KR100613033B1

KR100613033B1 - 플레이크 동분말, 이 플레이크 동분말의 제조방법 및 이플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트

Info

Publication number: KR100613033B1
Application number: KR1020047013938A
Authority: KR
Inventors: 사카우에타카히코; 야스나리쿠니히코; 요시마루카츠히코
Original assignee: 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2006-08-16
Also published as: WO2004048017A1; AU2003254924A1; CN1292861C; JP4145127B2; US20060137488A1; KR20040086853A; DE10393768T5; CN1642680A; CA2506367A1; JP2004169155A; TWI236393B; TW200408475A

Abstract

분립의 두께가 얇고, 또한 미세한 전극 또는 회로 등의 형성에 이용할 수 있는 분체(粉體)특성을 구비하는 도전성 페이스트용 플레이크 동분말 및 그 제조방법의 제공을 주목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해, 동분말의 분립을 동분말의 분립을 소성변형시켜 플레이크화한 플레이크 동분말에 있어서, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₅₀이 10㎛ 이하이며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀, D₅₀, D₉₀, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.55 이하이고, 또한 D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 4.5 이하인 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말 등을 채용한다. 이 플레이크 동분말은 미세한 입경을 가진 미디어 비즈를 이용해서 고에너지볼밀로 압축하고 소성변형시켜 플레이크상으로 만듦으로써 안정되게 생산가능하게 된 것이다.

Description

플레이크 동분말, 이 플레이크 동분말의 제조방법 및 이 플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트{Copper flake powder, method for producing copper flake powder, and conductive paste using copper flake powder}

본 출원에 따른 발명은 플레이크 동분말, 이 플레이크 동분말의 제조방법, 및 이 플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트에 관한 것이다.

종래부터 동분말은 도전성 페이스트의 원료로서 널리 이용되어 왔다. 또한, 도전성 페이스트는 프린트 배선판의 회로 형성, 세라믹 콘덴서의 외부전극으로 대표되는 각종 전기적 접점부 등에 응용되어, 전기적 도통 확보의 수단으로 이용되어 왔다.

통상적으로, 동분말은 대략 구형의 형상을 가지고 있는데, 이러한 동분말에는, 도전성 페이스트로 가공할 경우, 칩 부품의 전극 등의 박층화, 프린트 배선판의 비어홀(via-hole) 필(fill) 특성의 향상 등을 달성하기 위해, 도전성 페이스트의 점도 제어가 가능할 특성이 요구되고, 그 도전성 페이스트를 이용해서 도체 형상을 그려내는 등 해서, 고화 또는 소성함으로써 도체 회로 등을 형성한 경우에는, 이 도체 회로 등의 전기저항을 상승시키지 않는 높은 막 밀도가 요구됨과 동시에, 형성된 도체 회로 등의 형상 유지능력 등도 요구되어 왔다.

이러한 시장 요구에 부응하기 위해 도전성 페이스트 제조에 이용하는 동분말은 대략 구형 분말입자(이하 "분립(粉粒)"이라 함)의 동분말을 이용하는 것이 아니라, 플레이크(flake)상의 분립으로 구성된 동분말(본 명세서에 있어서는, 간단히 "플레이크 동분말"이라 함)을 이용하는 것이 검토되어 왔다. 플레이크 동분말은 인편화(鱗片化) 또는 편평화된 형상이므로, 분립의 비표면적이 커지고, 분립끼리의 접촉면적이 커지기 때문에, 전기적 저항을 감소시켜 도체 회로 등의 형상 유지능력을 높이는데는 매우 효과적인 방법이었다. 이상 서술한 바와 같은 내용은 일본 특개평6-287762호공보, 특개평8-325612호공보 등을 참조함으로써 이해할 수 있다.

그러나, 종래의 플레이크 동분말은 균일한 입경이나 두께를 구비한 것이 아니고, 미세한 분립의 제품은 존재하지 않으며, 큰 조립(粗粒)이 일정 비율로 포함되고 균열이 보이는 것도 있는 품질의 것으로, 매우 넓은 조도 분포를 가진 제품이었다.

이와 같은 품질의 플레이크 동분말로는, 도전성 페이스트로 가공했을 때의 점도 컨트롤이 곤란하고, 도전성 페이스트의 관리가 매우 번잡하며, 도전성 페이스트의 점도가 안정되지 않음으로 인해, 도전성 페이스트의 틱소트로피(thixotropy)한 성질도 안정되지 않는다는 단점을 가지고 있었다. 이 틱소트로피한 성질은 특히, 칩 부품의 전극 등을 디핑법으로 형성할 경우에 중요해지게 된다. 일례로서, 적층 세라믹 콘덴서 등의 칩 부품의 외부전극은 도전성 페이스트에 칩 자체를 디핑하고, 들어냄으로써 칩 표면에 외부전극이 되는 도전성 페이스트의 도포를 행하고 있다.

근래에는, 칩 부품의 소형화에 따라 외부전극의 박층화가 요구되어 왔다. 이 박층화를 달성하기 위해서는, 다음과 같은 도전성 페이스트 품질이 요구된다. 즉, 칩 부품을 도전성 페이스트에 디핑했을 때에는, 칩 부품의 표면에 도전성 페이스트가 젖음성 좋고 얇게 주위에 부착되어 균일한 도전성 페이스트 피막을 형성하고, 들어내면 칩 부품의 표면에 있는 도전성 페이스트 피막이 유동하지 않는 우수한 틱소트로피한 성질을 나타내고, 들어낸 그대로의 상태를 유지하며, 그 도전성 페이스트 피막 형상이 그대로 소결가공 종료까지 유지되는 형상 유지능력이 요구되게 된다.

종래의 플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트도 상술한 의미에 있어서는 우수한 틱소트로피 성질을 얻을 수 있다. 그러나, 종래의 플레이크 동분말은 도전성 페이스트로 가공하고, 그 도전성 페이스트를 이용해서 얻어지는 소결 회로 등의 전기저항 개선이라는 점에서 어느 정도의 목표는 달성 가능하더라도, 막 밀도를 높일 수 없기 때문에 전기저항의 개선에는 한계가 있다. 또한, 도전성 페이스트로 가공해서 회로 형상을 그려내거나, 혹은 칩 부품의 전극 등을 디핑법으로 형성하는 경우 등에, 최종적으로 소결해서 얻어지는 도체 회로 혹은 전극 등의 미세화, 박층화에 대응할 수 없어 해당 도체 회로 혹은 전극 등의 형상 안정성 및 표면상태까지도 문제가 되어 왔다. 따라서, 종래의 플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트는 두껍고 또한 거친 패턴의 도체 회로 등의 형성에 이용하는 등에 한정되어 왔다.

상기한 점으로부터 알 수 있듯이, 플레이크 동분말의 용도를, 얇고 또한 미 세한 도체 회로 등으로 확대하는 것이 가능한 플레이크 동분말이 시장에서 요구되어 왔다.

그래서, 본건발명자들은 종래의 플레이크 동분말이 가진 문제로서, 장경(長徑)이 평균 입경의 5배를 넘는 조대립(粗大粒)이 혼입되어 있고, 분립의 두께가 불균일하며, 균일한 입도 분포를 가진 미립이 아니라는 점에 착안해서, 분체(粉體)특성과 상기 도전 회로 등의 박층화와의 관계를 고려하여, 이하에 설명하는 플레이크 동분말을 개발하기에 이르렀다. 이하에 본건발명을 설명한다.

<본건발명에 따른 플레이크 동분말> 본건발명자들은 종래부터 존재하는 플레이크 동분말을 조사한 결과, 이 플레이크 동분말이 가진 제반 특성을 표 1에 나타내었다. 여기서, D₁₀, D₅₀, D₉₀ 및 D_MAX는 레이져 회절산란식 입도분포 측정법을 이용해서 얻어지는 중량누적 10%, 50%, 90%에 있어서의 입경 및 최대입경이며, 플레이크 동분말 0.1g을 SN 디스퍼슨트(dispersant) 5468의 0.1% 수용액(산노푸코사 제조)과 혼합하고, 초음파 호모지나이져(homogenizer)(일본세이키제작소(日本精機製作所) 제조 US-300T)로 5분간 분산시킨 후, 레이져 회절산란식 입도분포 측정장치 Micro Trac HRA 9320-X100 타입(Leeds + Northrup 사 제조)을 이용해서 측정한 것이다.

시료	D₁₀	D₅₀	D₉₀	D_MAX	SD	SD/D₅₀	D₉₀/D₁₀
시료	(㎛)					SD/D₅₀	D₉₀/D₁₀
1	10.13	26.15	46.77	104.70	18.31	0.70	4.62
2	2.88	6.28	14.09	44.00	4.15	0.66	4.89
3	2.71	5.87	13.14	52.33	3.86	0.66	4.85
4	2.81	8.20	21.38	52.33	7.17	0.87	7.61

이 표 1에 나타낸 결과에서 알 수 있듯이, 종래의 플레이크 동분말에도 다양한 분체특성이 있으며, 확실히 그 사용원료의 분체특성, 가공방법에 따라 변화하고 있는 것이라고 생각된다. 이 표 1 내에서도, 우선 주목해야 할 것은 표준편차 SD의 값이다. 이 표준편차 SD란, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법을 이용해서 얻어지는 모든 입경 데이터의 편차를 나타내는 지표이며, 이 값이 클 수록 편차가 큰 것이 된다. 따라서, 여기서 측정된 5로트의 표준편차 SD의 값은 3.86㎛ ~ 18.31㎛의 범위에서 산포되어 있는 것을 알 수 있어, 로트간 입경분포의 편차가 매우 큰 것을 알 수 있다. 다음으로, 변동계수인 SD/D₅₀의 값에 주목하면, 0.66 ~ 0.87의 범위에서 산포되어 있다는 결과가 얻어지고 있으며, 또한 D₉₀/D₁₀로 나타내어지는 값은 4.62 ~ 7.61의 범위에서 산포되어 있다. 나아가, D_MAX의 값은 레이져 회절산란식 입도분포 측정법을 이용해서 얻어진 최대입경을 나타내는 것으로, 최대 104.70㎛라는 큰 조립이 포함되어 있는 것도 알 수 있다. 이 종래의 플레이크 동분말(3종류)을 주사전자현미경으로 관찰한 것이 도 2이다. 이 도 2로부터 알 수 있듯이, 종래의 동분말은 그 분립 자체의 두께가 얇으나, 그 두께에도 균일성이 없는 것으로, 특히 분립의 형상 사이즈 자체에도 편차가 크고 안정성이 없는 것이다. 게다가, 플레이크화의 정도에 따라 바뀌지만, 플레이크화 되어 있지 않은 구상 동분말이 그대로 남아 있는 상태도 발견되고 있다. 따라서, 도 2에 도시한 종래의 플레이크 동분말의 입도분포는 매우 브로드한 것이 됨을 이해할 수 있다.

이러한 분체특성을 가진 종래의 플레이크 동분말을 이용해서, 도전성 페이스트를 제조하고, 세라믹 콘덴서의 외부전극, 저온소성 세라믹 기판의 소성회로 등을 제조한 경우에는 형상 정밀도가 떨어지고, 나아가 그 외부전극 및 소성회로 등의 두께를 얇게 할 수 없게 된다.

그래서, 본건발명자들이 예의 연구한 결과, 플레이크 동분말이 가지는 분체로서의 특성을, 청구항에 기재한 바와 같이, "레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₅₀이 10㎛ 이하이며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀, D₅₀, D₉₀, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.55 이하이고, 또한 D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 4.5 이하"인 것으로 한다면, 도전성 페이스트로 가공하고 회로 등을 그려내는 경우에, 그 회로 등의 막 두께를 얇게 할 수 있으며, 나아가 막 밀도가 우수하고 또한 도전성 페이스트로서의 탈매(脫媒)를 양호하게 하는 품질 밸런스가 이루어진 틱소트로피한 성능을 얻을 수 있으며, 이 도전성 페이스트를 이용해서 도체 형성을 행한 경우에도, 그 도체의 저항을 상승시키지 않음과 동시에, 형성할 도체 등의 형상 정밀도를 현저히 개선할 수 있다는 것이 판명되었다. 본건발명에 따른 플레이크 동분말(2종류)을, 주사형 전자현미경으로 관찰한 것 이 도 1이다. 여기서, 도 1과 도 2를 비교함으로써, 분명히, 도 2에 도시한 종래의 플레이크 동분말에 비해 도 1의 플레이크 동분말의 분립 사이즈가 확실히 정돈되어 있으며, 나아가 미세한 분립인 것을 알 수 있다. 또한, 이 주사전자현미경상으로 분간할 수 있는 레벨에 있어서도, 입도분포가 정교하다는 것을 용이하게 이해 할 수 있다.

여기서, "레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₅₀이 10㎛ 이하"로 되어 있는 것은, 예의 연구의 결과, 그 중량누적입경 D₅₀이 10㎛ 이하가 아니라면, 이 플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트에 의해 그려낸 회로 등의 도체형상의 두께를 안정적으로 얇게 할 수 없고, 비어홀의 충전성 개선도 불가능하다는 것이 판명되었다. 그 중에서도, 중량누적입경 D₅₀이 7㎛ 이하가 되면, 도전성 페이스트로 가공했을 때에 적절한 틱소트로피한 성능을 얻는 것이 가능하며, 도전성 페이스트로 가공하고 회로 등을 그려낸 경우에, 막 두께를 얇게 할 수 있으며, 나아가 막 밀도도 우수하며, 또한 도전성 페이스트로서의 탈매를 양호하게 하는 품질 밸런스가 우수하고, 도전성 페이스트로서의 품질안전성이 특히 우수하다. 다시 한번 기재해 두지만, 도체 형상의 두께를 얇게 하는 것이 불가능하다는 것은, 조대립자의 존재, 틱소트로피한 성능이 떨어지기 때문에, 도전성 페이스트를 이용해서 가령 얇은 도체를 형성하더라도 박막층의 형성이 원만히 이루어지지 않고, 도체 내부에서의 막 밀도가 떨어지기 때문에 형성된 소결회로의 전기저항이 상승하거나, 소결회로의 끝면 직선성이 훼손되거나, 소결회로 등의 표면상태가 거칠게 되는 등 의 불량이 발생한다는 것을 말한다. 여기서, 이 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 따른 중량누적입경 D₅₀의 측정에 반영되는 것은 소성변형에 의해 편평화된 플레이크 동분말 분립의 장경이라고 생각될 수 있다.

그리고, 상술한 플레이크 동분말의 분립은 그 종횡비(aspect ratio)(평균 장경/평균 두께)가 3 ~ 200의 분립으로 되어 있는 것이 보다 바람직하다. 여기서 말하는 종횡비는 그 분립의 가공도에 따라 정하는 것인데, 일반적으로 그 값이 클 수록 플레이크 동분말의 분립 자체가 얇은 경향이 있고, 한편으로 그 값이 작을 수록 플레이크 동분말의 분립 자체가 두꺼운 경향이 있다. 따라서, 종횡비(평균 장경/평균 두께)가 3 미만의 경우에는 도전성 페이스트로 가공된 때의 점도특성에 있어서 틱소트로피한 성능이 부족한 경향이 현저하게 된다. 한편, 종횡비(평균 장경/평균 두께)가 200을 넘는 경우에는 분립 자체의 형상이 절곡되고, 균열을 발생하는 등의 형상불량이 발생하고, 입도분포가 브로드하게 되고, 플레이크 동분말의 분립 자체의 두께도 너무 얇아져서, 도전성 페이스트로 가공할 때에 바인더수지인 유기비히클(organic vehicles)과의 균일한 혼합이 곤란하게 된다.

또한, 본건발명에 따른 플레이크 동분말의 특징으로서는, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 따른 중량누적입경 D₅₀의 값을 기준으로 했을 때에, 최대중량누적입경 D_MAX의 값이 중량누적입경 D₅₀의 5배를 초과하는 값을 가지는 경우가 없다. 즉, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 따른 중량누적입경 D₅₀와, 최대중량누적 입경 D_MAX와의 비인 [D_MAX]/[D₅₀]가 5 이하가 된다. 이러한 점으로부터, 본 발명에 따른 플레이크 동분말은 종래의 플레이크 동분말에서 보여진 조대립이 존재하지 않기 때문에, 입도분포가 매우 정교한 제품이 되어 있다.

또한, 상술한 플레이크 동분말은 통상적으로 대략 구형의 형상을 한 동분말의 분립을 기계적으로 소성변형시켜 플레이크 형상으로 한 것이기 때문에, 제조과정에 있어서, 일정한 제조상의 편차가 발생하는 것이 통상적이다. 이에, 본건발명자들이 예의 연구한 결과, 상술한 분체특성을 구비하는 플레이크 동분말을 70wt%이상 함유하고 있다면, 기타 나머지 플레이크 동분말의 분체특성이 상술한 조건을 만족하지 않더라도, 도전성 페이스트로 가공해서, 그려낸 회로 등의 두께를 얇게 해서, 그 회로 형상의 안정성을 확보하는 의미에 있어서 충분한 성능을 발휘하는 것이 가능하다.

<본건발명에 따른 플레이크 동분말의 제조방법> 상술한 바와 같이 플레이크 동분말을 안정되게 제조하기 위해서는 종래의 제조방법을 이용해서 제조하는 것은 불가능하다. 즉, 종래의 플레이크 동분말은 히드라진(hydrazine) 환원법으로 대표되는 습식법이나 아토마이즈(atomize)법으로 대표되는 건식법 등의 방법으로 얻은 대략 구형의 동분말을 직접 볼밀, 비즈밀 등의 분쇄기에 넣고, 미디어(media)인 볼이나 비즈에 의해 동분말의 분립을 분쇄함으로써, 분립을 소성변형시키고 편평화시켜 플레이크화한 것이다.

그런데, 이와 같은 제조방법의 경우에는, 처음에 이용하는 대략 구형의 동분말 자체가 일정한 응집상태에 있으며, 응집상태를 파괴하지 않고 압축변형을 행하더라도, 분립들의 응집상태가 유지된 채 압축변형을 받아서, 응집상태인 채로 플레이크 동분말이 얻어져 분립들이 분산된 상태로는 되지 않는다.

따라서, 본건발명자들은 우선 대략 구형 상태의 동분말의 응집상태를 파괴하는 해립(解粒)처리를 행하고, 그 후 분립을 플레이크상으로 압축변형하는 방법을 고안했다. 이에 상당하는 제조방법이 청구항에 기재된 "응집상태에 있는 동분말을 해립처리하고, 해립처리가 종료된 응집도 1.6 이하의 분산성이 우수한 동분말의 분립을 이용하여, 해당 동분말의 분립을 입경이 0.5mm 이하의 미디어 비즈를 이용해서 고에너지 볼밀로 압축하고 소성변형시킴으로써, 플레이크상으로 만드는 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말의 제조방법"이다.

응집상태에 있는 동분말이란 소위, 히드라진 환원법, 전해법으로 대표되는 습식법에 있어서도, 아토마이즈법으로 대표되는 건식법 등에 있어서도 일정한 응집상태가 형성되기 때문에 이와 같이 표현하고 있다. 특히, 습식법의 경우에는 분립의 응집상태 형성이 쉽게 일어나는 경향이 있다. 즉, 일반적으로 습식법에 의한 동분말의 제조는 황산동 용액을 출발원료로서, 수산화 나트륨 용액을 이용해서 반응시켜, 산화동을 얻고 이것을 소위, 히드라진 환원하는 등 하여, 세정, 여과, 건조함으로써 이루어진다. 이와 같이 해서 건조된 동분말이 얻어지는데, 이와 같이 습식법에서 얻어지는 동분말의 분체는 제조과정에 있어서 일정한 응집상태를 형성한 다. 또한, 이하에서 말하는 동분말 슬러리란 히드라진 환원하는 등의 방법으로 동분말이 생성되고, 이것을 함유한 슬러리 상태로 된 것을 말한다. 이 응집된 상태의 분체를 가능한 한 일차 입자로 분리하는 것을 본건명세서에서는 "해립(解粒)"이라고 한다.

단순히 해립작업을 행하는 것을 목적으로 한다면, 해립을 행할 수 있는 수단으로서, 고에너지 볼밀, 고속도체충돌식 기류형 분쇄기, 충격식 분쇄기, 게이지밀, 매체교반형 밀, 고수압식 분쇄장치 등 다양한 것이 이용가능하다고 생각된다. 그런데, 본건발명자들이 예의 연구한 결과, 이하에 서술하는 두 개의 해립 방법을 채용하는 것이 해립처리의 신뢰성 관점에서 바람직하다고 판단했다. 이 두 가지 방법에서 공통되는 것은 동분말의 분립이 장치의 내벽부, 교반날개, 분쇄매체 등의 부분과 접촉하는 것을 최소한으로 억제하며, 응집된 분립들의 상호 충돌현상을 이용해서 해립을 행한다는 점이다. 즉, 장치의 내벽부, 교반날개, 분쇄매체 등의 부분과 접촉하고, 분립의 표면을 손상하고, 표면 조도를 증대시키는 것을 가능한 한 억제하는 것이다. 그래서, 충분한 분립들의 충돌을 일으키도록 함으로써, 응집상태에 있는 분립을 해립함과 동시에, 분립들의 충돌에 의한 분립표면의 평활화도 가능하게 된다.

해립처리를 행하는 하나의 방법으로서는, 응집상태에 있는 건조된 동분말을, 원심력을 이용한 풍력 서큘레이터를 이용해서 행할 수 있다. 여기서 말하는 "원심력을 이용한 풍력 서큘레이터"란 에어를 불어서, 응집된 동분말을 원주 궤도를 그리도록 불어 올려서 서큘레이션시키고, 이때에 발생하는 원심력에 의해 분립들을 기류 중에서 상호간에 충돌시켜, 해립작업을 행하기 위해 이용하는 것이다. 이때에, 원심력을 이용하는 시판중인 풍력분급기를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 어디까지나 분급을 목적으로 한 것이 아니라, 풍력분급기가 에어를 불어서, 응집된 동분말을 원주 궤도를 그리도록 불어 올리는 서큘레이터의 역할을 하는 것이다.

또한, 다른 하나의 해립방법으로서는, 응집상태에 있는 동분말을 함유한 동분말 슬러리를, 원심력을 이용한 유체밀을 이용해서 해립처리하는 것이다. 여기서 말하는 "원심력을 이용한 유체밀"이란, 동분말 슬러리를 원주 궤도를 그리도록 고속으로 플로우시키고, 이때에 발생하는 원심력에 의해 응집된 분립들을 용매 중에서 상호간에 충돌시켜 해립작업을 행하기 위해 이용하는 것이다.

상술한 해립처리는 필요에 따라 복수회를 반복 실시하는 것도 가능하며, 요구품질에 따라 해립처리의 레벨을 임의로 선택하는 것이 가능하다. 해립처리가 실시된 동분말은 응집상태가 파괴된 새로운 분체특성을 구비하게 된다.

이어서, 본건명세서에서 말하는 응집도에 관해서 설명한다. 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₅₀과 주사형 전자현미경상의 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA를 이용해서 D₅₀/D_IA로 나타내어지는 응집도의 값을 1.6 이하로 하는 것이 가장 바람직하다. 여기서 말하는 응집도가 1.6 이하가 되면, 거의 완전한 단분산(單分散)의 상태를 확보할 수 있다고 말할 수 있기 때문이다.

레이져 회절산란식 입도분포 측정법을 이용해서 얻어지는 중량누적입경 D₅₀의 값은 실제로 분립 하나하나의 직경을 직접 관찰한 것은 아니라고 생각된다. 대 부분의 동분말을 구성하는 분립은 개개의 입자가 완전히 분리된, 소위 단분산 분말이 아니라 복수개의 분립이 응집해서 집합된 상태로 되어 있기 때문이다. 레이져 회절산란식 입도분포 측정법은 응집된 분립을 1개의 입자(응집입자)로서 인식해서 중량누적입경을 산출하고 있다고 말할 수 있다.

이에 대해, 주사형 전자현미경(SEM)을 이용해서 관찰되는 동분말의 관찰상을 화상처리함으로써 얻어지는 평균입경 D_IA는 SEM 관찰상으로부터 직접 얻는 것이기 때문에, 1차 입자가 확실히 인식되는 반면에, 분립의 응집상태 존재를 전혀 반영시키고 있지 않게 된다.

상기와 같이 고려하여, 본건발명자들은 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀과 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA를 이용해서 D ₅₀/D_IA로 산출되는 값을 응집도로서 받아들이기로 했다. 즉, 동일 로트의 동분말에 있어서 D₅₀과 D_IA의 값이 동일한 정밀도로 측정할 수 있는 것으로 가정해서, 상술한 이론으로 생각하면, 응집상태에 있는 것을 측정값에 반영시키는 D₅₀의 값은 D_IA 값보다도 큰 값이 된다고 생각할 수 있다.

이때, D₅₀의 값은 동분말 분립의 응집상태가 완전히 없어진다고 한다면, 무한정 D_IA의 값에 근접해 가며, 응집도인 D₅₀/D_IA의 값은 1에 근접하게 된다. 응집도가 1로된 단계에서, 분립의 응집상태가 완전히 없어진 단분산 분말이라고 말할 수 있다. 단, 현실에서는 응집도가 1 미만의 값을 나타내는 경우도 있다. 이론적으로 생 각하는 완전구체의 경우에는 1 미만의 값으로는 되지 않지만, 현실에서는 완전구체가 아니기 때문에 1 미만의 응집도 값이 얻어지게 되는 것이다. 여기서, 본건명세서에 있어서의 주사형 전자현미경(SEM)을 이용해서 관찰되는 동분말의 화상해석은 아사히 엔지니어링 주식회사 제조의 IP-1000PC를 이용해서, 원도(圓度)문턱값 10, 중첩도(overlapped extend value) 20으로 하여 원형 입자 해석을 행하여, 평균입경 D_IA를 구한 것이다.

이상과 같이 해서 해립처리가 종료된 대략 구형의 동분말을 고에너지 볼밀을 이용해서 처리함으로써, 동분말 분립을 압축해서 소성변형시켜 플레이크 동분말로 제조한다. 따라서, 이 최종적인 제품인 플레이크 동분말의 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀이 10㎛ 이하이며, 상술한 분립의 적정한 종횡비를 얻기 위해서는, 압축변형 전의 해립처리가 완료된 동분말(이하, "원분말"이라 함)의 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀을 기준으로, 플레이크화의 가공도를 고려해서 판단지표로서 이용하는 것이 가능하다. 즉, 분립의 가공도에 따라 적정한 중량누적입경 D₅₀을 가진 원분말을 이용함으로써, 압축변형 후의 중량누적입경 D₅₀ 및 두께 등의 분체특성을 적정한 것으로 할 수 있다.

여기서 말하는 고에너지 볼밀이란, 비즈밀, 아토라이터(attoritor) 등과 같이 동분말을 건조시킨 상태에서 행하는가, 동분말 슬러리의 상태로 행하는가에 관계 없이, 미디어 비즈를 이용해서, 동분말의 분립을 압축해서 소성변형시키는 것이 가능한 장치의 총칭으로서 이용하고 있는 것이다. 그래서, 본건발명의 경우에는, 미디어 비즈의 입경 및 재질 선정이 매우 중요하다.

우선, 입경이 0.5mm 이하의 미디어 비즈를 이용해야 한다. 이와 같이 미디어 비즈의 입경을 규정한 것은, 다음과 같은 이유 때문이다. 미디어 비즈의 입경이 0.5mm를 넘으면, 고에너지 볼밀의 내부에서 미디어 비즈가 압축하고 소성시킬 때의 동분말의 분립이 응집하기 쉬워지고, 결과로서 응집입자를 압축 소성변형시키기 위해 조대 플레이크 분립이 발생하게 되어 입도분포가 브로드하게 되기 때문에, 입도분포가 정교한 분산성이 높은 플레이크 동분말을 얻는 것이 불가능하게 된다.

또한, 미디어 비즈는 비중이 3.0 ~ 6.5 g/cm³의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 미디어 비즈의 비중이 3.0g/cm³ 미만인 경우에는, 미디어 비즈의 중량이 너무 가벼워져서, 동분말 분립의 압축변형에 장시간을 요하기 때문에, 생산성을 고려한다면, 공업적으로 채용가능한 조건은 아니다. 이에 비해, 미디어 비즈의 비중이 6.5 g/cm³을 초과하는 경우에는, 미디어 비즈의 중량이 무거워져서 동분말 분립의 압축변형력이 커지고, 분립들을 응집시키기 쉬워짐과 동시에, 변형 후의 플레이크 동분말의 두께 불균일이 쉽게 발생하게 된다.

이와 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말은 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 가진 분체특성을 구비하는 제품을 효율적으로 제조할 수 있게 된다. 그리고, 이 플레이크 동분말을 이용해서 제조된 도전성 페이스트는 매우 우수한 성능을 가지게 된다. 이 도전성 페이스트를 이용해서 도체를 형성할 경우, 도체 두께를 얇게 하더 라도 형성할 도체의 전기저항을 낮게 유지하고, 또한 도체 형상의 안정성이 우수한 것이 된다. 따라서, 프린트 배선판의 소결 회로, 세라믹 콘덴서의 외부전극의 소결형성에 적합한 것이 된다.

<도전성 페이스트> 이상 서술해 온 본건발명에 따른 플레이크 동분말을 이용해서 도전성 페이스트를 제조하면, 도전성 페이스트의 점도 제어가 용이하며, 또한 경시변화가 적어지고, 도전성 페이스트에 우수한 틱소트로피한 성능을 부여하는 것이 용이하게 된다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말을 이용한 도전성 페이스트는 도전성 페이스트를 구성하는 유기비히클의 종류, 플레이크 동분말의 함유량 등을 동일하게 하면, 종래의 플레이크 동분말을 이용한 경우와는 비교가 되지 않을 정도의 양호한 품질이 된다.

도전성 페이스트의 틱소트로피한 성질을 어느 레벨로 할 것인가는 도전성 페이스트의 사용목적, 사용방법에 따라 변화하는 것이며, 일반적으로는 앞서 서술한 바와 같이 도전성 페이스트를 구성하는 유기비히클의 종류, 플레이크 동분말의 함유량, 플레이크 동분말이 가진 입경 등을 감안해서 적절히 정해진다.

도 1은 본건발명에 따른 플레이크 동분말의 주사형 전자현미경 관찰상을 도시하고 있다. 그리고, 도 2는 본건발명에 따른 플레이크 동분말과 대비하기 위해 종래의 플레이크 동분말의 주사형 전자현미경 관찰상을 도시하고 있다.

이하, 본 발명을 실시 형태를 통해서, 본건발명에 관해 보다 상세히 설명한다.

실시예 1: 본 실시 형태에서는 원료분말로부터 이하의 방법으로 얻어진 동분말을 원분말로 해서, 본건발명에 따른 제조방법을 이용해서, 플레이크 동분말을 제조했다.

이 실시 형태에서 이용한 원료분말의 분체특성은 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀이 0.35㎛ 이며, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA가 0.20㎛이었고, 따라서 D₅₀/D_IA에서 산출되는 응집도는 1.75였다.

상술한 원료분말을, 시판중의 풍력분급기인 닛세이(日淸) 엔지니어링사 제조의 터보클래시파이어(turbo classifier)를 이용해서, 회전수 6500rpm으로 서큘레이션시켜 응집상태에 있는 분립들을 충돌시켜서 해립(解粒)작업을 시행했다.

그 결과, 해립작업이 종료된 동분말(원분말)의 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀은 0.30㎛ 이며, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA는 0.20㎛, 따라서 D₅₀/D_IA로 산출되는 응집도는 1.50으로, 충분한 해립처리가 행해지고 있는 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 이 해립처리된 원분말 300g을, 매체분산밀인 VMG-GETZMANN사 제조의 DISPERMAT D-5226을 이용하고, 비중이 5.8g/cm³이며 직경이 0.3mm인 지르코니아 비즈 800g을 미디어 비즈로서 이용하고, 용매에 120g의 메탄올, 5g의 카프르산을 혼합하여 이용해서, 회전수 2000rpm으로 3시간 처리하고, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다.

이상과 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말의 특성은 최대입경 D_MAX가 1.64㎛로서, 이하에 서술하는 평균입경 D₅₀의 비인 [D_MAX]/[D₅₀] = 4.1로, 5이상이 되는 조대립은 보이지 않았으며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀(0.26㎛), D₅₀(0.40㎛), D₉₀(0.67㎛), 및 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(0.15㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값은 0.38이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값은 2.58이 되었다.

그리고, 이 플레이크 동분말을 구성하는 분립의 평균 두께는 0.05㎛였다. 이 두께는 플레이크 동분말을 에폭시수지로 고형화한 시료를 제조하고, 그 시료의 단면을 주사형 전자현미경에서 10000배의 배율로 관찰함으로써, 플레이크 동분말의 두께를 직접 관찰하고, 시야내에 있는 플레이크 동분말의 두께의 총합을, 관찰한 플레이크 동분말의 개수로 나눈 것이다. 이하의 실시 형태 및 비교예에 있어서는, 두께 관찰이 가능한 배율을 알맞게 채용하고, 마찬가지로 하여 플레이크 동분말의 두께로 하고 있다. 또한, 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 0.39㎛ 였다. 여기서는, 분립을 주사형 전자현미경(배율 5000배)으로 관찰하고, 얻어진 관찰상으로부터 확인 가능한 플레이크 동분말의 장경의 평균값으로 구했다. 이 플레이크 동분말의 장경에 대해, 이하의 실시 형태 및 비교예에서는 장경이 관찰 가 능한 배율을 알맞게 채용해고, 마찬가지로 하여 플레이크 동분말의 장방향으로 하고 있다. 그리고, 평균 종횡비는 7.8이었다. 이 평균 종횡비는 상기 [평균입경]/[평균두께]로 구한 것이다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것임을 알 수 있다.

또한, 본건발명자들은 얻어진 플레이크 동분말을 이용해서 테르피네올(terpineol)계 도전성 페이스트를 제조하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 여기서 제조된 테르피네올계 도전성 페이스트는 플레이크 동분말을 65wt%, 나머지를 바인더 수지인 유기비히클(organic vehicle)의 조성으로 해서, 이들을 혼련해서 테르피네올계 도전성 페이스트를 얻었다. 이때의 유기비히클은 테르피네올 93wt%, 에틸렌셀룰로스 7wt%의 조성을 가진 것을 이용했다.

이와 같이 해서 얻어진 테르피네올계 도전성 페이스트의 제조 직후의 점도를 측정했다. 본건명세서에 있어서의 점도는 토키(東機)산업사 제조의 점도계인 RE-105U를 이용해서, 0.1rpm 및 1.0rpm의 회전수에서 측정한 것이다. 이하, 0.1rpm의 회전수에서 측정한 점도를 "A점도", 1.0rpm의 회전수에서 측정한 점도를 "B점도"라고 하기로 한다. 즉, A점도가 380Pa·s, B점도가 160Pa·s였다. 또한, 도전성 페이스트의 틱소트로피한 성능을 나타내는 지표로서 이용하는 점도비( = [A점도]/[B점도])를 구하면 2.4가 된다. 이 점도비의 값이 클수록 도전성 페이스트의 틱소트로피한 성능이 양호한 것이라고 말할 수 있다.

실시예 2: 본 실시 형태에서는, 원료분말로부터 이하의 방법으로 얻어진 동 분말을 원분말로 해서, 본건발명에 따른 제조방법을 이용해서, 플레이크 동분말을 제조했다.

이 실시 형태에서 이용한 원료분말의 분체특성은 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀이 0.85㎛이며, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA가 0.48㎛었고, 따라서 D₅₀/D_IA로 산출되는 응집도는 1.77이었다.

상술한 원료분말을, 순수한 물 중에 분산시켜 동분말 슬러리로 만들고, 이것을 시판중인 원심력을 이용한 유체밀인 태평양기공사(太平洋機工社) 제조의 파인·플로우밀을 이용해서, 회전수 3000rpm으로 서큘레이션시켜, 응집상태에 있는 분립들을 충돌시켜 해립작업을 행했다.

그 결과, 해립작업이 종료된 동분말(원분말)의 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀은 0.73㎛이고, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA는 0.49㎛였다. 따라서, D₅₀/D_IA로 산출되는 응집도는 1.49로, 충분한 해립처리가 행해지고 있다는 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 이 해립처리된 원분말 500g을 이용해서, 실시예 1과 동일한 방법으로, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다. 단, 실시예 1에서의 매체분산밀인 VMG-GETZMANN사 제조의 DISPERMAT D-5226을 이용해서 처리시간만을 변경하고, 10시간처리해서 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다.

이상과 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말의 특성은 최대입경 D_MAX가 15.56㎛로서, 이하에 서술하는 평균입경 D₅₀의 비인 [D_MAX]/[D₅₀] = 4.7로, 5이상이 되는 조대립은 보이지 않았으며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀(1.51㎛), D₅₀(3.33㎛), D₉₀(6.03㎛), 및 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(1.68㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.50이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 3.99가 되었다. 그리고, 이 플레이크 동분말을 구성하는 분립의 평균 두께는 0.02㎛, 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 2.8㎛, 평균 종횡비는 140이었다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것임을 알 수 있다.

또한, 본건발명자들은 얻어진 플레이크 동분말을 이용해서, 실시예 1과 마찬가지의 유기비히클 및 혼합비율을 채용해서, 테르피네올계 도전성 페이스트를 제조하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 그 결과, A점도가 600Pa·s, B점도가 143Pa·s였다. 따라서, 점도비( = [A점도]/[B점도])가 4.2가 되었다.

실시예 3: 본 실시 형태에서는, 원료분말로부터 이하의 방법으로 얻어진 동분말을 원분말로 해서, 본건발명에 따른 제조방법을 이용해서, 플레이크 동분말을 제조했다. 이 실시 형태에서 이용한 원료분말 및 원분말은, 실시예 2와 동일한 것을 이용했다. 따라서, 원분말의 분체특성 및 해립처리후의 분체특성에 관해서는 중 복된 기재를 피하기 위해, 그 설명을 생략한다.

다음으로, 이 해립처리된 원분말 500g을 이용해서, 실시예 1과 동일한 방법으로, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다. 단, 실시예 1에서의 매체분산밀인 VMG-GETZMANN사 제조의 DISPERMAT D-5226을 이용하여 처리시간만을 변경하고, 7시간 처리해서, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다.

이상과 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말의 특성은 최대입경 D_MAX가 5.36㎛로서, 이하에 서술하는 평균입경 D₅₀의 비인 [D_MAX]/[D₅₀] = 3.6으로, 5이상이 되는 조대립은 보이지 않았으며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀(0.67㎛), D₅₀(1.50㎛), D₉₀(2.80㎛), 및 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(0.79㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.53이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 4.18가 되었다. 그리고, 이 플레이크 동분말을 구성하는 분립의 평균 두께는 0.08㎛, 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 1.3㎛, 평균 종횡비는 18.8이었다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것임을 알 수 있다.

또한, 본건발명자들은 얻어진 플레이크 동분말을 이용해서, 실시예 1과 마찬가지의 유기비히클 및 혼합비율을 채용해서, 테르피네올계 도전성 페이스트를 제조 하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 그 결과, A점도가 420Pa·s, B점도가 130Pa·s였다. 따라서, 점도비( = [A점도]/[B점도])가 3.2가 되었다.

실시예 4:본 실시 형태에서는, 원료분말로부터 이하의 방법으로 얻어진 동분말을 원분말로서, 본건발명에 따른 제조방법을 이용해서, 플레이크 동분말을 제조했다. 이 실시 형태에서 이용한 원료분말 및 원분말은, 실시예 2와 동일한 것을 이용했다. 따라서, 원분말의 분체특성 및 해립처리후의 분체특성에 관해서는 중복된 기재를 피하기 위해, 그 설명을 생략한다.

다음으로, 이 해립처리된 원분말 500g을 이용해서, 실시예 1과 동일한 방법으로, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다. 단, 실시예 1에서의 매체분산밀인 VMG-GETZMANN사 제조의 DISPERMAT D-5226을 이용하여, 처리시간만을 변경하고, 1시간 처리해서, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다.

이상과 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말의 특성은 최대입경 D_MAX가 1.44㎛로서, 이하에 서술하는 평균입경 D₅₀의 비인 [D_MAX]/[D₅₀] = 1.5로, 5이상이 되는 조대립은 보이지 않았으며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀(0.51㎛), D₅₀(0.95㎛), D₉₀(1.43㎛), 및 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(0.43㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.45이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 2.80이 되었다. 그리고, 이 플레이크 동분말을 구성하는 분립의 평균 두께는 0.19㎛, 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 0.9㎛, 평균 종횡비는 4.7이었다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것임을 알 수 있다.

또한, 본건발명자들은 얻어진 플레이크 동분말을 이용해서, 실시예 1과 동일한 유기비히클 및 혼합비율을 채용해서, 테르피네올계 도전성 페이스트를 제조하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 그 결과, A점도가 350Pa·s, B점도가 125Pa·s였다. 따라서, 점도비( = [A점도]/[B점도])가 2.8이 되었다.

실시예 5: 본 실시 형태에서는, 원료분말로부터 이하의 방법으로 얻어진 동분말을 원분말로 해서, 본건발명에 따른 제조방법을 이용해서, 플레이크 동분말을 제조했다.

이 실시 형태에서 이용한 원료분말의 분체특성은 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀이 6.84㎛이고, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA가 4.20㎛이었다. 따라서, D₅₀/D_IA에서 산출되는 응집도는 1.63이었다.

상술한 원료분말을, 시판중인 풍력분급기인 닛세이(日淸) 엔진니어링사 제조의 터보클래시파이어를 이용해서, 회전수 6500rpm으로 서큘레이션시켜 응집상태에 있는 분립들을 충돌시켜서 해립작용을 행했다.

그 결과, 해립작업이 종료된 원분말의 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀은 4.92㎛이고, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA는 4.10㎛이었다. 따라서, D₅₀/D_IA로 산출되는 응집도는 1.20으로, 충분한 해립처리가 행해졌음을 확인할 수 있었다.

다음으로, 이 해립처리된 원분말 500g을 이용해서, 실시예 1과 동일한 방법으로, 동분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다. 단, 실시예 1에서의 매체분산밀인 VMG-GETZMANN사 제조의 DISPERMAT D-5226을 이용하여 처리시간만을 변경하고, 10시간 처리해서, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다.

이상과 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말의 특성은 최대입경 D_MAX가 40.00㎛로서, 이하에 서술하는 평균입경 D₅₀의 비인 [D_MAX]/[D₅₀] = 4.2로, 5이상이 되는 조대립은 보이지 않았으며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀(4.75㎛), D₅₀(9.50㎛), D₉₀(12.83㎛), 및 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(3.23㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.34이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 2.70이 되었다. 그리고, 이 플레이크 동분말을 구성하는 분립의 평균 두께는 0.80㎛, 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 9.2㎛, 평균 종횡비는 11.5였다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것임을 알 수 있다.

또한, 본건발명자들은 얻어진 플레이크 동분말을 이용해서, 실시예 1과 마찬가지의 유기비히클 및 혼합비율을 채용해서, 테르피네올계 도전성 페이스트를 제조하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 그 결과, A점도가 90Pa·s, B점도가 60Pa·s였다. 따라서, 점도비( = [A점도]/[B점도])가 1.5가 되었다.

실시예 6: 본 실시 형태에서는, 원료분말로부터 이하의 방법으로 얻어진 동분말을 원분말로 해서, 본건발명에 따른 제조방법을 이용해서, 플레이크 동분말을 제조했다.

이 실시 형태에서 이용한 원료분말의 분체특성은 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀이 4.24㎛이고, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA가 2.10㎛이었다. 따라서, D₅₀/D_IA에서 산출되는 응집도는 2.02였다.

그 결과, 해립작업이 종료된 동분말(원분말)의 레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀은 2.80㎛이고, 화상해석에 의해 얻어지는 평균입경 D_IA는 2.00㎛이었다. 따라서, D₅₀/D_IA로 산출되는 응집도는 1.40으로, 충분한 해립처리가 행해지고 있는 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 이 해립처리된 원분말 500g을 이용해서, 실시예 1과 동일한 방법 으로, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다. 단, 실시예 1에서의 매체분산밀인 VMG-GETZMANN사 제조의 DISPERMAT D-5226을 이용하여 처리시간만을 변경하고, 7시간 처리해서, 원분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써, 대략 구형의 원분말을 플레이크 동분말로 만들었다.

이상과 같이 해서 얻어진 플레이크 동분말의 특성은 최대입경 D_MAX가 20.73㎛로서, 이하에 서술하는 평균입경 D₅₀의 비인 [D_MAX]/[D₅₀] = 2.8로, 5이상이 되는 조대립은 보이지 않았으며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀(3.87㎛), D₅₀(7.30㎛), D₉₀(8.51㎛), 및 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(2.34㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.32이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 2.20이 되었다. 그리고, 이 플레이크 동분말을 구성하는 분립의 평균 두께는 0.70㎛, 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 7.2㎛, 평균 종횡비는 10.3이였다. 따라서, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것임을 알 수 있다.

또한, 본건발명자들은 얻어진 플레이크 동분말을 이용해서, 실시예 1과 마찬가지의 유기비히클 및 혼합비율을 채용해서, 테르피네올계 도전성 페이스트를 제조하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 그 결과, A점도가 112Pa·s, B점도가 70Pa·s였다. 따라서, 점도비( = [A점도]/[B점도])가 1.6이 되었다.

비교예: 본 실시 형태에서는, 실시예 1에서 이용한 응집상태에 있는 건조된 원료분말을 해립처리 하지 않고, 실시예 1과 마찬가지로 Willy A. Bachfen AG Maschinenfabrik사 제조의 다이노밀(dyno-mill) KDL 타입을 이용해서, 직경 0.7mm의 비즈에 의해, 동분말의 분립을 압축해서 소성변형시킴으로써 플레이크상의 동분말을 제조했다. 그 결과 얻어진 플레이크 동분말의 분체특성이 표 1의 시료번호 4로서 나타낸 것이다. 이 플레이크 동분말은 최대입경 D_MAX가 평균입경 D₅₀의 5배이상의 조대립을 포함하는 것이다.

다시 한번, 여기서 시료번호 4로서 나타낸 플레이크 동분말의 분체특성을 설명하면, 중량누적입경 D₁₀(2.81㎛), D₅₀(8.20㎛), D₉₀(21.38㎛), 최대입경 D_MAX(52.33㎛), [D_MAX]/[D₅₀] = 6.4로, 5 이상의 값이 된다. 또한, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD(7.17㎛)를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.87이고, D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 4.04가 되고 있다. 이 플레이크 동분말의 직접관찰된 평균입경(장경)은 7.8㎛, 평균 종횡비는 10.4였다. 즉, 본건발명에 따른 플레이크 동분말이 구비해야하는 요건을 만족하는 것이 아님을 알 수 있다. 이와 같은 플레이크 동분말을 도전성 페이스트의 제조에 이용하면, 유기비히클의 배합을 변화시키더라도 도전성 페이스트 점도의 제어가 곤란하게 되고, 고밀도배선회로 등의 인쇄에 이용하는 것이 불가능한 것임은 분명하다.

그래서, 본건발명자들은 시료번호 4의 플레이크 동분말을 이용해서, 실시예 1과 마찬가지의 유기비히클 및 혼합비율을 채용해서 테르피네올계 도전성 페이스트를 제조하고, 도전성 페이스트의 점도 변화율을 측정했다. 그 결과, A점도가 250Pa·s, B점도가 227Pa·s였다. 따라서, 점도비( = [A점도]/[B점도])가 1.1이 되었다. 이 결과에서 알 수 있듯이, 특히 특소트로피한 성능에 한해서 말하면, 상기 실시 형태에 기재된 도전성 페이스트에 비해 떨어진다고 생각되지만, 극히 큰 차이는 없다고 말할 수 있다. 즉, 종래의 플레이크 동분말은 플레이크 동분말의 분립 두께를 얇게 함으로써 틱소트로피한 성능을 얻어왔지만, 분립의 조도분포가 브로드하게 되고, 평균입경을 기준으로 본 경우의 극히 큰 조립이 포함된 것이었기 때문에, 얇고 막 밀도가 높은 미세한 전극, 회로 등의 형성에 이용되지 않았던 것이었다.

본건발명에 따른 플레이크 동분말을 이용함으로써, 제조할 도전성 페이스트의 점도 제어를 가능하게 하고, 점도와의 관계에 있어서 밸런스를 맞춘 틱소트로피한 성질을 부여할 수 있으며, 이 도전성 페이스트를 이용해서 형성하는 도체의 박층화, 막 밀도의 개선, 전기적 저항성을 희생하지 않으며, 나아가 도체 형상의 제어가 용이하게 되기 때문에, 종래 불가능했던 얇고 또한 미세한 회로 패턴, 전극형상 등의 형성이 가능하게 된다. 또한, 본건발명에 따른 플레이크 동분말의 제조방법을 이용함으로써, 종래에 없는 미립으로 조도분포가 우수한 플레이크 동분말의 효율적인 제조가 가능하게 되며, 나아가 본건발명에 따른 분체특성을 구비한 플레이크 동분말의 제조수율을 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다. 상기한 점으로부터 알 수 있듯이, 본건발명에 따른 플레이크 동분말은 그 입도분포가 종래에 없을 정 도로 정교할 뿐만 아니라, 본건발명에 따른 제조방법에 의하면 분립의 종횡비를 임의로 바꿀 수 있으며, 결과적으로 플레이크 동분말의 틱소트로피한 성능의 최적 설계가 가능하게 된다.

Claims

동분말의 분립(粉粒)을 소성변형시켜 플레이크(flake)화한 플레이크 동분말에 있어서,

레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₅₀이 10㎛ 이하이며, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의한 중량누적입경 D₁₀, D₅₀, D₉₀, 레이져 회절산란식 입도분포 측정법에 의해 측정된 입도분포의 표준편차 SD를 이용해서 나타내어지는 SD/D₅₀의 값이 0.55 이하이고, 또한 D₉₀/D₁₀으로 나타내어지는 값이 4.5 이하인 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말.
제 1항에 있어서,

상기 분립의 종횡비(평균 장경/평균 두께)가 3 ~ 200 인 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

레이져 회절산란식 입도분포 측정법의 중량누적입경 D₅₀과 최대중량누적입경 D_MAX와의 비인 [D_MAX]/[D₅₀]가 5 이하인 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 플레이크 동분말을 70wt% 이상의 존재율로 포함하는 플레이크 동분말.
동분말의 분립(粉粒)을 소성변형시켜 플레이크 동분말을 제조하는 방법에 있어서,

응집상태에 있는 동분말을 해립(解粒)처리하고, 해립처리가 종료된 응집도 1.6 이하의 분산성이 우수한 동분말의 분립을 이용하여,

그 동분말의 분립을 입경이 0.5mm 이하의 미디어 비즈를 이용해서 고에너지 볼밀로 압축하고 소성변형시킴으로써, 플레이크상으로 만드는 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말의 제조방법.
제 5항에 있어서,

미디어 비즈는 비중이 3.0g/cm³ ~ 6.5g/cm³인 것을 특징으로 하는 플레이크 동분말의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 플레이크 동분말을 이용해서 제조된 도전성 페이스트.
제 3항에 기재된 플레이크 동분말을 70wt% 이상의 존재율로 포함하는 플레이크 동분말.
제 3항에 기재된 플레이크 동분말을 이용해서 제조된 도전성 페이스트.
제 4항에 기재된 플레이크 동분말을 이용해서 제조된 도전성 페이스트.