JP6688659B2 - 銀コート銅粉 - Google Patents
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Description
粒径が100nm以上500nm以下であり、
銀(111)面の結晶子サイズが2nm以上20nm以下である銀コート銅粉を提供するものである。
(a)前記反応液中に、ヒドラジンを、時間をおいて複数回にわたって添加する。
(b)前記反応液中に、ヒドラジンを、連続して所定時間にわたって添加する。
(a)の場合、複数回とは、2回以上9回以下程度であることが好ましい。ヒドラジンの各添加の間隔は5分以上90分以下程度であることが好ましい。
(b)の場合、前記の所定時間とは1分以上180分以下程度であることが好ましい。反応液は、ヒドラジンとの混合が終了した後も、撹拌を継続して、熟成することが好ましい。こうすることで、本発明に好適な粒径を有する銅粉を容易に得やすいからである。
(1)銅粉の製造
36リットルのステンレス製タンク中に温純水5.0リットル及びメタノール5.0リットルを入れ、そこに2.5kgの酢酸銅を入れた。液温40.0℃で30分間撹拌して亜酸化銅を溶解させた。次いで150.0gのヒドラジンを液中に一括添加した後、30分間にわたって撹拌を継続し、液中に亜酸化銅の微粒子を生成させた。30分経過後、1400.0gのヒドラジンを液中に一括添加した後、60分間にわたって撹拌を継続し、亜酸化銅の微粒子を銅の微粒子に還元した。このようにして得られた球状の銅粒子の水性スラリーを、ロータリーフィルターによって電導度が1.0mSになるまで洗浄を行った。このようにして芯材粒子スラリーを得た。
40℃に加熱した2500mLの純水中に、前記(1)で得られた銅スラリー(銅粉含有量300g)を投入し、スラリーとなした。このスラリーを撹拌しながら、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム50.0gを添加し、溶解させた。更にこのスラリーに、0.91mol/Lの硝酸銀水溶液12mLを2分間にわたって連続添加して、置換めっきを行い、銅粒子の表面に銀を析出させて前駆体粒子を得た。
銀の含有割合を表1に示すとおりとした。これら以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
銀の含有割合を表1に示すとおりとした。これら以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
銅粉として特開2003−342621号公報の実施例3と同様の方法にて合成したものを用いた。これ以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
実施例1における(1)で得られた銅粉をそのまま用いた。したがって、銀の被覆は行っていない。
銀の含有割合を表1に示すとおりとした。これら以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
銅粉として特開2003−342621号公報の実施例1と同様の方法にて合成したものを用いた。また、銀の含有割合を表1に示すとおりとした。これら以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
銅粉として特開平10−330801号公報の実施例4と同様の方法にて合成したものを用いた。また、銀の含有割合を表1に示すとおりとした。これら以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
銅粉として特開平10−330801号公報の実施例4と同様の方法にて合成したものを用いた。また、銀の含有割合を表1に示すとおりとし、硝酸銀水溶液を一括で添加した。これら以外は実施例1と同様にして銀コート銅粉を得た。
実施例及び比較例で得られた粉について、焼結体を製造し、焼結体の体積抵抗率、焼結体における粒子どうしの融着の程度、及び焼結時の焼結開始温度を以下の方法で測定及び評価した。それらの結果を以下の表1に示す。
ターピネオールと銀コート銅粉とを混合して組成物を得た。この組成物に占める銀コート銅粉の割合は85%となるようにした。この組成物を20mm×40mmのガラス基板に、幅10mm×長さ20mm×厚さ30μmとなるように塗布して塗布体を形成し、この塗布体を焼成して焼結体を生成させた。焼成条件は、窒素雰囲気、焼成温度250℃、焼成時間10分間とした。このようにして得られた焼結体について、25℃、60%RH下に、圧粉抵抗測定システム(三菱化学アナリテックMCP−PD41)と抵抗測定器(三菱化学アナリテックMCP−T610)を用いて体積抵抗率を測定した。
前記の〔体積抵抗率〕の測定手順と同様にして焼結体を生成させた。この焼結体をFE−SEM(日本電子(株)製JSM−7100F)を用いて観察し、以下の3段階で評価した。各実施例及び各比較例で得られた焼結体の電子顕微鏡像を図1に示す。
○:2粒子間が独立で存在せず、架橋による融着が明確に確認できる。
△:2粒子間に架橋による融着が一部確認できる。
×:2粒子間に架橋が確認できない。
セイコーインスツル(株)EXSTAR 6000を用いて、焼結開始温度の測定を行った。粉体500mgをφ4.0mmのアルミ製カップに入れて1.0MPaで加圧成形することでペレットを製造した。このペレットを、1vol%水素−99vol%窒素雰囲気下、及び100vol%窒素雰囲気下に10℃/minで昇温させることで焼結を行った。このようにして室温(25℃)から測定を開始し、温度と変位量(%)との関係を示すグラフを得る。両者の関係は、低温域では変位量に変化はなく平坦なグラフとなり、高温域に達するに連れて変位量がマイナス(収縮)になる。あるいは場合によっては、ペレットの作製時のばらつきに起因して、低温域において変位量が一旦プラス(膨張)側に上昇した後、高温域に達するに連れて変位量が下降に転じて最終的にはマイナス(収縮)になる。そこで本発明における焼結開始温度は、変位量のグラフが昇温に連れて平坦な状態からマイナスに変化する場合には、その平坦な状態から変位量が1.0%減少した温度と定義する。また、変位量のグラフが昇温に連れて一旦プラス方向に上昇し、その後マイナス方向に降下するように変化する場合には、変位量が、上昇から下降に転じた時点から1.0%減少した温度をもって焼結開始温度と定義する。
Claims (9)
- 銅の芯材粒子と、該芯材粒子の表面の少なくとも一部を被覆している銀とを有し、
粒径が100nm以上500nm以下であり、
銀の(111)面のピークからシェラー法によって算出された銀の結晶子サイズが2nm以上20nm以下であり、
銅(111)面のピークからシェラー法によって算出された銅の結晶子サイズが10nm以上50nm以下である銀コート銅粉。 - 銀コート銅粉の粒子が球形であり、該粒子のアスペクト比が1以上2以下である請求項1に記載の銀コート銅粉。
- 全体に占める銀の割合が2質量%以上50質量%以下である請求項1又は2に記載の銀コート銅粉。
- 窒素雰囲気中での焼結開始温度が200℃以下である請求項1ないし3のいずれか一項に記載の銀コート銅粉。
- 粒子間での凝集を抑制するための層を粒子表面に有していない請求項1ないし4のいずれか一項に記載の銀コート銅粉。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の銀コート銅粉及び有機溶媒を含む組成物。
- 導電材料として用いられる請求項6に記載の組成物。
- 接合材料として用いられる請求項6に記載の組成物。
- 請求項6ないし8のいずれか一項に記載の組成物を、非還元性雰囲気下に、100℃以上300℃以下の温度で加熱する焼結工程に付して焼結体を形成する工程を有する焼結体の製造方法。
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