JP7335768B2 - Silver-coated metal powder, method for producing the same, and conductive paint - Google Patents

Silver-coated metal powder, method for producing the same, and conductive paint Download PDF

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Description

本発明は、銅粒子または銅合金粒子の表面に金属銀がコーティングされている金属粒子で構成される銀被覆金属粉末、およびその製造方法に関する。また、上記の銀被覆金属粉末を導電フィラーとして用いた導電性塗料に関する。 The present invention relates to a silver-coated metal powder composed of metal particles in which the surfaces of copper particles or copper alloy particles are coated with metallic silver, and a method for producing the same. The present invention also relates to a conductive paint using the above silver-coated metal powder as a conductive filler.

従来、印刷法などにより電子部品の電極や配線を形成するために、導電性の金属粉末と、溶剤、樹脂、分散剤などの非導電性物質を混合して作製された導電性塗料が使用されている。導電性塗料にはペースト状のもの(導電性ペースト)や液状のもの(導電性インク)などがあり、用途に応じて適切な性状のものが選択される。導電性塗料に含有される金属粉末は導電性を担う「導電フィラー」として機能する。その導電フィラーに用いられる代表的な金属粉末として、銀粉および銅粉が挙げられる。銀粉は導電性や耐酸化性に優れる反面、コストが高い、マイグレーションを起こしやすいなどの問題を有している。逆に銅粉は導電性やコストに優れ、マイグレーションを起こしにくい反面、耐酸化性が悪いという問題を有している。 Conventionally, in order to form electrodes and wiring of electronic parts by printing methods, etc., conductive paints made by mixing conductive metal powder and non-conductive substances such as solvents, resins, and dispersants are used. ing. Conductive paints include those in paste form (conductive paste) and those in liquid form (conductive ink). The metal powder contained in the conductive paint functions as a "conductive filler" responsible for conductivity. Typical metal powders used for the conductive filler include silver powder and copper powder. Silver powder is excellent in conductivity and oxidation resistance, but has problems such as high cost and susceptibility to migration. On the other hand, copper powder is excellent in conductivity and cost, and hardly causes migration, but has a problem of poor oxidation resistance.

そこで銀粉および銅粉のメリットを享受しようと、銀被覆銅粉の製造技術が開発されている。
例えば特許文献1には、酸性溶液(pH2~5)中に銅粉を分散させ、その銅粉分散液にキレート化剤を加えて銅粉スラリーを作製した後に緩衝剤を添加してpHを約4に調整し、前記銅粉スラリーに銀イオン溶液を連続的に添加することで置換反応により銅粉表面へ銀層を形成する銀被覆銅粉の製造方法が開示されている。
Therefore, techniques for producing silver-coated copper powder have been developed in order to enjoy the merits of silver powder and copper powder.
For example, in Patent Document 1, copper powder is dispersed in an acidic solution (pH 2 to 5), a chelating agent is added to the copper powder dispersion to prepare a copper powder slurry, and then a buffer is added to adjust the pH to about 4 and continuously adding a silver ion solution to the copper powder slurry to form a silver layer on the surface of the copper powder through a substitution reaction.

また特許文献2には、銅または銅合金の粉末を銀含有層により被覆した後、還元性雰囲気下で60~160℃で0.5~50時間加熱して表面改質を行う銀被覆銅粉の製造方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2, after coating a copper or copper alloy powder with a silver-containing layer, a silver-coated copper powder that is subjected to surface modification by heating at 60 to 160 ° C. for 0.5 to 50 hours in a reducing atmosphere. is disclosed.

特開2004-52044号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-52044 特開2016-176093号公報JP 2016-176093 A

特許文献1の技術によれば、大気雰囲気中に放置しても導電性の経時変化が少ない銀コート銅粉が得られるという。しかし、特許文献1に示されるようにpH約4の銅粉スラリーに銀イオン溶液を添加して銀被覆反応を実施すると、銅の酸化物が生じて銀被覆銅粉の導電性に悪影響を及ぼすおそれがある。銅のpH-電位図において、pH4では酸化銅が生成しうるからである。 According to the technique of Patent Document 1, it is said that a silver-coated copper powder whose electrical conductivity changes little over time even when left in an air atmosphere can be obtained. However, as shown in Patent Document 1, when a silver ion solution is added to a copper powder slurry having a pH of about 4 to carry out a silver coating reaction, copper oxide is produced and adversely affects the conductivity of the silver-coated copper powder. There is a risk. This is because copper oxide can be generated at pH 4 in the pH-potential diagram of copper.

特許文献2の技術によれば、粒子同士の凝集や焼結が生じにくく、かつ導電性ペーストに使用した場合にその導電性ペーストの「粘度」の経時的な増大を抑制することができる銀被覆金属粉末が提供可能となった。しかし、導電膜の「導電性」の経時変化(信頼性)を改善することについては注力されていない。近年の電子部品の小型化、高性能化などの要求から、細線化、薄膜化した導電膜に対応するためには、導電性についての信頼性に関する更なる改善が望まれる。 According to the technique of Patent Document 2, aggregation and sintering of particles are unlikely to occur, and when used in a conductive paste, the silver coating that can suppress the increase in the "viscosity" of the conductive paste over time. Metal powder is now available. However, no effort has been made to improve the temporal change (reliability) of the "conductivity" of the conductive film. Due to recent demands for miniaturization and high performance of electronic components, further improvement in reliability of conductivity is desired in order to cope with thinning and thinning conductive films.

本発明は、導電フィラーとして使用したときに導電性の高い導電膜を形成可能で、かつその導電膜の導電性の経時変化を抑制する性能の高い銀被覆金属粉末、およびそれを用いた導電塗料を提供しようというものである。 The present invention provides a silver-coated metal powder that can form a highly conductive conductive film when used as a conductive filler and has a high performance of suppressing changes in the conductivity of the conductive film over time, and a conductive paint using the same. is intended to provide

上記目的を達成するため、本明細書では以下の発明を開示する。
[1]銅含有量が80質量%以上である金属コア粒子と、その金属コア粒子を被覆する銀の被覆層とを有する金属粒子の粉末であって、
前記粉末のタッピングにより平らにした面について、色差計により正反射光除去モードで測定されるCIE 1976 L*a*b*色空間におけるL*、a*の値と、前記粉末のレーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D50(μm)とで表される下記(1)式のA値が4.0以上である、銀被覆金属粉末。
A=L*/a*/(D50^1.45) …(1)
[2]前記D50が0.1~10.0μmである上記[1]に記載の銀被覆金属粉末。
[3]下記(2)式で定義されるB値が0.5~2.5である粒度分布を有する上記[1]または[2]に記載の銀被覆金属粉末。
B=(D90-D10)/D50 …(2)
ここで、D10、D50およびD90はそれぞれ、レーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積10%粒子径D10(μm)、累積50%粒子径D50(μm)および累積90%粒子径D90(μm)を意味する。
[4]粉末に占める銀の質量割合が2.0~30.0%である上記[1]~[3]のいずれかに記載の銀被覆金属粉末。
[5]粉末に占める銀の質量割合が5.0~15.0%である上記[1]~[3]のいずれかに記載の銀被覆金属粉末。
[6]キレート剤を含む水溶液と、銅含有量が80質量%以上である金属粒子の粉末を混合し、液のpHが2.3~3.2である前記金属粒子のスラリーを作る工程(スラリー化工程)、
前記スラリー中に銀イオンを導入し、スラリーの液のpHを2.3~3.2に維持しながら金属粒子の表面に金属銀の被覆層を形成させる工程(銀被覆工程)、
を有する、上記[1]~[5]のいずれかに記載の銀被覆金属粉末の製造方法。
[7]キレート剤を含む水溶液と、銅含有量が80質量%以上である金属粒子の粉末を混合し、液のpHが2.3~3.2である前記金属粒子のスラリーを作る工程(スラリー化工程)、
前記スラリーを15~70℃で10分以上保持することにより、スラリー中の金属粒子の表面を洗浄する工程(洗浄工程)、
前記洗浄工程後のスラリー中に銀イオンを導入し、スラリーの液のpHを2.3~3.2に維持しながら金属粒子の表面に金属銀の被覆層を形成させる工程(銀被覆工程)、
を有する、上記[1]~[5]のいずれかに記載の銀被覆金属粉末の製造方法。
[8]上記[1]~[5]のいずれかに記載の銀被覆金属粉末を導電フィラーに用いた導電性塗料。
In order to achieve the above objects, the following inventions are disclosed in this specification.
[1] A powder of metal particles having a metal core particle with a copper content of 80% by mass or more and a silver coating layer coating the metal core particle,
L*, a* values in CIE 1976 L*a*b* color space measured by a color difference meter in specular-removed mode on the surface flattened by tapping of the powder, and laser diffraction/scattering of the powder. A silver-coated metal powder having an A value of 4.0 or more in the following formula (1) expressed as a cumulative 50% particle size D 50 (μm) in a volume-based particle size distribution according to the law.
A=L*/a*/( D50 ^1.45) (1)
[2] The silver-coated metal powder according to [1] above, wherein D 50 is 0.1 to 10.0 μm.
[3] The silver-coated metal powder according to [1] or [2] above, which has a particle size distribution in which the B value defined by the following formula (2) is from 0.5 to 2.5.
B=( D90 - D10 )/ D50 (2)
Here, D 10 , D 50 and D 90 are respectively the cumulative 10% particle size D 10 (μm), the cumulative 50% particle size D 50 (μm) and the cumulative 90% particle size distribution in the volume-based particle size distribution by laser diffraction/scattering method. % particle diameter D 90 (μm).
[4] The silver-coated metal powder according to any one of [1] to [3] above, wherein the mass ratio of silver in the powder is 2.0 to 30.0%.
[5] The silver-coated metal powder according to any one of [1] to [3] above, wherein the mass ratio of silver in the powder is 5.0 to 15.0%.
[6] A step of mixing an aqueous solution containing a chelating agent and a powder of metal particles having a copper content of 80% by mass or more to prepare a slurry of the metal particles having a pH of 2.3 to 3.2 ( slurrying process),
a step of introducing silver ions into the slurry to form a coating layer of metallic silver on the surface of the metal particles while maintaining the pH of the slurry liquid at 2.3 to 3.2 (silver coating step);
The method for producing a silver-coated metal powder according to any one of [1] to [5] above, having
[7] A step of mixing an aqueous solution containing a chelating agent and a powder of metal particles having a copper content of 80% by mass or more to prepare a slurry of the metal particles having a pH of 2.3 to 3.2 ( slurrying process),
a step of washing the surface of the metal particles in the slurry by holding the slurry at 15 to 70° C. for 10 minutes or longer (washing step);
A step of introducing silver ions into the slurry after the washing step to form a coating layer of metallic silver on the surface of the metal particles while maintaining the pH of the slurry liquid at 2.3 to 3.2 (silver coating step). ,
The method for producing a silver-coated metal powder according to any one of [1] to [5] above, having
[8] A conductive paint using the silver-coated metal powder according to any one of [1] to [5] above as a conductive filler.

上記(1)式において、記号「^」はべき乗を意味する。 In the above formula (1), the symbol "^" means exponentiation.

本発明によれば、金属コアの銅または銅合金の露出が少ない、均一性の高い銀被覆層を有する銀被覆金属粉末が提供可能となった。この銀被覆金属粉末を導電性塗料の導電フィラーとして使用すると、導電性に優れ、かつその経時変化の少ない導電膜を形成することができる。 According to the present invention, it has become possible to provide a silver-coated metal powder having a highly uniform silver coating layer with little exposure of the copper or copper alloy of the metal core. When this silver-coated metal powder is used as a conductive filler in a conductive paint, it is possible to form a conductive film that is excellent in conductivity and that changes little over time.

[金属コア粒子]
本発明の銀被覆金属粉末は、銅または銅合金からなる金属粒子の表面に銀の被覆層を形成してなる銀被覆金属粒子の集合体である。本明細書では、この銀被覆金属粒子のうち前記の「銅または銅合金からなる金属粒子」に由来する部分を「金属コア」と呼ぶ。また、前記の「銅または銅合金からなる金属粒子」を、銀被覆金属粒子と区別する意味で、特に「金属コア粒子」と呼ぶことがあり、前記金属コア粒子の集合体である粉末を「金属コア粉末」と呼ぶことがある。
[Metal core particles]
The silver-coated metal powder of the present invention is an aggregate of silver-coated metal particles formed by forming a silver coating layer on the surface of metal particles made of copper or a copper alloy. In this specification, the portion of the silver-coated metal particles derived from the "metal particles made of copper or copper alloy" is referred to as "metal core". In addition, the above-mentioned "metal particles made of copper or copper alloy" may be particularly referred to as "metal core particles" in the sense of distinguishing them from silver-coated metal particles, and the powder that is an aggregate of the metal core particles is referred to as " It is sometimes called "metal core powder".

金属コア粉末としては、銅含有量が80質量%以上である金属粉末を適用する。銅含有量が少なすぎると体積抵抗率の上昇に伴って導電性が低くなり、導電性に優れる導電膜を形成するうえでは不利となる。銅含有量は90質量%以上とすることがより好ましい。不純物元素含有量が例えば0.1質量%以下の「銅粉」を適用してもよい。前記不可避不純物元素の例としては、鉄、ナトリウム、カリウム、カルシウム、パラジウム、マグネシウム、酸素、炭素、窒素、リン、ケイ素、塩素などが挙げられる。「銅合金粉末」を適用する場合は、代表的な合金系として銅-亜鉛系合金、銅-ニッケル系合金、銅-ニッケル-亜鉛系合金などを挙げることができる。ただし、本発明の効果を阻害しない限り、これら以外の銅合金系を採用することができる。 As the metal core powder, a metal powder having a copper content of 80% by mass or more is used. If the copper content is too low, the volume resistivity increases and the conductivity decreases, which is disadvantageous in forming a conductive film with excellent conductivity. More preferably, the copper content is 90% by mass or more. A "copper powder" having an impurity element content of, for example, 0.1% by mass or less may be applied. Examples of the inevitable impurity elements include iron, sodium, potassium, calcium, palladium, magnesium, oxygen, carbon, nitrogen, phosphorus, silicon and chlorine. When "copper alloy powder" is applied, typical alloy systems include copper-zinc alloys, copper-nickel alloys, and copper-nickel-zinc alloys. However, copper alloy systems other than these can be employed as long as they do not inhibit the effects of the present invention.

銅-亜鉛系合金の場合、例えば、銅:80.0~95.5質量%より好ましくは88.0~98.5質量%、残部が亜鉛および不可避的不純物である組成を採用することができる。銅-ニッケル系合金の場合、例えば、銅:80.0~95.5質量%より好ましくは88.0~98.5質量%、残部がニッケルおよび不可避的不純物である組成を採用することができる。銅-ニッケル-亜鉛系合金の場合、例えば、銅:80.0~95.5質量%より好ましくは88.0~97.5質量%、ニッケル:0.1~10.0質量%、残部が亜鉛および不可避的不純物である組成を採用することができる。これらいずれの銅合金系の場合であっても、本発明の効果を阻害しない範囲で、ニッケルあるいは亜鉛以外の元素を含有させることができる。 In the case of a copper-zinc alloy, for example, copper: 80.0 to 95.5% by mass, preferably 88.0 to 98.5% by mass, and the balance being zinc and unavoidable impurities. . In the case of a copper-nickel alloy, for example, a composition of copper: 80.0 to 95.5% by mass, preferably 88.0 to 98.5% by mass, and the balance being nickel and unavoidable impurities can be adopted. . In the case of a copper-nickel-zinc alloy, for example, copper: 80.0 to 95.5% by mass, more preferably 88.0 to 97.5% by mass, nickel: 0.1 to 10.0% by mass, the balance being Compositions that are zinc and incidental impurities can be employed. In the case of any of these copper alloy systems, elements other than nickel or zinc can be contained within a range that does not impair the effects of the present invention.

金属コア粒子の形状は、略球状粒子、鱗片状(フレーク状)粒子、樹枝状粒子など、用途に応じて選択可能である。金属コア粒子の粉末の平均粒子径については、例えばレーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D50が0.05~15.0μmのものを使用すればよい。銀被覆金属粉末の平均粒子径を所定範囲(例えばD50が0.1~10.0μmの範囲など)に調整したい場合は、所望の銀被覆量に応じて、適切な平均粒子径(例えばD50が0.08~9.9μmの範囲など)を有する金属コア粒子の粉末を選択すればよい。 The shape of the metal core particles can be selected depending on the application, such as substantially spherical particles, scale-like (flake-like) particles, and dendritic particles. As for the average particle size of the metal core particles, those having a cumulative 50% particle size D 50 of 0.05 to 15.0 μm in the volume-based particle size distribution according to the laser diffraction/scattering method may be used. When it is desired to adjust the average particle size of the silver-coated metal powder to a predetermined range (for example, D 50 is in the range of 0.1 to 10.0 μm), an appropriate average particle size (for example, D 50 in the range of 0.08-9.9 μm).

[銀被覆層]
本発明の銀被覆金属粉末においては、金属コア粒子の表面に銀被覆層が形成されている。この銀被覆層は実質的に銀からなるが、製造工程や原料に由来する不可避不純物を含みうる。また、金属コア粒子の構成元素が銀被覆層へと拡散した結果、銀被覆層がこれらの元素を含んでいる場合もありうる。
[Silver coating layer]
In the silver-coated metal powder of the present invention, a silver coating layer is formed on the surface of the metal core particles. Although this silver coating layer is substantially made of silver, it may contain unavoidable impurities derived from the manufacturing process and raw materials. In addition, the constituent elements of the metal core particles may diffuse into the silver coating layer, resulting in the silver coating layer containing these elements.

銀被覆層は金属コア粒子の表面全体に形成されている必要はなく、後述するようにA値が所定値以上となるように金属コア粒子の表面を被覆していればよい。そのような被覆は、後述の製造方法に従えば、銀被覆金属粉末に占める銀の質量割合が1.0%以上の範囲において実現しやすい。より安定して良好な導電性を確保する観点からは、銀被覆金属粉末に占める銀の質量割合は2.0%以上であることが好ましく、5.0%以上であることがより好ましく、7.0%以上であることが更に好ましい。過剰な銀被覆はコスト増を招く要因となる。銀被覆金属粉末に占める銀の質量割合は30.0%以下とすることが好ましく、20.0%以下とすることがより好ましく、15.0%以下に管理してもよい。 The silver coating layer does not have to be formed on the entire surface of the metal core particles, and may cover the surfaces of the metal core particles so that the A value is at least a predetermined value as described later. Such a coating can be easily achieved when the mass ratio of silver in the silver-coated metal powder is in the range of 1.0% or more by following the manufacturing method described below. From the viewpoint of ensuring more stable and good conductivity, the mass ratio of silver in the silver-coated metal powder is preferably 2.0% or more, more preferably 5.0% or more. 0% or more is more preferable. Excessive silver coating causes cost increase. The mass ratio of silver in the silver-coated metal powder is preferably 30.0% or less, more preferably 20.0% or less, and may be controlled to 15.0% or less.

[A値]
銀被覆金属粉末を構成する粒子(銀被覆金属粒子)の金属コアの露出程度を表す指標として、本発明では下記(1)式により定まるA値を採用する。
A=L*/a*/(D50^1.45) …(1)
ここで、L*およびa*はそれぞれ、CIE 1976 L*a*b*色空間における明度L*および緑-赤方向の色度a*を意味する。D50は銀被覆金属粉末のレーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D50(μm)である。
L*およびa*の測定は、試料粉末を円筒容器に入れてタッピングにより平らにした面について、色差計により正反射光除去モード(SCEモード)で行う。
[A value]
As an index representing the degree of exposure of the metal core of the particles (silver-coated metal particles) constituting the silver-coated metal powder, the A value determined by the following formula (1) is used in the present invention.
A=L*/a*/( D50 ^1.45) (1)
Here, L* and a* denote lightness L* and green-red chromaticity a*, respectively, in the CIE 1976 L*a*b* color space. D 50 is the cumulative 50% particle size D 50 (μm) in the volume-based particle size distribution of the silver-coated metal powder measured by the laser diffraction/scattering method.
L* and a* are measured by a color difference meter in specular reflection removal mode (SCE mode) on the surface of a sample powder placed in a cylindrical container and flattened by tapping.

銀被覆金属粒子の金属コアの露出が大きいほど明度L*は小さくなる。しかし、発明者らの検討によれば、金属コアの露出が比較的少ない銀被覆金属粒子などでは、L*だけでは高い精度で金属コアの露出の程度を対比することが難しくなる。そこで詳細に検討を進めた結果、明度L*を緑-赤方向の色度a*で除した「L*/a*」の値をパラメータに用いることが、銅含有量80質量%以上の銅または銅合金の金属コアの露出程度を評価する上で極めて有効であることがわかった。更に、L*/a*値に及ぼす粒子径の影響をも考慮する必要がある。発明者らは、銀被覆量(質量%)が同等レベルにあり、平均粒子径が相違する種々の銀被覆金属粉末について、L*/a*値をD50(μm)のべき乗で除した値の変動係数CV値を調べた。D50(μm)のべき乗「D50^X」において、Xの値を1から増大させていったとき、「L*/a*/(D50^X)」の値の変動係数CV値は、Xが1.45付近で最小となる傾向が見られた。そこで、平均粒子径が異なる銀被覆金属粉末についても同じ基準で金属コアの露出程度を精度良く比較することができる指標として、「L*/a*」をD50でノルマライズした「L*/a*/(D50^1.45)」を採用することとした。これによって定まる値が(1)式のA値である。A値が高い銀被覆金属粉末は、金属コアの露出が少なく、かつ金属コア粒子の表面に存在している銀被覆層についても均一性が高いと評価される。 The greater the exposure of the metal core of the silver-coated metal particles, the smaller the lightness L*. However, according to the study of the inventors, it is difficult to compare the degree of exposure of the metal core with high accuracy only by L* in the case of silver-coated metal particles in which the metal core is relatively little exposed. Therefore, as a result of detailed investigation, it was found that the value of "L*/a*", which is obtained by dividing the lightness L* by the chromaticity a* in the green-red direction, was used as a parameter. Or it was found to be extremely effective in evaluating the degree of exposure of the metal core of the copper alloy. Furthermore, the effect of particle size on L*/a* values should also be considered. The inventors have found that various silver-coated metal powders with similar silver coating amounts (% by mass) and different average particle sizes are obtained by dividing the L*/a* value by the power of D50 (μm). The coefficient of variation CV value of was examined. In the power of D 50 (μm) "D 50 ^X", when the value of X is increased from 1, the coefficient of variation CV value of the value of "L*/a*/(D 50 ^X)" is , X tends to be the minimum around 1.45. Therefore, for silver-coated metal powders with different average particle sizes, as an index that can accurately compare the exposure degree of the metal core based on the same standard, "L*/a*" normalized by D50 , "L*/ a*/(D 50 ^1.45)” was adopted. The value determined by this is the A value of the formula (1). A silver-coated metal powder having a high A value is evaluated to have a small exposure of the metal core and a high uniformity of the silver coating layer existing on the surface of the metal core particles.

発明者らの研究によれば、金属コア粒子として銅含有量が80質量%以上の銅または銅合金を適用する場合、上記のA値が4.0以上である銀被覆金属粉末は、金属コアの露出が極めて少なく、かつ銀被覆層の均一性も高いことから、その粉末を導電フィラーとして使用した導電膜において初期抵抗を顕著に低下させ、かつ「導電性の経時変化」を抑制する高い効果を発揮する。導電膜の導電性の観点からは、A値は4.1以上であることがより効果的である。A値の上限については特に規定しないが、例えば8.0以下の範囲で十分であり、コスト的には例えば6.5以下の範囲に抑えることが有利となる。 According to the research of the inventors, when copper or a copper alloy having a copper content of 80% by mass or more is applied as the metal core particles, the silver-coated metal powder having the above A value of 4.0 or more has a metal core , and the uniformity of the silver coating layer is very low. Therefore, in a conductive film using the powder as a conductive filler, the initial resistance is significantly reduced and the "change in conductivity over time" is highly effective. demonstrate. From the viewpoint of the conductivity of the conductive film, it is more effective that the A value is 4.1 or more. Although the upper limit of the A value is not particularly defined, a range of, for example, 8.0 or less is sufficient, and it is advantageous to suppress it to a range of, for example, 6.5 or less in terms of cost.

[銀被覆金属粉末のD50
本発明の銀被覆金属粉末の粒子サイズに関しては、導電性塗料に使用した場合の細線描画や薄い導電膜を形成する観点から、レーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D50が0.1~10.0μmの範囲にあることが好ましい。D50が0.8~8.0μmであることがより好ましく、1.2~6.0μmであることがさらに好ましい。
[D 50 of silver-coated metal powder]
Regarding the particle size of the silver-coated metal powder of the present invention, the cumulative 50% particle size in the volume-based particle size distribution by the laser diffraction/scattering method is determined from the viewpoint of fine line drawing and the formation of a thin conductive film when used in a conductive paint. D 50 is preferably in the range of 0.1 to 10.0 μm. D 50 is more preferably 0.8 to 8.0 μm, even more preferably 1.2 to 6.0 μm.

[B値]
下記(2)式で定義されるB値は、銀被覆金属粉末の粒度分布のシャープさを表す指標である。
B=(D90-D10)/D50 …(2)
ここで、D10、D50およびD90はそれぞれ、レーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積10%粒子径D10(μm)、累積50%粒子径D50(μm)および累積90%粒子径D90(μm)を意味する。
B値が小さいほどシャープな粒度分布を有していると判断される。粉末の充填性やハンドリングの容易さの点から、平均粒子径に応じて適度なシャープさの粒度分布を有していることが有利となる。種々検討の結果、B値は0.5~2.5の範囲にあることがより好ましい。
[B value]
The B value defined by the following formula (2) is an index representing the sharpness of the particle size distribution of the silver-coated metal powder.
B=( D90 - D10 )/ D50 (2)
Here, D 10 , D 50 and D 90 are respectively the cumulative 10% particle size D 10 (μm), the cumulative 50% particle size D 50 (μm) and the cumulative 90% particle size distribution in the volume-based particle size distribution by laser diffraction/scattering method. % particle diameter D 90 (μm).
It is judged that the smaller the B value, the sharper the particle size distribution. From the viewpoint of powder filling properties and ease of handling, it is advantageous to have a moderately sharp particle size distribution according to the average particle size. As a result of various investigations, it is more preferable that the B value is in the range of 0.5 to 2.5.

[BET比表面積]
本発明の銀被覆金属粉末のBET1点法により測定した比表面積は、良好な導電性を発揮させる観点から、0.08~1.50m2/gであることが好ましく、0.10~1.00m2/gであることがより好ましく、0.15~0.80m2/gであることが更に好ましい。
[BET specific surface area]
The specific surface area of the silver-coated metal powder of the present invention measured by the BET single-point method is preferably 0.08 to 1.50 m 2 /g, more preferably 0.10 to 1.5 m 2 /g, from the viewpoint of exhibiting good conductivity. 00 m 2 /g, more preferably 0.15 to 0.80 m 2 /g.

[タップ密度]
本発明の銀被覆金属粉末のタップ密度は、粉末の充填密度を高めて良好な導電性を発揮させる観点から、3.0~8.5g/cm3であることが好ましく、4.0~7.0g/cm3であることがより好ましい。
[Tap density]
The tap density of the silver-coated metal powder of the present invention is preferably 3.0 to 8.5 g/cm 3 , more preferably 4.0 to 7, from the viewpoint of increasing the packing density of the powder and exhibiting good electrical conductivity. More preferably 0.0 g/cm 3 .

[酸素含有量]
本発明の銀被覆金属粉末の酸素含有量は、導電性の観点から、0.40質量%以下であることが好ましく、0.05~0.20質量%であることがより好ましい。
[Oxygen content]
From the viewpoint of conductivity, the oxygen content of the silver-coated metal powder of the present invention is preferably 0.40% by mass or less, more preferably 0.05 to 0.20% by mass.

[炭素含有量]
本発明の銀被覆金属粉末の炭素含有量は、0.40質量%以下であることが好ましく、0.005~0.10質量%であることがより好ましい。
[Carbon content]
The carbon content of the silver-coated metal powder of the present invention is preferably 0.40 mass % or less, more preferably 0.005 to 0.10 mass %.

[耐酸化性]
銀被覆金属粉末の耐酸化性を示す指標として、下記(3)式で表されるTG変化率(%)を採用することができる。
TG変化率(%)=100×(W1-W0)/W0 …(3)
ここで、W0は加熱試験前の試料粉末の重量(g)、W1は所定温度まで昇温した時点の試料粉末の重量(g)である。加熱試験は、試料粉末の重量をモニターしながら、その試料粉末の温度を大気雰囲気中で室温(25℃)から650℃まで空気を通気しながら5℃/min昇温速度で上昇させる方法で行う。このときの重量変化曲線において、所定温度(例えば200℃または300℃)に到達したときの重量をW1(g)として読み取り、上記(3)式によりその温度までのTG変化率(%)を求める。
銅含有量80質量%以上の金属コアを有する銀被覆金属粉末において、200℃までのTG変化率が0.7%以下かつ300℃までのTG変化率が5.0%以下であるものは導電フィラーとして十分な耐酸化性を有すると判断され、200℃までのTG変化率が0.5%以下かつ300℃までのTG変化率が3.5%以下であるものは一層優れた耐酸化性を有すると判断される。
[Oxidation resistance]
As an index showing the oxidation resistance of the silver-coated metal powder, the TG change rate (%) represented by the following formula (3) can be used.
TG change rate (%)=100×(W 1 −W 0 )/W 0 (3)
Here, W 0 is the weight (g) of the sample powder before the heating test, and W 1 is the weight (g) of the sample powder when heated to a predetermined temperature. In the heating test, the weight of the sample powder is monitored, and the temperature of the sample powder is raised from room temperature (25°C) to 650°C in an air atmosphere at a heating rate of 5°C/min while air is passed through. . In the weight change curve at this time, the weight when reaching a predetermined temperature (for example, 200 ° C. or 300 ° C.) is read as W 1 (g), and the TG change rate (%) up to that temperature is calculated by the above equation (3). demand.
A silver-coated metal powder having a metal core with a copper content of 80% by mass or more, with a TG change rate of 0.7% or less up to 200 ° C. and a TG change rate of 5.0% or less up to 300 ° C. is conductive It is judged that it has sufficient oxidation resistance as a filler, and the TG change rate up to 200 ° C. is 0.5% or less and the TG change rate up to 300 ° C. is 3.5% or less. is determined to have

[製造方法]
本発明の銀被覆金属粉末は、例えば以下の工程を経る製造方法により製造することができる。
[Production method]
The silver-coated metal powder of the present invention can be produced, for example, by a production method including the following steps.

[スラリー化工程]
キレート剤を含む水溶液と、銅含有量が80質量%以上である金属粒子の粉末を混合し、液のpHが2.3~3.2、より好ましくはpH2.3~2.7である前記金属粒子のスラリーを作る。液のpHを上記の範囲としておくことにより、金属粒子の粉末がスラリー中でよく分散し、また後の銀被覆工程において銀被覆反応(置換めっき反応)が穏やかに進行する。その結果、同じ銀被覆量でも、より均一性の高い銀被覆層を形成させることが可能となる。混合には撹拌機を使用することができる。
[Slurry process]
An aqueous solution containing a chelating agent and a powder of metal particles having a copper content of 80% by mass or more are mixed, and the pH of the liquid is 2.3 to 3.2, more preferably 2.3 to 2.7. Make a slurry of metal particles. By setting the pH of the liquid within the above range, the metal particle powder is well dispersed in the slurry, and the silver coating reaction (displacement plating reaction) proceeds smoothly in the subsequent silver coating step. As a result, even with the same silver coating amount, it is possible to form a silver coating layer with higher uniformity. A stirrer can be used for mixing.

なお、本明細書でいうpHは、JIS Z8802:2011に基づき、pH標準液によるゼロ校正およびスパン校正を行ったうえで、ガラス電極を用いて測定される25℃におけるpHである。 The pH referred to in this specification is the pH at 25° C. measured using a glass electrode after performing zero calibration and span calibration with a pH standard solution based on JIS Z8802:2011.

キレート剤は、金属コア粒子表面の酸化膜を除去する機能を発揮して銀被覆が良好になされるようにする機能を有する。またキレート剤は、銀被覆反応(置換めっき反応)において金属粉末から溶出した銅イオンを錯体化で捕捉することによって、銅イオンの金属コア粒子上での再析出のような、銀被覆反応の進行の妨害反応を抑制する。ここでは酸性水溶液に溶解するキレート剤を使用する。キレート剤の具体例としては、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ニトリロ三酢酸及びこれらの塩が挙げられる。これらは1種単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお前記塩の例としてはアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が挙げられ、これらの具体例としてはナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩が挙げられる。 The chelating agent has the function of removing the oxide film on the surface of the metal core particles to ensure good silver coating. In addition, the chelating agent captures the copper ions eluted from the metal powder in the silver coating reaction (displacement plating reaction) by complexing, thereby promoting the progress of the silver coating reaction, such as reprecipitation of copper ions on the metal core particles. Suppress the interfering reaction of A chelating agent that dissolves in an acidic aqueous solution is used here. Specific examples of chelating agents include ethylenediaminetetraacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. Examples of the salts include alkali metal salts and alkaline earth metal salts, and specific examples thereof include sodium salts, potassium salts, magnesium salts and calcium salts.

液状媒体(スラリー中の固体物質である金属コア粒子を除いた部分)に占めるキレート剤の含有量は例えば0.02~0.5mol/Lの範囲で調整すればよい。スラリー中に占める金属コア粒子の質量割合は例えば5~30%の範囲で調整すればよい。スラリー中にはpH調整剤・緩衝剤として機能する物質を含有させることができる。そのような物質として、例えばマロン酸、コハク酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、フタル酸およびそれらの塩が挙げられる。これらは1種単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらは銀被覆反応時のpHの変化(特にアルカリ性側への変動)を防止するための緩衝剤としても機能する。なお前記塩の例としてはアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が挙げられ、これらの具体例としてはナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩が挙げられる。 The content of the chelating agent in the liquid medium (the portion of the slurry excluding the metal core particles, which are solid substances in the slurry) may be adjusted, for example, within the range of 0.02 to 0.5 mol/L. The mass ratio of the metal core particles in the slurry may be adjusted, for example, within the range of 5 to 30%. The slurry may contain a substance that functions as a pH adjuster/buffer. Such substances include, for example, malonic acid, succinic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, phthalic acid and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. These also function as buffers to prevent pH changes (especially to the alkaline side) during the silver coating reaction. Examples of the salts include alkali metal salts and alkaline earth metal salts, and specific examples thereof include sodium salts, potassium salts, magnesium salts and calcium salts.

[洗浄工程]
必要に応じて、前記スラリーを15~70℃で(すなわち、スラリー自体の温度を15~70℃として)10分以上保持することにより、スラリー中の金属粒子の表面を酸性環境下で洗浄することができる。保持中は、非酸化性ガス(窒素やアルゴンなど)をスラリー中に吹き込むことが望ましい。このガス吹き込みにより、液中の酸素量を低減させる効果、および適度な撹拌力で粒子の分散状態を確保する効果が得られる。保持中の液のpHは2.3~3.2に維持することが望ましく、2.3~2.7に維持することがより望ましい。キレート剤を含む酸性溶液中で金属コア粒子を保持することにより、金属コア粒子表面の酸化物の除去効果が向上して活性な金属が粒子表面に露出し、銀の被覆をより均一に行う上で効果的である。A値が高く導電性に優れた銀被覆金属粉末を得るためには、保持時間を90分以上とすることがより好ましい。あまり長時間の保持は不経済となるので、洗浄工程を実施する場合は保持時間を例えば180分以下の範囲で設定することが好ましい。
[Washing process]
If necessary, the slurry is kept at 15 to 70° C. (that is, the temperature of the slurry itself is set to 15 to 70° C.) for 10 minutes or more to wash the surfaces of the metal particles in the slurry in an acidic environment. can be done. It is desirable to blow non-oxidizing gas (nitrogen, argon, etc.) into the slurry during holding. This gas blowing has the effect of reducing the amount of oxygen in the liquid and the effect of ensuring the state of dispersion of the particles with an appropriate stirring force. The pH of the liquid during retention is desirably maintained between 2.3 and 3.2, more desirably between 2.3 and 2.7. By holding the metal core particles in an acidic solution containing a chelating agent, the effect of removing oxides on the surface of the metal core particles is improved, the active metal is exposed on the particle surface, and the silver coating is performed more uniformly. is effective in In order to obtain a silver-coated metal powder having a high A value and excellent conductivity, it is more preferable to set the holding time to 90 minutes or longer. Since holding for too long is uneconomical, it is preferable to set the holding time within the range of, for example, 180 minutes or less when performing the washing step.

[銀被覆工程]
前記のスラリー(前記洗浄工程を実施した場合は洗浄工程後のスラリー)の中に銀イオンを導入し、スラリーの液のpHを2.3~3.2、より好ましくは2.3~2.7に維持しながら金属粒子の表面に金属銀の被覆層を形成させる。液のpHが2.3を下回ると銀被覆反応(置換めっき反応)の進行が遅くなる。pHが2.3より低下しても、pH調整剤の添加等によりpHを上昇させれば反応速度は回復する。しかし、反応中のpHの変動は均一性の高い銀被覆層を形成させる上でマイナス要因となる。また、pHが低すぎるとキレート剤-銅イオンの錯体安定性が低下して銅イオンの再析出が起こる懸念があり、導電性の高い銀被覆金属粉末を得る上でマイナス要因となる。一方、液のpHが3.2を超えると反応液中での金属コア粒子の分散性が低下し、置換反応の進行速度が高まることにより均一性の高い銀被覆層を安定して形成させることが難しくなる。したがって、ここでは液のpHを2.3~3.2に維持したまま反応を進行させる手法を採用する。液のpHを2.3~2.7に維持して反応を進行させることがより好ましい。この銀被覆反応において、液の電位は特に限定されるものではないが、通常0~1.0V(対標準電極電位)である。
[Silver coating process]
Silver ions are introduced into the slurry (the slurry after the washing step when the washing step is performed), and the pH of the slurry is adjusted to 2.3 to 3.2, more preferably 2.3 to 2.3. A coating layer of metallic silver is formed on the surface of the metal particles while maintaining the temperature at 7. If the pH of the solution is less than 2.3, the progress of the silver coating reaction (displacement plating reaction) slows down. Even if the pH drops below 2.3, the reaction rate can be recovered by increasing the pH by adding a pH adjuster or the like. However, pH variation during the reaction is a negative factor in forming a highly uniform silver coating layer. On the other hand, if the pH is too low, the stability of the chelating agent-copper ion complex may be lowered, and reprecipitation of copper ions may occur, which is a negative factor in obtaining a highly conductive silver-coated metal powder. On the other hand, when the pH of the liquid exceeds 3.2, the dispersibility of the metal core particles in the reaction liquid decreases, and the rate of progress of the substitution reaction increases, thereby stably forming a highly uniform silver coating layer. becomes difficult. Therefore, here, a technique is adopted in which the reaction proceeds while maintaining the pH of the liquid at 2.3 to 3.2. It is more preferable to proceed the reaction while maintaining the pH of the liquid at 2.3 to 2.7. In this silver coating reaction, the potential of the liquid is not particularly limited, but is usually 0 to 1.0 V (versus the standard electrode potential).

スラリー中への銀イオンの導入は、予め銀化合物が溶解している銀イオン含有液を作製しておき、それをスラリー中に添加する方法で行うことが望ましい。銀イオン含有液は、一挙に全量を添加してもよいし、連続的または断続的に添加してもよい。銀イオン含有液を作製するための銀イオン源としては銀塩(例えば硝酸銀、塩化銀、ヨウ化銀、シュウ化銀、炭酸銀)が挙げられ、水溶性が高いことやコストの点から硝酸銀が好ましい。スラリー中への銀イオンの導入量は、目的とする金属粉末の銀被覆量に応じて調整する。通常、銀としての質量換算で、金属コア粉末100質量部に対して0.1~100質量部の範囲で調整可能であり、例えば8~50質量部の範囲で調整することが好ましい。
また、銀イオン含有液には、キレート剤を添加してもよい。キレート剤は銀の錯体を作り、銀被覆反応の反応速度を低下させ、銀被覆反応を穏やかに進行させる作用を発揮する。このキレート剤としては、スラリー化工程に使用するものと同種のものを使用することができる。キレート剤の使用量は、銀1molに対して例えば0.5~4molの範囲で設定すればよい。
The introduction of silver ions into the slurry is desirably carried out by preparing a silver ion-containing liquid in which a silver compound is dissolved in advance and then adding it to the slurry. The silver ion-containing liquid may be added all at once, or may be added continuously or intermittently. Silver salts (such as silver nitrate, silver chloride, silver iodide, silver oxalate, and silver carbonate) can be mentioned as a silver ion source for preparing a silver ion-containing liquid, and silver nitrate is preferred because of its high water solubility and cost. preferable. The amount of silver ions introduced into the slurry is adjusted according to the desired amount of silver coated on the metal powder. Generally, it can be adjusted in the range of 0.1 to 100 parts by mass, for example, in the range of 8 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the metal core powder, in terms of mass as silver.
A chelating agent may also be added to the silver ion-containing liquid. The chelating agent forms a silver complex, lowers the reaction rate of the silver coating reaction, and exerts the action of making the silver coating reaction proceed smoothly. As this chelating agent, the same kind as those used in the slurrying step can be used. The amount of the chelating agent to be used may be set, for example, within the range of 0.5 to 4 mol per 1 mol of silver.

反応中の液温は15~70℃に維持することが好ましい。また、スラリー中に非酸化性ガス(窒素やアルゴンなど)を吹き込みながら反応を進行させることが好ましい。このガス吹き込みにより、液中の酸素量を低減させる効果、および適度な撹拌力で粒子の分散状態を確保する効果が得られる。銀被覆反応の終期の把握については、スラリーの表面近傍の液をスポイトで分取し、分取した液をフィルター濾過して得られた濾液にヨウ化カリウム等のハロゲン化物を添加した際に、銀のハロゲン化物の生成反応が起こらなくなった時点をもって、銀被覆反応が終了したとみなすことができる。 It is preferable to maintain the liquid temperature at 15 to 70°C during the reaction. Moreover, it is preferable to proceed the reaction while blowing a non-oxidizing gas (nitrogen, argon, etc.) into the slurry. This gas blowing has the effect of reducing the amount of oxygen in the liquid and the effect of ensuring the state of dispersion of the particles with an appropriate stirring force. As for grasping the final stage of the silver coating reaction, the liquid near the surface of the slurry is fractionated with a dropper, and the filtrate obtained by filtering the fractionated liquid with a filter is added with a halide such as potassium iodide. It can be considered that the silver coating reaction is completed at the point when the silver halide formation reaction does not occur anymore.

銀被覆工程を終えたスラリーを固液分離して固形分を回収し、回収された固形分を水洗したのち乾燥させ、必要に応じて解砕処理を施すことにより、本発明の銀被覆金属粉末を得ることができる。 The silver-coated metal powder of the present invention is obtained by performing solid-liquid separation on the slurry after the silver-coating step to recover the solid content, washing the recovered solid content with water, drying it, and subjecting it to a pulverization treatment if necessary. can be obtained.

[導電性塗料]
上記のようにして得られた銀被覆金属粉末は、導電性ペーストや導電性インクなどの「導電性塗料」を構築するための導電フィラーとして好適である。導電性塗料の作製方法は公知の手法を利用することができる。例えば導電性ペーストの場合、比較的高温で焼成して溶剤や樹脂成分を分解、揮発させて、導電フィラーの粒子同士を焼結させることにより導通を得る「焼結型導電性ペースト」と、比較的低温で加熱して樹脂成分を硬化させ、硬化時の樹脂の収縮を利用して導電フィラー粒子同士を接触させることにより導通を得る「樹脂硬化型導電性ペースト」がある。本発明の銀被覆金属粉末は、上記いずれのタイプの導電性ペーストにも用いることができる。
[Conductive paint]
The silver-coated metal powder obtained as described above is suitable as a conductive filler for constructing a "conductive paint" such as a conductive paste or conductive ink. A known method can be used to prepare the conductive paint. For example, in the case of a conductive paste, it is fired at a relatively high temperature to decompose and volatilize the solvent and resin components. There is a "resin-curing conductive paste" in which the resin component is cured by heating at a relatively low temperature, and conductive filler particles are brought into contact with each other by utilizing shrinkage of the resin during curing to obtain conduction. The silver-coated metal powder of the present invention can be used in any of the above types of conductive pastes.

本発明の銀被覆金属粉末を導電フィラーに用いる導電性塗料においては、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて本発明の銀被覆金属粉末以外の金属粉末を含有させることができる。それらの金属粉末としては銅粉、銀粉、アルミニウム粉、ニッケル粉、亜鉛粉、錫粉、ビスマス粉などが挙げられる。リン粉を添加することも可能である。リン粉も便宜上金属粉末として扱うとすると、導電性塗料に占める、本発明の銀被覆金属粉末とそれ以外の金属粉末の合計含有量は、例えば導電性ペーストの場合、50~98質量%の範囲とすることができる。 In the conductive paint using the silver-coated metal powder of the present invention as a conductive filler, metal powders other than the silver-coated metal powder of the present invention can be included as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention. Such metal powders include copper powder, silver powder, aluminum powder, nickel powder, zinc powder, tin powder, bismuth powder and the like. Phosphorus flour can also be added. Assuming that phosphorus powder is also treated as metal powder for convenience, the total content of the silver-coated metal powder of the present invention and other metal powders in the conductive paint is in the range of 50 to 98% by mass, for example, in the case of a conductive paste. can be

導電性塗料は、溶剤や樹脂を含有することが通常である。溶剤や樹脂はそれぞれ、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の種々のものを1種単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。 Conductive coatings generally contain solvents and resins. Various known solvents and resins can be used singly or in combination of two or more, as long as the effects of the present invention are not impaired.

溶剤としては、例えば、テキサノール(2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール2-メチルプロパノアート)、ターピネオール、カルビトールアセテート(ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、エチレングリコール、ジブチルアセテートやジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等の極性溶剤が挙げられる。導電性塗料に占める溶剤の合計含有量は、例えば導電性ペーストの場合、0.5~49質量%であることが好ましく、1~28質量%であることがより好ましい。 Examples of solvents include texanol (2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol 2-methylpropanoate), terpineol, carbitol acetate (diethylene glycol monoethyl ether acetate), ethylene glycol, dibutyl acetate and diethylene glycol. Polar solvents such as monobutyl ether acetate can be mentioned. The total content of the solvent in the conductive paint is preferably 0.5 to 49 mass %, more preferably 1 to 28 mass %, for example, in the case of a conductive paste.

焼結型導電性ペーストに使用する樹脂としては、例えば、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ロジン、フェノキシ樹脂、ポリアセタール樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。導電性塗料に占めるこれらの樹脂の合計含有量は、0.5~40質量%であることが好ましく、1~25質量%であることがより好ましい。 Examples of resins used in the sintered conductive paste include thermoplastic resins such as ethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose phthalate, rosin, phenoxy resins and polyacetal resins. The total content of these resins in the conductive paint is preferably 0.5 to 40% by mass, more preferably 1 to 25% by mass.

樹脂硬化型導電性ペーストに使用する樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂や、(メタ)アクリル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの光硬化性樹脂が挙げられる。導電性塗料に占めるこれらの硬化性樹脂の合計含有量は、0.5~40質量%であることが好ましく、1~25質量%であることがより好ましい。加熱により樹脂を硬化させる場合は、硬化を促進するために、熱重合開始剤や、ポリアミン、酸無水物、三ハロゲン化ホウ素化合物、三ハロゲン化ホウ素化合物のアミン錯塩などの硬化剤を添加してもよい。光重合させる場合は光重合開始剤を含有させる。光重合開始剤としては、通常、光ラジカル発生剤や光カチオン重合開始剤が用いられる。また、光増感剤を添加することもできる。 Examples of the resin used for the resin-curable conductive paste include thermosetting resins such as phenol resin, urea resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyvinyl butyral resin, polyimide resin, and (meth)acrylic resin, and (meth)acrylic resin. Photocurable resins such as acrylic resins, maleic acid resins, polybutadiene resins, epoxy resins, and phenol resins can be used. The total content of these curable resins in the conductive paint is preferably 0.5 to 40% by mass, more preferably 1 to 25% by mass. When curing the resin by heating, in order to accelerate curing, a curing agent such as a thermal polymerization initiator, polyamine, acid anhydride, boron trihalide compound, or amine complex salt of boron trihalide compound is added. good too. In the case of photopolymerization, a photopolymerization initiator is contained. As the photopolymerization initiator, a photoradical generator or a photocationic polymerization initiator is usually used. A photosensitizer can also be added.

導電性塗料には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外の物質を含有させてもよい。例えば、必要に応じて、界面活性剤、分散剤、安定化剤、可塑剤や、金属酸化物粉末などの添加剤を添加することができる。 The conductive paint may contain substances other than those mentioned above as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, additives such as surfactants, dispersants, stabilizers, plasticizers, and metal oxide powders can be added as necessary.

導電性塗料の作製方法は、特に限定されるものではなく、公知の手法が適用できる。例えば、混練脱泡機、らいかい機、万能撹拌機、ニーダーなどを用いて塗料の構成成分(原料)を予備混練した後、3本ロールで本混練することによって調製することができる。必要に応じて、その後、溶剤を添加して粘度調整を行ってもよい。 A method for producing the conductive paint is not particularly limited, and known methods can be applied. For example, it can be prepared by preliminarily kneading the constituent components (raw materials) of the paint using a kneading/defoaming machine, a squeegee machine, a universal stirrer, a kneader, etc., and then kneading the main kneading with three rolls. If necessary, a solvent may be added thereafter to adjust the viscosity.

[実施例1]
(金属コア粉末の作製)
銅ボールを大気雰囲気中において1500℃に加熱して溶解した溶湯をタンディッシュ下部から落下させながら、水アトマイズ装置により大気雰囲気中において高圧水を吹き付けて急冷凝固させ、得られたスラリーを固液分離し、固形物を水洗し、乾燥し、解砕、分級して銅粉末を得た。ここでは、この銅粉末を金属コア粉末として使用する。この銅粉末の粒度分布を後述の測定方法により調べたところ、体積基準の累積50%粒子径D50は2.5μmであった。
[Example 1]
(Preparation of metal core powder)
The copper balls are heated to 1500°C in the air atmosphere, and the melted metal is dropped from the bottom of the tundish, and is rapidly cooled and solidified by spraying high-pressure water in the air atmosphere from a water atomizer, and the obtained slurry is separated into solid and liquid. Then, the solid matter was washed with water, dried, pulverized and classified to obtain copper powder. Here, this copper powder is used as the metal core powder. When the particle size distribution of this copper powder was examined by the measurement method described later, the volume-based cumulative 50% particle diameter D50 was 2.5 μm.

(銀被覆金属粉末の作製)
キレート剤としてヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸170.2gとpH調整剤・緩衝剤として酒石酸386.3gを純水1939gに溶解させた。この溶液の液温を25℃に調整し、撹拌しながら350gの銅粉末(上記の金属コア粉末)を加えることで銅粉末のスラリーを作製した。このスラリーのpHをpH計(東亜DKK ポータブルpH計 HM-31P)で測定したところ、pHは2.5であった。この時点のpHを「反応前pH」として表1に示してある(以下の各例において同じ)。
(Production of silver-coated metal powder)
170.2 g of hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid as a chelating agent and 386.3 g of tartaric acid as a pH adjuster/buffer were dissolved in 1939 g of pure water. The liquid temperature of this solution was adjusted to 25° C., and 350 g of copper powder (the above metal core powder) was added while stirring to prepare a copper powder slurry. When the pH of this slurry was measured with a pH meter (Toa DKK portable pH meter HM-31P), the pH was 2.5. The pH at this point is shown in Table 1 as "pre-reaction pH" (same for each example below).

上記のスラリーに窒素ガスを吹き込みながら25℃で120分間保持することにより、銅粉末粒子の表面をpH2.5の酸性環境下で洗浄した。 The slurry was kept at 25° C. for 120 minutes while nitrogen gas was blown thereinto, thereby washing the surfaces of the copper powder particles in an acidic environment of pH 2.5.

銀イオン含有液として、硝酸銀61.2gを純水618gに溶解させた硝酸銀水溶液を用意した。この銀イオン含有液を、上記の洗浄を終えたスラリーに30分間かけて連続添加し、置換反応を進行させた。反応中、前記の窒素ガス吹き込みを継続した。反応中の液温は概ね25℃に維持した。置換反応の終了は、反応液の表面近傍をスポイトで分取し、分取した液をフィルター濾過して得られた濾液にヨウ化カリウムを添加し、ヨウ化銀(AgI)の沈殿が生成しないことをもって判断した。置換反応終了後の反応液のpHは2.4であった。この時点のpHを「反応後pH」として表1に示してある(以下の各例において同じ)。置換反応が終了した反応液を濾過し、回収された固形分を水洗し、乾燥、解砕することによって、銀被覆金属粉末を得た。 As a silver ion-containing liquid, a silver nitrate aqueous solution was prepared by dissolving 61.2 g of silver nitrate in 618 g of pure water. This silver ion-containing liquid was continuously added to the washed slurry over 30 minutes to allow the substitution reaction to proceed. During the reaction, the above nitrogen gas blowing was continued. The liquid temperature during the reaction was maintained at approximately 25°C. The completion of the substitution reaction is carried out by fractionating the vicinity of the surface of the reaction solution with a dropper, adding potassium iodide to the filtrate obtained by filtering the fractionated liquid with a filter, and ensuring that silver iodide (AgI) does not precipitate. I decided based on that. The pH of the reaction solution after completion of the substitution reaction was 2.4. The pH at this point is shown in Table 1 as "post-reaction pH" (same for each example below). After completion of the substitution reaction, the reaction solution was filtered, and the collected solid matter was washed with water, dried and pulverized to obtain a silver-coated metal powder.

得られた銀被覆金属粉末について以下の調査を行った。
(銀の質量割合)
質量既知の銀被覆金属粉末(試料粉末)を硝酸で溶解した後、塩酸を添加して塩化銀(AgCl)の沈殿を生成させ、その沈殿物を乾燥させ、得られた乾燥物の質量を測定して、乾燥物(AgCl)中の銀の質量を算出した。その銀の質量と前記試料粉末の質量の比を銀の質量割合(%)とした。
The following investigations were conducted on the obtained silver-coated metal powder.
(mass ratio of silver)
After dissolving a silver-coated metal powder (sample powder) with a known mass in nitric acid, hydrochloric acid is added to generate a precipitate of silver chloride (AgCl), the precipitate is dried, and the mass of the dried product obtained is measured. Then, the mass of silver in the dried product (AgCl) was calculated. The mass ratio (%) of silver was defined as the ratio of the mass of the silver to the mass of the sample powder.

(BET比表面積)
BET比表面積測定器(ユアサアイオニクス株式会社製の4ソーブUS)を使用して、測定器内に105℃で20分間窒素ガスを流して脱気した後、窒素とヘリウムの混合ガス(N2:30体積%、He:70体積%)を流しながら、BET1点法により測定した。
(BET specific surface area)
Using a BET specific surface area measuring device (4Sorb US manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.), nitrogen gas was flowed into the measuring device at 105 ° C. for 20 minutes to deaerate, and then a mixed gas of nitrogen and helium (N 2 : 30% by volume, He: 70% by volume) was measured by the BET one-point method.

(タップ密度)
特開2007-263860号公報に記載された方法と同様に、銀被覆金属粉末(試料粉末)を内径6mm×高さ11.9mmの有底円筒形のダイに容積の80%まで充填して試料粉末層を形成し、この試料粉末層の上面に0.160N/m2の圧力を均一に加えて、この圧力で試料粉末がこれ以上密に充填されなくなるまで試料粉末を圧縮した後、試料粉末層の高さを測定し、この試料粉末層の高さの測定値と、充填された試料粉末の質量とから、試料粉末の密度を求め、これをタップ密度とした。
(tap density)
In the same manner as the method described in JP-A-2007-263860, a silver-coated metal powder (sample powder) was filled into a bottomed cylindrical die with an inner diameter of 6 mm and a height of 11.9 mm up to 80% of the volume of the sample. A powder layer is formed, a pressure of 0.160 N/m 2 is uniformly applied to the upper surface of the sample powder layer, and the sample powder is compressed with this pressure until the sample powder is no longer densely packed. The height of the layer was measured, and the density of the sample powder was obtained from the measured value of the height of the sample powder layer and the mass of the packed sample powder, and this was taken as the tap density.

(酸素含有量)
酸素・窒素分析装置(LECO社製のTC-436型)により測定した。
(炭素含有量)
炭素・硫黄分析装置(株式会社堀場製作所製のEMIA-22V)により測定した。
(oxygen content)
Measured with an oxygen/nitrogen analyzer (Model TC-436 manufactured by LECO).
(carbon content)
Measured with a carbon/sulfur analyzer (EMIA-22V manufactured by Horiba, Ltd.).

(粒度分布)
レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(SYMPATEC社製のへロス粒度分布測定装置、HELOS & RODOS(気流式の分散モジュール))を使用して、分散圧5barで体積基準の累積10%粒子径D10(μm)、累積50%粒子径D50(μm)および累積90%粒子径D90(μm)を求めた。
これらの測定値を下記(2)式に代入することにより、粒度分布のシャープさを表す指標であるB値を算出した。
B=(D90-D10)/D50 …(2)
(particle size distribution)
Using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device (HELOS particle size distribution measuring device manufactured by SYMPATEC, HELOS & RODOS (airflow dispersion module)), the volume-based cumulative 10% particle diameter D was measured at a dispersion pressure of 5 bar. 10 (μm), cumulative 50% particle size D 50 (μm) and cumulative 90% particle size D 90 (μm) were determined.
By substituting these measured values into the following formula (2), the B value, which is an index representing the sharpness of the particle size distribution, was calculated.
B=( D90 - D10 )/ D50 (2)

(L*、a*、b*)
銀被覆金属粉末(試料粉末)5gを秤量して直径30mmの丸セルに入れ、10回タッピングすることにより平らにした粉体の表面を形成し、その表面について、色差計(日本電色工業株式会社製のSpectro Color Meter SQ2000)により正反射光除去モード(SCEモード)にて、CIE 1976 L*a*b*色空間におけるL*、a*、b*の値を測定した。
これらの測定値と上述のD50(μm)を下記(1)式に代入することにより、銀被覆金属粉末を構成する粒子(銀被覆金属粒子)の金属コアの露出程度を表す指標であるA値を算出した。
A=L*/a*/(D50^1.45) …(1)
(L*, a*, b*)
5 g of silver-coated metal powder (sample powder) is weighed and placed in a round cell with a diameter of 30 mm, and the surface of the powder is flattened by tapping 10 times. The values of L*, a*, and b* in the CIE 1976 L*a*b* color space were measured in specular light removal mode (SCE mode) using a Spectro Color Meter SQ2000 manufactured by the company.
A value was calculated.
A=L*/a*/( D50 ^1.45) (1)

(TG変化率)
示差熱熱重量同時測定装置(SIIナノテクノロジー株式会社のEXATERTG/DTA6300型)により加熱時の重量増加率を求めた。具体的には、20mgの銀被覆金属粉末(試料粉末)を試料容器(アルミナオープン型試料容器φ5.2mm、高さ2.5mm)に入れ、その容器を前記測定装置のホルダにセットし、測定装置内に流量200mL/minで空気を流しながら、室温(25℃)から昇温速度5℃/minで650℃まで昇温して大気雰囲気中での重量変化曲線を得た。この重量変化曲線において、所定温度(200℃または300℃)に到達したときの重量をW1(g)として読み取り、下記(3)式によりその温度までのTG変化率(%)とした。ここでは200℃までのTG変化率と300℃までのTG変化率を求めた。
TG変化率(%)=100×(W1-W0)/W0 …(3)
ここで、W0は加熱試験前の試料粉末の重量(g)、W1は所定温度まで昇温した時点の試料粉末の重量(g)である。
(TG change rate)
The weight increase rate during heating was determined by a simultaneous differential thermal thermogravimetric measurement device (EXATERTG/DTA6300 model from SII Nano Technology Co., Ltd.). Specifically, 20 mg of silver-coated metal powder (sample powder) is placed in a sample container (alumina open type sample container φ 5.2 mm, height 2.5 mm), the container is set in the holder of the measuring device, and the measurement The temperature was raised from room temperature (25° C.) to 650° C. at a rate of 5° C./min while air flowed through the apparatus at a flow rate of 200 mL/min to obtain a weight change curve in the atmosphere. In this weight change curve, the weight when reaching a predetermined temperature (200° C. or 300° C.) was read as W 1 (g), and the TG change rate (%) up to that temperature was determined by the following formula (3). Here, the TG change rate up to 200°C and the TG change rate up to 300°C were obtained.
TG change rate (%)=100×(W 1 −W 0 )/W 0 (3)
Here, W 0 is the weight (g) of the sample powder before the heating test, and W 1 is the weight (g) of the sample powder when heated to a predetermined temperature.

(導電性塗料の作製)
銀被覆金属粉末(試料粉末)93gと、熱硬化性樹脂であるビスフェノールF型エポキシ樹脂(株式会社ADEKA製のアデカレジンEP-4901E)8.2gと、三フッ化ホウ素モノエチルアミン0.41gと、溶剤であるブチルカルビトールアセテート2.5gと、オレイン酸0.1gとを混練脱泡機で混合した後、三本ロールを5回パスして均一に分散させることによってペースト状の導電性塗料(導電性ペースト)を得た。
(Preparation of conductive paint)
93 g of silver-coated metal powder (sample powder), 8.2 g of bisphenol F type epoxy resin (ADEKA Co., Ltd. ADEKA RESIN EP-4901E) which is a thermosetting resin, 0.41 g of boron trifluoride monoethylamine, and a solvent After mixing 2.5 g of butyl carbitol acetate and 0.1 g of oleic acid with a kneader and deaerator, the paste-like conductive paint (conductive A viscous paste) was obtained.

(導電膜の作製)
上記の導電性塗料(導電性ペースト)をスクリーン印刷法によって線幅500μm、線長37.5mmのパターンを持つ厚さ20μmのスクリーン版でアルミナ基板上に印刷した後、大気中において200℃で40分間焼成して硬化させることによって導電膜を得た。
(Preparation of conductive film)
After printing the above conductive paint (conductive paste) on an alumina substrate with a 20 μm thick screen plate having a pattern with a line width of 500 μm and a line length of 37.5 mm by screen printing, it was dried at 200° C. for 40 minutes in the atmosphere. A conductive film was obtained by baking for a minute and curing.

(導電膜の導電性評価)
得られた導電膜について、導電膜形成直後の体積抵抗率(以下「初期抵抗」という。)、および導電膜を大気雰囲気中150℃で7日間保持した後の体積抵抗率(以下「加熱保持試験後の抵抗」という。)を求めた。導電膜の体積抵抗率は、導電膜のライン抵抗をデジタルマルチメーター(エーディーシー社製のAD7451A)により測定し、膜厚を表面粗さ形状測定機(株式会社東京精密製のサーフコム1500DX型)により測定して、下記(4)式により算出した。
体積抵抗率(Ω・cm)=ライン抵抗(Ω)×膜厚(cm)×線幅(cm)/線長(cm) …(4)
また、導電膜の抵抗増加率を下記(4)式により求めた。
抵抗増加率(%)=100×(R1-R0)/R0 …(4)
ここで、R0は上記の初期抵抗(Ω・cm)、R1は上記の加熱保持試験後の抵抗(Ω・cm)である。
以上の結果を表1に示す(以下の各例において同じ)。
(Evaluation of conductivity of conductive film)
Regarding the obtained conductive film, the volume resistivity immediately after forming the conductive film (hereinafter referred to as “initial resistance”) and the volume resistivity after holding the conductive film at 150 ° C. for 7 days in an air atmosphere (hereinafter referred to as “heating and holding test later resistance”). The volume resistivity of the conductive film is measured by measuring the line resistance of the conductive film with a digital multimeter (AD7451A manufactured by ADC), and measuring the film thickness with a surface roughness profiler (Surfcom 1500DX manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). It was measured and calculated by the following formula (4).
Volume resistivity (Ω cm) = line resistance (Ω) x film thickness (cm) x line width (cm)/line length (cm) (4)
Also, the resistance increase rate of the conductive film was obtained by the following formula (4).
Resistance increase rate (%)=100×(R 1 −R 0 )/R 0 (4)
Here, R 0 is the initial resistance (Ω·cm) and R 1 is the resistance (Ω·cm) after the heating and holding test.
The above results are shown in Table 1 (same for each example below).

[実施例2]
銀被覆金属粉末の作製において、置換反応時に添加する銀イオン含有液として、実施例1で用意した硝酸銀水溶液中にヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸150.7gと純水1101gを追加したものを使用した。それ以外は実施例1と同様の条件として実験を行った。
[Example 2]
In the preparation of the silver-coated metal powder, 150.7 g of hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid and 1101 g of pure water were added to the silver nitrate aqueous solution prepared in Example 1 as the silver ion-containing liquid added during the substitution reaction. Other than that, the experiment was conducted under the same conditions as in Example 1.

[実施例3]
銀被覆金属粉末の作製において、銅粉末粒子表面の洗浄時間を120分から30分に変更した以外は実施例1と同様の条件にて実験を行った。
[Example 3]
An experiment was conducted under the same conditions as in Example 1 except that the time for washing the surface of the copper powder particles was changed from 120 minutes to 30 minutes in the preparation of the silver-coated metal powder.

[比較例1]
(銀被覆金属粉末の作製)
キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸四ナトリウム50質量%溶液112.6gとpH緩衝剤として炭酸アンモニウム129.2gを純水1939gに溶解させた。この溶液の液温を25℃に調整し、撹拌しながら350gの銅粉末(上記の金属コア粉末)を加えることで銅粉末のスラリーを作製した。このスラリーのpHは8.6であった。
[Comparative Example 1]
(Production of silver-coated metal powder)
112.6 g of a 50% by mass solution of tetrasodium ethylenediaminetetraacetate as a chelating agent and 129.2 g of ammonium carbonate as a pH buffer were dissolved in 1939 g of pure water. The liquid temperature of this solution was adjusted to 25° C., and 350 g of copper powder (the above metal core powder) was added while stirring to prepare a copper powder slurry. The pH of this slurry was 8.6.

上記のスラリーに窒素ガスを吹き込みながら25℃で30分間保持することにより、銅粉末粒子の表面をpH8.6のアルカリ性環境下で洗浄した。 The surface of the copper powder particles was washed in an alkaline environment of pH 8.6 by keeping the slurry at 25° C. for 30 minutes while blowing nitrogen gas into the slurry.

銀イオン含有液として、エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム50質量%水溶液735gと炭酸アンモニウム175gとを純水1317gに溶解させた溶液に、硝酸銀61.2gを添加して溶解させた水溶液を用意した。この銀イオン含有液を、上記の洗浄を終えたスラリーに10分間かけて連続添加し、置換反応を進行させた。反応中、前記の窒素ガス吹き込みを継続した。反応中の液温は概ね25℃に維持した。置換反応終了時期の判断方法は実施例1と同様である。置換反応終了後の反応液のpHは8.8であった。置換反応が終了した反応液を濾過し、回収された固形分を水洗し、乾燥、解砕することによって、銀被覆金属粉末を得た。 As a silver ion-containing liquid, an aqueous solution was prepared by dissolving 735 g of a 50% by weight tetrasodium ethylenediaminetetraacetate aqueous solution and 175 g of ammonium carbonate in 1317 g of pure water and adding and dissolving 61.2 g of silver nitrate. This silver ion-containing liquid was continuously added to the washed slurry over 10 minutes to allow the substitution reaction to proceed. During the reaction, the above nitrogen gas blowing was continued. The liquid temperature during the reaction was maintained at approximately 25°C. The method for judging the completion time of the substitution reaction is the same as in Example 1. The pH of the reaction solution after completion of the substitution reaction was 8.8. After completion of the substitution reaction, the reaction solution was filtered, and the collected solid matter was washed with water, dried and pulverized to obtain a silver-coated metal powder.

このようにして得られた銀被覆金属粉末を用いて、実施例1と同様の条件にて実験を行った。 An experiment was conducted under the same conditions as in Example 1 using the silver-coated metal powder thus obtained.

[比較例2]
銀被覆金属粉末の作製において、銅粉末のスラリーを作製する際に添加するヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸の量を170.2gから85.1gに変更した以外は実施例1と同様の条件にて実験を行った。
[Comparative Example 2]
An experiment was conducted under the same conditions as in Example 1, except that the amount of hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid added when preparing the slurry of the copper powder in the preparation of the silver-coated metal powder was changed from 170.2 g to 85.1 g. went.

[比較例3]
銀被覆金属粉末の作製において、銅粉末のスラリーを作製する際に添加する酒石酸の量を386.3gから772.5gに変更した以外は実施例1と同様の条件にて実験を行った。
[Comparative Example 3]
An experiment was conducted under the same conditions as in Example 1 except that the amount of tartaric acid added in preparing the copper powder slurry was changed from 386.3 g to 772.5 g in preparing the silver-coated metal powder.

Figure 0007335768000001
Figure 0007335768000001

表1中には、参考のため金属コア粉末についても一部の測定項目の結果を示してある。
本発明に従う実施例の銀被覆金属粉末はいずれも、A値が高く、それらの銀被覆金属粉末を導電フィラーに用いた導電膜は、従来の方法で得られた銀被覆金属粉末を用いた比較例1の導電膜と比べ、初期抵抗および加熱保持試験前後の抵抗増加率が顕著に低減した。
For reference, Table 1 also shows the results of some measurement items for the metal core powder.
All the silver-coated metal powders of the examples according to the present invention have high A values, and the conductive films using these silver-coated metal powders as conductive fillers are compared with the silver-coated metal powders obtained by the conventional method. Compared with the conductive film of Example 1, the initial resistance and the resistance increase rate before and after the heating and holding test were significantly reduced.

比較例1は、銀被覆層をpH8.6~8.8という高いpH域で形成させた従来例であり、A値が低い銀被覆金属粉末が得られた。その結果、導電膜の初期抵抗および加熱保持試験前後の抵抗増加率は、上記実施例より大幅に劣っていた。
比較例2、3は、銀被覆金属粉末の製造条件を振って、A値を低下させたものである。比較例1(従来例)に対する、導電膜初期抵抗および抵抗増加率の改善効果は、A値が本発明規定範囲にある上記実施例と比べ、小さかった。
Comparative Example 1 is a conventional example in which the silver coating layer was formed in a pH range as high as pH 8.6 to 8.8, and a silver-coated metal powder with a low A value was obtained. As a result, the initial resistance of the conductive film and the resistance increase rate before and after the heating and holding test were significantly inferior to those of the above examples.
In Comparative Examples 2 and 3, the A value was lowered by changing the production conditions of the silver-coated metal powder. Compared to Comparative Example 1 (conventional example), the effect of improving the initial resistance of the conductive film and the rate of increase in resistance was small compared to the above-described examples in which the A value was within the range defined by the present invention.

Claims (8)

銅含有量が80質量%以上である金属コア粒子と、その金属コア粒子を被覆する銀の被覆層とを有する金属粒子の粉末であって、
前記粉末のタッピングにより平らにした面について、色差計により正反射光除去モードで測定されるCIE 1976 L*a*b*色空間におけるL*、a*の値と、前記粉末のレーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D50(μm)とで表される下記(1)式のA値が4.0以上であり、炭素含有量が0.10質量%以下である銀被覆金属粉末。
A=L*/a*/(D50^1.45) …(1)
A powder of metal particles having a metal core particle having a copper content of 80% by mass or more and a silver coating layer coating the metal core particle,
L*, a* values in CIE 1976 L*a*b* color space measured in specular-removed mode with a color difference meter and laser diffraction/scattering of the powder on the surface flattened by tapping of the powder. The A value in the following formula (1), which is represented by the cumulative 50% particle diameter D 50 (μm) in the volume-based particle size distribution according to the method, is 4.0 or more , and the carbon content is 0.10% by mass or less. A silver-coated metal powder that is
A=L*/a*/( D50 ^1.45) (1)
前記D50が0.1~10.0μmである請求項1に記載の銀被覆金属粉末。 The silver-coated metal powder according to claim 1, wherein said D50 is 0.1-10.0 µm. 下記(2)式で定義されるB値が0.5~2.5である粒度分布を有する請求項1または2に記載の銀被覆金属粉末。
B=(D90-D10)/D50 …(2)
ここで、D10、D50およびD90はそれぞれ、レーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積10%粒子径D10(μm)、累積50%粒子径D50(μm)および累積90%粒子径D90(μm)を意味する。
3. The silver-coated metal powder according to claim 1, which has a particle size distribution in which the B value defined by the following formula (2) is from 0.5 to 2.5.
B=( D90 - D10 )/ D50 (2)
Here, D 10 , D 50 and D 90 are respectively the cumulative 10% particle size D 10 (μm), the cumulative 50% particle size D 50 (μm) and the cumulative 90 in the volume-based particle size distribution according to the laser diffraction/scattering method. % particle diameter D 90 (μm).
粉末に占める銀の質量割合が2.0~30.0%である請求項1~3のいずれか1項に記載の銀被覆金属粉末。 The silver-coated metal powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the mass ratio of silver in the powder is 2.0 to 30.0%. 粉末に占める銀の質量割合が5.0~15.0%である請求項1~3のいずれか1項に記載の銀被覆金属粉末。 The silver-coated metal powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the mass ratio of silver in the powder is 5.0 to 15.0%. キレート剤を含む水溶液と、銅含有量が80質量%以上である金属粒子の粉末を混合し、液のpHが2.3~3.2である前記金属粒子のスラリーを作る工程(スラリー化工程)、
前記スラリー中に銀イオンを導入し、スラリーの液のpHを2.3~3.2に維持しながら金属粒子の表面に金属銀の被覆層を形成させる工程(銀被覆工程)、
を有する、下記(X)に規定される銀被覆金属粉末の製造方法。
(X)銅含有量が80質量%以上である金属コア粒子と、その金属コア粒子を被覆する銀の被覆層とを有する金属粒子の粉末であって、前記粉末のタッピングにより平らにした面について、色差計により正反射光除去モードで測定されるCIE 1976 L*a*b*色空間におけるL*、a*の値と、前記粉末のレーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D 50 (μm)とで表される下記(1)式のA値が4.0以上である銀被覆金属粉末。
A=L*/a*/(D 50 ^1.45) …(1)
A step of mixing an aqueous solution containing a chelating agent and a metal particle powder having a copper content of 80% by mass or more to prepare a slurry of the metal particles having a pH of 2.3 to 3.2 (slurrying step) ),
a step of introducing silver ions into the slurry to form a coating layer of metallic silver on the surface of the metal particles while maintaining the pH of the slurry liquid at 2.3 to 3.2 (silver coating step);
A method for producing a silver-coated metal powder defined in (X) below .
(X) A metal particle powder having a metal core particle with a copper content of 80% by mass or more and a silver coating layer covering the metal core particle, the surface of the powder being flattened by tapping , the values of L* and a* in the CIE 1976 L*a*b* color space measured by a color difference meter in the specular light removal mode, and the cumulative 50 in the volume-based particle size distribution of the powder by the laser diffraction/scattering method. A silver-coated metal powder having an A value of 4.0 or more in the following formula (1) expressed by % particle diameter D 50 (μm).
A=L*/a*/(D50 ^ 1.45) (1)
キレート剤を含む水溶液と、銅含有量が80質量%以上である金属粒子の粉末を混合し、液のpHが2.3~3.2である前記金属粒子のスラリーを作る工程(スラリー化工程)、
前記スラリーを15~70℃で10分以上保持することにより、スラリー中の金属粒子の表面を洗浄する工程(洗浄工程)、
前記洗浄工程後のスラリー中に銀イオンを導入し、スラリーの液のpHを2.3~3.2に維持しながら金属粒子の表面に金属銀の被覆層を形成させる工程(銀被覆工程)、
を有する、下記(X)に規定される銀被覆金属粉末の製造方法。
(X)銅含有量が80質量%以上である金属コア粒子と、その金属コア粒子を被覆する銀の被覆層とを有する金属粒子の粉末であって、前記粉末のタッピングにより平らにした面について、色差計により正反射光除去モードで測定されるCIE 1976 L*a*b*色空間におけるL*、a*の値と、前記粉末のレーザー回折・散乱法による体積基準の粒度分布における累積50%粒子径D 50 (μm)とで表される下記(1)式のA値が4.0以上である銀被覆金属粉末。
A=L*/a*/(D 50 ^1.45) …(1)
A step of mixing an aqueous solution containing a chelating agent and a metal particle powder having a copper content of 80% by mass or more to prepare a slurry of the metal particles having a pH of 2.3 to 3.2 (slurrying step) ),
a step of washing the surface of the metal particles in the slurry by holding the slurry at 15 to 70° C. for 10 minutes or longer (washing step);
A step of introducing silver ions into the slurry after the washing step to form a coating layer of metallic silver on the surface of the metal particles while maintaining the pH of the slurry liquid at 2.3 to 3.2 (silver coating step). ,
A method for producing a silver-coated metal powder defined in (X) below .
(X) A metal particle powder having a metal core particle with a copper content of 80% by mass or more and a silver coating layer covering the metal core particle, the surface of the powder being flattened by tapping , the values of L* and a* in the CIE 1976 L*a*b* color space measured by a color difference meter in the specular light removal mode, and the cumulative 50 in the volume-based particle size distribution of the powder by the laser diffraction/scattering method. A silver-coated metal powder having an A value of 4.0 or more in the following formula (1) expressed by % particle diameter D 50 (μm).
A=L*/a*/(D50 ^ 1.45) (1)
請求項1~5のいずれか1項に記載の銀被覆金属粉末を導電フィラーに用いた導電性塗料。 A conductive paint using the silver-coated metal powder according to any one of claims 1 to 5 as a conductive filler.
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