KR20190132351A - Copper particle and its manufacturing method - Google Patents
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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.Copper particles of the present invention, the core portion comprising copper, and has a layer of copper oxide containing CuO and Cu 2 O formed in the surface of the core. When the content ratio (mass%) of oxygen contained in the copper particles is X and the crystallite size (nm) of Cu 2 O contained in the copper oxide layer is Y, the condition of Y ≧ 36X-18 is satisfied. D C / D which is the ratio of the crystallite size D C (μm) of the metal copper contained in the core portion to the volume cumulative particle size D 50 (μm) in the cumulative volume 50 vol% 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
본 발명은, 구리 입자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD 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, but has a low material cost compared to silver, and therefore copper is suitably used as a raw material such as a conductive paste used for forming printed wiring boards, electrical circuits, and electrodes. In recent years, in the field of electrical circuits and the like, fine pitching and electrode thinning have been progressed, and both fine particle formation of copper paste for conductive paste and good sintering properties are required. On the other hand, since fine particle | grains copper have a very large surface area, the surface oxidation of particle | grains becomes remarkable at the time of manufacture of an electrically conductive paste, and electrical conductivity 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.In
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 together. Therefore, in the wet dispersion process etc. which are the manufacturing processes after copper particle manufacture, surface treatment which mixes copper particle and surface treating agents, such as a fatty acid, and makes it hard to produce aggregation of particle | grains is generally performed. However, even if such a copper particle is surface-treated, primary particles may aggregate again (henceforth a reaggregation).
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, the copper particle manufactured by PVD method etc. have many coarse particles in addition to the particle | grains which are easy to aggregate. Therefore, when an electrically conductive paste is produced using such a copper particle, and this paste is apply | coated to a base material and baked, the electrically conductive film obtained by baking hardly obtains the favorable surface smoothness. Therefore, when producing a conductive paste using copper particles produced by the PVD method or the like as a raw material, it is necessary to remove agglomerated particles and coarse particles in advance using a filter, but conventional copper particles are agglomerated particles and coarse particles. Due to the large number of particles, the number of particles removed by the filter increases, resulting in a lower yield.
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 is an improvement of a copper particle and its manufacturing method, Specifically, in the wet dispersion process which is a commercialization process after copper particle manufacture, when using a surface treating agent, a copper particle which particle | grains are hard to reaggregate, and The manufacturing method is related.
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.The present inventors have made intensive studies to solve the above problems result, copper particles that have a crystallite size in a content ratio of the oxygen and Cu 2 O satisfy a particular relationship, in after the surface treatment, the degree of re-agglomeration of the particles Found out. This invention is 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, the present invention, and comprising a copper core, having a layer of copper oxide containing CuO and Cu 2 O formed in the surface of the core portion, to to provide a copper particles satisfies the relationship of formula (1).
식 중, X는 구리 입자 중에 포함되는 산소의 함유 비율(질량%)이고, Y는 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기(㎚)이다.In the formula, X is the content ratio (mass%) of oxygen contained in the copper particles, Y is a crystallite size (㎚) of Cu 2 O contained in the 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 powder containing elemental copper is introduced into the plasma flame to make copper in the gas phase,
기상 상태의 상기 구리의 냉각에 의해 구리 입자를 생성시키면서, 생성한 해당 구리 입자를 산소 함유 분위기에 노출시키고,By cooling the said copper in a gaseous state, the said copper particle produced | generated is exposed to oxygen containing atmosphere, generating a copper particle,
산소 함유 분위기에 노출된 후의 상기 구리 입자의 표면을 산화시켜 CuO 및 Cu2O를 포함하는 산화구리층을 생성시키는 공정을 갖는, 구리 입자의 제조 방법을 제공하는 것이다.After exposure to the oxygen-containing atmosphere having a process to produce a copper oxide layer by oxidizing the surface of the copper particles include CuO and Cu 2 O, to provide a method for producing copper particles.
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 which manufactures the copper particle of this invention.
Figure 2 is a graph showing the relationship between the content of the crystallite size and the oxygen in the Cu 2 O in the copper particles obtained in Examples and Comparative Examples.
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. Copper particles of the present invention, the core portion comprising copper, and has a layer of copper oxide containing CuO and Cu 2 O formed in the core surface portion. A core part is located in the center 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. The copper oxide layer preferably covers the entire surface of the core portion. However, as long as the effect of the present invention is not impaired, the copper oxide layer may cover the surface of the core portion so that a part of the surface of the core portion is exposed to the outside world. In the copper particle of this invention, the layer containing a metal element does not exist outside the copper oxide layer. However, it is permissible that a layer made of an organic compound exists 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.The copper particle of this invention does not have a restriction | limiting in particular in the shape, Various shapes can be employ | adopted according to a specific use. For example, copper particles of various shapes such as spherical, flake, plate and resin can 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.Even if the shape of the copper particle of this invention is any of the above-mentioned, it is preferable that the volume cumulative particle diameter D50 in 50 volume% of cumulative volume by a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring method is 0.2 micrometer or more and 0.6 micrometer or less, It is more preferable that they are 0.2 micrometer or more and 0.5 micrometer or less. When the particle diameter of a copper particle exists in this range, when the electrically conductive composition, such as an electrically conductive paste, is prepared from this copper particle, and a electrically conductive film is formed using the said electrically conductive composition, this electrically conductive film becomes dense and electroconductivity becomes high. . In order to obtain copper particle of the particle diameter of this range, what is necessary is just to employ | adopt a wet reduction method, PVD method, etc., and to manufacture copper particle, for example. In addition, measurement of the volume cumulative particle diameter D 50 may be carried out by the method described in Examples described 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. The core part containing copper includes the case where (a) the core part consists essentially of copper and (b) 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 further more preferable that a 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 of the cases (a) and (b) described above, as described above, the core portion is a portion that occupies most of the mass in the copper particles of the present 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. Since 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 the line analysis of the copper particle surface part by STEM-EDS (Scanning Transmission Electron Microscope-Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy), for example, and the line profile of oxygen (OK line) From this, the thickness of the copper oxide layer can be measured.
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 portion contains CuO and Cu 2 O as described above. The copper oxide layer consists only of oxides of copper containing (C) CuO and Cu 2 O, or (D) contains oxides of copper containing CuO and Cu 2 O, and also contains other materials. . In the case of (C), the copper oxide layer is preferably made of only an oxide of copper containing CuO and Cu 2 O and unavoidable impurities.
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 of the above (C) and (D), there are no particular restrictions on the presence state of CuO and Cu 2 O in the copper oxide layer. For example, the CuO and Cu 2 O and even a randomly mixed state, or is a region composed of a part made of CuO and Cu 2 O may be present separately. If the region comprising the site and the Cu 2 O consisting of CuO, which are present separately, for example, a form of the region made of a Cu 2 O present in the core portion surface, and the portion made of CuO on the surface of the area Can be mentioned.
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 preferred embodiment of the copper particles of the present invention, for example, the core portion is made of copper and only unavoidable impurities, the copper oxide layer be an embodiment containing only unavoidable impurities and oxides of copper containing CuO and Cu 2 O 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.Review of the present inventors, is in the content of the oxygen in the copper particles of the present invention, the crystallite size of the copper particles, Cu 2 O in the copper oxide layer of a certain relationship, the dispersibility of the copper particles after the surface treatment of the commercialized process This proved to be improved. Specifically, when the content ratio (unit: mass%) of oxygen in the copper particles is X and the crystallite size (unit: nm) of Cu 2 O in the copper oxide layer is Y, the relationship of the following formula (1) When was satisfied, it was found that the copper particles after the surface treatment in the commercialization step hardly reaggregate, and the dispersibility is particularly improved.
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.When the relationship of Formula (1) is satisfied, the reason why the dispersibility of the copper particle after the surface treatment in a manufacturing process improves especially is not clear, but the present inventors guess as follows. Copper particles produced by a wet reduction method or a PVD method, there is a degree of the Cu 2 O is exposed to a lot of the particle surface. When the copper particles are mixed with a surface treating agent such as a fatty acid in a commercialization step such as a wet dispersion step, Cu 2 O is dissolved by the reaction of the fatty acid with Cu 2 O, and the metallic copper contained in the core portion of the copper particles. Is exposed to extraterrestrial. Since the copper particle of the state in which the metallic copper was exposed to the external field is easy to combine with the copper particle which is in the same state, reaggregation of particle | grains tends to occur easily. On the other hand, copper particles that satisfy formula (1), due to high crystallinity of the Cu 2 O contained in the layer of copper oxide, and think that CuO is uniformly generated on the outermost surface of the copper particles. Since CuO is more stable than Cu 2 O, it is less likely to react with surface treatment agents such as fatty acids, and more difficult to dissolve than Cu 2 O. Therefore, the metallic copper contained in a core part becomes difficult to be exposed to the external system of copper particle. As a result, it becomes difficult for copper particles to reaggregate.
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.It is preferable that the content rate of oxygen in the copper particle of this invention is 0.8 mass% or more and 1.80 mass% or less, provided that it satisfy | fills the relationship of said Formula (1), and it is 0.8 mass% or more and 1.6 mass% or less further. 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 ratio of oxygen is in this range, it becomes difficult for copper particles to reaggregate 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, the condition that satisfies the relationship of formula (1), the copper particles of the present invention, 20㎚ than 60 preferably less than the crystallite size of the Cu 2 O 15㎚ 60㎚, and contained in the copper oxide layer It is more preferable that it is 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 Cu 2 O is in this range, it becomes difficult for the copper particles to reaggregate after the surface treatment in the commercialization step. The crystallite size of Cu 2 O is calculated by the Scherrer equation from the diffraction peaks obtained by powder X-ray diffraction. The measurement by powder X-ray diffraction can be performed by the method as described in the Example mentioned later.
본 발명의 구리 입자가 식 (1)의 조건을 만족시키도록 하기 위해서는, 예를 들어 후술하는 방법으로 구리 입자를 제조하면 된다.In order to make the copper particle of this invention satisfy | fill the conditions of Formula (1), you may manufacture 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 reference may be made to the crystallite size of the Cu 2 O in the copper particles of the present invention, in the copper particles of the invention in addition to the crystallite size and the crystallite size D C of the metal copper it contained in the core portion is It is preferable that they are 0.060 micrometer or more and 0.090 micrometer or less, It is more preferable that they are 0.065 micrometer or more and 0.085 micrometer or less, It is further more preferable that they are 0.070 micrometer or more and 0.085 micrometer or less. When the crystallite size D C of the metallic copper is in this range, the crystallite size of Cu 2 O can be increased, and CuO can be uniformly generated on the outermost surface of the copper oxide layer. The crystallite size of the metal copper is calculated by the Scherrer equation from the diffraction peak obtained by powder X-ray diffraction. The measurement by powder X-ray diffraction can be performed by the method as described in the Example mentioned 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 preventing the reaggregation of the copper particles more effectively, the copper particles of the present invention are contained in the core portion with respect to the volume cumulative particle diameter D 50 (µm) at a cumulative volume of 50% by volume by the laser diffraction scattering particle size distribution measurement method. of metallic copper crystallite size D C (㎛) ratio of D C / D over 50 value of 0.10 0.40 or less is preferred, and 0.10 or more 0.30 or less of it is more preferable, and still more preferably not more than 0.20 not more than 0.30. In order to to the value of the D C / D 50 satisfies the range, for example, when manufacturing the copper particles in the following manner.
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.Copper particles of the present invention, includes a zero-valent copper metal and copper, monovalent copper of Cu 2 O and CuO in the divalent copper as described above. The abundance ratio of these three in the surface of a copper particle can be measured using an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus (XPS). According to the XPS measurement, X-ray photoelectron spectroscopy spectra of various elements can be obtained, and quantitative analysis can be performed on element components having a depth of up to about 10 nm from the surface of the copper particles. In the X-ray photoelectron spectroscopy 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 bivalent copper is 0.30 or more and 2.50 or less, and it is further more preferable that it is 0.40 or more and 2.50 or less. When the copper particles of the present invention satisfy 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 particles are controlled so as to suppress reaggregation between the copper particles. Can be set appropriately. The measurement using XPS can be performed by the method described in Examples 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><
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 currently known, the wet reduction method, the atomization method, the physical vapor-phase growth method (PVD method), etc. are mentioned generally. Of these production methods, in order to make the content ratio of oxygen in the copper particles, crystallite sizes of Cu 2 O and metal copper, D 50 of the copper particles, and the like easily satisfy the above-mentioned range, the PVD method is employed. It is preferable to produce copper particles. Therefore, the manufacturing method of the copper particle using the 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
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.Raw material powder containing copper element (henceforth simply called raw material powder) is introduce | transduced into the plasma
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 generator, 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. Moreover, the shape of the particle | grains of a raw material powder is not restrict | limited, Various things, such as spherical shape, a flake shape, a plate shape, resin shape, can be used. Oxidation state of the copper element of the raw material powder is not particularly limited, for example, metal copper powder, copper powder oxide and the like can be used (e.g., CuO or Cu 2 O) or mixtures thereof. There is no restriction | limiting in particular also in the manufacturing method of a 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 production method, from the viewpoint of stably producing 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.It is preferable to use a mixed gas of argon and nitrogen as the plasma gas generating the plasma flame. 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 metal copper) suitable for achieving the effect of the present invention. Can be. 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 to be thick and long in a laminar flow state. The term "approximately spherical shape" is not a perfect spherical shape but refers to a shape recognizable as a sphere. Whether the plasma flame is in the 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 in which the width of the plasma flame is observed to be the thickest. If the ratio of the length of the plasma flame to the width of the plasma flame is 3 or more, it can be judged to be a laminar flow state, and if the ratio of the length of the plasma flame to the width of the plasma flame is less than 3, it can be determined to be a turbulent state.
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, and more preferably 5 L / min or more and 30 L / min or less at room temperature. By employing the gas flow rate in this range, the produced particles come into contact with the oxygen-containing atmosphere in the
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
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 the copper particles generated from the copper in the gaseous state to an oxygen-containing atmosphere, the flow rate of oxygen supplied into the
<공정 2. 산화 처리><
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 at said <
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 process is performed as follows. After stopping the supply of the raw material powder and the generation of the plasma flame and returning the inside of the
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 step is performed while leaving the copper particles in an air atmosphere, a sudden oxidation reaction of the copper particles does not occur, and the copper oxide layer can be generated. However, from the viewpoint of industrial productivity, it is preferable to place the produced copper particles in an atmospheric atmosphere while pulverizing the aggregated particles using a sieve or the like.
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.In view of the uniformity of the oxidation treatment of the copper particles, in this step, it is preferable to place the copper particles under an atmospheric atmosphere having a relative humidity of 30% or more and 60% or less and a temperature of 15 ° C or more and 30 ° C or less. By performing the oxidation reaction under these conditions, Cu 2 O of the copper oxide layer can be gently oxidized to CuO by moisture contained in the atmospheric 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.Moreover, it is preferable that the processing time of this process is 5 minutes or more and 60 minutes or less on the conditions that the conditions of an atmospheric atmosphere are in the above-mentioned range from a viewpoint of preventing the rapid oxidation reaction at the time of collect | recovering a copper particle, 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.By the above manufacturing method, the copper particle of this invention can be manufactured smoothly. Thus, the obtained copper particle is sealed in the container of a non-moisture-proof material for the purpose of maintaining the oxidation state of the surface of a copper particle, and it is preferable to store it at the temperature below room temperature (25 degreeC).
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, the copper particle of this invention manufactured by the manufacturing method mentioned above becomes difficult to reaggregate compared with the conventional copper particle, when a surface treating agent is used in the wet dispersion process which is a commercialization process after copper particle manufacture. Moreover, by using the copper particle of this invention, conductive compositions, such as an electrically conductive paste, can be manufactured, without impairing the sinterability at 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 with reference to Examples. However, the scope of the present invention is not limited to this embodiment. Unless otherwise stated, "%" means "mass%."
〔실시예 1〕EXAMPLE 1
이하의 제조 조건에서, 상술한 <공정 1> 및 <공정 2>를 행하여, 구리 입자를 제조했다.Under the following manufacturing conditions, the above-mentioned <
<공정 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 size D 50 : 12 μm, particle shape: spherical shape) to be raw material powders produced by the atomizing method were 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 copper of a gaseous state. As a condition for plasma flame generation, a mixture gas of argon and nitrogen was used as the plasma gas, and the flow rate of plasma gas was 19.0 L / min, and the flow rate (L / min) ratio of argon and nitrogen in the plasma gas was 82:18. The plasma output was set to 19 Hz.
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.While the copper in the gaseous state was produced in the chamber by cooling the copper particles, the copper particles were exposed to an oxygen-containing atmosphere, and copper particles having a core portion and a copper oxide layer were formed. The flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas (containing 5% by volume 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. Thereafter, the generation of plasma flame is stopped while copper particles are present in the chamber, and nitrogen gas is supplied at a flow rate of 30 L / min into the chamber at a negative pressure (−0.05 MPa), and the atmospheric pressure takes 15 minutes from the negative pressure. Returned to.
<공정 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 <
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 2-propanol was added so that the obtained copper particle might be 30 mass%, 5 mass% of lauric acid was added with respect to the copper particle as a dispersing agent, and the slurry was prepared. This slurry was pulverized (disintegration condition: 50 MPa, 5 passes) by Nanomizer mark II (wet disintegrating apparatus, product name: NM2-2000AR made from Kikai Kogyo Co., Ltd.). The pulverized slurry was filtered through a filter having an eye size of 1 μm (ROK TECHNO Co., LTD. Product name: SBP010), the supernatant of the filtrate was removed, and the remaining solid was 40 ° C. in a vacuum dryer (ADVANTEC). Dried in. Thereafter, in a nitrogen atmosphere, sifting was performed using a sieve having an eye size of 150 µm to obtain copper particles.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.29 L / min (the oxygen flow rate was 0.0145 L / min) and the oxygen concentration in the chamber was 640 ppm. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out 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.The same operation as in Example 1 was carried out except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.34 L / min (the oxygen flow rate was 0.017 L / min) and the oxygen concentration in the chamber was 750 ppm. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.09 L / min (the oxygen flow rate was 0.0045 L / min) and the oxygen concentration in the chamber was 200 ppm. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out 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. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.33 L / min (the oxygen flow rate was 0.0165 L / min) and the oxygen concentration in the chamber was 730 ppm. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out 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. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out except that the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.26 L / min (the oxygen flow rate was 0.013 L / min) and the oxygen concentration in the chamber was 570 ppm. Copper particles were produced.
〔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.The same operation as in Example 1 was carried out 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. Copper particles were produced.
〔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 oxygen flow rate was 0.037 L / min), and the oxygen concentration in the chamber was 860 ppm. Copper particles were produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
〔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 oxygen flow rate was 0.0175 L / min), and the oxygen concentration in the chamber was 410 ppm. Copper particles were produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
〔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 oxygen flow rate was 0.0395 L / min), and the oxygen concentration in the chamber was 910 ppm. Copper particles were produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
〔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.A copper particle was produced in the same manner as in Example 1 except that the flow rate of the plasma gas was 36 L / min and no oxygen-nitrogen mixed gas was introduced into the chamber.
〔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 was 36 L / min, the flow rate of the oxygen-nitrogen mixed gas into the chamber was 0.44 L / min (the oxygen flow rate was 0.022 L / min), and the oxygen concentration in the chamber was 510 ppm. And copper particle | grains were manufactured similarly to Example 1 except having not performed <
〔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.Carried out on examples and comparative copper particles obtained in Examples were measured for a crystallite size in a content ratio of the oxygen and Cu 2 O in the following manner. Then, the content of the oxygen in the copper particles (unit: mass%) as X a, and the crystallite size of the Cu 2 O is contained in the copper oxide layer: When called (in ㎚) Y, in the respective examples and comparative examples In the above, it was confirmed whether or not the relationship of formula (1) was satisfied. The results are shown in Table 1. In addition, graphing the relationship between X and Y is shown in FIG.
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.In addition, with respect to the copper particles obtained in Examples and Comparative Examples were measured in the volume cumulative particle diameter D and a crystallite size D C of 50, and metallic copper by the following method. Then, the calculated values of C D / D 50 by dividing the crystallite size D C of the metallic copper, the volume cumulative particle diameter D 50 of the 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 the copper of each valence was measured by 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.In addition, in order to evaluate 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 a copper particle were measured with the following method. Their results are shown in Table 1.
〔산소의 함유 비율의 측정 방법〕[Measurement method of oxygen content rate]
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.The oxygen and nitrogen analyzer TC-500 made from LECO Japan Altitude Company was used. 0.05 g of the measurement sample is weighed and placed in a nickel capsule, followed by heating in a graphite crucible. At the time of heating, carbon monoxide and carbon dioxide produced by reacting oxygen in the sample with the crucible were detected by an infrared absorption method to calculate the oxygen content ratio (mass%).
〔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 the copper particles is determined by using a KKα1 line in SmartLab, manufactured by Rigaku Corporation, to measure the X-ray diffraction intensity of the copper particles in the measurement range 2θ = 20 ° to 100 °. from X-ray diffraction peak of the integral width of the crystal plane (111) of the Cu 2 O, as measured, it was calculated by the Scherer equation.
쉐러의 식: D=Kλ/βcosθScherrer'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-ray
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.After 0.1 g of the sample of polyoxyethylene (10) octylphenyl ether (manufactured by Wako Junyaku Kogyo Co., Ltd.) at 0.1% concentration was added dropwise with a dropper to become familiar, anionic surfactants (Sannofuco It was mixed with 80 ml of 0.1% aqueous solution of the product name: SN Dispersant 5468 by the company, and it disperse | distributed for 5 minutes in the ultrasonic homogenizer (US-300T by Nippon Seiki Seisakusho). Thereafter, the volume cumulative particle diameter D 50 was measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer and a microtrack HRA manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.
〔금속 구리의 결정자 크기의 측정〕[Measurement of Crystalline 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 the metallic copper contained in the core part of the copper particle measured the X-ray diffraction intensity of the copper particle in the measurement range 2θ = 20 ° to 100 ° using CuKα1 line in SmartLab manufactured by Rigaku Corporation. From the integral width of the X-ray-diffraction peak in the crystal surface 200 of the metallic copper at the time, it computed by the following Scherrer formula.
쉐러의 식: D=Kλ/βcosθScherrer'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-ray
β: 적분 폭[rad]β: integral width [rad]
θ: 회절각θ: diffraction angle
〔XPS에 의한 각 가수의 구리의 존재 비율의 측정〕[Measurement of abundance ratio of copper of each valence by XPS]
알박·파이 가부시키가이샤제의 VersaProbeII를 사용했다. 측정 조건은 이하와 같다.VersaProbe II manufactured by Albak Pi Co., Ltd. was used. Measurement conditions are as follows.
X선원: Mg-Kα선(1253.6eV)X-ray source: Mg-Kα (1253.6 eV)
X선원의 조건: 400WCondition of X-ray source: 400 W
Pass Energy: 23eVPass Energy: 23eV
에너지 스텝: 0.1eVEnergy Step: 0.1eV
검출기와 시료대의 각도: 90°Detector and sample stand angle: 90 °
대전 중화: 저속 이온 및 전자를 사용Charge neutralization: using slow 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.The analysis used the analysis software of MultiPak 9.0 by Albakk Pie Co., Ltd. The peak separation is a peak appearing at 930 eV or more and 940 eV or less, using the curve fit of MultiPak 9.0, and the main peak of Cu 2p3 / 2. The background mode used is Shirley. The charge correction made the binding energy of C1s 2323 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 peak areas P0, P1 and P2 described above were subjected to waveform separation of Cu 2p3 / 2 peaks in the range of Cu (930.0 eV or more and 933.0 eV or less for Cu (I)) and were calculated from the peak area ratios.
〔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.At the time of manufacture of the copper particle obtained by each Example and the comparative example, the filter of 1 micrometer of eye size after filtering the slurry containing copper particle is dried at 40 degreeC with a vacuum dryer (made by ADVANTEC), and it remains on a filter. The mass of one copper particle and a 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 copper particles remaining on the filter and the mass of the produced copper particles (mass of manufactured copper particles / (of copper particles remaining on the filter) Mass + mass of produced copper particles) x 100) was calculated, and the value was referred to as a recovery rate (%). The case where the recovery rate was 60% or more was called "(circle)", and the case where the recovery rate was less than 60% was called "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 copper particles obtained in each Example and Comparative Example, and 1.5 g of tapineol (manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd.) vehicle containing 10% by mass of thermoplastic cellulose ether (product name: ETHOCEL STD100 manufactured by The Dow Chemical Company) After weighing and preliminarily kneading with a spatula, using a rotating / revolving vacuum mixer ARE-500 manufactured by Sinkie Co., Ltd., the stirring mode (1000 rpm x 1 minute) and the defoaming mode (2000 rpm x 30 seconds) were used as one cycle. The treatment was carried out for two cycles to form a paste. This paste was further processed 5 times in total using a triaxial roll mill, and dispersion | distribution mixing was further performed and the paste was prepared. The paste thus prepared was applied onto the slide glass substrate by setting the gap to 35 μm using a doctor blade. Then, it heated and dried at 150 degreeC for 10 minutes using the nitrogen oven, and produced the coating film. About this coating film, surface roughness was measured using the surface roughness meter (SURFCOM 480B-12 by TOKYO SEIMITSU).
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.As is clear from the results shown in Table 1, it can be seen that the copper particles of the comparative examples have a low filter recovery rate, while the copper particles of each example have a high filter recovery rate. This reason is because the copper particle of an Example suppressed 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 high recovery rate is equivalent to the surface roughness of the coating film obtained from the copper particle of the comparative example, although the filter recovery rate was increased. This reason is also because the copper particle of an Example suppressed aggregation of particle | grains.
본 발명에 따르면, 구리 입자 제조 후의 제품화 공정인 습식 분산 공정에 있어서, 표면 처리제를 사용한 경우에, 입자끼리 재응집하기 어려운 구리 입자가 제공된다.According to this invention, in the wet dispersion process which is a commercialization process after copper particle manufacture, when the surface treating agent is used, the copper particle which is hard to reaggregate | aggregate is provided.
Claims (6)
식 중, X는 구리 입자 중에 포함되는 산소의 함유 비율(질량%)이고, Y는 산화구리층 중에 포함되는 Cu2O의 결정자 크기(㎚)이다.Copper particle which has a core part containing copper and a copper oxide layer containing CuO and Cu 2 O formed on the surface of this core part, and satisfy | fills the relationship of following formula (1).
In the formula, X is the content ratio (mass%) of oxygen contained in the copper particles, Y is a crystallite size (㎚) of Cu 2 O contained in the copper oxide layer.
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.Raw powder containing elemental copper is introduced into the plasma flame to make copper in the gas phase,
The copper particles produced are exposed to an oxygen-containing atmosphere while the copper particles are produced by cooling the copper in the gaseous state.
The method of after exposure to an oxygen-containing atmosphere having a process to produce a copper oxide layer by oxidizing the surface containing CuO and Cu 2 O on the copper particles, copper particles.
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