅粒子の表面に前記銀を含むシェル成分を形成する工程と、
を含み、
前記銅粒子の平均粒子径が100nm以上20μm以下である、コアシェル型金属微粒子の製造方法。 - 前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱する加熱温度が60℃以上150℃以下である、請求項1に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
- 前記銀粒子の平均粒子径が1nm以上200nm以下である、請求項1または2に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
- 前記有機溶媒中に分散させる前記銀粒子の量は、前記銅粒子100質量部に対し、1質量部以上80質量部以下である、請求項1乃至3いずれか一項に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
- 前記有機溶媒が疎水性溶媒である、請求項1乃至4いずれか一項に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法。
- 請求項1乃至5いずれか一項に記載のコアシェル型金属微粒子の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子。
- 請求項6に記載のコアシェル型金属微粒子と、バインダー樹脂と、水および有機溶媒のうち少なくとも一方を含む溶媒と、を含む導電性インク。
- 銀粒子をさらに含む請求項7に記載の導電性インク。
- 所定の導電パターンを有する基板の製造方法であって、
請求項7または8に記載の導電性インクを、基材の所定の領域に塗布する塗布工程と、
前記領域を加熱し、前記導電性インク中の前記コアシェル型金属微粒子同士を融着させ、導電パターンを形成するパターン形成工程と、
を含む、基板の製造方法。 - 銅を含むコア成分と銀を含むシェル成分により形成されたコアシェル型金属微粒子の製造方法であって、銅粒子と、銀粒子を準備する工程と、前記銅粒子と前記銀粒子とを有機溶媒中に同時に分散させることにより、前記銅粒子の表面に複数の前記銀粒子を吸着させる工程と、前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱することにより、前記銅粒子の表面に吸着した複数の前記銀粒子同士を融着させて、前記銅粒子の表面に前記銀を含むシェル成分を形成する工程と、を含む、コアシェル型金属微粒子の製造方法により得られたコアシェル型金属微粒子と、
バインダー樹脂と、
水および有機溶媒のうち少なくとも一方を含む溶媒と、
を含む導電性インク。 - 前記銀粒子が吸着した前記銅粒子を加熱する加熱温度が60℃以上150℃以下である、請求項10に記載の導電性インク。
- 前記銅粒子の平均粒子径が100nm以上20μm以下である、請求項10または11に記載の導電性インク。
- 前記銀粒子の平均粒子径が1nm以上200nm以下である、請求項10乃至12いずれか一項に記載の導電性インク。
- 前記有機溶媒中に分散させる前記銀粒子の量は、前記銅粒子100質量部に対し、1質量部以上80質量部以下である、請求項10乃至13いずれか一項に記載の導電性インク。
- 前記有機溶媒が疎水性溶媒である、請求項10乃至14いずれか一項に記載の導電性インク。
- 銀粒子をさらに含む請求項10乃至15いずれか一項に記載の導電性インク。
- 所定の導電パターンを有する基板の製造方法であって、
請求項10乃至16いずれか一項に記載の導電性インクを、基材の所定の領域に塗布する塗布工程と、
前記領域を加熱し、前記導電性インク中の前記コアシェル型金属微粒子同士を融着させ、導電パターンを形成するパターン形成工程と、
を含む、基板の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014130668A JP6404614B2 (ja) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 |
PCT/JP2015/066835 WO2015198881A1 (ja) | 2014-06-25 | 2015-06-11 | コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 |
CN201580021340.5A CN106232267B (zh) | 2014-06-25 | 2015-06-11 | 芯壳型金属微粒的制造方法、芯壳型金属微粒、导电性油墨以及基板的制造方法 |
KR1020167027780A KR102284027B1 (ko) | 2014-06-25 | 2015-06-11 | 코어쉘형 금속 미립자의 제조방법, 코어쉘형 금속 미립자, 도전성 잉크 및 기판의 제조방법 |
TW104120609A TWI661012B (zh) | 2014-06-25 | 2015-06-25 | 核殼型金屬微粒子之製造方法、核殼型金屬微粒子、導電性墨水及基板之製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014130668A JP6404614B2 (ja) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016008337A JP2016008337A (ja) | 2016-01-18 |
JP6404614B2 true JP6404614B2 (ja) | 2018-10-10 |
Family
ID=54937972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014130668A Active JP6404614B2 (ja) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6404614B2 (ja) |
KR (1) | KR102284027B1 (ja) |
CN (1) | CN106232267B (ja) |
TW (1) | TWI661012B (ja) |
WO (1) | WO2015198881A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6603989B2 (ja) * | 2015-01-09 | 2019-11-13 | 日立化成株式会社 | 複合粒子及びその製造方法、導電性ペースト、焼結体、並びに半導体装置 |
KR101836723B1 (ko) * | 2016-10-20 | 2018-03-08 | 연세대학교 산학협력단 | 전도성 페인트를 포함하는 무선 주파수 코일 |
KR101988703B1 (ko) * | 2016-12-23 | 2019-06-12 | 주식회사 포스코 | 잉크젯 프린트용 조성물 및 이를 이용한 잉크젯 프린트 강판 |
KR20190131568A (ko) * | 2017-06-07 | 2019-11-26 | 에이치피 인디고 비.브이. | 정전식 잉크 |
FR3104599B1 (fr) * | 2019-12-11 | 2021-11-26 | Genesink | Encre à base de nanoparticules d’argent |
JP7302487B2 (ja) | 2020-01-14 | 2023-07-04 | トヨタ自動車株式会社 | 複合粒子、及び複合粒子の製造方法 |
WO2022054774A1 (ja) * | 2020-09-10 | 2022-03-17 | 互応化学工業株式会社 | 導電性ペースト及び導電膜 |
CN113523649A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-10-22 | 北京工业大学 | 一种复合焊膏的制备方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100438408B1 (ko) * | 2001-08-16 | 2004-07-02 | 한국과학기술원 | 금속간의 치환 반응을 이용한 코어-쉘 구조 및 혼합된합금 구조의 금속 나노 입자의 제조 방법과 그 응용 |
JP2004103266A (ja) | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Nep Kk | 照明装置および照明光の調整方法 |
EP1724789B1 (en) * | 2004-03-10 | 2010-12-22 | Asahi Glass Company, Limited | Metal-containing fine particle, liquid dispersion of metal-containing fine particle, and conductive metal-containing material |
CN101031384B (zh) * | 2005-05-27 | 2010-05-19 | 株式会社新王材料 | 银包覆球 |
JP4848674B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2011-12-28 | 日本電気株式会社 | 樹脂金属複合導電材料およびその製造方法 |
KR100697981B1 (ko) * | 2005-08-29 | 2007-03-23 | 삼성전기주식회사 | 나노 입자, 도전성 잉크 및 배선형성 장치 |
KR100781586B1 (ko) * | 2006-02-24 | 2007-12-05 | 삼성전기주식회사 | 코어-셀 구조의 금속 나노입자 및 이의 제조방법 |
JP2009158273A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nippon Paint Co Ltd | 導電性金属ペースト及びその製造方法、導電性パターンの形成方法並びに導電性金属ペースト用添加剤及びその製造方法 |
US7749300B2 (en) * | 2008-06-05 | 2010-07-06 | Xerox Corporation | Photochemical synthesis of bimetallic core-shell nanoparticles |
CN102131602A (zh) * | 2008-06-23 | 2011-07-20 | 耶路撒冷希伯来大学伊森姆研究发展有限公司 | 核-壳金属纳米粒子、其产生方法和包含所述核-壳金属纳米粒子的墨水组合物 |
JP5748957B2 (ja) * | 2009-01-14 | 2015-07-15 | 国立大学法人九州大学 | コアシェル型金属ナノ粒子の製造方法 |
EP2741300B1 (en) * | 2011-08-03 | 2019-04-17 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Composition set, conductive substrate and method of producing the same, and conductive adhesive composition |
JP6008519B2 (ja) | 2012-03-08 | 2016-10-19 | 国立大学法人東京工業大学 | 金属ナノ粒子及びその製造方法並びに導電性インク |
JP6322886B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2018-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 複合粒子、複合粒子の製造方法、圧粉磁心、磁性素子および携帯型電子機器 |
KR20140094690A (ko) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | 엘에스전선 주식회사 | 전도성 잉크 조성물 및 이로부터 전극을 형성하는 방법 |
CN103464779B (zh) * | 2013-09-05 | 2015-06-03 | 天津理工大学 | 一种采用银包覆纳米铜复合粒子制备导电油墨的方法 |
-
2014
- 2014-06-25 JP JP2014130668A patent/JP6404614B2/ja active Active
-
2015
- 2015-06-11 CN CN201580021340.5A patent/CN106232267B/zh active Active
- 2015-06-11 WO PCT/JP2015/066835 patent/WO2015198881A1/ja active Application Filing
- 2015-06-11 KR KR1020167027780A patent/KR102284027B1/ko active IP Right Grant
- 2015-06-25 TW TW104120609A patent/TWI661012B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015198881A1 (ja) | 2015-12-30 |
JP2016008337A (ja) | 2016-01-18 |
CN106232267B (zh) | 2019-01-04 |
TWI661012B (zh) | 2019-06-01 |
CN106232267A (zh) | 2016-12-14 |
TW201610005A (zh) | 2016-03-16 |
KR20170021223A (ko) | 2017-02-27 |
KR102284027B1 (ko) | 2021-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6404614B2 (ja) | コアシェル型金属微粒子の製造方法、コアシェル型金属微粒子、導電性インクおよび基板の製造方法 | |
CN102453374B (zh) | 金属纳米粒子分散体 | |
JP5867842B2 (ja) | 銀ナノ粒子の製造方法 | |
US11767443B2 (en) | Copper particle mixture and method for manufacturing same, copper particle mixture dispersion, ink containing copper particle mixture, method for storing copper particle mixture, and method for sintering copper particle mixture | |
WO2012105682A1 (ja) | 被覆金属微粒子とその製造方法 | |
US20120219787A1 (en) | Conductive metal paste composition and method of manufacturing the same | |
WO2014024630A1 (ja) | 銀微粒子インク、銀微粒子焼結体及び銀微粒子インクの製造方法 | |
CN104710878A (zh) | 金属纳米颗粒合成与导电墨水配方 | |
JP6180769B2 (ja) | フレーク状の微小粒子 | |
TW201339279A (zh) | 導電圖型形成方法及藉由光照射或微波加熱的導電圖型形成用組成物 | |
JP2008081789A (ja) | 銀粒子複合粉末およびその製造法 | |
WO2018169012A1 (ja) | 分散体並びにこれを用いた導電性パターン付構造体の製造方法及び導電性パターン付構造体 | |
JP2010199034A (ja) | 太陽電池用導電性ペースト及びその製造方法 | |
WO2014054618A1 (ja) | 銀ハイブリッド銅粉とその製造法、該銀ハイブリッド銅粉を含有する導電性ペースト、導電性接着剤、導電性膜、及び電気回路 | |
JP5830237B2 (ja) | 銀粒子含有組成物、分散液ならびにペーストの製造方法 | |
JP2020029392A (ja) | 銅酸化物粒子組成物、導電性ペースト及び導電性インク | |
KR102260398B1 (ko) | 금속 나노 미립자의 제조 방법 | |
KR20140103065A (ko) | 전도성 금속 나노입자 잉크 및 그의 제조방법 | |
KR101947633B1 (ko) | 전도성 구리 복합잉크 및 이를 이용한 광소결 방법 | |
KR101239238B1 (ko) | 주석계 나노 입자가 첨가된 은 복합 잉크의 제조 방법과 그에 의한 은 복합 잉크 및 그 소결 방법과 은 복합 잉크의 소결체 | |
WO2021193575A1 (ja) | 銀粉の製造方法 | |
JP5124822B2 (ja) | 複合金属粉体およびその分散液の製造法 | |
WO2016139967A1 (ja) | ニッケル粒子、その製造方法及び導電性ペースト | |
JP6499385B1 (ja) | 銅銀合金の合成方法、導通部の形成方法、銅銀合金、および導通部 | |
JP7283703B2 (ja) | 広分布な粒度分布を持つ銀ナノ粒子の製造方法及び銀ナノ粒子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170508 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180612 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180911 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180913 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6404614 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |