KR102403998B1 - Copper particles and their manufacturing method - Google Patents

Copper particles and their manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
KR102403998B1
KR102403998B1 KR1020197024034A KR20197024034A KR102403998B1 KR 102403998 B1 KR102403998 B1 KR 102403998B1 KR 1020197024034 A KR1020197024034 A KR 1020197024034A KR 20197024034 A KR20197024034 A KR 20197024034A KR 102403998 B1 KR102403998 B1 KR 102403998B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copper
particle
oxygen
particles
less
Prior art date
Application number
KR1020197024034A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190132351A (en
Inventor
도시카즈 마츠야마
고유 오타
요시아키 우와즈미
야스토시 엔도
Original Assignee
미쓰이금속광업주식회사
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 미쓰이금속광업주식회사 filed Critical 미쓰이금속광업주식회사
Publication of KR20190132351A publication Critical patent/KR20190132351A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102403998B1 publication Critical patent/KR102403998B1/en

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
    • 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
    • B22F1/16Metallic particles coated with a non-metal
    • 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
    • B22F2201/00Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/03Oxygen
    • 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
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/10Copper
    • 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
    • B22F2302/00Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/25Oxide

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 구리 입자는, 구리를 포함하는 코어부와, 해당 코어부의 표면에 형성된 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 갖는다. 구리 입자 중에 포함되는 산소의 함유 비율(질량%)을 X라고 하고, 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기(㎚)를 Y라고 했을 때, Y≥36X-18의 조건을 만족시킨다. 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 누적 체적 50용량%에 있어서의 체적 누적 입경 D50(㎛)에 대한, 코어부 중에 포함되는 금속 구리의 결정자 크기 DC(㎛)의 비율인 DC/D50의 값이 0.10 이상 0.40 이하인 것도 적합하다. 또한, 산소의 함유 비율이 0.80질량% 이상 1.80질량% 이하인 것도 적합하다.The copper particle of this invention has a core part containing copper, and the copper oxide layer containing CuO and Cu2O formed in the surface of this core part. When the content rate (mass %) of oxygen contained in a copper particle is X and the crystallite size (nm) of Cu2O contained in a copper oxide layer is made into Y, the condition of Y≥36X-18 is satisfy|filled. D C /D which is the ratio of the crystallite size D C (μm) of metallic copper contained in the core part to the volume cumulative particle size D 50 (μm) in the cumulative volume 50 volume % by the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method It is also suitable that the value of 50 is 0.10 or more and 0.40 or less. Moreover, it is also suitable that the content rate of oxygen is 0.80 mass % or more and 1.80 mass % or less.

Description

구리 입자 및 그 제조 방법Copper particles and their manufacturing method

본 발명은, 구리 입자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.This invention relates to a copper particle and its manufacturing method.

구리는 은과 같은 정도의 비저항값을 가지면서도, 은과 비교하여 재료비가 저렴한 점에서, 프린트 배선 기판이나 전기 회로, 전극의 형성에 사용되는 도전성 페이스트 등의 원료로서 적합하게 사용되고 있다. 근년, 전기 회로 등의 분야에 있어서 파인 피치화 및 전극의 박층화가 진행되고 있는 데 수반하여, 도전성 페이스트용의 구리 입자의 미립자화 및 양호한 소결성의 양립이 요구되고 있다. 한편, 미립자화된 구리는, 표면적이 매우 큰 점에서 도전성 페이스트의 제조 시에 입자의 표면 산화가 현저해져, 도전성이 떨어져 버리는 경우가 있다.Copper has a specific resistance value similar to that of silver, and is used suitably as a raw material for conductive pastes used for formation of printed wiring boards, electric circuits, and electrodes, since the material cost is lower than that of silver. In recent years, in the field|area, such as an electric circuit, fine-pitch formation and coexistence of favorable sintering property are calculated|required with fine-pitch formation and thinning of an electrode advancing the fine particle|grains of the copper particle for electrically conductive pastes. On the other hand, since the surface area of the fine copper is very large, the surface oxidation of particle|grains becomes remarkable at the time of manufacture of an electrically conductive paste, and electroconductivity may fall.

특허문헌 1에서는 구리 분말의 미립자화 및 도전성의 확보를 목적으로 하여, 직류 열 플라즈마를 사용한 물리 기상 성장법(PVD법)에 의한 구리 분말의 제조 방법이 제안되어 있다.Patent Document 1 proposes a method for producing copper powder by a physical vapor deposition method (PVD method) using direct current thermal plasma for the purpose of fine-graining copper powder and ensuring electrical conductivity.

국제 공개 제2015/122251호 팸플릿International Publication No. 2015/122251 pamphlet

PVD법 등으로 제조된 미립의 구리 입자는 표면적이 매우 크고, 입자끼리가 응집하기 쉽다. 그 때문에, 구리 입자 제조 후의 제품화 공정인 습식 분산 공정 등에 있어서, 구리 입자와 지방산 등의 표면 처리제를 혼합하여, 입자끼리의 응집을 일어나기 어렵게 하는 표면 처리가 일반적으로 행해진다. 그러나, 이와 같은 구리 입자는 표면 처리가 이루어져도, 1차 입자끼리가 다시 응집(이하, 재응집이라고도 함)하는 경우가 있다.The fine copper particles produced by the PVD method or the like have a very large surface area, and the particles tend to aggregate. Therefore, in the wet dispersion process etc. which are a commercialization process after copper particle manufacture, surface treatment which mixes a copper particle and surface treatment agents, such as a fatty acid, makes it difficult for particle|grains to occur aggregation is generally performed. However, in such a copper particle, even if surface treatment is made|formed, primary particle|grains may aggregate again (henceforth re-aggregation).

또한, PVD법 등으로 제조된 구리 입자는 입자끼리가 응집하기 쉬운 것에 더하여, 조대 입자가 많다. 그 때문에, 이와 같은 구리 입자를 사용하여 도전성 페이스트를 제작하고, 해당 페이스트를 기재에 도포하여 소성한 경우, 소성에 의해 얻어지는 도전막은 양호한 표면 평활성이 얻어지기 어렵다. 그래서, PVD법 등으로 제조된 구리 입자를 원료로 하여 도전성 페이스트를 제작하는 경우에는, 사전에 필터를 사용하여 응집 입자나 조대 입자를 제거할 필요가 있지만, 종래의 구리 입자는 응집 입자 및 조대 입자가 많은 것에 기인하여, 필터로 제거되는 입자가 많아져, 수율이 낮아져 버리는 경우가 있다.Moreover, in addition to the thing which particle|grains tend to aggregate, the copper particle manufactured by the PVD method etc. has many coarse particle|grains. Therefore, when an electrically conductive paste is produced using such a copper particle, this paste is apply|coated to a base material and it bakes, favorable surface smoothness is hard to be acquired for the electrically conductive film obtained by baking. Then, when producing an electrically conductive paste using the copper particle manufactured by PVD method etc. as a raw material, it is necessary to remove a flock|aggregate and coarse particle beforehand using a filter. However, the conventional copper particle is a flock|aggregate and coarse particle. Due to the large number of particles, the number of particles removed by the filter may increase and the yield may become low.

따라서 본 발명은, 구리 입자 및 그 제조 방법의 개량에 있고, 구체적으로는, 구리 입자 제조 후의 제품화 공정인 습식 분산 공정에 있어서, 표면 처리제를 사용한 경우에, 입자끼리가 재응집하기 어려운 구리 입자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.Therefore, this invention exists in improvement of a copper particle and its manufacturing method, Specifically, in the wet dispersion process which is a commercialization process after copper particle manufacture. It relates to a manufacturing method thereof.

본 발명자들은, 상기한 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 산소의 함유 비율과 Cu2O의 결정자 크기가 특정한 관계를 만족시키는 구리 입자는, 표면 처리 후에 있어서, 입자끼리의 재응집의 정도가 낮아진다는 것을 알아내었다. 본 발명은 이 지견에 기초하여 완성된 것이다.As a result of the inventors earnestly examining in order to solve the above-mentioned subject, the degree of re-aggregation of particle|grains is after surface treatment for copper particles which satisfy the specific relationship between the oxygen content rate and the crystallite size of Cu 2 O. found to be lowered. The present invention has been completed based on this knowledge.

즉 본 발명은, 구리를 포함하는 코어부와, 해당 코어부의 표면에 형성된 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 갖고, 하기 식 (1)의 관계를 만족시키는 구리 입자를 제공하는 것이다.That is, this invention provides the copper particle which has a core part containing copper, and the copper oxide layer containing CuO and Cu2O formed on the surface of this core part, and satisfy|fills the relationship of following formula (1).

Figure 112019083955677-pct00001
Figure 112019083955677-pct00001

식 중, X는 구리 입자 중에 포함되는 산소의 함유 비율(질량%)이고, Y는 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기(㎚)이다.In formula, X is the content rate (mass %) of the oxygen contained in a copper particle, Y is a crystallite size (nm) of Cu 2 O contained in a copper oxide layer.

또한 본 발명은, 상기한 구리 입자의 적합한 제조 방법으로서,Moreover, this invention is a suitable manufacturing method of said copper particle,

구리 원소를 포함하는 원료 분말을 플라스마 불꽃 속에 도입하여 기상 상태의 구리로 만들고,Raw material powder containing copper element is introduced into a plasma flame to make copper in a gaseous state,

기상 상태의 상기 구리의 냉각에 의해 구리 입자를 생성시키면서, 생성한 해당 구리 입자를 산소 함유 분위기에 노출시키고,Exposing the produced copper particles to an oxygen-containing atmosphere while producing copper particles by cooling the copper in the gas phase;

산소 함유 분위기에 노출된 후의 상기 구리 입자의 표면을 산화시켜 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 생성시키는 공정을 갖는, 구리 입자의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is to provide the manufacturing method of the copper particle which has the process of oxidizing the surface of the said copper particle after exposure to oxygen - containing atmosphere, and producing|generating the copper oxide layer containing CuO and Cu2O.

도 1은 본 발명의 구리 입자를 제조하는 장치의 일 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자에 있어서의 Cu2O의 결정자 크기와 산소의 함유 비율의 관계를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows one Embodiment of the apparatus for manufacturing the copper particle of this invention.
It is a graph which shows the relationship between the crystallite size of Cu2O in the copper particle obtained by the Example and the comparative example, and the content rate of oxygen.

이하, 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 형태에 기초하여 설명한다. 본 발명의 구리 입자는, 구리를 포함하는 코어부와, 코어부의 표면에 형성된 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 갖는다. 코어부는, 본 발명의 구리 입자에 있어서의 중심 영역에 위치하고, 본 발명의 구리 입자에 있어서의 질량의 대부분을 차지하는 부위이다. 한편, 산화구리층은 본 발명의 구리 입자에 있어서의 표면 영역에 위치하고, 본 발명의 구리 입자의 최표면을 구성하고 있다. 산화구리층은 코어부의 표면의 전역을 덮고 있는 것이 바람직하지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한에 있어서, 산화구리층은 코어부의 표면의 일부가 외계에 노출되도록 코어부의 표면을 덮고 있어도 된다. 본 발명의 구리 입자에 있어서는, 산화구리층보다도 외측에는 금속 원소를 포함하는 층은 존재하고 있지 않다. 그러나, 산화구리층보다도 외측에, 유기 화합물로 이루어지는 층이 존재하는 것은 허용된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated based on the preferable embodiment. The copper particle of this invention has a core part containing copper, and the copper oxide layer containing CuO and Cu2O formed in the surface of a core part. A core part is located in the center area|region in the copper particle of this invention, and is a site|part which occupies most of the mass in the copper particle of this invention. On the other hand, a copper oxide layer is located in the surface area|region in the copper particle of this invention, and comprises the outermost surface of the copper particle of this invention. It is preferable that the copper oxide layer covers the entire surface of the core part, but as long as the effects of the present invention are not impaired, the copper oxide layer may cover the surface of the core part so that a part of the surface of the core part is exposed to the outside world. In the copper particle of this invention, the layer containing a metal element does not exist outside a copper oxide layer. However, it is permissible for a layer made of an organic compound to exist outside the copper oxide layer.

본 발명의 구리 입자는, 그 형상에 특별히 제한은 없고, 구체적인 용도에 따라 다양한 형상을 채용할 수 있다. 예를 들어, 구형, 플레이크형, 판형 및 수지형 등 다양한 형상의 구리 입자를 사용할 수 있다.There is no restriction|limiting in particular in the shape, The copper particle of this invention can employ|adopt various shapes according to a specific use. For example, copper particles having various shapes, such as spherical shape, flake shape, plate shape, and resin shape, may be used.

본 발명의 구리 입자는 그 형상이 상술한 어느 것인 경우라도, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 누적 체적 50용량%에 있어서의 체적 누적 입경 D50이 0.2㎛ 이상 0.6㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.2㎛ 이상 0.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 구리 입자의 입경이 이 범위 내에 있게 되면, 해당 구리 입자로부터 예를 들어 도전성 페이스트 등의 도전성 조성물을 조제하고, 상기 도전성 조성물을 사용하여 도전막을 형성한 경우에, 해당 도전막이 치밀하고 또한 도전성이 높아진다. 이 범위의 입경의 구리 입자를 얻기 위해서는, 예를 들어 습식 환원법이나 PVD법 등을 채용하여 구리 입자를 제조하면 된다. 또한, 체적 누적 입경 D50의 측정은 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 행할 수 있다.The copper particles of the present invention preferably have a volume cumulative particle diameter D 50 of 0.2 μm or more and 0.6 μm or less in a cumulative volume of 50% by volume according to a laser diffraction scattering type particle size distribution measurement method, even when the shape is any of the above-mentioned shapes, It is more preferable that they are 0.2 micrometer or more and 0.5 micrometer or less. When the particle size of the copper particles is within this range, a conductive composition such as an electrically conductive paste is prepared from the copper particles and a conductive film is formed using the conductive composition, the conductive film is dense and the conductivity is high. . In order to obtain the copper particle of the particle diameter of this range, what is necessary is just to employ|adopt a wet reduction method, a PVD method, etc. and to manufacture a copper particle, for example. In addition, the measurement of the volume accumulation particle diameter D50 can be performed by the method described in the Example mentioned later.

본 발명의 구리 입자에 있어서의 코어부는 구리를 포함하여 구성되어 있다. 코어부가 구리를 포함한다는 것은, (가) 코어부가 실질적으로 구리로 이루어지는 경우와, (나) 코어부가 구리 및 다른 원소로 이루어지는 경우를 포함한다. (가)의 경우, 코어부에 차지하는 구리의 비율은 99질량% 이상인 것이 바람직하고, 99.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 코어부는 구리와 불가피 불순물만으로 이루어지는 것이 한층 바람직하다.The core part in the copper particle of this invention is comprised including copper. That the core part contains copper includes (a) the case where the core part consists substantially of copper, and (b) the case where the core part consists of copper and other elements. In the case of (a), it is preferable that the ratio of copper to a core part is 99 mass % or more, It is more preferable that it is 99.5 mass % or more, It is still more preferable that the core part consists only of copper and an unavoidable impurity.

상기한 (가) 및 (나)의 경우의 어느 경우라도, 상술한 바와 같이, 코어부는 본 발명의 구리 입자에 있어서의 질량의 대부분을 차지하는 부위이다. 산화구리층의 두께는 1㎚ 이상 100㎚ 이하인 것이 바람직하고, 1㎚ 이상 55㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 산화구리층이 이 두께 범위에서 존재함으로써, 본 발명의 구리 입자의 도전성을 충분히 높게 할 수 있다. 본 발명의 구리 입자에 차지하는 코어부의 비율은, 예를 들어 STEM-EDS(Scanning Transmission Electron Microscope-Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy)로 구리 입자 표면부의 라인 분석을 행하고, 산소(O-K선)의 라인 프로파일로부터 산화구리층의 두께를 계측할 수 있다.In any case of said (a) and (b), as above-mentioned, a core part is a site|part which occupies most of the mass in the copper particle of this invention. It is preferable that they are 1 nm or more and 100 nm or less, and, as for the thickness of a copper oxide layer, it is more preferable that they are 1 nm or more and 55 nm or less. When a copper oxide layer exists in this thickness range, the electroconductivity of the copper particle of this invention can be made high enough. The ratio of the core part to the copper particle of this invention performs line analysis of the copper particle surface part by STEM-EDS (Scanning Transmission Electron Microscope-Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy), for example, The line profile of oxygen (O-K line) The thickness of the copper oxide layer can be measured from

코어부의 표면에 위치하는 산화구리층은, 상술한 바와 같이 CuO 및 Cu2O를 포함하는 것이다. 산화구리층은, (다) CuO 및 Cu2O를 포함하는 구리의 산화물만으로 이루어지거나, 또는 (라) CuO 및 Cu2O를 포함하는 구리의 산화물을 포함하고, 그들 외에 다른 물질도 포함하는 것이다. (다)의 경우, 산화구리층은 CuO 및 Cu2O를 포함하는 구리의 산화물과 불가피 불순물만으로 이루어지는 것이 바람직하다.The copper oxide layer located on the surface of the core part contains CuO and Cu 2 O as described above. The copper oxide layer is made of only copper oxide containing (c) CuO and Cu 2 O, or (d) copper oxide containing CuO and Cu 2 O, and other materials are also included. . In the case of (c), it is preferable that the copper oxide layer consists only of the oxide of copper containing CuO and Cu2O, and an unavoidable impurity.

상기한 (다) 및 (라)의 어느 경우라도, 산화구리층에 있어서의 CuO 및 Cu2O의 존재 상태에 특별히 제한은 없다. 예를 들어, CuO 및 Cu2O가 임의로 혼재한 상태여도 되고, 혹은 CuO로 이루어지는 부위와 Cu2O로 이루어지는 부위가 각각 별개로 존재하고 있어도 된다. CuO로 이루어지는 부위와 Cu2O로 이루어지는 부위가 각각 별개로 존재하고 있는 경우, 예를 들어 코어부의 표면에 Cu2O로 이루어지는 부위가 존재하고, 해당 부위의 표면에 CuO로 이루어지는 부위가 존재하는 형태를 들 수 있다.In any case of said (c) and (d), there is no restriction|limiting in particular in the presence state of CuO and Cu2O in a copper oxide layer. For example, the state in which CuO and Cu2O were arbitrarily mixed may be sufficient, or the site|part which consists of CuO and the site|part which consists of Cu2O may exist separately, respectively. When a site made of CuO and a site made of Cu 2 O exist separately, for example, a site made of Cu 2 O is present on the surface of the core part, and a site made of CuO is present on the surface of the site can be heard

본 발명의 구리 입자의 특히 바람직한 실시 형태로서는, 예를 들어 코어부가 구리와 불가피 불순물만으로 이루어지고, 산화구리층이 CuO 및 Cu2O를 포함하는 구리의 산화물과 불가피 불순물만으로 이루어지는 실시 형태를 들 수 있다.As a particularly preferable embodiment of the copper particle of the present invention, for example, an embodiment in which the core part consists only of copper and unavoidable impurities and the copper oxide layer consists only of the oxide and unavoidable impurities of copper containing CuO and Cu 2 O and unavoidable impurities. have.

본 발명자의 검토 결과, 본 발명의 구리 입자 중의 산소의 함유 비율과, 구리 입자의 산화구리층 중의 Cu2O의 결정자 크기가 특정한 관계에 있으면, 제품화 공정에 있어서의 표면 처리 후의 구리 입자의 분산성이 향상되는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 구리 입자 중의 산소의 함유 비율(단위:질량%)을 X라고 하고, 산화구리층 중의 Cu2O의 결정자 크기(단위:㎚)를 Y라고 했을 때, 하기 식 (1)의 관계가 만족되면, 제품화 공정에 있어서의 표면 처리 후의 구리 입자는 재응집이 일어나기 어렵고, 분산성이 특히 향상되는 것이 판명되었다.As a result of examination of this inventor, if the content rate of oxygen in the copper particle of this invention, and the crystallite size of Cu2O in the copper oxide layer of a copper particle have a specific relationship, the dispersibility of the copper particle after the surface treatment in a commercialization process This was found to be improved. When the content rate (unit: mass %) of oxygen in a copper particle is specifically, let X and the crystallite size (unit: nm) of Cu 2 O in a copper oxide layer be Y, the relationship of following formula (1) It became clear that re-aggregation did not occur easily in the copper particle after the surface treatment in a commercialization process, and dispersibility improved especially when this was satisfied.

Figure 112019083955677-pct00002
Figure 112019083955677-pct00002

식 (1)의 관계가 만족되면, 제품화 공정에 있어서의 표면 처리 후의 구리 입자의 분산성이 특히 향상되는 이유는 명확하지 않지만, 본 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다. 습식 환원법이나 PVD법 등에 의해 생성한 구리 입자는, 입자 표면에 있어서의 Cu2O의 노출의 정도가 많게 되어 있다. 이와 같은 구리 입자에 대하여 습식 분산 공정 등의 제품화 공정에 있어서 지방산 등의 표면 처리제와 혼합하면, 지방산과 Cu2O의 반응에 의해 Cu2O가 용해되고, 구리 입자의 코어부에 포함되는 금속 구리가 외계에 노출되어 버린다. 금속 구리가 외계에 노출된 상태의 구리 입자는, 동일한 상태로 되어 있는 구리 입자와 결합하기 쉬운 점에서 입자끼리의 재응집이 일어나기 쉽다. 이에 비해, 식 (1)을 만족시키는 구리 입자는, 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정성이 높은 것에 기인하여, 구리 입자의 최표면에 CuO가 균일하게 생성되어 있는 것이라고 생각하고 있다. CuO는 Cu2O보다도 안정되기 때문에 지방산 등의 표면 처리제와 반응하기 어렵고, Cu2O보다 용해되기 어렵다. 그 때문에, 코어부에 포함되는 금속 구리가, 구리 입자의 외계에 노출되기 어려워진다. 그 결과, 구리 입자끼리가 재응집하기 어려워진다.If the relationship of Formula (1) is satisfied, although the reason that the dispersibility of the copper particle after surface treatment in a commercialization process improves especially is not clear, the present inventors guess as follows. As for the copper particle produced|generated by the wet reduction method, the PVD method, etc., the degree of exposure of Cu2O in the particle|grain surface increases. When such copper particles are mixed with a surface treatment agent such as a fatty acid in a commercialization step such as a wet dispersion step, Cu 2 O is dissolved by the reaction between the fatty acid and Cu 2 O, and metallic copper contained in the core portion of the copper particle. is exposed to the outside world. Since the copper particle of the state to which metallic copper was exposed to the outside is easy to couple|bond with the copper particle which is in the same state, re-aggregation of particle|grains occurs easily. On the other hand, the copper particle which satisfy|fills Formula (1) originates in the high crystallinity of Cu2O contained in a copper oxide layer, and thinks that CuO is produced|generated uniformly on the outermost surface of a copper particle. Since CuO is more stable than Cu2O, it is hard to react with surface treatment agents, such as a fatty acid, and it is hard to melt|dissolve than Cu2O. Therefore, it becomes difficult for the metallic copper contained in a core part to be exposed to the outside of a copper particle. As a result, it becomes difficult for copper particles to re-agglomerate.

상기 식 (1)의 관계를 만족시키는 것을 조건으로 하여, 본 발명의 구리 입자에 있어서의 산소의 함유 비율은 0.8질량% 이상 1.80질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.8질량% 이상 1.6질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.8질량% 이상 1.5질량% 이하인 것이 한층 바람직하다. 산소의 함유 비율이 이 범위에 있게 되면, 제품화 공정에 있어서의 표면 처리 후에 있어서, 구리 입자끼리가 재응집하기 어려워진다. 본 발명의 구리 입자에 있어서의 산소의 함유 비율은, 예를 들어 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.On condition that the relationship of the said Formula (1) is satisfied, it is preferable that the content rates of oxygen in the copper particle of this invention are 0.8 mass % or more and 1.80 mass % or less, and it is further that they are 0.8 mass % or more and 1.6 mass % or less. It is preferable, and it is still more preferable that they are 0.8 mass % or more and 1.5 mass % or less. When the content rate of oxygen exists in this range, it will become difficult for copper particles to re-aggregate after the surface treatment in a commercialization process. The content rate of oxygen in the copper particle of this invention can be measured by the method as described in the Example mentioned later, for example.

마찬가지로 상기 식 (1)의 관계를 만족시키는 것을 조건으로 하여, 본 발명의 구리 입자는, 산화구리층에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기가 15㎚ 이상 60㎚ 이하인 것이 바람직하고, 20㎚ 이상 60㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 20㎚ 이상 55㎚ 이하인 것이 한층 바람직하다. Cu2O의 결정자 크기가 이 범위에 있게 되면, 제품화 공정에 있어서의 표면 처리 후에 있어서, 구리 입자끼리가 재응집하기 어려워진다. Cu2O의 결정자 크기는 분말 X선 회절에 의해 얻어지는 회절 피크로부터 쉐러(Scherrer)의 식에 의해 산출된다. 분말 X선 회절에 의한 측정은 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 행할 수 있다.Similarly, on condition that the relationship of the formula (1) is satisfied, the copper particles of the present invention preferably have a crystallite size of Cu 2 O contained in the copper oxide layer of 15 nm or more and 60 nm or less, 20 nm or more and 60 It is more preferable that they are nm or less, and it is still more preferable that they are 20 nm or more and 55 nm or less. When the crystallite size of Cu2O exists in this range, it will become difficult for copper particles to re-aggregate after the surface treatment in a commercialization process. The crystallite size of Cu 2 O is calculated by Scherrer's formula from a diffraction peak obtained by powder X-ray diffraction. The measurement by powder X-ray diffraction can be performed by the method described in Examples to be described later.

본 발명의 구리 입자가 식 (1)의 조건을 만족시키도록 하기 위해서는, 예를 들어 후술하는 방법으로 구리 입자를 제조하면 된다.In order for the copper particle of this invention to satisfy|fill the conditions of Formula (1), what is necessary is just to manufacture a copper particle by the method mentioned later, for example.

이상의 설명에 있어서는, 본 발명의 구리 입자에 있어서의 Cu2O의 결정자 크기에 대하여 언급했지만, 이 결정자 크기에 더하여 본 발명의 구리 입자에 있어서는, 코어부 중에 포함되는 금속 구리의 결정자 크기 DC가 0.060㎛ 이상 0.090㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.065㎛ 이상 0.085㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.070㎛ 이상 0.085㎛ 이하인 것이 한층 바람직하다. 금속 구리의 결정자 크기 DC가 이 범위에 있게 되면, Cu2O의 결정자 크기도 크게 할 수 있고, 또한 CuO를 산화구리층의 최표면에 균일하게 생성시킬 수 있다. 금속 구리의 결정자 크기는, 분말 X선 회절에 의해 얻어지는 회절 피크로부터 쉐러(Scherrer)의 식에 의해 산출된다. 분말 X선 회절에 의한 측정은 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 행할 수 있다.In the above description, although mention was made about the crystallite size of Cu 2 O in the copper particle of the present invention, in addition to this crystallite size, in the copper particle of the present invention, the crystallite size D C of metallic copper contained in the core part is It is preferable that they are 0.060 micrometers or more and 0.090 micrometers or less, It is more preferable that they are 0.065 micrometers or more and 0.085 micrometers or less, It is still more preferable that they are 0.070 micrometers or more and 0.085 micrometers or less. When the crystallite size D C of the metallic copper is in this range, the crystallite size of Cu 2 O can also be increased, and CuO can be uniformly generated on the outermost surface of the copper oxide layer. The crystallite size of metallic copper is calculated by Scherrer's formula from a diffraction peak obtained by powder X-ray diffraction. The measurement by powder X-ray diffraction can be performed by the method described in Examples to be described later.

구리 입자끼리의 재응집을 한층 효과적으로 방지하는 관점에서, 본 발명의 구리 입자는 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 누적 체적 50용량%에 있어서의 체적 누적 입경 D50(㎛)에 대한 코어부 중의 금속 구리의 결정자 크기 DC(㎛)의 비율인 DC/D50의 값이 0.10 이상 0.40 이하인 것이 바람직하고, 0.10 이상 0.30 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.20 이상 0.30 이하인 것이 한층 바람직하다. DC/D50의 값이 이 범위를 만족시키도록 하기 위해서는, 예를 들어 후술하는 방법으로 구리 입자를 제조하면 된다.From the viewpoint of more effectively preventing re-aggregation of copper particles, the copper particles of the present invention are in the core part with respect to the volume cumulative particle diameter D 50 (μm) in the cumulative volume 50 volume % by the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method. The value of DC / D 50 , which is the ratio of the crystallite size DC (μm) of metallic copper, is preferably 0.10 or more and 0.40 or less, more preferably 0.10 or more and 0.30 or less, and still more preferably 0.20 or more and 0.30 or less. In order for the value of DC / D50 to satisfy this range, what is necessary is just to manufacture a copper particle by the method mentioned later, for example.

본 발명의 구리 입자는, 상술한 바와 같이 0가의 구리인 금속 구리와, 1가의 구리인 Cu2O와, 2가의 구리인 CuO를 포함하고 있다. 구리 입자의 표면에 있어서의 이들 3자의 존재 비율은 X선 광전자 분광 장치(XPS)를 사용하여 측정할 수 있다. XPS 측정에 의하면, 각종 원소의 X선 광전자 분광 스펙트럼을 얻을 수 있고, 구리 입자의 표면으로부터 약 10㎚까지의 깊이의 원소 성분에 대하여 정량 분석을 행할 수 있다. XPS에 의해 본 발명의 구리 입자의 표면 상태를 측정하여 얻어진 X선 광전자 분광 스펙트럼에 있어서는, 1가의 구리인 Cu(I)의 피크 면적 P1 및 0가의 구리인 Cu(0)의 피크 면적 P0에 대한, 2가의 구리인 Cu(II)의 피크 면적 P2의 비율인 P2/(P1+P0)의 값이, 0.30 이상 2.50 이하인 것이 바람직하고, 0.40 이상 2.50 이하인 것이 한층 바람직하다. 본 발명의 구리 입자가 이 비율 범위를 만족시키고 있게 되면, 구리 입자 표면에 존재하는 Cu(0) 및 Cu(I)의 합계량과, Cu(II)의 양을 구리 입자끼리의 재응집을 억제하도록 적절하게 설정할 수 있다. XPS를 사용한 측정은 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 행할 수 있다.As mentioned above, the copper particle of this invention contains the metallic copper which is zero-valent copper, Cu2O which is monovalent copper, and CuO which is divalent copper. The abundance ratio of these three characters on the surface of a copper particle can be measured using an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus (XPS). According to XPS measurement, the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of various elements can be acquired, and quantitative analysis can be performed about the element component of the depth from the surface of a copper particle to about 10 nm. In the X-ray photoelectron spectral spectrum obtained by measuring the surface state of the copper particles of the present invention by XPS, the peak area P1 of Cu(I) which is monovalent copper and the peak area P0 of Cu(0) which is zero-valent copper , it is preferable that the value of P2/(P1+P0) which is the ratio of the peak area P2 of Cu(II) which is divalent copper is 0.30 or more and 2.50 or less, and it is still more preferable that they are 0.40 or more and 2.50 or less. When the copper particle of the present invention satisfies this ratio range, the total amount of Cu(0) and Cu(I) and the amount of Cu(II) present on the surface of the copper particle to suppress re-aggregation of copper particles can be set appropriately. Measurement using XPS can be carried out by the method described in Examples to be described later.

이하에, 본 발명의 구리 입자의 적합한 제조 방법에 대하여 설명한다.Below, the suitable manufacturing method of the copper particle of this invention is demonstrated.

<공정 1. 구리 입자의 합성><Step 1. Synthesis of copper particles>

지금까지 알려져 있는 구리 입자의 제조 방법으로서는, 일반적으로 습식 환원법, 아토마이즈법 및 물리 기상 성장법(PVD법) 등을 들 수 있다. 이들 제조 방법 중, 구리 입자에 있어서의 산소의 함유 비율, Cu2O 및 금속 구리의 결정자 크기, 그리고 구리 입자의 D50 등이 상술한 범위를 용이하게 만족시키도록 하기 위해, PVD법을 채용하여 구리 입자를 제조하는 것이 바람직하다. 그래서 이하에 PVD법을 사용한 구리 입자의 제조 방법을 설명한다.As a manufacturing method of the copper particle known heretofore, generally a wet reduction method, an atomization method, the physical vapor deposition method (PVD method), etc. are mentioned. Among these manufacturing methods, the PVD method is employed so that the oxygen content in the copper particles, the crystallite size of Cu 2 O and metallic copper, and the D 50 of the copper particles easily satisfy the above-mentioned ranges. It is preferred to produce copper particles. Then, the manufacturing method of the copper particle using PVD method is demonstrated below.

도 1에는 PVD법에 의한 구리 입자의 제조에 적합하게 사용되는 열 플라즈마 발생 장치(1)가 도시되어 있다. 열 플라즈마 발생 장치(1)는 원료 분말 공급 장치(2), 원료 분말 공급로(3), 플라스마 불꽃 발생부(4), 플라스마 가스 공급 장치(5), 챔버(6), 회수 포트(7), 산소 공급 장치(8), 압력 조정 장치(9) 및 배기 장치(10)를 포함하여 구성되어 있다.1 shows a thermal plasma generating apparatus 1 suitably used for the production of copper particles by the PVD method. The thermal plasma generator 1 includes a raw powder supply device 2 , a raw powder supply path 3 , a plasma flame generator 4 , a plasma gas supply device 5 , a chamber 6 , and a recovery port 7 . , an oxygen supply device 8 , a pressure regulating device 9 , and an exhaust device 10 .

구리 원소를 포함하는 원료 분말(이하, 단순히 원료 분말이라고도 함)은 원료 분말 공급 장치(2)로부터 원료 분말 공급로(3)를 통해, 플라스마 불꽃 발생부(4) 중에 도입된다. 플라스마 불꽃 발생부(4)에 있어서는, 플라스마 가스 공급 장치(5)로부터 플라스마 가스가 공급됨으로써 플라스마 불꽃이 발생한다. 플라스마 불꽃 속에 도입된 원료 분말은 증발 기화되어 기상 상태의 구리로 된 후, 플라스마 불꽃의 종단부측에 존재하는 챔버(6) 내로 방출된다. 기상 상태의 구리는 플라스마 불꽃으로부터 이격되어 감에 따라 냉각되어, 핵 생성, 입성장을 거쳐서, 구리 입자가 생성된다. 생성된 구리 입자는 챔버(6) 내의 분위기에 노출된다. 챔버(6) 내의 분위기에 노출된 후의 구리 입자는, 챔버(6) 내부의 벽면에 부착되거나 또는 회수 포트(7) 내에 축적된다. 챔버(6) 내는 압력 조정 장치(9) 및 배기 장치(10)에 의해 원료 분말 공급로(3)보다도 상대적으로 음압이 유지되도록 제어되어 있고, 안정적으로 플라스마 불꽃을 발생시킴과 함께 원료 분말을 플라스마 불꽃 발생부(4) 중에 도입할 수 있는 구조로 되어 있다. 챔버(6) 내의 분위기의 상세에 대해서는 후술한다.The raw material powder containing the copper element (hereinafter, simply referred to as raw material powder) is introduced into the plasma flame generating unit 4 from the raw material powder supply device 2 through the raw material powder supply path 3 . In the plasma flame generation part 4, a plasma flame generate|occur|produces by supplying a plasma gas from the plasma gas supply apparatus 5. As shown in FIG. The raw material powder introduced into the plasma flame is evaporated to form copper in a gaseous state, and then discharged into the chamber 6 existing on the terminal side of the plasma flame. Copper in a gaseous state cools as it moves away from the plasma flame, goes through nucleation and grain growth, and copper particles are produced. The produced copper particles are exposed to the atmosphere in the chamber 6 . Copper particles after being exposed to the atmosphere in the chamber 6 adhere to the wall surface inside the chamber 6 or accumulate in the recovery port 7 . The inside of the chamber 6 is controlled such that a negative pressure is maintained relative to that of the raw material powder supply path 3 by the pressure regulating device 9 and the exhaust device 10, and a plasma flame is stably generated and the raw material powder is converted into a plasma. It has a structure that can be introduced into the flame generating unit 4 . Details of the atmosphere in the chamber 6 will be described later.

본 발명의 구리 입자의 제조에 사용되는 원료 분말의 입경에 특별히 제한은 없다. 열 플라즈마 발생 장치로의 공급 효율의 관점에서, 원료 분말의 체적 누적 입경 D50이 3㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 원료 분말의 입자의 형상은 특별히 제한되지 않고, 구형, 플레이크형, 판형, 수지형 등 다양한 형상의 것을 사용할 수 있다. 원료 분말의 구리 원소의 산화 상태는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 금속 구리 분말, 산화구리분(예를 들어, CuO나 Cu2O) 또는 그들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 원료 분말의 제조 방법에도 특별히 제한은 없다.There is no restriction|limiting in particular in the particle size of the raw material powder used for manufacture of the copper particle of this invention. From the viewpoint of supply efficiency to the thermal plasma generating device, it is preferable that the volume cumulative particle diameter D 50 of the raw material powder is 3 µm or more and 30 µm or less. In addition, the shape of the particles of the raw material powder is not particularly limited, and various shapes such as a spherical shape, a flake shape, a plate shape, and a resin shape may be used. The oxidation state in particular of the copper element of a raw material powder is not restrict|limited, For example, metal copper powder, copper oxide powder (for example, CuO or Cu2O), or a mixture thereof, etc. can be used. There is no restriction|limiting in particular also in the manufacturing method of raw material powder.

본 제조 방법에 있어서, 금속 구리의 결정자 크기가 큰 구리 입자를 안정적으로 제조하는 관점에서, 원료 분말의 공급량은 0.1g/min 이상 100g/min 이하로 하는 것이 바람직하다.In the present manufacturing method, from the viewpoint of stably manufacturing copper particles having a large crystallite size of metallic copper, the supply amount of the raw material powder is preferably 0.1 g/min or more and 100 g/min or less.

플라스마 불꽃을 발생시키는 플라스마 가스는 아르곤과 질소의 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 이 혼합 가스를 사용함으로써, 원료 분말에 의해 큰 에너지를 부여할 수 있고, 이것에 기인하여 본 발명의 효과를 발휘하는 데 적합한 입경 및 결정자 크기(Cu2O 및 금속 구리)를 갖는 구리 입자를 얻을 수 있다. 특히, 구형상 또는 대략 구형상의 구리 입자를 얻는 관점에서, 플라스마 가스로서 아르곤과 질소의 혼합 가스를 사용하는 것에 더하여, 플라스마 불꽃이 층류 상태로 굵고 길어지도록 조정하는 것이 바람직하다. 「대략 구형상」이란, 완전한 구형상은 아니지만, 구로서 인식 가능한 형상을 말한다. 플라스마 불꽃이 층류 상태인지 여부는, 플라스마 불꽃의 폭이 가장 굵게 관찰되는 측면에서 관찰했을 때의, 플라스마 불꽃의 폭에 대한 플라스마 불꽃의 길이의 비에 따라 판단할 수 있다. 플라스마 불꽃의 폭에 대한 플라스마 불꽃의 길이의 비가 3 이상인 경우는 층류 상태로, 플라스마 불꽃의 폭에 대한 플라스마 불꽃의 길이의 비가 3 미만인 경우는 난류 상태로 판단할 수 있다.As the plasma gas for generating the plasma flame, it is preferable to use a mixed gas of argon and nitrogen. By using this mixed gas, a large energy can be imparted by the raw material powder, thereby obtaining copper particles having a particle size and crystallite size (Cu 2 O and metallic copper) suitable for exhibiting the effects of the present invention. can In particular, from the viewpoint of obtaining spherical or substantially spherical copper particles, in addition to using a mixed gas of argon and nitrogen as the plasma gas, it is preferable to adjust the plasma flame so that it is thick and long in a laminar flow state. The "approximately spherical shape" refers to a shape that is not a perfect spherical shape, but can be recognized as a sphere. Whether the plasma flame is in a laminar flow state can be judged according to the ratio of the length of the plasma flame to the width of the plasma flame when observed from the side where the width of the plasma flame is observed to be the thickest. When the ratio of the length of the plasma flame to the width of the plasma flame is 3 or more, it is considered a laminar flow, and when the ratio of the length of the plasma flame to the width of the plasma flame is less than 3, it can be judged as a turbulent flow.

플라스마 불꽃의 층류 상태를 안정적으로 유지하는 관점에서, 플라스마 가스의 가스 유량은 실온에 있어서 1L/min 이상 35L/min인 것이 바람직하고, 5L/min 이상 30L/min 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 범위의 가스 유량을 채용함으로써, 생성된 입자가 적절한 온도를 유지한 상태에서, 후술하는 챔버(6) 내의 산소 함유 분위기와 접촉한다. 그 결과, 목적으로 하는 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을, 코어부의 표면에 순조롭게 형성할 수 있다. 열 플라즈마 발생 장치의 플라스마 출력은 2㎾ 이상 50㎾ 이하인 것이 바람직하고, 5kW 이상 35㎾ 이하인 것이 보다 바람직하다. 동일한 관점에서, 플라스마 가스에 있어서의 아르곤과 질소의 유량(L/min)비는 실온에 있어서 아르곤:질소=99:1 내지 10:90인 것이 바람직하고, 95:5 내지 70:30인 것이 더욱 바람직하다.From the viewpoint of stably maintaining the laminar flow state of the plasma flame, the gas flow rate of the plasma gas is preferably 1 L/min or more and 35 L/min at room temperature, and more preferably 5 L/min or more and 30 L/min or less. By adopting the gas flow rate in this range, the generated particles come into contact with an oxygen-containing atmosphere in the chamber 6 to be described later while maintaining an appropriate temperature. As a result, the copper oxide layer containing CuO and Cu2O made into the objective can be formed smoothly on the surface of a core part. It is preferable that they are 2 kW or more and 50 kW or less, and, as for the plasma output of a thermal plasma generating apparatus, it is more preferable that they are 5 kW or more and 35 kW or less. From the same viewpoint, the flow rate (L/min) ratio of argon and nitrogen in the plasma gas is preferably argon:nitrogen = 99:1 to 10:90 at room temperature, more preferably 95:5 to 70:30. desirable.

본 제조 방법에 있어서는, 챔버(6) 내의 분위기가 산소 함유 분위기인 것이 바람직하다. 기상 상태의 구리가 냉각되어 구리 입자가 생성되는 과정에서 산소 함유 분위기에 노출됨으로써, 구리 입자 중의 산소의 함유 비율을 상술한 범위로 유지하면서, 코어부의 표면에 결정성이 높은 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 형성시킬 수 있기 때문이다. 이때, 생성한 코어부를 적절한 온도로 설정함으로써, 결정성이 높은 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 용이하게 형성시킬 수 있다. 온도의 설정은, 예를 들어 상술한 바와 같이, 플라스마 가스의 가스 유량을 조정하는 것이나, 챔버(6) 내에 공급하는 산소의 유량(이것에 대해서는 후술함)을 조정함으로써 컨트롤할 수 있다. 산소 함유 분위기로서는, 산소 가스 그 자체나, 산소 가스와 다른 가스의 혼합 가스 등을 사용할 수 있다. 혼합 가스를 사용하는 경우, 다른 가스로서는, 예를 들어 아르곤이나 질소를 비롯한 각종 불활성 가스를 사용할 수 있다. 또한 도 1에 도시하는 실시 형태에서는, 챔버의 측면에 산소 공급 장치(8)가 접속되어 챔버 내에 산소가 공급되어 있지만, 산소 공급 장치의 접속 위치는 챔버(6) 내에 안정적으로 산소를 공급할 수 있는 위치라면 특별히 한정되지 않는다.In this manufacturing method, it is preferable that the atmosphere in the chamber 6 is an oxygen containing atmosphere. When copper in the gas phase is cooled and exposed to an oxygen-containing atmosphere in the process of producing copper particles, while maintaining the oxygen content in the copper particles in the above range, the surface of the core part contains Cu 2 O with high crystallinity. This is because a copper oxide layer can be formed. At this time, by setting the produced|generated core part to an appropriate temperature, the copper oxide layer containing Cu2O with high crystallinity can be formed easily. The setting of the temperature can be controlled, for example, by adjusting the gas flow rate of the plasma gas or adjusting the flow rate of oxygen supplied into the chamber 6 (this will be described later) as described above. As the oxygen-containing atmosphere, oxygen gas itself, a mixed gas of oxygen gas and another gas, or the like can be used. When using a mixed gas, various inert gases including argon and nitrogen can be used as another gas, for example. In addition, in the embodiment shown in Fig. 1, the oxygen supply device 8 is connected to the side surface of the chamber and oxygen is supplied to the chamber, but the connection position of the oxygen supply device is a position where oxygen can be stably supplied into the chamber 6 If it is a position, it will not specifically limit.

기상 상태의 구리로부터 생성한 구리 입자를 산소 함유 분위기에 안정적으로 노출시키는 관점에서, 챔버(6) 내로 공급하는 산소의 유량은 0.002L/min 이상 0.75L/min 이하인 것이 바람직하고, 0.004L/min 이상 0.70L/min 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 결정성이 높은 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 형성시키는 관점에서, 챔버 내의 산소 농도는 100ppm 이상 2000ppm 이하인 것이 바람직하고, 200ppm 이상 1000ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.From the viewpoint of stably exposing copper particles produced from copper in the gas phase to an oxygen-containing atmosphere, the flow rate of oxygen supplied into the chamber 6 is preferably 0.002 L/min or more and 0.75 L/min or less, and 0.004 L/min. It is more preferable that they are 0.70 L/min or more and 0.70 L/min or less. Moreover, from a viewpoint of forming the copper oxide layer containing Cu2O with high crystallinity, it is preferable that they are 100 ppm or more and 2000 ppm or less, and, as for oxygen concentration in a chamber, it is more preferable that they are 200 ppm or more and 1000 ppm or less.

<공정 2. 산화 처리><Step 2. Oxidation Treatment>

상기 <공정 1>에서 생성한 구리 입자는, 더욱 산화 처리되는 것이 바람직하다. 본 공정을 행함으로써, <공정 1>에서 미반응이었던 구리 입자 표면의 Cu2O를 CuO로 완만하게 산화시키고, Cu2O 및 CuO를 포함하는 산화구리층을 더 두껍고 또한 표면 전체에 간극 없이 생성시킬 수 있고, 표면 처리 후에 있어서, 한층 재응집하기 어려운 구리 입자를 얻을 수 있다.It is preferable that the copper particle produced|generated by the said <process 1> is further oxidized. By performing this step, Cu 2 O on the surface of the copper particles, which was unreacted in <Step 1>, is gently oxidized to CuO, and a thicker copper oxide layer containing Cu 2 O and CuO is produced without gaps on the entire surface. It can make it, and after surface treatment, the copper particle which is more difficult to re-agglomerate can be obtained.

본 공정에 있어서의 산화는, 이하와 같이 행해진다. 원료 분말의 공급 및 플라스마 불꽃의 발생을 정지하여 챔버(6) 내를 상압으로 복귀시킨 후, 상기 <공정 1>에서 생성한 구리 입자를 회수 포트(7)에 축적시키고 나서 회수하고, 그 구리 입자를 대기 분위기 하에 두고, 구리 입자 표면의 Cu2O를 CuO로 산화시켜 산화구리층을 생성시킨다.Oxidation in this step is performed as follows. After the supply of the raw material powder and the generation of the plasma flame are stopped and the inside of the chamber 6 is returned to normal pressure, the copper particles generated in the <Step 1> are accumulated in the recovery port 7 and then recovered, and the copper particles are recovered. is placed under an atmospheric atmosphere, and Cu 2 O on the surface of the copper particles is oxidized to CuO to form a copper oxide layer.

본 공정은, 구리 입자를 대기 분위기 하에 두고 행하면, 구리 입자의 급격한 산화 반응이 발생하지 않아, 산화구리층을 생성시킬 수 있다. 그러나, 공업 생산성의 관점에서는, 생성한 구리 입자를, 체 등을 사용하여, 응집한 입자를 해쇄하면서 대기 분위기 하에 두는 것이 바람직하다.When this process puts a copper particle in atmospheric atmosphere and performs it, the rapid oxidation reaction of a copper particle does not generate|occur|produce but a copper oxide layer can be produced|generated. However, from a viewpoint of industrial productivity, it is preferable to put the produced|generated copper particle in atmospheric atmosphere, using a sieve etc. to pulverize the aggregated particle|grains.

구리 입자의 산화 처리의 균일성의 관점에서, 본 공정에서는, 상대 습도가 30% 이상 60% 이하이고, 또한 온도가 15℃ 이상 30℃ 이하의 대기 분위기 하에 구리 입자를 두는 것이 바람직하다. 이 조건 하에서 산화 반응을 행함으로써, 대기 분위기에 포함되는 수분에 의해 산화구리층의 Cu2O를 CuO로 완만하게 산화시킬 수 있고, 표면에 안정된 산화구리층을 형성시킬 수 있다.From a viewpoint of the uniformity of the oxidation treatment of a copper particle, in this process, it is preferable that a relative humidity is 30 % or more and 60 % or less, and temperature puts a copper particle in the atmospheric atmosphere of 15 degreeC or more and 30 degrees C or less. By performing the oxidation reaction under this condition, Cu 2 O of the copper oxide layer can be gently oxidized to CuO by the moisture contained in the air atmosphere, and a stable copper oxide layer can be formed on the surface.

또한, 본 공정의 처리 시간은, 구리 입자의 회수 시에 있어서의 급격한 산화 반응을 방지하는 관점에서, 대기 분위기의 조건이 상술한 범위 내인 것을 조건으로 하고, 5분 이상 60분 이하인 것이 바람직하고, 5분 이상 30분 이하인 것이 보다 바람직하다.In addition, the processing time of this process is 5 minutes or more and 60 minutes or less, on the condition that the conditions of the atmospheric atmosphere are in the above-mentioned range from the viewpoint of preventing the rapid oxidation reaction at the time of collection|recovery of copper particles, It is preferable, It is more preferable that they are 5 minutes or more and 30 minutes or less.

이상의 제조 방법에 의해, 본 발명의 구리 입자를 순조롭게 제조할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 구리 입자는 구리 입자 표면의 산화 상태를 유지할 것을 목적으로 하여, 비투습성 재료의 용기 내에 밀봉하고, 실온(25℃) 이하의 온도에서 보존하는 것이 바람직하다.With the above manufacturing method, the copper particle of this invention can be manufactured smoothly. Thus, for the purpose of maintaining the oxidation state of the copper particle surface, it is preferable to seal the copper particle obtained in this way in the container of a moisture impermeable material, and to preserve|save at the temperature of room temperature (25 degreeC) or less.

또한, 상술한 제조 방법에 의해 제조된 본 발명의 구리 입자는, 구리 입자 제조 후의 제품화 공정인 습식 분산 공정에 있어서, 표면 처리제를 사용한 경우에, 종래의 구리 입자와 비교하여 재응집하기 어려워진다. 또한, 본 발명의 구리 입자를 사용함으로써, 저온에서의 소결성을 손상시키는 일 없이 도전성 페이스트 등의 도전성 조성물을 제조할 수 있다.Moreover, in the wet dispersion process which is a commercialization process after copper particle manufacture, the copper particle of this invention manufactured by the manufacturing method mentioned above WHEREIN: When a surface treating agent is used, compared with the conventional copper particle, it becomes difficult to reaggregate. Moreover, conductive compositions, such as an electrically conductive paste, can be manufactured by using the copper particle of this invention, without impairing the sinterability in low temperature.

실시예Example

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위는 이러한 실시예에 제한되지 않는다. 특별히 언급하지 않는 한, 「%」는 「질량%」를 의미한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "%" means "mass %".

〔실시예 1〕[Example 1]

이하의 제조 조건에서, 상술한 <공정 1> 및 <공정 2>를 행하여, 구리 입자를 제조했다.On the following manufacturing conditions, the <process 1> and <process 2> mentioned above were performed, and the copper particle was manufactured.

<공정 1><Process 1>

아토마이즈법에 의해 제조된 원료 분말이 되는 구리 입자(입경 D50:12㎛, 입자 형상:구형)를, 5g/min의 공급량으로 도 1에 도시하는 열 플라즈마 발생 장치의 플라스마 불꽃 속에 도입하여, 기상 상태의 구리로 했다. 플라스마 불꽃 발생의 조건으로서, 아르곤과 질소의 혼합 가스를 플라스마 가스로서 사용하여, 플라스마 가스의 유량을 19.0L/min, 플라스마 가스에 있어서의 아르곤과 질소의 유량(L/min)비를 82:18, 플라스마 출력을 19㎾로 했다.Copper particles (particle diameter D 50 : 12 μm, particle shape: spherical) that become raw powder produced by the atomization method are introduced into the plasma flame of the thermal plasma generator shown in FIG. 1 at a supply amount of 5 g/min, It was set as the copper of a weather condition. As a condition for generating a plasma flame, a mixed gas of argon and nitrogen is used as the plasma gas, the flow rate of the plasma gas is 19.0 L/min, and the flow rate (L/min) ratio of argon and nitrogen in the plasma gas is 82:18 , the plasma output was set to 19 kW.

기상 상태의 구리를 챔버 내에서 냉각에 의해 구리 입자를 생성시키면서, 구리 입자가 산소 함유 분위기에 노출되도록 하고, 코어부와 산화구리층을 갖는 구리 입자를 형성했다. 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스(산소를 5체적% 포함함)의 유량은 0.20L/min(산소의 유량은 0.01L/min), 챔버 내의 산소 농도는 440ppm으로 했다. 그 후, 구리 입자가 챔버 내에 존재하고 있는 상태에서 플라스마 불꽃의 발생을 정지시켜, 음압(-0.05㎫)으로 되어 있는 챔버 내에 질소 가스를 30L/min의 유량으로 공급하고, 음압으로부터 15분 걸려서 상압으로 복귀시켰다.The copper particles were exposed to an oxygen-containing atmosphere while producing copper particles by cooling the vapor phase copper in the chamber to form copper particles having a core portion and a copper oxide layer. The flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas (containing 5 vol% of oxygen) into the chamber was 0.20 L/min (the flow rate of oxygen was 0.01 L/min), and the oxygen concentration in the chamber was 440 ppm. After that, generation of plasma flame is stopped while copper particles are present in the chamber, nitrogen gas is supplied into the chamber at negative pressure (-0.05 MPa) at a flow rate of 30 L/min, and it takes 15 minutes from the negative pressure to normal pressure returned to

<공정 2><Process 2>

<공정 1>을 행한 후, 구리 입자를 회수했다. 그 구리 입자를, 상대 습도가 50%이고, 온도가 25℃인 대기 분위기 하에서, 체에 의한 입자의 해쇄를 행하면서 구리 입자의 표면에 산화구리층을 생성시켰다. 대기 분위기 하에 두는 시간은 30분으로 했다.After performing <Process 1>, the copper particle was collect|recovered. A copper oxide layer was produced|generated on the surface of a copper particle, a relative humidity being 50 %, and disintegrating the particle|grains by a sieve in the atmospheric atmosphere whose temperature is 25 degreeC for the copper particle. The time left in the atmospheric atmosphere was set to 30 minutes.

얻어진 구리 입자가 30질량%로 되도록 2-프로판올을 첨가한 후, 분산제로서 라우르산을 구리 입자에 대하여 5질량% 첨가하여 슬러리를 조제했다. 이 슬러리를 Nanomizer mark II(습식 해쇄 장치, 요시다 기카이 고교 가부시키가이샤제 품명: NM2-2000AR)로 해쇄(해쇄 조건:50㎫, 5패스)했다. 이 해쇄한 슬러리를, 눈 크기 1㎛의 필터(ROKI TECHNO Co., LTD.제 품명:SBP010)로 여과한 후, 여과액의 상청을 제거하고, 남은 고형분을 진공 건조기(ADVANTEC제)에서 40℃에서 건조했다. 그 후, 질소 분위기 하에서, 눈 크기 150㎛의 체로 체 분류를 행하여, 구리 입자를 얻었다.After adding 2-propanol so that the obtained copper particle might become 30 mass %, 5 mass % of lauric acid was added with respect to a copper particle as a dispersing agent, and the slurry was prepared. This slurry was pulverized (disintegration conditions: 50 MPa, 5 passes) with Nanoizer mark II (wet pulverizer, Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd. product name: NM2-2000AR). The pulverized slurry was filtered with a filter (ROKI TECHNO Co., LTD. product name: SBP010) having an eye size of 1 μm, the supernatant of the filtrate was removed, and the remaining solid content was dried in a vacuum dryer (manufactured by ADVANTEC) at 40° C. dried in Then, under a nitrogen atmosphere, the sieve was performed with a 150 micrometers sieve and copper particle was obtained.

〔실시예 2〕[Example 2]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.29L/min(산소의 유량은 0.0145L/min), 챔버 내의 산소 농도를 640ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.29 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0145 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 640 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 3〕[Example 3]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스 유량을 0.11L/min(산소의 유량은 0.0055L/min), 챔버 내의 산소 농도를 240ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.11 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0055 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 240 ppm. Copper particles were prepared.

〔실시예 4〕[Example 4]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.34L/min(산소의 유량은 0.017L/min), 챔버 내의 산소 농도를 750ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.34 L/min (the flow rate of oxygen was 0.017 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 750 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 5〕[Example 5]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.09L/min(산소의 유량은 0.0045L/min), 챔버 내의 산소 농도를 200ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.09 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0045 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 200 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 6〕[Example 6]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.39L/min(산소의 유량은 0.0195L/min), 챔버 내의 산소 농도를 850ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.39 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0195 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 850 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 7〕[Example 7]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.33L/min(산소의 유량은 0.0165L/min), 챔버 내의 산소 농도를 730ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.33 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0165 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 730 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 8〕[Example 8]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.18L/min(산소의 유량은 0.009L/min), 챔버 내의 산소 농도를 400ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.18 L/min (the flow rate of oxygen was 0.009 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 400 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 9〕[Example 9]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.26L/min(산소의 유량은 0.013L/min), 챔버 내의 산소 농도를 570ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.26 L/min (the flow rate of oxygen was 0.013 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 570 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔실시예 10〕[Example 10]

실시예 1에 있어서 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.24L/min(산소의 유량은 0.012L/min), 챔버 내의 산소 농도를 540ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.24 L/min (the flow rate of oxygen was 0.012 L/min) and the oxygen concentration in the chamber was 540 ppm. It carried out and manufactured the copper particle.

〔비교예 1〕[Comparative Example 1]

실시예 1에 있어서 플라스마 가스의 유량을 36L/min으로 하고, 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.74L/min(산소의 유량은 0.037L/min), 챔버 내의 산소 농도를 860ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the flow rate of the plasma gas was 36 L/min, the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.74 L/min (the flow rate of oxygen was 0.037 L/min), and the oxygen concentration in the chamber was 860 ppm. Except that, operation similar to Example 1 was performed and the copper particle was manufactured.

〔비교예 2〕[Comparative Example 2]

실시예 1에 있어서 플라스마 가스의 유량을 36L/min으로 하고, 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.35L/min(산소의 유량은 0.0175L/min), 챔버 내의 산소 농도를 410ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the flow rate of the plasma gas was 36 L/min, the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.35 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0175 L/min), and the oxygen concentration in the chamber was 410 ppm. Except that, operation similar to Example 1 was performed and the copper particle was manufactured.

〔비교예 3〕 [Comparative Example 3]

실시예 1에 있어서 플라스마 가스의 유량을 36L/min으로 하고, 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.79L/min(산소의 유량은 0.0395L/min), 챔버 내의 산소 농도를 910ppm으로 한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the flow rate of the plasma gas was 36 L/min, the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.79 L/min (the flow rate of oxygen was 0.0395 L/min), and the oxygen concentration in the chamber was 910 ppm. Except that, operation similar to Example 1 was performed and the copper particle was manufactured.

〔비교예 4〕[Comparative Example 4]

실시예 1에 있어서 플라스마 가스의 유량을 36L/min으로 하고, 챔버 내에 산소-질소 혼합 가스를 도입하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the flow rate of the plasma gas was 36 L/min, and except not having introduce|transduced oxygen-nitrogen mixed gas in the chamber, operation similar to Example 1 was performed and the copper particle was manufactured.

〔비교예 5〕[Comparative Example 5]

실시예 1에 있어서 플라스마 가스의 유량을 36L/min으로 하고, 챔버 내로의 산소-질소 혼합 가스의 유량을 0.44L/min(산소의 유량은 0.022L/min), 챔버 내의 산소 농도를 510ppm으로 하고, <공정 2>를 행하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여 구리 입자를 제조했다.In Example 1, the flow rate of the plasma gas is 36 L/min, the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber is 0.44 L/min (the flow rate of oxygen is 0.022 L/min), and the oxygen concentration in the chamber is 510 ppm, Except not having performed <process 2>, operation similar to Example 1 was performed and the copper particle was manufactured.

〔평가〕〔evaluation〕

실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자에 대하여, 산소의 함유 비율 및 Cu2O의 결정자 크기를 이하의 방법으로 측정했다. 그리고, 구리 입자 중의 산소의 함유 비율(단위:질량%)을 X라고 하고, 산화구리층에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기(단위:㎚)를 Y라고 했을 때, 각 실시예 및 비교예에 있어서 상기 식 (1)의 관계를 만족시키고 있는지 여부를 확인했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다. 또한, X와 Y의 관계를 그래프화한 것을 도 2에 도시했다.About the copper particle obtained by the Example and the comparative example, the content rate of oxygen and the crystallite size of Cu2O were measured with the following method. And when the content rate (unit: mass %) of oxygen in copper particles is X and the crystallite size (unit: nm) of Cu 2 O contained in the copper oxide layer is Y, in each Example and Comparative Example It was confirmed whether the relationship of the said Formula (1) was satisfied. The results are shown in Table 1. In addition, the graph of the relationship between X and Y is shown in FIG. 2 .

또한 실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자에 대하여, 체적 누적 입경 D50 및 금속 구리의 결정자 크기 DC를 이하의 방법으로 측정했다. 그리고, 금속 구리의 결정자 크기 DC를, 구리 입자의 체적 누적 입경 D50으로 나눔으로써 DC/D50의 값을 산출했다. 그들의 결과를 표 1에 나타냈다.Moreover, about the copper particle obtained by the Example and the comparative example, the volume cumulative particle diameter D50 and the crystallite size DC of metallic copper were measured with the following method. And the value of DC / D50 was computed by dividing the crystallite size DC of metallic copper by the volume cumulative particle diameter D50 of copper particles. Their results are shown in Table 1.

또한 실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자에 대하여, XPS에 의해 각 가수의 구리의 존재 비율을 이하의 방법으로 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타냈다.Moreover, about the copper particle obtained by the Example and the comparative example, the abundance-ratio of copper of each valence was measured with the following method by XPS. The results are shown in Table 1.

또한, 실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자의 응집의 정도를 평가할 목적으로, 필터 여과에 의한 구리 입자의 회수율, 및 구리 입자를 포함하는 조성물의 도막의 표면 조도를 이하의 방법으로 측정했다. 그들의 결과를 표 1에 나타냈다.Moreover, for the purpose of evaluating the degree of aggregation of the copper particle obtained by the Example and the comparative example, the recovery rate of the copper particle by filter filtration, and the surface roughness of the coating film of the composition containing copper particle were measured with the following method. Their results are shown in Table 1.

〔산소의 함유 비율의 측정 방법〕[Method for measuring oxygen content]

LECO 재팬 고도 가이샤제의 산소·질소 분석 장치 TC-500을 사용했다. 측정 시료 0.05g을 칭량하여, 니켈 캡슐에 넣은 후, 흑연 도가니 내에서 가열한다. 가열 시에, 시료 중의 산소와 도가니가 반응하여 생성한 일산화탄소 및 이산화탄소를, 적외선 흡수법으로 검출하고, 산소의 함유 비율(질량%)을 산출했다.LECO Japan Kodo Co., Ltd. oxygen/nitrogen analyzer TC-500 was used. After measuring 0.05 g of a measurement sample and putting it into a nickel capsule, it heats in a graphite crucible. During heating, carbon monoxide and carbon dioxide produced by the reaction of oxygen in the sample with the crucible were detected by an infrared absorption method, and the oxygen content (% by mass) was calculated.

〔Cu2O의 결정자 크기의 측정〕[Measurement of the crystallite size of Cu 2 O]

구리 입자의 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기는, 가부시키가이샤 리가쿠제의 SmartLab에서, CuKα1선을 사용하여, 측정 범위 2θ=20° 내지 100°에서 구리 입자의 X선 회절 강도를 측정했을 때의 Cu2O의 결정면(111)에 있어서의 X선 회절 피크의 적분 폭으로부터, 하기의 쉐러의 식에 의해 산출했다.The crystallite size of Cu 2 O contained in the copper oxide layer of copper particles was measured using CuKα1 ray in SmartLab manufactured by Rigaku Co., Ltd., X-ray diffraction intensity of copper particles in the measurement range 2θ = 20° to 100° From the integral width of the X-ray diffraction peak in the crystal plane 111 of Cu 2 O at the time of measurement, it was computed by the following Scherrer's formula.

쉐러의 식: D=Kλ/βcosθScherer's equation: D = Kλ/βcosθ

D: 결정자 크기 D: crystallite size

K: 쉐러 상수(1.333) K: Scherrer constant (1.333)

λ: X선의 파장 λ: wavelength of X-rays

β: 적분 폭[rad] β: integral width [rad]

θ: 회절각θ: diffraction angle

〔구리 입자의 체적 누적 입경 D50의 측정〕[Measurement of Volume Cumulative Particle Size D 50 of Copper Particles]

0.1g의 측정 시료에, 0.1% 농도의 폴리옥시에틸렌(10)옥틸페닐에테르(와코 준야쿠 고교 가부시키가이샤제) 수용액을 스포이트로 몇방울 첨가하여 친숙해지도록 한 후, 음이온계 계면 활성제(산노푸코 가부시키가이샤제 품명:SN 디스퍼산트 5468)의 0.1% 수용액 80ml와 혼합하고, 초음파 호모지나이저(니혼 세이키 세이사쿠쇼제 US-300T)에서 5분간 분산시켰다. 그 후, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치, 마이크로트랙·벨 가부시키가이샤제 마이크로트랙 HRA를 사용하여, 체적 누적 입경 D50을 측정했다.To a 0.1 g measurement sample, a few drops of an aqueous solution of polyoxyethylene (10) octylphenyl ether (manufactured by Wako Junyaku Kogyo Co., Ltd.) at a concentration of 0.1% was added with a dropper to familiarize them with an anionic surfactant (Sannofuco) It was mixed with 80 ml of a 0.1% aqueous solution of SN Dispersant 5468) and dispersed for 5 minutes with an ultrasonic homogenizer (US-300T manufactured by Nippon Seiki Seisakusho). Then, the volume cumulative particle diameter D50 was measured using the laser diffraction scattering type particle size distribution analyzer and Microtrac HRA manufactured by Microtrac Bell Corporation.

〔금속 구리의 결정자 크기의 측정〕[Measurement of crystallite size of metallic copper]

구리 입자의 코어부 중에 포함되는 금속 구리의 결정자 크기는, 가부시키가이샤 리가쿠제의 SmartLab에서, CuKα1선을 사용하여, 측정 범위 2θ=20° 내지 100°에서 구리 입자의 X선 회절 강도를 측정했을 때의 금속 구리의 결정면(200)에 있어서의 X선 회절 피크의 적분 폭으로부터, 하기의 쉐러의 식에 의해 산출했다.The crystallite size of metallic copper contained in the core portion of the copper particles was determined by measuring the X-ray diffraction intensity of the copper particles in the measurement range 2θ = 20° to 100° using CuKα1 ray in SmartLab manufactured by Rigaku Co., Ltd. From the integral width of the X-ray diffraction peak in the crystal plane 200 of metallic copper at the time, it was computed by the following Scherer's formula.

쉐러의 식: D=Kλ/βcosθScherer's equation: D = Kλ/βcosθ

D: 결정자 크기 D: crystallite size

K: 쉐러 상수(1.333) K: Scherrer constant (1.333)

λ: X선의 파장 λ: wavelength of X-rays

β: 적분 폭[rad]β: integral width [rad]

θ: 회절각θ: diffraction angle

〔XPS에 의한 각 가수의 구리의 존재 비율의 측정〕[Measurement of the abundance ratio of copper of each valence by XPS]

알박·파이 가부시키가이샤제의 VersaProbeII를 사용했다. 측정 조건은 이하와 같다.VersaProbeII manufactured by ULVAC PAI Co., Ltd. was used. The measurement conditions are as follows.

X선원: Mg-Kα선(1253.6eV)X-ray source: Mg-Kα ray (1253.6 eV)

X선원의 조건: 400WCondition of X-ray source: 400W

Pass Energy: 23eVPass Energy: 23eV

에너지 스텝: 0.1eVEnergy step: 0.1 eV

검출기와 시료대의 각도: 90°Detector and sample stand angle: 90°

대전 중화: 저속 이온 및 전자를 사용Charge neutralization: using slow-speed ions and electrons

해석은, 알박·파이 가부시키가이샤제 MultiPak 9.0의 해석 소프트웨어를 사용했다. 피크 분리는 MultiPak 9.0의 Curve Fit을 사용하여, Cu 2p3/2의 메인 피크란, 930eV 이상 940eV 이하에 나타나는 피크이다. 사용 백그라운드 모드는 Shirley이다. 대전 보정은 C1s의 결합 에너지를 234.8eV로 했다.For the analysis, analysis software of MultiPak 9.0 manufactured by ULVAC PAI Corporation was used. The peak separation uses the Curve Fit of MultiPak 9.0, and the main peak of Cu 2p3/2 is a peak that appears between 930eV and 940eV. The background mode used is Shirley. Charge correction made the binding energy of C1s to 234.8 eV.

상술한 피크 면적 P0, P1 및 P2는 Cu[Cu(I)에 대해서는 930.0eV 이상 933.0eV 이하)의 범위에서 Cu 2p3/2 피크의 파형 분리를 행하여, 그 피크 면적비로부터 산출했다.The above-mentioned peak areas P0, P1 and P2 were calculated from the peak area ratio by performing waveform separation of the Cu 2p3/2 peak in the range of Cu [930.0 eV or more and 933.0 eV or less for Cu(I)).

〔필터 여과에 의한 구리 입자의 회수율〕[Recovery rate of copper particles by filter filtration]

각 실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자의 제조 시에 있어서, 구리 입자를 포함하는 슬러리를 여과한 후의 눈 크기 1㎛의 필터를 진공 건조기(ADVANTEC제)에서 40℃에서 건조하고, 필터 상에 잔존한 구리 입자와 필터의 질량을 측정했다. 이 측정 질량으로부터 여과 전의 필터의 질량을 뺌으로써, 필터 상에 잔존한 구리 입자의 질량을 산출했다. 또한, 각 실시예 및 비교예의 방법으로 제조된 구리 입자의 질량을 측정했다. 이들 질량으로부터, 필터 상에 잔존한 구리 입자의 질량과 제조된 구리 입자의 질량의 합계량에 대한, 제조된 구리 입자의 질량의 비(제조된 구리 입자의 질량/(필터 상에 잔존한 구리 입자의 질량+제조된 구리 입자의 질량)×100)를 산출하고, 이 값을 회수율(%)이라고 했다. 회수율이 60% 이상인 경우를 「○」라고 하고, 회수율이 60% 미만인 경우를 「×」라고 했다.In the production of the copper particles obtained in each Example and Comparative Example, the filter having an eye size of 1 μm after filtering the slurry containing the copper particles was dried at 40° C. in a vacuum dryer (manufactured by ADVANTEC), and remained on the filter The mass of one copper particle and the filter was measured. The mass of the copper particle which remained on the filter was computed by subtracting the mass of the filter before filtration from this measured mass. Moreover, the mass of the copper particle manufactured by the method of each Example and a comparative example was measured. From these masses, the ratio of the mass of the produced copper particles to the total amount of the mass of the copper particles remaining on the filter and the mass of the produced copper particles (mass of the produced copper particles / (of the copper particles remaining on the filter) Mass + mass of the produced copper particle) x100) was computed, and this value was made into recovery (%). The case where the recovery rate was 60% or more was referred to as "○", and the case where the recovery rate was less than 60% was referred to as "x".

〔구리 입자를 포함하는 조성물의 도막의 표면 조도〕[Surface Roughness of Coating Film of Composition Containing Copper Particles]

각 실시예 및 비교예에서 얻어진 구리 입자 10g과, 10질량%의 열가소성 셀룰로오스에테르(The Dow Chemical Company제 품명:ETHOCEL STD100)를 함유한 타피네올(야스하라 케미컬 가부시키가이샤제) 비히클 1.5g을 칭량하여, 스패튤라로 예비 혼련한 후, 가부시키가이샤 싱키제의 자전·공전 진공 믹서 ARE-500을 사용하여, 교반 모드(1000rpm×1분간)와 탈포 모드(2000rpm×30초간)를 1사이클로 한 처리를 2사이클 행하여, 페이스트화했다. 이 페이스트를, 다시 3축 롤 밀을 사용하여 합계 5회 처리함으로써 더 분산 혼합을 행하여, 페이스트를 조제했다. 이와 같이 조제한 페이스트를, 닥터 블레이드를 사용하여, 갭을 35㎛로 설정하여 슬라이드 글래스 기판 상에 도포했다. 그 후, 질소 오븐을 사용하여, 150℃에서 10분간 가열 건조하여 도막을 제작했다. 이 도막에 대하여, 표면 조도계(TOKYO SEIMITSU제 SURFCOM 480B-12)를 사용하여 표면 조도를 측정했다.10 g of the copper particles obtained in each Example and Comparative Example and 1.5 g of a vehicle 1.5 g of tapineol (manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) containing 10 mass % of thermoplastic cellulose ether (The Dow Chemical Company product name: ETHOCEL STD100) After weighing and pre-kneading with a spatula, agitation mode (1000 rpm × 1 minute) and defoaming mode (2000 rpm × 30 seconds) were set as 1 cycle using a rotating/revolving vacuum mixer ARE-500 manufactured by Thinky Co., Ltd. The treatment was performed for 2 cycles to form a paste. This paste was further dispersed and mixed by processing 5 times in total using a 3-axis roll mill to prepare a paste. The paste thus prepared was applied on a glass slide substrate with a gap of 35 µm using a doctor blade. Then, using nitrogen oven, it heat-dried at 150 degreeC for 10 minute(s), and produced the coating film. About this coating film, the surface roughness was measured using the surface roughness meter (SURFCOM 480B-12 made from TOKYO SEIMITSU).

Figure 112019083955677-pct00003
Figure 112019083955677-pct00003

표 1에 나타낸 결과로부터 명확해진 바와 같이, 각 실시예의 구리 입자는 필터 회수율이 높게 되어 있는 데 비해, 비교예의 구리 입자는 필터 회수율이 낮게 되어 있음을 알 수 있다. 이 이유는, 실시예의 구리 입자는 입자끼리의 재응집이 억제되었기 때문이다.It turns out that the filter recovery rate of the copper particle of a comparative example is low, whereas the copper particle of each Example has a high filter recovery rate so that it may become clear from the result shown in Table 1. This reason is because the copper particle of an Example was suppressed from the reaggregation of particle|grains.

또한, 회수율이 높은 각 실시예의 구리 입자로부터 얻어진 도막의 표면 조도는 필터 회수율이 증대되었음에도, 비교예의 구리 입자로부터 얻어진 도막의 표면 조도와 동등하게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이 이유도, 실시예의 구리 입자는 입자끼리의 응집이 억제되었기 때문이다.Moreover, it turns out that the surface roughness of the coating film obtained from the copper particle of each Example with a high recovery rate is equal to the surface roughness of the coating film obtained from the copper particle of a comparative example even though the filter recovery rate increased. This reason is also because the aggregation of particle|grains was suppressed as for the copper particle of an Example.

본 발명에 따르면, 구리 입자 제조 후의 제품화 공정인 습식 분산 공정에 있어서, 표면 처리제를 사용한 경우에, 입자끼리 재응집하기 어려운 구리 입자가 제공된다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a surface treating agent is used in the wet dispersion process which is a commercialization process after copper particle manufacture, the copper particle which particle|grains are hard to reaggregate is provided.

Claims (6)

구리를 포함하는 코어부와, 해당 코어부의 표면에 형성된 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 갖고, 하기 식 (1)의 관계를 만족시키는, 구리 입자.
Figure 112022013906007-pct00004

식 중, X는 구리 입자 중에 포함되는 산소의 함유 비율(질량%)이고 0.80질량% 이상 1.80질량% 이하의 값을 가지며, Y는 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기(㎚)이다.
The copper particle which has the core part containing copper, and the copper oxide layer containing CuO and Cu2O formed in the surface of this core part, and satisfy|fills the relationship of following formula (1).
Figure 112022013906007-pct00004

In the formula, X is the oxygen content (mass%) contained in the copper particles, has a value of 0.80 mass% or more and 1.80 mass% or less, and Y is the crystallite size (nm) of Cu 2 O contained in the copper oxide layer .
제1항에 있어서, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 누적 체적 50용량%에 있어서의 체적 누적 입경 D50(㎛)에 대한, 상기 코어부 중에 포함되는 금속 구리의 결정자 크기 DC(㎛)의 비율인 DC/D50의 값이 0.10 이상 0.40 이하인, 구리 입자.The crystallite size D C (μm) of metallic copper contained in the core portion with respect to the volume cumulative particle diameter D 50 (μm) in the cumulative volume 50 vol% according to the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method The value of DC / D 50 which is a ratio of 0.10 or more and 0.40 or less, copper particles. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구리 입자의 표면을 측정하여 얻어지는 X선 광전자 분광 스펙트럼에 있어서, Cu(I)의 피크 면적 P1 및 Cu(0)의 피크 면적 P0에 대한, Cu(II)의 피크 면적 P2의 비율인 P2/(P1+P0)의 값이 0.30 이상 2.50 이하인, 구리 입자.The Cu(II) according to claim 1 or 2, with respect to the peak area P1 of Cu(I) and the peak area P0 of Cu(0) in the X-ray photoelectron spectral spectrum obtained by measuring the surface of the copper particle. The copper particle whose value of P2/(P1+P0) which is the ratio of the peak area P2 of ) is 0.30 or more and 2.50 or less. 제1항 또는 제2항에 기재된 구리 입자의 제조 방법으로서,
구리 원소를 포함하는 원료 분말을 플라스마 불꽃 속에 도입하여 기상 상태의 구리로 만들고,
상기 기상 상태의 구리의 냉각에 의해 구리 입자를 생성시키면서, 생성한 해당 구리 입자를 산소 함유 분위기에 노출시키고,
산소 함유 분위기에 노출된 후의 상기 구리 입자의 표면을 산화시켜 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 생성시키는 공정을 갖는, 구리 입자의 제조 방법.
As a manufacturing method of the copper particle of Claim 1 or 2,
Raw material powder containing copper element is introduced into a plasma flame to make copper in a gaseous state,
exposing the produced copper particles to an oxygen-containing atmosphere while producing copper particles by cooling the copper in the gaseous state;
The manufacturing method of the copper particle which has the process of oxidizing the surface of the said copper particle after exposure to oxygen - containing atmosphere, and producing|generating the copper oxide layer containing CuO and Cu2O.
제5항에 있어서, 산소 함유 분위기에 노출된 후의 상기 구리 입자를, 상대 습도가 30% 이상 60% 이하이고, 또한 15℃ 이상 30℃ 이하의 대기 분위기 하에 5분 이상 60분 이하 두어, 해당 구리 입자의 표면을 산화시켜 상기 산화구리층을 생성시키는, 구리 입자의 제조 방법.The copper particles according to claim 5, wherein the copper particles after exposure to an oxygen-containing atmosphere are placed in an atmospheric atmosphere with a relative humidity of 30% or more and 60% or less and 15°C or more and 30°C or less for 5 minutes or more and 60 minutes or less, A method for producing copper particles, wherein the surface of the particles is oxidized to form the copper oxide layer.
KR1020197024034A 2017-03-31 2018-03-28 Copper particles and their manufacturing method KR102403998B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-072054 2017-03-31
JP2017072054 2017-03-31
PCT/JP2018/012780 WO2018181482A1 (en) 2017-03-31 2018-03-28 Copper particles and manufacturing method therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190132351A KR20190132351A (en) 2019-11-27
KR102403998B1 true KR102403998B1 (en) 2022-05-31

Family

ID=63676352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197024034A KR102403998B1 (en) 2017-03-31 2018-03-28 Copper particles and their manufacturing method

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7050756B2 (en)
KR (1) KR102403998B1 (en)
CN (1) CN110325303B (en)
TW (1) TWI803486B (en)
WO (1) WO2018181482A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6721934B2 (en) * 2018-12-04 2020-07-15 メック株式会社 Additive-manufactured copper powder, manufacturing method of additive-molded copper powder, additive-manufactured product manufacturing method, and additive-molded product
JP6956766B2 (en) * 2019-08-07 2021-11-02 Jx金属株式会社 Joining method using copper powder paste
JP6956765B2 (en) * 2019-08-07 2021-11-02 Jx金属株式会社 Joining method using copper powder paste
JP6704083B1 (en) * 2019-11-22 2020-06-03 東邦チタニウム株式会社 Copper powder and its manufacturing method
CN113019468A (en) * 2021-03-05 2021-06-25 昆明理工大学 Copper-based Cu-Cu2Preparation method of O-CuO ternary composite core-shell material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169273A (en) 2000-11-30 2002-06-14 Murata Mfg Co Ltd Photosensitive copper paste and circuit board using the same
JP2003530679A (en) 2000-04-10 2003-10-14 テトロニクス リミテッド Twin plasma torch device
WO2016052373A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 三井金属鉱業株式会社 Copper powder

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6280641B1 (en) * 1998-06-02 2001-08-28 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Printed wiring board having highly reliably via hole and process for forming via hole
JP5048556B2 (en) * 2007-03-14 2012-10-17 フィブロ−テック,インコーポレイテッド Method for producing particulate copper powder
CN102784643B (en) * 2011-05-19 2014-09-24 中国科学院过程工程研究所 Ternary copper catalyst prepared from copper powder recovered from waste organic silicon contacts and preparation method thereof
CN102350499B (en) * 2011-09-28 2013-05-08 河北工业大学 Cu/Cu2O core-shell composite microsphere and preparation method thereof
KR101353149B1 (en) * 2011-12-27 2014-01-27 삼성전기주식회사 Manufacturing mehtod for copper powder
CN203495238U (en) * 2013-10-08 2014-03-26 江苏泰禾金属工业有限公司 Copper powder smashing device
KR101671324B1 (en) * 2014-02-14 2016-11-02 미쓰이금속광업주식회사 Copper powder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003530679A (en) 2000-04-10 2003-10-14 テトロニクス リミテッド Twin plasma torch device
JP2002169273A (en) 2000-11-30 2002-06-14 Murata Mfg Co Ltd Photosensitive copper paste and circuit board using the same
WO2016052373A1 (en) * 2014-10-03 2016-04-07 三井金属鉱業株式会社 Copper powder

Also Published As

Publication number Publication date
CN110325303A (en) 2019-10-11
JP7050756B2 (en) 2022-04-08
CN110325303B (en) 2022-01-11
JPWO2018181482A1 (en) 2020-02-06
WO2018181482A1 (en) 2018-10-04
KR20190132351A (en) 2019-11-27
TWI803486B (en) 2023-06-01
TW201841702A (en) 2018-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102403998B1 (en) Copper particles and their manufacturing method
JP5937730B2 (en) Method for producing copper powder
JP4687599B2 (en) Copper fine powder, method for producing the same, and conductive paste
CN103842295B (en) Cuprous oxide powder and manufacture method thereof
EP2311586A1 (en) Metal microparticle containing composition and process for production of the same
JP6224933B2 (en) Silver-coated copper alloy powder and method for producing the same
CN101835557A (en) Silver microparticle-containing composition, process for production of the composition, process for production of the silver microparticle, and paste containing the silver microparticle
KR20080100365A (en) Process for production of ultrafine silver particles and ultrafine silver particles produced by the process
JP5142891B2 (en) Cuprous oxide powder and method for producing the same
JP2004330247A (en) Nickel powder, conductive paste, laminate ceramic electronic component
TW201631603A (en) Silver-coated copper powder and method for producing same
TW201930605A (en) Spherical silver powder and method for producing same
JP6914999B2 (en) Surface treatment copper powder
JP7194544B2 (en) Particle manufacturing method
WO2017158865A1 (en) Silver-tellurium-coated glass powder, production method for silver-tellurium-coated glass powder, conductive paste, and production method for conductive paste
JP5003648B2 (en) Method for producing oxide-coated copper fine particles
JP2020117433A (en) Glass particles, conductive composition therewith and production method of glass particles
WO2017179524A1 (en) Silver-coated copper powder and method for producing same
JP6319066B2 (en) Method for producing electrolytic copper powder
TW201728762A (en) Metal composite powder and method for producing same
JP2018012641A (en) Copper oxide powder and method for producing the same
JP2021014634A (en) Surface-treated copper powder
JP2022180322A (en) Copper powder and conductive composition comprising the same, and wiring structure comprising the same and method for producing conductive member using the same
WO2019117235A1 (en) Spherical silver powder and method for producing same
JP2005108735A (en) Conductive powder

Legal Events

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