KR101282389B1 - 초미립 동분 슬러리 및 초미립 동분 슬러리의 제조 방법 - Google Patents

초미립 동분 슬러리 및 초미립 동분 슬러리의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101282389B1
KR101282389B1 KR1020077014293A KR20077014293A KR101282389B1 KR 101282389 B1 KR101282389 B1 KR 101282389B1 KR 1020077014293 A KR1020077014293 A KR 1020077014293A KR 20077014293 A KR20077014293 A KR 20077014293A KR 101282389 B1 KR101282389 B1 KR 101282389B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper powder
slurry
ultrafine copper
tem
ultrafine
Prior art date
Application number
KR1020077014293A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070089819A (ko
Inventor
아키라 아오키
요시노부 나카무라
타카히코 사카우에
카쓰히코 요시마루
Original Assignee
미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤 filed Critical 미쓰이 긴조꾸 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20070089819A publication Critical patent/KR20070089819A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101282389B1 publication Critical patent/KR101282389B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • B22F1/0545Dispersions or suspensions of nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

초미립 동분(銅粉) 슬러리로서, 배선용 도전성 잉크나 도전성 페이스트에 이용할 때에, 보다 미세 피치화된 배선부를 기판상에 형성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위하여, DTEM(㎛)이 0.01 ~ 0.1, D50/DTEM이 1.0 ~ 1.5, 및 결정 입자 지름/DTEM: 0.2 ~ 1의 분체 특성을 가지는 초미립 동분을 용매에 현탁시켜 제조된 초미립 동분 슬러리를 제공한다(DTEM은 TEM 관찰상의 사진으로부터 당해 분말 입자 지름을 직접 측정하여 관찰 배율로 환산한 평균 일차 입경을 가리키며, D50은 도플러 산란식 광해석법에 따라 측정된 50%의 체적 누적 입경을 가리킨다.).

Description

초미립 동분 슬러리 및 초미립 동분 슬러리의 제조 방법{SUPERFINE COPPER POWDER SLURRY AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 초미립 동분(銅粉) 슬러리 및 당해 초미립 동분 슬러리의 제조 방법에 관한 것이다.
전자 부품 등의 전극이나 전자 회로의 배선을 형성하는 방법으로서, 동분을 도전성 필러로서 함유시킨 도전성 페이스트나 도전성 잉크를 기판에 인쇄하는 방법이 널리 알려져 있으며, 예를 들어, 상기 동분은 슬러리상으로 되고 나서 테르피네올 등의 유기물질에 혼입되어, 도전성 페이스트나 도전성 잉크의 재료로서 사용된다.
최근, 예를 들어, 도전성 잉크나 도전성 페이스트 등을 잉크젯 프린터, 스크린 인쇄기, 또는 오프셋 인쇄기 등을 이용하여 직접 기판 등에 도포함으로써, 기판 등 상에 간편하게 배선 등을 형성하는 방법이 개발되어 실용화되어 있다(한편, 도전성 잉크나 도전성 페이스트 등의 실용화 용도는 이러한 용도로 한정되는 것은 아님을 여기에 주석한다.).
한편, 도전성 잉크 등을 이용하여 형성하는 전자 회로의 미세화나 전자 디바이스의 소형화·고밀도화의 요구가 한층 높으며, 그 결과, 전자 회로를 형성하는 데 있어 보다 미세한 배선 패턴(미세 피치화 패턴)이 요구되고 있다. 이 때문에, 도전성 잉크 등의 원재료인 도전성 슬러리의 일반적인 도전성 금속 재료인 동분에 대해서도, 보다 미립일 것, 및, 당해 미립의 입도 분포가 좁을 것이 특히 요구되게 되었다.
그리고 미세 피치화 패턴 형성을 위해서는 초미립 동분을 도전성 슬러리의 재료로 사용하는 경우도 있지만 제특성이 양호한 것이 거의 없으며, 또한 일부 검토되고 있는 것에 대해서는 의도적으로 산화 방지제나 분산제 등의 첨가물이 더해지고 있다.
예를 들어, 특허 문헌 1은 동의 미립에 관련된 기술을 개시하는 것으로, 분산성이 좋은 미립을 제조하기 위해 분산제나 내산화 처리제가 이용되고 있어, 필연적으로 동분 입자 표면상에 저온에서 분해되기 어려운 물질이 코팅된 상태에 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-211108호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그러나, 특허 문헌 1의 방법에 따르면, 상술한 배선부의 저(低)저항화는 어렵다고 생각된다. 즉, 상기 첨가물을 이용한 경우에는 동입자의 표면에 당해 첨가물이 잔존하여, 그 동입자를 이용하여 형성한 도체 배선의 비저항치가 상승하는 등의 문제가 생길 수 있기 때문이다.
한편, 미립 금분이나 미립 은분(100nm 미만)을 필러로 한 도전성 잉크 또는 도전성 페이스트는 금 자체 또는 은 자체가 고가이기 때문에 재료 코스트의 점에서 불리하다. 또한, 특히 미립 은분을 이용한 도전성 잉크 또는 도전성 페이스트는 소위 마이그레이션(migration) 현상을 일으키기 쉬운 점에서 불리하다. 이러한 점을 고려하면, 미립 동분은 도전성 잉크 또는 도전성 페이스트의 재료로서 미립 금분이나 미립 은분보다 우위이다.
이상의 점으로부터, 본 발명에서는 응집 상태가 적고 입자 분산성이 뛰어난 초미립 동분으로서, 또한 입자의 표면 오염이 적고 저온 소결성이 뛰어난 제품의 제공을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
그래서, 본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 이하에 기술하는 초미립 동분 슬러리 및 그 제조 방법을 찾아내고, 상기 목적을 달성할 수 있음을 알아냈다.
이하, 본 발명에 따른 초미립 동분 및 초미립 동분 슬러리에 관하여 기술한다.
본 발명에 따른 초미립 동분의 분체 특성은 DTEM(㎛) = 0.01 ~ 0.1 및 D50/DTEM = 1 ~ 1.5를 만족하는 것이다. 또한, 이에 더해, 결정 입자 지름/DTEM = 0.2 ~ 1을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 분체 특성의 범위를 정한 이유는 이하와 같다.
DTEM에 대해서는, 0.1㎛ 보다 크면 현재 요구되고 있는 50㎛ 피치 미만의 배선 미세 피치화가 곤란하게 된다. 또한, 0.1㎛ 보다 크면 잉크젯으로 본 발명의 초미립 동분 슬러리를 함유하는 도전성 잉크를 이용하여 배선을 형성하면, 노즐의 막힘을 일으키기 쉽고, 또한 회로를 양호하게 그릴 수 없으며, 나아가서는 단선과 같은 불량이 발생하기 쉬워진다. 한편, DTEM(㎛)에 대하여, 0.01㎛ 보다 작으면 초미립 동분이 응집해 버리는 불량을 일으킨다.
D50/DTEM에 대해서는, D50/DTEM이 1에 가까울수록 분산성이 높으며, 즉 응집이 억제된, 적합한 초미립 동분이라고 할 수 있다. 여기서 DTEM이란, TEM 관찰상으로부터 직접 측정하여 배율로 환산한 실제의 입경을 말한다.
D50/DTEM에 대해서는, 1.5 보다 크면 본 발명의 초미립 동분 슬러리를 이용하여 도선성 잉크나 도선성 페이스트를 제조할 때, 잉크 매체나 페이스트 매체에 대한 분산성이 떨어지는 경향이 있다.
결정 입자 지름/DTEM에 대해서는, 0.2 보다 작으면 각 동입자의 결정성이 나쁘며, 그 결과 내산화성이 저하된다고 생각된다. 한편, 1을 넘는 경우에는 이론적으로 결정 입자가 동입자 그 자체로 되어 있는 경우이다.
D50은, 도플러 산란식 광해석법에 의해 측정된 누적 분포가 50%인 시점에 있어서의 입경이다.
DTEM은, 투과 전자 현미경으로 시료를 TEM 관찰하고, 당해 TEM 관찰상을 촬상하고, 당해 분말 입자 지름을 직접 측정하여 관찰 배율로 환산한 평균 일차 입경이다.
결정 입자 지름은, 시료에 대하여 분말 X선 회절을 행하고, 얻어진 각 결정면의 회절각 피크의 반가폭으로부터 환산한 값이다.
또한, 본 발명은 상기 초미립 동분을 유기 용매 중에 현탁시켜 제조된 초미립 동분 슬러리를 제공한다. 이 초미립 동분 슬러리는 상술한 바와 같이 도전성 페이스트나 도전성 잉크 등의 재료로서 사용된다.
당해 슬러리화의 이유는 초미립 동분을 건조시킬 경우, 초미립 동분끼리 응집하기 쉽고, 또한 초미립 동분의 비표면적이 높아 산화되기 쉽기 때문이다. 따라서, 다음 공정에서의 도전성 슬러리의 제조를 원활히 하기 위해, 및, 1차 보관 시 또는 수송 시의 보관 시의 산화 방지를 위해, 초미립 동분을 메탄올, 에탄올, 프로필알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 테르피네올, 또는 에틸렌글리콜 등의 유기 용제에 현탁시켜 초미립 동분 함유 슬러리 상태로 해 두는 것이 바람직한 것이다.
한편, 초미립 동분 슬러리의 제조 방법에 관해서는, 이하의 발명을 실시하기 위한 최선의 형태 란에서 설명하기로 한다.
<발명의 효과>
본 발명의 초미립 동분 슬러리를 이용하여 도전성 페이스트 또는 도전성 잉크 등을 제조하고, 이것을 이용하여 도체 형성을 행하면, 보다 미세 피치화(선폭 50㎛ 이하의 배선)된 배선을 기판상에 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초미립 동분의 TEM 관찰상(100,000배)이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태, 특히 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서는 각 시약, 각 용액 등의 수치 등이 나타나 있지만, 본 발 명을 행하는 데 있어 이하의 수치로 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 파일럿 스케일 또는 양산 스케일에 따라 당업자에 의해 각 시약, 각 용액 등의 양과 그 밖의 조건을 적절히 변경할 수 있음은 말할 필요도 없다.
본 발명에 따른 초미립 동분 슬러리의 제조 방법은,
공정 a. 동염(銅鹽) 화합물 및 착화(錯化)제를 포함하는 수용액에 알칼리 용액을 가하여, 산화제2동을 포함하는 슬러리를 제조하는 공정,
공정 b. 공정 a에서 제조된 산화제2동을 포함하는 슬러리에 제1 환원제를 가하여, 산화제1동을 포함하는 슬러리를 제조하는 공정,
공정 c. 공정 b에서 제조된 슬러리에 제2 환원제로서 2종 이상의 환원제를 혼합한 것을 가하여, Cu 입자를 포함하는 초미립 동분 슬러리를 제조하는 공정을 포함하는 제조 방법을 제공한다. 또한, 당해 방법에 대하여 공정을 더욱 세분화하여 보다 구체적으로 설명한다. 한편, 이하에 말하는 용해 공정 ~ 온도 조정 공정까지가 상기 공정 a.에 포함되고, 제1 환원 공정이 상기 공정 b.에 포함되고, 제2 환원 공정이 상기 공정 c.에 포함된다.
용해 공정: 50℃ ~ 90℃의 물 0.5L ~ 1.0L에 400g ~ 1000g의 황산동·5수화물(CuSO4·5H2O) 등의 동염을 용해시킨다. 여기서 물로서는 이온 교환수 등의 순수를 이용하는 것이 바람직하다. 물이라고 칭한 경우에는 이하 마찬가지이다.
착화공정: 상기 황산동 용해액에 1몰의 동(Cu)당, 0.005몰 ~ 10몰의 글리신 등의 아미노산을 더하여 동착체(銅錯體)를 형성한다.
농도 조정 공정: 동착체 형성 후 물을 가하여 전체를 1.0M ~ 2.5M의 황산동 수용액으로 하고, 농도 조정을 행하면서 10분간 ~ 60분간 교반한다.
중화 반응 공정: 농도 조정이 종료되면, 상기 용액의 교반을 계속하여 중량 0.50kg ~ 5.00kg, 농도 20wt% ~ 50wt%의 NaOH 수용액을 10분간 ~ 120분간에 걸쳐 첨가하여 중화한다.
온도 조정 공정: 중화 공정이 종료되면, 상기 중화시킨 용액을 전체가 50℃ ~ 90℃가 되도록 하면서 10분간 ~ 30분간 교반한다.
제1 환원 공정: 온도 조정이 종료되면, 150g ~ 500g의 제1 환원제로서의 환원당인 글루코오스를 일괄 첨가하고 상기 50℃ ~ 90℃의 용액을 30분간 ~ 90분간 교반하면서 환원하여, 산화제1동(Cu2O)을 생성시킨다. 여기서 말하는 환원당은, 상기 산화제1동(Cu20)으로의 환원 반응을 달성할 수 있는 환원당이면 다른 환원당이라도 사용가능하다. 여기에서는, 특히 글루코오스를 이용한 경우에 미립 동분의 분산성이 좋아지기 때문에 예시하였다.
제2 환원 공정: 제1 환원 공정 종료 후, 수소화붕소 화합물과 그 이외의 환원제의 2종 이상의 혼합물(제2 환원제)을 상기 제1 환원 공정에서 제조된 슬러리에 첨가하고 60분간 교반하면서 환원하여, 동(Cu)을 환원석출시킨다. 한편, 상기 수소화붕소 화합물은 수소화붕소나트륨(SBH) 또는 수소화붕소칼륨인 것이 바람직하다. 그리고 상기 제2 환원제에 관해서는, 수소화붕소 화합물을 필수로 하고, 또 1 종류의 환원제로서 히드라진(hydrazine) 또는 포르말린을 이용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여, 제2 환원 공정에서 수소화붕소 화합물과 그 이외의 다른 환원제를 조합함으로써 초미립 동분이 얻어진다. 여기에서의 반응 메커니즘은 명확하게 파악되어 있지 않지만, 핵 생성과 입자 성장을 분리하여 제어하는 것이 중요하다고 생각한 것이다. 즉, 수소화붕소 화합물(예를 들어, SBH(수소화붕소 나트륨))과, 보다 환원력이 약한 환원제(히드라진, 포르말린 등의 환원당)의 조합에 의해 당해 환원력이 강한 환원제에 의해 동의 핵이 되는 입자가 다수 생성되고, 그 후 환원력이 약한 환원제가 기여하여 그 핵이 성장함으로써 분산성이 좋은 당해 초미립 동분을 얻을 수 있다고 생각된다. 단, 수소화붕소 화합물의 양이 너무 많으면, 동분 입자끼리 응집 현상이 발생하는 경우가 있으므로, 이 점을 제조상 유의해야 한다.
또한, 본 발명은 상기 초미립 동분의 슬러리의 제조 방법으로서, 상기 공정 a. ~ 공정 c. 후에 이하에 나타내는 공정 d. 및 공정 e.를 마련하는 것도 바람직하다. 이들 공정을 이하에 나타낸다.
공정 d. 슬러리 중의 초미립 동분을 세정하는 세정 공정
공정 e. 공정 d에서 세정된 초미립 동분을 해립(解粒) 처리하고, 이 초미립 동분을 액 중에 현탁시킨 초미립 동분 슬러리를 제조하는 공정
이하, 공정별로 설명한다.
공정 d(세정 공정): 이 제조 방법에서는, 슬러리 중의 초미립 동분을 포함하는 반응액을 물(바람직하게, 순수)로 디캔테이션(decantation) 세정을 행하고, 또한 에틸렌글리콜, 알코올, MEK 등의 유기용제(바람직하게, 극성 유기 용매)로 디캔 테이션함으로써 수분 제거를 겸한 세정을 행하는 것이다.
공정 e(해립 처리 공정): 또한, 상기 디캔테이션 세정 후의 초미립 동분을 건분(乾粉) 상태나 또는 유기용매 슬러리(바람직하게, 고비등점 유기 용매로 치환한 슬러리) 상태로 하고, 해립 장치인 알티마이저(스기노 머신 주식회사)를 이용하여 압력 100MGPa ~ 400MGPa 조건하에서 당해 동분 슬러리 중의 동 입자끼리 충돌시키는 처리를 1회 ~ 20회 반복하여 슬러리 중의 동입자를 단분산에 가깝게 해립하여, 초미립 동분 슬러리를 제조한다.
이 공정 e에서의 해립 처리는 초미립 동분의 분산성 향상을 목적으로 한다. 여기에서의 해립 시에는 습식 해립 처리가 바람직하다. 보다 구체적으로, 습식 해립 처리에 있어서는, 배럴 호모지나이저(homogenizer), 알티마이저, 필 믹스, 또는 비즈 밀 등의 장치를 이용할 수 있다. 또한, 해립 처리(해쇄(解碎) 처리)에 있어서, 분산제를 첨가해도 되며, 아라비아 고무, 아교, 젤라틴, PVA, PVP, 또는 PEI 등을 사용할 수 있다.
상기 해쇄 후, 도 1의 TEM 관찰상(×100,000)으로 나타낸 바와 같은 본 발명의 초미립 동분이 얻어진다.
이하, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2 및 비교예를 설명한다.
실시예 1
용해 공정: 80℃의 이온 교환수 1.0L에 800g의 황산동·5수화물(CuSO4·5H20)을 용해시켰다.
착화 공정: 용해 공정에서 얻어진 상기 황산동 용해액에 24.1g의 글리신을 가하여, 동착체를 형성하였다.
농도 조정 공정: 동착체의 형성 후, 이온 교환수를 가함으로써 전체를 2M의 황산동 수용액이 되도록 농도 조정을 행하면서 30분간 전체를 교반하였다.
중화 반응 공정: 상기 농도 조정이 종료된 용액을 교반하면서, 1.28kg의 25wt%의 NaOH 수용액을 30분에 걸쳐 첨가하여 중화 처리를 행하였다.
온도 조정 공정: 상기 중화된 용액을 교반하면서 전체가 70℃가 되도록 하였다.
제1 환원 공정: 온도 조정 종료 후, 289g의 글루코오스를 일괄 첨가하여 상기 70℃의 용액을 60분간 교반하면서 환원하여, 산화제1동(Cu20)을 합성하였다.
제2 환원 공정: 이어서, 100wt%의 200g의 히드라진(N2H4)과 0.2g의 SBH(수소화붕소나트륨)의 혼합 환원제를, 상기 제1 환원 공정에서 제조되고 50℃로 한 용액에 일괄 첨가하여 60분간 교반하면서 환원하여, 초미립 동분을 생성시켰다.
실시예 2
실시예 1의 제2 환원 공정에서 100wt% 농도의 히드라진(N2H4) 200g과 0.2g의 SBH의 혼합물을, 상기 제1 환원 공정에서 제조된 70℃의 용액에 일괄 첨가하여 30분간 교반하면서 환원하여, 초미립 동분을 생성시켰다. 이 이외의 공정에 대해서는 실시예 1과 동일한 조건이므로 설명을 생략한다.
실시예 3
또한, 실시예 2에서 생성한 초미립 동분을 포함하는 반응액을 순수로 디캔테이션 세정을 행한 후 순수에 분산시킨 동분 슬러리로 하고, 알티마이저(스기노 머신 주식회사)를 이용하여 압력 245MGPa의 조건 하에서 동입자끼리 충돌시키는 처리를 5회 반복하여 슬러리 중의 동입자를 해립하여, 입자 분산성이 뛰어난 초미립 동분 슬러리를 제조하였다.
비교예
비교예에서는, 상기 실시예의 제2 환원 공정 이외에는 동일한 처리를 행하였다. 즉, 상기 제2 환원 공정에서 100% N2H4을 상기 제1 환원 공정에서 제조된 용액에 일괄 첨가하여 60분간 교반하면서 환원하여, 초미립 동분을 생성시켰다.
동미분 입자의 평균 입경의 크기, 분체의 분산성, 동미분 입자의 결정성을 비교하기 위하여, 상기 실시예와 비교예의 초미립 동분에 대하여 D50, DTEM 및 결정입자 지름을 측정하고, D50/DTEM 및 결정입자 지름/D50을 구하였다.
D50은 주식회사 닛키소 제품(Nanotrac UPA150)을 이용하여 측정한 입경이다. 수중에서 브라운 운동을 하고 있는 동분 입자에 옵티컬 파이버를 통하여 레이저광을 조사하고, 도플러 시프트된 동분의 입자 지름 정보를 검출함으로써 얻어진 입자 지름의 누적 분포의 50% 시점의 입경이다. 한편, 측정의 전처리로서 당해 동분을 물에 분산시켰다.
DTEM은 일본 전자 주식회사 제품인 투과 전자 현미경 JEM-4000EX를 이용하여 시료 입자를 가속 전압 400kV로 TEM 관찰하고, 당해 TEM 관찰상의 사진으로부터 당해 분말 입자 지름을 직접 측정하여 관찰 배율로 환산한 평균 일차 입경(n=30개)이다.
결정 입자 지름은 리가쿠 주식회사 제품인 X선 회절 장치 RINT 2000PC를 이용하여 분말 X선 회절을 행하고, 얻어진 각 결정면의 회절각 피크의 반가폭으로부터 구하였다.
DTEM
(㎛)
D50
(㎛)
결정입자 지름
(nm)
D50/DTEM 결정입자 지름/DTEM
실시예 1 0.060 0.064 12 1 0.20
실시예 2 0.028 0.033 10 1.2 0.36
실시예 3 0.027 0.030 9 1.1 0.33
비교예 0.200 0.310 16 1.6 0.08
<종합 평가>
표 1의 DTEM의 값, D50/DTEM의 값 및 결정입자 지름/DTEM의 값으로부터, 실시예 1 및 실시예 2가 비교예보다 입경(DTEM)이 작은 미분을 얻을 수 있다는 것, 실시예 1 및 실시예 2가 비교예보다 분산성이 높아지는 것, 및 실시예 1 및 실시예 2가 비교예보다 결정성이 높아지는 것을 알 수 있다.
한편, 실시예 2는 실시예 1에 대하여 상기 제2 환원 공정에서 온도를 높게 하여 반응 시간을 짧게 한 것으로, 실시예 1 보다 동분 입자를 더욱 미립화할 수 있었다. 또한, 실시예 2와 실시예 3을 비교하면, D50/DTEM의 값이 어느 정도 작아져 있어 당해 해립 처리에 의해 분산성이 향상된 것으로 생각된다.
이상으로부터, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따르면, 종래 기술과 같이 의도적으로 산화 방지제나 분산제 등의 불순물의 첨가를 행하지 않고, 분산성이 높은 슬러리화에 적합한 초미립 동분을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 초미립 동분 슬러리는 여기에 함유된 초미립 동 입자를 도전성 잉크나 도전성 페이스트의 필러로서 이용함으로써, 이것들을 이용하여 기판상에 형성하는 회로 등의 도체의 미세 피치화가 용이하게 되어, 고품질·고밀도 배선이 요구되는 전자 기판의 배선 형성에 적합하다.

Claims (8)

  1. DTEM(㎛)의 값이 0.01 ~ 0.1 및 D50/DTEM의 값이 1 ~ 1.5이고,
    결정 입자 지름/DTEM의 값이 0.2 ~ 1인 것을 특징으로 하는 초미립 동분(銅粉).
    (여기서, DTEM은 TEM 관찰상의 사진으로부터 당해 분말 입자 지름을 직접 측정하여 관찰 배율로 환산한 평균 일차 입경을 가리키며, D50은 도플러 산란식 광해석법에 따라 측정된 50%의 체적 누적 입경을 가리킨다. 결정 입자 지름은 X선 회절로부터 구한 입자 지름을 말한다.)
  2. 삭제
  3. 제1항에 기재된 초미립 동분을 용매에 현탁시켜 제조된 초미립 동분 슬러리.
  4. 이하의 공정 a ~ 공정 c를 포함하는 초미립 동분 슬러리의 제조 방법.
    공정 a. 동염(銅鹽) 화합물 및 착화(錯化)제를 포함하는 수용액에 알칼리 용 액을 가하여, 산화제2동을 포함하는 슬러리를 제조하는 공정,
    공정 b. 공정 a에서 제조된 산화제2동을 포함하는 슬러리에 제1 환원제를 가하여, 산화제1동을 포함하는 슬러리를 제조하는 공정,
    공정 c. 공정 b에서 제조된 슬러리에 제2 환원제로서 2종 이상의 환원제를 혼합한 것을 가하여, Cu 입자를 포함하는 초미립 동분 슬러리를 제조하는 공정.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 환원제가 수소화붕소 화합물을 포함하는 용액인 것을 특징으로 하는 초미립 동분 슬러리의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제2 환원제가 히드라진(hydrazine)을 포함하는 용액인 것을 특징으로 하는 초미립 동분 슬러리의 제조 방법.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 환원제가 환원당을 포함하는 용액인 것을 특징으로 하는 초미립 동분 슬러리의 제조 방법.
  8. 제4항 또는 제5항에 기재된 초미립 동분의 슬러리의 제조 방법에 있어서, 이하의 공정 d 및 공정 e를 포함하는 초미립 동분 슬러리의 제조 방법.
    공정 d. 슬러리 중의 초미립 동분을 세정하는 세정 공정,
    공정 e. 공정 d에서 세정된 초미립 동분을 해립(解粒) 처리하고, 이 초미립 동분을 액 중에 현탁시킨 초미립 동분 슬러리를 제조하는 공정.
KR1020077014293A 2004-12-22 2005-12-16 초미립 동분 슬러리 및 초미립 동분 슬러리의 제조 방법 KR101282389B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00371493 2004-12-22
JP2004371493A JP4662760B2 (ja) 2004-12-22 2004-12-22 超微粒銅粉、超微粒銅粉スラリー及び超微粒銅粉スラリーの製造方法
PCT/JP2005/023176 WO2006068061A1 (ja) 2004-12-22 2005-12-16 超微粒銅粉スラリー及び超微粒銅粉スラリーの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070089819A KR20070089819A (ko) 2007-09-03
KR101282389B1 true KR101282389B1 (ko) 2013-07-04

Family

ID=36601661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077014293A KR101282389B1 (ko) 2004-12-22 2005-12-16 초미립 동분 슬러리 및 초미립 동분 슬러리의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20080004358A1 (ko)
EP (1) EP1847344A1 (ko)
JP (1) JP4662760B2 (ko)
KR (1) KR101282389B1 (ko)
CN (1) CN101072651B (ko)
TW (1) TWI273936B (ko)
WO (1) WO2006068061A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4687599B2 (ja) * 2006-07-26 2011-05-25 住友金属鉱山株式会社 銅微粉とその製造方法及び導電性ペースト
US20100192728A1 (en) * 2007-06-28 2010-08-05 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Spherical Copper Fine Powder and Process for Producing the Same
JP5392884B2 (ja) * 2007-09-21 2014-01-22 三井金属鉱業株式会社 銅粉の製造方法
CN101463214B (zh) * 2007-12-21 2011-11-02 湖南中烟工业有限责任公司 油墨用颜料的表面处理剂以及使用方法
JP5433946B2 (ja) * 2007-12-26 2014-03-05 富士通株式会社 半導体装置の製造方法及びその製造装置
KR20100085855A (ko) * 2009-01-20 2010-07-29 다이요 잉키 세이조 가부시키가이샤 도전성 페이스트 및 투광성 도전 필름과 그의 제조 방법
CN101513675B (zh) * 2009-04-03 2010-12-01 中南大学 一种导电浆料用超细铜粉的制备方法
KR101239391B1 (ko) * 2011-01-05 2013-03-05 한국지질자원연구원 입도 제어가 용이한 전자소재용 미세 구리 분말 제조 방법
CN102205422A (zh) * 2011-01-17 2011-10-05 深圳市圣龙特电子有限公司 一种电子浆料用纳米铜粉及其制作工艺
JP5926644B2 (ja) * 2011-09-30 2016-05-25 Dowaエレクトロニクス株式会社 亜酸化銅粉末およびその製造方法
KR101408137B1 (ko) * 2012-11-02 2014-06-17 한국과학기술연구원 내산화성 구리 나노 입자의 제조방법 및 내산화성 구리 나노 입자
EP2923781A4 (en) * 2012-11-26 2016-07-13 Mitsui Mining & Smelting Co COPPER POWDER AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP6316683B2 (ja) * 2014-07-03 2018-04-25 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 銅微粒子およびその製造方法
CN112611787A (zh) * 2020-12-15 2021-04-06 无锡豪帮高科股份有限公司 一种高分子电阻型湿敏元件及其制备方法
CN114749677B (zh) * 2022-04-26 2023-04-11 苏州星翰新材料科技有限公司 一种微米铜粉的制备方法及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11140511A (ja) * 1997-11-11 1999-05-25 Daiken Kagaku Kogyo Kk 単分散金属微粒子粉末の製造方法
JP2003342621A (ja) * 2002-05-27 2003-12-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 銅粉の製造方法及びその方法で得られた銅粉

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1049675A (zh) * 1990-03-06 1991-03-06 北京市印刷技术研究所 铜系导电印刷墨
CN1022468C (zh) * 1992-02-19 1993-10-20 北京市印刷技术研究所 导电铜粉的表面处理方法
JPH10317022A (ja) * 1997-05-22 1998-12-02 Daiken Kagaku Kogyo Kk 金属微粒子粉末の製造方法
US6485831B1 (en) * 1999-05-13 2002-11-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Conductive powder and making process
JP4242176B2 (ja) * 2003-02-25 2009-03-18 石原産業株式会社 銅微粒子及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11140511A (ja) * 1997-11-11 1999-05-25 Daiken Kagaku Kogyo Kk 単分散金属微粒子粉末の製造方法
JP2003342621A (ja) * 2002-05-27 2003-12-03 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 銅粉の製造方法及びその方法で得られた銅粉

Also Published As

Publication number Publication date
TWI273936B (en) 2007-02-21
WO2006068061A1 (ja) 2006-06-29
JP2006176836A (ja) 2006-07-06
TW200631700A (en) 2006-09-16
JP4662760B2 (ja) 2011-03-30
CN101072651B (zh) 2010-12-15
CN101072651A (zh) 2007-11-14
KR20070089819A (ko) 2007-09-03
EP1847344A1 (en) 2007-10-24
US20080004358A1 (en) 2008-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101282389B1 (ko) 초미립 동분 슬러리 및 초미립 동분 슬러리의 제조 방법
JP5393451B2 (ja) 高分散性球状銀粉末粒子の製造方法およびそれから形成された銀粒子
KR101186946B1 (ko) 플레이크 동분말 및 그 제조 방법 그리고 도전성 페이스트
US20050183543A1 (en) Silver powder made of silver particles, each to which fine silver particles adhere and process of producing the same
JP6274444B2 (ja) 銅粉末の製造方法
KR101671324B1 (ko) 구리분
JP4449676B2 (ja) 銅微粒子の製造方法
JP5898400B2 (ja) 銅微粒子とその製造方法及び銅微粒子分散液
KR100967371B1 (ko) 구리 미립자 분산액 및 그 제조 방법
US6391087B1 (en) Copper fine powder and method for preparing the same
US20090023007A1 (en) Highly crystalline silver powder and method for producing the same
KR20130103540A (ko) 도전성 페이스트용 구리분 및 그 제조 방법
KR20120013417A (ko) 은 입자 및 그의 제조 방법
EP2045028A1 (en) Metal nanoparticles, method for producing the same, aqueous dispersion, method for manufacturing printed wiring or electrode, and printed wiring board or device
JP4853152B2 (ja) ニッケル被覆銅微粒子とその製造方法、それを用いた分散液とその製造方法、及びそれを用いたペースト
KR101327974B1 (ko) 주석 분말 및 주석 분말의 제조 방법, 그리고 주석 분말을함유하는 도전성 페이스트
JP3751154B2 (ja) 銀粉の製造方法
JP2009062580A (ja) 銅微粒子及びその製造方法、並びに銅微粒子分散液
JP2008179851A (ja) 銀粉の製造方法及び銀粉
US20170326639A1 (en) Electrically conductive fine particles
JP2017166048A (ja) 銅粉とその製造方法、および導電性ペースト
KR101613601B1 (ko) 구리분
JP7145869B2 (ja) 銀微粒子分散液
KR20200061193A (ko) 단분산 은 분말의 제조방법
JPH11256208A (ja) 銅微粉末

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160527

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 6