JP6717356B2 - 金属粒子の製造方法 - Google Patents
金属粒子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6717356B2 JP6717356B2 JP2018209551A JP2018209551A JP6717356B2 JP 6717356 B2 JP6717356 B2 JP 6717356B2 JP 2018209551 A JP2018209551 A JP 2018209551A JP 2018209551 A JP2018209551 A JP 2018209551A JP 6717356 B2 JP6717356 B2 JP 6717356B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal particles
- orifice
- metal
- producing
- diameter
- 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
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 title claims description 156
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 59
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 51
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 42
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims description 27
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims description 27
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 16
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 238000001036 glow-discharge mass spectrometry Methods 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 55
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 229910016347 CuSn Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
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
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
-
- 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
- B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
- B22F2201/03—Oxygen
-
- 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
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
まず、るつぼ17内に、金属粒子の原料となる金属材料を投入して加熱し、溶融金属材料2を作製する。原料となる金属材料は、Cuと微量元素とで構成され、GDMS分析によるCuの質量割合が99.995%を超え、微量元素がSi、AlまたはCaのうちの1種以上を含み、それを用いて作製された溶融金属材料2も実質的に同様の成分によって構成される。よって、後の工程において作製される金属粒子もまた実質的に同様の成分によって構成される。なお、金属材料に含まれる微量元素の質量割合は、例えば、次の方法によって調整する。金属材料におけるCuのマスターインゴットとする純銅(純Cu)の組成をGDMS分析により求める。マスターインゴットに不足する微量元素そのもの、あるいは不足元素を含有する銅合金(Cu合金)などを目標の組成になるよう、マスターインゴットに添加し、溶解する。なお、不足元素を補うために添加する銅合金の組成もGDMS分析によって予め求めておく。
るつぼ17内で溶融金属材料2を所定の温度範囲に制御するとともに、るつぼ17内に0.05MPa以上1.0MPa以下の圧力を加え、溶融金属材料2を直径5μm以上1000μm以下のオリフィス12aから矢印Vで示すように滴下することによって、ボール状の溶融金属液滴1を作製する。なお、図1中では、不活性ガスの噴射流の中に連続的に滴下される複数の溶融金属液滴1の流れ(溶湯ジェット)を、簡便のため矢印Vで示している。その際、振動ユニット6を用いて、るつぼ17内の溶融金属材料2に所定の周期振動を付与することにより、凝固後に金属粒子になる溶融金属液滴1をその振動周期に対応する大きさに制御することができる。こうした金属粒子の製造方法はUDS法に属する。
上述した溶融金属液滴1の作製工程の進行と同時に、オリフィス12aから酸素濃度が体積割合で1000ppm以下である不活性ガスの噴射流の中に溶融金属液滴1を滴下し、この噴射流の中で溶融金属液滴1を急冷凝固させる。これにより、オリフィス12aから滴下された溶融金属液滴1を酸素濃度が体積割合で1000ppm以下の雰囲気下で急冷凝固させることができる。上記プロセスにより、粒径が10μm以上1000μm以下であり、Cuと微量元素により構成され、GDMS分析によるCuの含有質量割合が99.995%を超え、微量元素としてSi、AlまたはCaのうちの1種以上を含む、複数の金属粒子を作製することができる。オリフィス12aから連続的に滴下される多数の溶融金属液滴1を連続的に急冷凝固させることにより、多数の上記金属粒子から構成される金属粒子群を作製することができる。
(本発明例)
金属粒子のターゲット粒径:表2にCu粒子の直径として示す製造仕様Dを参照する
オリフィス直径dx:90μm
オリフィスの出口側の角(縁):90度(面取りまたは丸みがない形状)
ストレート部分の長さLx:0.06mm
オリフィスの円形断面の真円度:0.999
(比較例)
金属粒子のターゲット粒径:表2にCu粒子の直径として示す製造仕様Dを参照する
オリフィス直径dx:90μm
オリフィスの出口側の角(縁):90度(面取りまたは丸みがない形状)
ストレート部分の長さLx:0.25mm
オリフィスの円形断面の真円度:0.999
2 溶融金属材料
12 オリフィス板
12a オリフィス
14 圧電素子
15 ロッド
16 振動ユニット
17 るつぼ
19 チャンバー
Claims (8)
- 球状の金属粒子を製造する方法であって、
Cuと微量元素とで構成され、GDMS分析によるCuの質量割合が99.995%を超え、前記微量元素がSi、AlまたはCaのうちの1種以上を含む金属材料を、るつぼ内で溶融して溶融金属材料を作製する工程aと、
前記るつぼ内に0.05MPa以上1.0MPa以下の圧力を加え、中心軸が鉛直方向に配置され、直径が5μm以上1000μm以下のオリフィスから前記溶融金属材料を滴下して溶融金属液滴を作製する工程bと、
前記溶融金属液滴を酸素濃度が体積割合で1000ppm以下の雰囲気下で急冷凝固させる工程cとを含み、
前記オリフィスは、人工単結晶ダイヤモンドで形成されたオリフィス板に設けられており、前記オリフィスは、鉛直方向に平行な側壁で画定される長さがLxで直径がdxのストレート部分を有し、前記ストレート部分はdx/2≦Lx≦10dxを満たす、金属粒子の製造方法。 - 前記微量元素は、質量割合で、0.16ppm以上のSi、0.10ppm以上のAlまたは0.04ppm以上のCaのうちの1種以上を含む、請求項1に記載の金属粒子の製造方法。
- 前記微量元素として、さらにPおよびSを含み、前記Pと前記Sの質量割合の合計が3ppm以上30ppm以下である、請求項1または2に記載の金属粒子の製造方法。
- 前記オリフィスの前記ストレート部分の長さLxは2.5μm≦Lx≦5mmを満たす、請求項1から3のいずれかに記載の金属粒子の製造方法。
- 前記オリフィスの前記ストレート部分の入口側は、上方に向かって、直径がdxから大きくなるとともに、側壁が水平方向に対して90度から0度になる、テーパ曲面に形成されている、請求項1から4のいずれかに記載の金属粒子の製造方法。
- 前記金属粒子の真球度は0.997以上である、請求項1から5のいずれか1項に記載の金属粒子の製造方法。
- 1時間以上にわたって、連続的に前記金属粒子を製造する、請求項1から6のいずれか1項に記載の金属粒子の製造方法。
- 前記連続的に製造された前記金属粒子から構成された金属粒子群は、前記金属粒子の製造仕様上の直径をDとし、前記金属粒子群を構成する金属粒子の直径を母集団として求めた標準偏差をSとするとき、S≦0.0036×Dを満たす、請求項7に記載の金属粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180159599A KR102171007B1 (ko) | 2018-03-27 | 2018-12-12 | 금속입자의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018060313 | 2018-03-27 | ||
JP2018060313 | 2018-03-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019173150A JP2019173150A (ja) | 2019-10-10 |
JP6717356B2 true JP6717356B2 (ja) | 2020-07-01 |
Family
ID=68166595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018209551A Active JP6717356B2 (ja) | 2018-03-27 | 2018-11-07 | 金属粒子の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6717356B2 (ja) |
KR (1) | KR102171007B1 (ja) |
TW (1) | TWI680195B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7158434B2 (ja) * | 2020-05-14 | 2022-10-21 | Jx金属株式会社 | 銅合金インゴット、銅合金箔、および銅合金インゴットの製造方法 |
JP7394017B2 (ja) * | 2020-05-14 | 2023-12-07 | Jx金属株式会社 | 金属合金の製造方法 |
WO2024042824A1 (ja) * | 2022-08-23 | 2024-02-29 | Jfeスチール株式会社 | 粒状金属製造装置 |
JP7409576B1 (ja) | 2022-08-23 | 2024-01-09 | Jfeスチール株式会社 | 粒状金属製造装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57172625A (en) | 1981-04-15 | 1982-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | Time switch time limit setting device |
JP4159012B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2008-10-01 | 日立金属株式会社 | 金属球製造装置 |
JP4397014B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2010-01-13 | 株式会社スギノマシン | 噴流衝合装置 |
JP5590501B2 (ja) * | 2009-06-30 | 2014-09-17 | 日立金属株式会社 | 金属微小球の製造方法 |
KR101308828B1 (ko) * | 2010-12-06 | 2013-09-13 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | 금속 미소구의 제조방법 |
CN107579007A (zh) * | 2013-01-11 | 2018-01-12 | 千住金属工业株式会社 | 将铜球接合于电极的方法以及选择铜球的方法 |
EP3103565B1 (en) | 2014-02-04 | 2018-10-24 | Senju Metal Industry Co., Ltd | Cu BALL, Cu CORE BALL, SOLDER JOINT, SOLDER PASTE, AND SOLDER FOAM |
US10384314B2 (en) * | 2015-04-22 | 2019-08-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Metal particle and method for producing the same, covered metal particle, and metal powder |
-
2018
- 2018-11-07 JP JP2018209551A patent/JP6717356B2/ja active Active
- 2018-11-12 TW TW107140063A patent/TWI680195B/zh active
- 2018-12-12 KR KR1020180159599A patent/KR102171007B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201942367A (zh) | 2019-11-01 |
TWI680195B (zh) | 2019-12-21 |
KR102171007B1 (ko) | 2020-10-28 |
JP2019173150A (ja) | 2019-10-10 |
KR20190113515A (ko) | 2019-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6717356B2 (ja) | 金属粒子の製造方法 | |
US6517602B2 (en) | Solder ball and method for producing same | |
CN107159876B (zh) | 贵金属粉末和其在制造部件中的用途 | |
US10384314B2 (en) | Metal particle and method for producing the same, covered metal particle, and metal powder | |
CN101220458B (zh) | Al-基合金溅射靶及其制备方法 | |
EP3628417A1 (en) | Copper alloy particles, surface-coated copper-based particles and mixed particles | |
US9702028B2 (en) | Magnesium-based alloy powder and magnesium-based alloy molded article | |
US20140238191A1 (en) | Magnesium-based alloy powder and magnesium-based alloy molded article | |
US9707664B2 (en) | Zinc-based alloy shot | |
US20160100920A1 (en) | Dental casting billet material, metal powder for powder metallurgy, dental metal component, and dental prosthesis | |
JP2002020807A (ja) | はんだボールおよびその製造方法 | |
US11821059B2 (en) | Ni-based alloy, Ni-based alloy powder, Ni-based alloy member, and product including Ni-based alloy member | |
JP5661540B2 (ja) | 酸素含有量が低いCu−Ga系合金粉末、Cu−Ga系合金ターゲット材、およびターゲット材の製造方法 | |
WO2019225589A1 (ja) | 銅系粉末、表面被覆銅系粉末およびこれらの混合粉末ならびに積層造形物およびその製造方法ならびに各種金属部品 | |
JP4161318B2 (ja) | はんだボールの製造方法 | |
JP5966449B2 (ja) | バンプ用はんだ合金粉末、バンプ用はんだペースト及びはんだバンプ | |
JP3841547B2 (ja) | 銅合金粉末の製造方法、並びにその銅合金粉末を用いたレーザ肉盛り方法 | |
JP2004276086A (ja) | 錫亜鉛ソルダーボール及びその製造方法 | |
JP2008240060A (ja) | 金属粉の製造方法 | |
US6911618B1 (en) | Method of producing minute metal balls | |
US20220208423A1 (en) | Soft magnetic alloy powder, dust core, magnetic component and electronic device | |
Fasselt et al. | Using ultrasonic atomization to recycle aluminium bronze chips for additive laser directed energy deposition | |
JP6111584B2 (ja) | はんだバンプの製造方法 | |
JP2010261094A (ja) | Au−Sn合金蒸着用粒状材およびその製造方法 | |
JP3783942B2 (ja) | バレルめっき用ダミーボール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200129 |
|
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: 20200512 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200525 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6717356 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |