TW202239498A - 銀粉及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種銀粉及其製造方法。一種銀粉的製造方法,包括:第一表面平滑化步驟,使於內部具有空隙的銀微粒子彼此機械碰撞;微粉去除步驟,對於第一表面平滑化步驟後的銀微粒子,一邊利用高壓空氣流進行分散一邊去除微粉;以及第二表面平滑化步驟,使微粉去除步驟後的銀微粒子彼此機械碰撞。
Description
本發明是有關於一種銀粉及其製造方法。
銀粉例如被用作太陽電池或半導體或電容器等各種電子零件的配線、電極等電接點等中所使用的導電性膏的材料(填料)。於專利文獻1中記載了銀粉及其製造方法。專利文獻1中記載的銀粉是對利用濕式還原法製造的銀粉實施使粒子彼此機械碰撞的表面平滑化處理後,藉由分級去除凝聚體來製造。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2005-240092號公報
[發明所欲解決之課題]
塗佈導電性膏(以下有時簡單記載為膏)而製造的電子零件的配線或接點是藉由印刷等塗佈膏後,對其進行加熱(典型而言為煆燒)而獲得。作為導電性膏而較佳的特性是容易按照要求的圖案進行塗佈或印刷。另外,作為導電性膏而較佳的特性是加熱後導電性良好、無斷線、不易剝離。
近年來,作為導電性膏的特性,進而要求於獲得電極時能夠進行低溫煆燒。即,期望一種具有即便在低溫下煆燒而導電性亦良好、無斷線、不易剝離的特性的導電性膏。近年來,由於進行了配線的細線化,因此期望能夠特別細線化(印刷性高)、且不易產生斷線。
此處,若用於導電性膏的銀微粒子中包含空隙,則與銀微粒子為接近實心的結構(銀微粒子的內部堵塞)的情況相比,加熱時(煆燒時)的收縮開始溫度變快。於內部包含空隙的銀微粒子對此種熱的行為於能夠低溫煆燒的方面是有利的。
本發明是鑒於所述實際情況而成者,其目的在於提供一種銀粉的製造方法及該銀粉,所述銀粉可提供於低溫煆燒方面有利且即便細線化亦不易於配線產生斷線的導電性膏,且包含在內部含有空隙的銀微粒子。
[解決課題之手段]
用以達成所述目的的本發明的銀粉的製造方法包括:
第一表面平滑化步驟,使於內部具有空隙的銀微粒子彼此機械碰撞;
微粉去除步驟,對於所述第一表面平滑化步驟後的銀微粒子,一邊利用高壓空氣流進行分散一邊去除微粉;以及
第二表面平滑化步驟,使所述微粉去除步驟後的銀微粒子彼此機械碰撞。
用以達成所述目的的本發明的銀粉包含銀微粒子,
所述銀微粒子於內部具有空隙,且線粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度為3 nm以下。另外,於將表面的狀態的測定方法代替為使用掃描式探針顯微鏡的表面粗糙度測定而不是線粗糙度測定的情況下,包含如下的銀微粒子:於內部具有空隙,且於500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度為4.9 nm以下。
本發明者等人反覆努力研究,結果可知,為了即便將配線細線化亦提高印刷性、不易產生斷線,即能夠細線化,較佳為作為填料的銀微粒子的表面更平滑。但是亦可知,能夠低溫煆燒的於內部包含空隙的銀微粒子於其製造過程(例如,濕式還原法)中容易於表面形成凹凸。
而且,可知於專利文獻1中記載的先前技術中,在使用攪拌機(混合機、磨機等)對包含在內部具有空隙且表面凹凸的銀微粒子的銀粉進行使粒子彼此機械碰撞的表面平滑化處理方法的情況下,即便對其處理條件進行各種變更,亦難以獲得一定以上的平滑的粒子表面。
再者,於所述般的使粒子彼此機械碰撞的表面平滑化處理方法以外的方法中,可設想對銀微粒子進行加熱處理而形成表面平滑的銀微粒子的方法、或者於藉由濕式還原法製造的狀態下獲得表面平滑的銀微粒子的方法。但是,該些方法中會製造出接近實心的銀微粒子。
因此,本發明者等人想到了包含將機械平滑化處理分為多次進行,於該平滑化處理的間隔之間一邊利用高壓空氣流對銀微粒子進行分散一邊去除微粉的概念的本發明。根據本發明,即便為於內部具有空隙的銀粉亦可充分提高銀微粒子的平滑性。藉此,能夠提供一種可提供於低溫煆燒方面有利且即便細線化亦不易於配線產生斷線的導電性膏的銀粉。
所述般的平滑性提高例如認為是由於以下理由產生。認為若銀微粒子彼此碰撞時產生的削屑(微粉)滯留於使粒子彼此機械碰撞的處理空間內,則削屑有時會再次附著於銀微粒子表面而形成表面的凹凸,或者如使銀微粒子彼此連結或交聯的糊劑發揮功能,從而促進銀微粒子的凝聚體形成。因此,於碰撞時產生的削屑滯留於處理空間內的狀態下,即便進行延長處理時間等條件變更,亦難以獲得一定以上的平滑的粒子表面。
因此,於執行所述第一表面平滑化步驟後,執行所述微粉去除步驟而自銀粉中去除微粉,進而執行第二表面平滑化步驟。藉此,於第二表面平滑化步驟的執行中,可抑制由超微粉引起的凹凸的形成或凝聚體的生成,可獲得於平滑化處理中促進銀微粒子的表面粗糙度降低的效果。其結果,於本發明的銀微粒子的製造方法中,可實現提供如下的銀粉,所述銀粉可提供於低溫煆燒方面有利且即便細線化亦不易於配線產生斷線的導電性膏,且包含在內部含有空隙的銀微粒子。
而且,如所述般,於執行第一表面平滑化步驟後執行微粉去除步驟而自銀粉中去除微粉,進而執行第二表面平滑化步驟的情況下,雖然表面平滑化,但體積基準的中值粒徑大且比表面積小的銀粉與體積基準的中值粒徑小且比表面積大的銀粉相比,存在其表面粗糙度的變化量小的傾向,因此較佳為設為如下銀粉:對500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度與體積基準的中值粒徑的乘積的值進行計算,其乘積為12000 nm
2以下。
基於圖式,對本發明的實施方式的銀粉及其製造方法進行說明。
(整體結構的說明)
本實施方式的銀粉包含在內部具有空隙、且表面的算術平均粗糙度為3 nm以下的銀微粒子。此種銀粉可利用本實施方式的銀粉的製造方法來實現。
本實施方式的銀粉的製造方法包括:第一表面平滑化步驟,使於內部具有空隙的銀微粒子彼此機械碰撞;微粉去除步驟,對於第一表面平滑化步驟後的銀微粒子,一邊利用高壓空氣流進行分散一邊去除微粉;以及第二表面平滑化步驟,使微粉去除步驟後的銀微粒子彼此機械碰撞。再者,本實施方式中所述的表面平滑化是指使銀微粒子的表面的凹凸變得光滑。粒子的球形化的概念、或減小比表面積的概念包含於表面平滑化的概念中。於以下的說明中,有時將使銀微粒子的表面平滑化的操作或處理簡單記載為平滑化等。另外,有時特別是將於第一表面平滑化步驟中進行的平滑化記載為第一表面平滑化處理,將於第二表面平滑化步驟中進行的平滑化記載為第二表面平滑化處理。包含在內部具有空隙的銀微粒子的銀粉(原料銀粉L)的表觀密度較佳為9.8 g/cm
3以下,藉由本實施方式的銀粉的製造方法獲得的銀粉較佳為亦於內部具有空隙,表觀密度為9.8 g/cm
3以下。
本實施方式的銀粉的製造方法可更包括於第二表面平滑化步驟後,藉由篩或離心分級機去除粗粉的粗粉分級步驟。
圖1表示實現本實施方式的銀粉的製造方法的製造製程100的示意圖。作為一例,製造製程100包括:第一平滑化裝置11,實現第一表面平滑化步驟;微粉去除系統2,實現微粉去除步驟;第二平滑化裝置12,實現第二表面平滑化步驟;以及粗粉分級裝置22,實現粗粉分級步驟。
向第一平滑化裝置11提供包含在內部具有空隙的銀微粒子的銀粉(原料銀粉L)。藉由第一平滑化裝置11使粒子表面平滑化後的銀粉進一步被提供給微粉去除系統2。於微粉去除系統2中,於第一平滑化裝置11中產生的包含削屑的微粉F被去除。於微粉去除系統2中,藉由高壓空氣流,進行於第一平滑化裝置11中產生的銀微粒子的凝聚物的分散(對凝聚物進行拆解的操作)。
經微粉去除系統2處理後的銀粉被提供給第二平滑化裝置12。於第二平滑化裝置中,銀微粒子的表面的算術平均粗糙度能夠平滑化為3 nm以下。
如此,根據本實施方式的銀粉的製造方法,可製造本實施方式的銀粉、即包含在內部具有空隙、且表面的算術平均粗糙度為3 nm以下的銀微粒子的銀粉。
經第二平滑化裝置12處理後的銀粉可進一步被提供給粗粉分級裝置22。於粗粉分級裝置中,原料銀粉L中包含的粗大粒子、及於第一表面平滑化步驟中產生的凝聚物、即於微粉去除步驟中未完全分散的凝聚物以及於第二表面平滑化步驟中產生的凝聚物作為粗粉C被去除,從而製造粒度分佈得到控制的銀粉(作為一例為製品銀粉P)。該銀粉視需要進行其他必要的處理(表面處理或與其他原料混合)後,作為導電性膏的填料提供。再者,本實施方式的銀粉的體積基準的中值粒徑通常製造成1.0 μm以上且4.0 μm以下。銀粉的體積基準的中值粒徑較佳為宜製造成1.3 μm以上且3.0 μm以下。
包含本實施方式的銀粉作為填料的導電性膏於內部具有空隙,因此於低溫煆燒方面有利(能夠低溫煆燒)。另外,由於銀微粒子的表面被平滑化,因此即便細線化亦不易於配線產生斷線。
(詳細說明)
本實施方式的銀粉包含在內部具有空隙、且表面的算術平均粗糙度Ra為3 nm以下的銀微粒子。此種銀粉如所述般,於低溫煆燒方面有利,不易斷線。
本實施方式的銀粉中包含的銀微粒子較佳為球狀粒子。藉此,降低對膏煆燒後的體積電阻率,成為作為配線而較佳者。
銀微粒子表面的算術平均粗糙度Ra的測定可基於利用掃描式電子顯微鏡(SEM)的粒子圖像來進行。於本實施方式中,可使用日本電子製造的SEM(JSM-7900F),使用利用附帶的測量軟體(三維構築軟體)而算出的值。所述情況下,自四個方向拍攝銀微粒子的SEM圖像。拍攝時的放大倍率設為5萬倍。然後,可使用附帶的測量軟體(SMILE VIEW)進行三維重建資料(三維的形狀資料),並基於此進行測定(算出)。若詳細敘述,則基於所述三維重建資料,求出與切斷粒子時所對應的粒子的外形(輪廓)相關的資訊(以下,稱為二維資料),將高斯濾波器設定為規定值並測量粗度曲線。針對該粗度曲線,算出基於日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)B0601的算術平均粗糙度(Ra)。作為一例,高斯濾波器的規定值可設為250 nm。
銀粒子表面的算術平均粗糙度Sa的測定可基於利用掃描式探針顯微鏡(scanning probe microscope,SPM)的形狀圖像來進行。於本實施方式中,可使用SII奈米科技(SII NanoTechnology)股份有限公司製造的SPM(Nano Cute)來獲取形狀圖像、以及算出Sa。若詳細敘述,則對於藉由SPM而獲取的形狀圖像,於指定欲解析粗糙度的範圍的基礎上,進行三次傾斜校正與平坦處理,去除來自粒子的曲面的成分,藉此算出粒子表面的算術平均粗糙度Sa。作為一例,解析的範圍可設為一邊為500 nm的正方形的範圍。
關於銀微粒子,所謂球狀是指銀微粒子的長徑與短徑的縱橫比(長徑除以短徑而得的值)未滿2。所謂球狀的銀粉是指銀粉中包含的銀微粒子的縱橫比的平均值未滿2。
關於銀微粒子的縱橫比,長徑與短徑可根據SEM圖像求出。所謂長徑與短徑是基於可確認到粒子的外周形狀的銀微粒子的圖像來算出。再者,所謂長徑等於在粒子的圖像被平行線夾入的情況下,平行線間的距離最大時的位置處的該平行線間的距離。所謂短徑等於在粒子的圖像被平行線夾入的情況下,平行線間的距離最小時的位置處的該平行線間的距離。
於本實施方式的銀粉的製造中,使用包含具有空隙的銀微粒子的銀粉。作為一例,此種銀粉可藉由後述的濕式還原法來製造。以下,有時將可成為用以製造本實施方式的銀粉的原料的銀粉簡單記載為原料銀粉。另外,有時將原料銀粉中具有空隙的銀微粒子簡單記載為原料粒子。
如所述般,作為一例,原料銀粉藉由以下的濕式還原法來製造。濕式還原法是如下方法:於含銀鹽的水溶液中加入鹼或錯合劑,生成含氧化銀的漿料或含銀錯合鹽的水溶液後,加入福馬林等還原劑使銀粉還原析出。以下,將該方法簡單記載為濕式還原法。另外,有時將銀微粒子簡稱為粒子。再者,所謂銀粉是銀的粉體,是銀微粒子的集合體。以下,於簡單記載為銀粉的情況下,有時包含作為銀微粒子的集合體的含義與銀微粒子的含義。
於濕式還原法中,還原析出時可加入超音波等,可藉由調整還原析出的狀態,獲得包含在內部具有空隙的銀微粒子的銀粉。
於濕式還原法中,需要防止銀微粒子的凝聚,獲得單分散的銀微粒子。關於濕式還原法,為了獲得單分散的銀微粒子,可包括相對於還原析出後的銀漿料添加分散劑的處理、或者相對於包含使銀微粒子還原析出之前的銀鹽與氧化銀中的至少一者的水性反應體系添加分散劑的處理。作為分散劑,可選擇脂肪酸、脂肪酸鹽、界面活性劑、胺基酸等有機酸、有機金屬、螯合形成劑及保護膠體中的任一種以上來使用。
以下,對原料銀粉或原料粒子藉由後述的濕式還原法製造的情況進行說明。於原料粒子中有與粒子的外部連通的空隙(所謂的細孔)、以及與粒子的外部不連通而成為封閉空間的內部空隙。
再者,於進行了後述的表面平滑化之後,銀微粒子的表面不需要存在細孔。若進行表面平滑化,則有時於銀微粒子的表面觀察不到細孔。即便進行了表面平滑化,內部空隙亦殘留。再者,內部空隙的大小或形狀為任意。
銀微粒子或原料粒子的內部空隙的確認可藉由利用樹脂包埋該些粒子,並切斷、研磨及粒子剖面的SEM觀察來進行。若詳細敘述,則將該些粒子包埋於樹脂中。然後,將包埋的粒子連同包埋的樹脂一起切斷,使粒子剖面露出。進而對該切斷面進行研磨。然後,對研磨後的銀微粒子的剖面進行SEM觀察。SEM觀察時的倍率宜設為1萬倍以上。
對銀微粒子或原料粒子的密度進行說明。銀的密度為10.49 g/cm
3。根據所謂的比重瓶法,所測量的密度是測量上的表觀密度。即,於利用該方法測量時,作為粒子的體積,不除去粒子的細孔或內部空隙的表觀體積成為測定的基準。因此,若銀微粒子具有內部空隙,則作為利用該方法測量密度時的基準的粒子的體積,使用比真實體積(除去細孔或內部空隙的體積後的體積)大的表觀體積。因此,可利用比重瓶法測量的銀微粒子或原料粒子的密度小於10.49 g/cm
3。
對第一表面平滑化步驟進行說明。第一表面平滑化步驟進行使銀微粒子彼此機械碰撞而使銀微粒子的表面平滑化的表面平滑化處理。藉此,銀微粒子的表面於某種程度上進行平滑化。於第一表面平滑化步驟中,作為一例提供藉由濕式還原法而製造的銀粉。於第一表面平滑化步驟中,宜提供預先進行乾燥處理以確保適度的流動性的銀粉。
實現第一表面平滑化步驟的第一平滑化裝置11只要為可使銀粉機械流動化的裝置即可。
第一平滑化裝置11的一例可使用藉由高速旋轉的旋轉攪拌葉片(以下,簡單記載為旋轉葉片)或旋轉轉子(旋轉葉片的一例)使銀粉強力流動化的高速攪拌型混合器、表面改質型混合機、亦能夠用於粉體的粉碎的粉碎機或具有與該粉碎機相同的功能的粒子表面處理裝置。第一平滑化裝置11可藉由使銀粉流動化,使銀微粒子彼此碰撞,另外將銀微粒子彼此摩擦(賦予剪切力),將銀微粒子的表面加工(平滑化)成光滑的形狀。第一平滑化裝置11的一例可列舉如於底部具有旋轉葉片的筒型混合機、樣品磨機(協立理工(股)製造的SK-10型)。具有使銀粉流動化的旋轉葉片,使該旋轉葉片高速旋轉,且一邊施加高剪切力一邊實現銀微粒子彼此的碰撞。
第一平滑化裝置11中的平滑化處理較佳為,以施加至每1 kg銀粉的累計動力達到10 Wh/kg以上且300 Wh/kg以下的方式進行處理。更佳為理想的是以成為50 Wh/kg以上且200 Wh/kg以下的方式進行處理。關於施加至銀粉的動力及施加至銀粉的累計動力將於後敘述。第一平滑化裝置11中的旋轉葉片的轉速、處理時間可任意地設定,以對銀粉如所述般施加動力。若施加至銀粉上的累計動力過大,則由於產生的削屑而有時無法獲得充分的平滑化。另外,銀粉有時會凝聚。
所謂施加至銀粉的動力是自使用第一平滑化裝置11的平滑化處理時的第一平滑化裝置11的輸出減去於未投入銀粉的狀態下與平滑化處理時同樣地使旋轉葉片旋轉時的第一平滑化裝置11的消耗能量而得的動力。於本實施方式中,亦可將自平滑化處理時的第一平滑化裝置11的馬達的動力減去於未投入銀粉的狀態下與平滑化處理時同樣地使旋轉葉片旋轉時(所謂的自運轉時)的第一平滑化裝置11的馬達的動力而得的值用作施加至銀粉的動力。
所謂施加至銀粉的累計動力是以時間對施加至銀粉的動力進行積分而得的值。即,所謂施加至每1 kg銀粉的累計動力(Wh/kg)是將施加至投入至第一平滑化裝置11的銀粉的累計動力(Wh)除以投入至第一平滑化裝置11的銀粉的投入量(kg)而得的值。
於本實施方式中,第一平滑化裝置11的馬達的動力可使用馬達的消耗功率。馬達的消耗功率可使用利用對馬達進行驅動的操作盤或內置於逆變器的電力計測量而得的值。另外,第一平滑化裝置11的馬達的消耗功率可使用利用測量機測量向馬達供給的電流的電流值、電壓及功率因數,並基於該些電流值等而算出的值。例如,於向馬達供給的電流為三相交流電流的情況下,馬達的消耗功率(W)可將電流值(A)乘以電壓(V)及功率因數(-),進而乘以√3來算出。向馬達供給的電流為單相時的馬達的消耗功率(W)可將電流值(A)乘以電壓(V)及功率因數(-)來算出。
第一平滑化裝置11的裝置內的粉體濃度較佳為設為100 kg/m
3以上且500 kg/m
3以下。藉由設為此種粉體濃度,可於抑制凝聚的同時高效地進行平滑化。再者,所謂第一平滑化裝置11的裝置內的粉體濃度是將投入至第一平滑化裝置11的裝置內(銀粉的處理槽、裝置內的處理空間)的銀粉的質量(kg)除以第一平滑化裝置11的裝置內的有效容積(m
3,減去旋轉葉片等的容積後的容積)而得的值。
對微粉去除步驟進行說明。向微粉去除步驟提供第一表面平滑化步驟後的銀粉。微粉去除步驟是一邊利用高壓空氣流對銀微粒子進行分散一邊去除微粉的步驟。藉此,銀微粒子的平滑化得以進行,另外可促進後述的第二表面平滑化步驟中的平滑化。
微粉去除步驟可包括:分離分散步驟,一邊使銀微粒子流動一邊連續地利用高壓空氣流進行分散,將微粉自微粒子分離;以及微粉分級步驟,對經過分離分散步驟的銀微粒子進行分級而去除微粉。
實現微粉去除步驟的微粉去除系統2可為包括分離分散機構與分級機構的裝置或將兩台以上的裝置連結的系統,所述分離分散機構一邊使銀微粒子流動一邊連續地利用高壓空氣流進行分散,從而將微粉自微粒子分離,所述分級機構是自銀粉去除微粉。
作為一例,微粉去除系統2可包含分離分散裝置20與微粉去除裝置21來構成,所述分離分散裝置20包括一邊使銀微粒子流動一邊連續地利用高壓空氣流進行分散,將微粉自微粒子分離的分離分散機構,所述微粉去除裝置21包括自銀粉去除微粉的分級機構。
圖1中示出如下情況:微粉去除系統2藉由分離分散裝置20將微粉自銀微粒子分離,藉由微粉去除裝置21自銀粉去除從銀微粒子分離出的微粉F。
作為分離分散裝置20的具體例,可列舉:一邊使銀微粒子流動一邊連續地供給高壓空氣流(通常使用壓縮空氣),於由此產生的回旋流中實現銀微粒子彼此的碰撞操作的單軌噴射磨機(清津企業(Seishin Enterprise)股份有限公司製造);超級噴射磨機(日清工程股份有限公司製造)或螺旋噴射磨機(細川密克朗(Hosokawa micron)股份有限公司製造);內置分級轉子,向流動化的銀微粒子的流化床中以相互碰撞的方式供給自多個供給孔供給的高速空氣流,從而實現銀微粒子彼此的碰撞操作的反噴研磨機(細川密克朗(Hosokawa micron)股份有限公司製造)或交叉噴射磨機(栗本鐵工所股份有限公司製造)。
於分離分散裝置20中,藉由向銀粉供給壓縮空氣,產生銀微粒子彼此的碰撞或摩擦。藉此,第一表面平滑化處理中產生的削屑(微粉)、或因微粉去除系統2內的銀微粒子彼此的碰撞或摩擦而新產生的削屑(微粉)自銀微粒子的表面分離。另外,於分離分散裝置20中,藉由向銀粉供給壓縮空氣,亦可將銀微粒子的凝聚體拆解。以下,有時包括銀微粒子的表面進行磨削產生的微粉而記載為削屑。於削屑的概念中包含於第一表面平滑化處理中產生的微粉。
於分離分散裝置20中,較佳為於進行銀粉1 kg的處理時供給的壓縮空氣的供給量(風量)為1 m
3以上(以正常換算計的供給量)的條件下進行處理。另外,高壓空氣流的供給壓力(施加至粉碎噴嘴的壓力)宜為0.2 MPa以上且1.0 MPa以下,較佳為0.5 MPa以上且0.9 MPa以下。
分級機構的一例是風力分級機。風力分級機構的具體例是利用氣流中的離心力或慣性力的機構。具體而言,可例示利用由藉由氣流的供給而產生的回旋流引起的離心力和向與離心力相反的方向流動的氣流的力的平衡進行分級的分級機構。另外,可例示利用藉由旋轉轉子而產生的離心力和向與離心力相反的方向流動的氣流的力的平衡進行分級的分級機構。另外,可例示利用飛翔的粒子的慣性力與藉由彎曲的氣流產生的力的平衡進行分級的分級機構。
作為微粉去除裝置21的具體例,可例示:利用由高速空氣流的供給而產生的自由渦或半自由渦所形成的離心力實現分級的空氣分級機(aerofine classifier)(日清工程股份有限公司製造)或旋風分離器、利用由高速空氣流而加速的粒子的慣性力的彎頭噴射(Elbow-Jet)(松貿(Matsubo)股份有限公司製造)、利用由旋轉轉子而產生的離心力的提普萊庫斯(Tplex)(細川密克朗(Hosokawa micron)股份有限公司製造)等。
此處,參照圖2的(a)〜圖2的(c)、圖3的(a)、圖3的(b),對自第一表面平滑化步驟至微粉去除步驟的處理、及微粉去除步驟與後述的第二表面平滑化步驟的關係進行補充說明。
原料粒子LP1是於表面具有大的凹凸的粒子(參照圖2的(a))。原料粒子LP1藉由第一表面平滑化步驟中的原料粒子LP1的粒子彼此的碰撞,成為表面以某種程度進行了平滑化的中間體粒子LP2,產生作為碰撞時產生的微粉的削屑FP(參照圖2的(b))。但是,若削屑FP滯留於碰撞的處理空間內,則削屑FP有時會再次附著於中間體粒子LP2上而產生凝聚體粒子CP。因此,於第一表面平滑化步驟與第二表面平滑化步驟之間採用微粉去除步驟,自銀粉中去除削屑而供於第二表面平滑化步驟。
於微粉去除步驟中,藉由分離分散步驟,利用高壓空氣流J對凝聚體粒子CP賦予分散力(圖3的(a)),從而自凝聚體粒子CP分離削屑FP(圖3的(b))。此時,凝聚體粒子CP藉由高壓空氣流J的分散力,有時表面進一步進行平滑化(產生削屑)。將削屑FP分離後的中間體粒子LP3(銀粉)被提供給後述的第二表面平滑化步驟。
對第二表面平滑化步驟進行說明。向第二表面平滑化步驟提供微粉去除步驟後的銀粉。於第二表面平滑化步驟中,繼續進行使銀微粒子彼此機械碰撞的表面平滑化處理。藉此,銀微粒子的表面進一步進行平滑化。
實現第二表面平滑化步驟的第二平滑化裝置12只要為可使銀粉機械流動化的裝置即可。第二平滑化裝置12可為與第一平滑化裝置11相同的裝置或者相同形式或型式的裝置。再者,第二平滑化裝置12是與第一平滑化裝置11相同的裝置是指將微粉去除步驟後的銀粉再次投入至第一表面平滑化步驟中使用的第一平滑化裝置11中。
關於第二平滑化裝置12,於第一表面平滑化步驟中,由於存在第一表面平滑化處理中產生的削屑(微粉),平滑化的進行於比較短的時間內達到頂點(平滑化不再進行的狀態)。相對於此,於第二表面平滑化步驟中,預先藉由微粉去除步驟而去除了削屑。另外,自銀微粒子表面,亦藉由第一表面平滑化處理大致去除可成為如阻礙平滑化進行般的削屑的凹凸。藉此,於第二表面平滑化步驟中,可抑制削屑對平滑化處理的阻礙,使平滑化進行。
第二平滑化裝置12較佳為以施加至每1 kg銀粉的累計動力達到60 Wh/kg以上的方式進行處理。
粗粉分級步驟是進行去除於第二表面平滑化步驟中產生的粗大粒子的分級的步驟。粗粉分級步驟中使用的粗粉分級裝置22較佳為實現可於不損害表面的平滑性的情況下去除粗大粒子的分級方法。
粗粉分級裝置22不需要如微粉去除系統2般進行粒子彼此的碰撞或摩擦等處理。粗粉分級裝置22例如可自基於重力、慣性、離心力等原理的各種分級裝置中適宜選擇具有所需的分級特性的裝置。所需的分級特性的一例是能夠去除的粒子的大小、處理速度、及產率。
作為一例,粗粉分級裝置22可使用乾式的振動篩或面內篩裝置、風力分級機。再者,於乾式的振動篩或面內篩裝置的情況下,理想的是採用使一定大小的網(作為一例,網目10 μm至45 μm)通過的結構的篩機構。於使用風力分級機的情況下,只要使用適於將10 μm至45 μm設為粗粉的切點的裝置即可。
本實施方式的銀粉可如以上般獲得。
以下,對本實施方式的銀粉的實施例進行說明。
(實施例1)
實施例1的銀粉如以下般製造。
作為銀離子,於10 g/L的硝酸銀溶液70 L中加入工業用的氨3.8 L,生成銀的氨錯合物溶液。向該銀的氨錯合物溶液中加入氫氧化鈉100 g並進行pH調整後,加入工業用的福馬林5 L作為還原劑。緊接著,加入100 g的包含硬脂酸2 g的硬脂酸乳液來獲得銀的漿料。對該銀的漿料進行過濾、水洗後,利用真空乾燥機乾燥500分鐘而獲得銀粉(原料銀粉)。所獲得的銀粉的銀微粒子(原料粒子)於內部具有空隙。
原料銀粉供於第一表面平滑化步驟。於第一表面平滑化步驟中,將原料銀粉投入至作為第一平滑化裝置的樣品磨機(協立理工(股)製造的SK-10型)中,將裝置內的粉體濃度設為300 kg/m
3,進行8分鐘處理,直至施加至每1 kg銀粉的累計動力達到156 Wh/kg。
將第一表面平滑化步驟後的銀粉進一步供於微粉去除步驟。於微粉去除步驟中,分離分散步驟是於將供給至每1 kg銀粉的壓縮空氣(0.6 MPa)的供給量設為8 m
3的條件下,使用分離分散裝置(日清工程製造的噴射磨機CJ-25)來進行。再者,可知於該條件下,除可獲得作為削屑的微粒子的分離以外,亦可獲得將大於8 μm的銀微粒子的凝聚體碎解的效果。
微粉去除步驟中,微粉分級步驟是將每1 kg銀粉的空氣傳輸中所使用的空氣量設為18 m
3,並使用微粉去除裝置(一般的旋風分離器)來進行。於該條件下,小於0.1 μm的微粒子(削屑)自銀粉中被去除,並自旋風分離器的排氣口排出至系統外。
微粉去除步驟後的銀粉供於第二表面平滑化步驟。第二表面平滑化步驟於與第一表面平滑化步驟相同的條件下進行第二表面平滑化處理。
第二表面平滑化步驟後的銀粉供於粗粉分級步驟。於粗粉分級步驟中,使用篩去除粗大粒子,從而完成了實施例1的銀粉的製造。
(實施例2)
關於實施例2的銀粉,進行4分鐘處理直至實施例1中的第一表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力達到75 Wh/kg為止,另外於微粉去除步驟中,將分離分散步驟中的供給至每1 kg銀粉的壓縮空氣的供給量設為2.5 m
3,將微粉分級步驟中的每1 kg銀粉的空氣傳輸中所使用的空氣量設為6 m
3,除此以外於與實施例1相同的條件下製造。
將實施例2的銀粉中的銀微粒子(設為算術平均粗糙度的測定對象的銀微粒子)的SEM圖像示於圖4至圖6。圖4所示的SEM圖像的放大倍率為5萬倍。圖5所示的SEM圖像的放大倍率為1萬倍。圖6是表示實施例2的銀粉中的銀微粒子的剖面的SEM圖像,放大倍率為2萬倍。另外,將根據圖4的5萬倍的SEM圖像求出的二維資料的例子示於圖7。圖7的圖表的橫軸是設為二維資料的提取對象的粒子俯視時的平面上的距離,且是沿著設為二維資料的提取對象的剖面的方向上的距離。另外,圖7的圖表中的縱軸是設為二維資料的提取對象的剖面部分的粒子表面的、距基準點的高低距離(高度或深度)。再者,根據圖5的SEM圖像,一看就可掌握實施例2的銀粉中的銀微粒子的縱橫比於整體上平均而言未滿2。
關於實施例3的銀粉,將實施例1的原料銀粉的製造條件中的氫氧化鈉的量變更為360 g並進行pH調整,將硬脂酸乳液的量變更為220 g而加入,進行4分鐘處理直至第一表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力為75 Wh/kg為止,進行10分鐘處理直至第二表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力達到187 Wh/kg為止,除此以外於與實施例1相同的條件下製造。
關於實施例4的銀粉,將實施例1的原料銀粉的製造條件中的氫氧化鈉的量變更為60 g並進行pH調整,進行10分鐘處理直至第一表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力為190 Wh/kg為止,進行10分鐘處理直至第二表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力達到190 Wh/kg為止,除此以外於與實施例1相同的條件下製造。
(比較例1)
關於比較例1的銀粉,進行4分鐘處理直至實施例1中的第一表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力達到75 Wh/kg為止,另外於微粉去除步驟中,將分離分散步驟中的供給至每1 kg銀粉的壓縮空氣的供給量設為2.5 m
3,將微粉分級步驟中的每1 kg銀粉的空氣傳輸中所使用的空氣量設為6 m
3,另外不進行第二表面平滑化步驟,除此以外於與實施例1相同的條件下製造。
將比較例1的銀粉中的銀微粒子的SEM圖像示於圖8。圖8所示的SEM圖像的放大倍率為1萬倍。將根據設為5萬倍的SEM圖像求出的二維資料的例子示於圖9。
(比較例2)
關於比較例2的銀粉,進行17分鐘處理直至實施例1中的第一表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力達到315 Wh/kg為止,另外於微粉去除步驟中,將分離分散步驟中的供給至每1 kg銀粉的壓縮空氣的供給量設為8 m
3,將微粉分級步驟中的每1 kg銀粉的空氣傳輸中所使用的空氣量設為18 m
3,另外不進行第二表面平滑化步驟,除此以外於與實施例1相同的條件下製造。
(比較例3)
關於比較例3的銀粉,進行4分鐘處理直至實施例1中的第一表面平滑化步驟的處理條件中施加至每1 kg銀粉的累計動力達到75 Wh/kg為止,另外不進行微粉去除步驟及第二表面平滑化步驟,除此以外於與實施例1相同的條件下製造。
(比較例4)
比較例4的銀粉不進行第二表面平滑化步驟,除此以外於與實施例3的銀粉相同的條件下製造。
(比較例5)
比較例5的銀粉不進行第二表面平滑化步驟,除此以外於與實施例4的銀粉相同的條件下製造。
對所述實施例等的銀粉及銀微粒子的物性的評價方法進行說明。
<比表面積的測定方法>
銀粉的比表面積採用利用布厄特(Brunauer-Emmett-Teller,BET)法求出的BET比表面積。BET比表面積使用BET比表面積測定裝置(蒙泰克(Mountech)股份有限公司製造的Macsorb HM-model 1210),於測定裝置內於60℃下流動10分鐘Ne-N2混合氣體(氮30%)進行脫氣後,藉由BET1點法進行測定。
<灼燒損失量的測定方法>
銀粉的灼燒損失量(Ig‐Loss)採用如以下般求出的值。首先,秤量銀粉試樣2 g放入至磁性坩堝中,並加熱至800℃。然後,為了進行足以達到恆量的加熱,於800℃下加熱30分鐘。之後,冷卻銀粉試樣並秤量,求出加熱後的質量(w)。灼燒損失量(%)藉由下式1求出。
灼燒損失量(%)=(2-w)/2×100 (式1)
<振實密度測定方法>
銀粉的振實密度(TAP)採用使用振實密度測定裝置(柴山科學公司製造的體積比重測定裝置SS-DA-2)而求出的值。振實密度的測定如以下般進行。秤量銀粉試樣30 g放入至20 mL的試驗管中,以落差20 mm敲擊1000次。然後,求出敲擊後的試樣容積(cm
3)。振實密度(g/cm
3)藉由下式求出。
振實密度(g/cm
3)=30/敲擊後的試樣容積 (式2)
<粒度分佈測定方法>
銀粉的粒度分佈採用利用雷射繞射-散射法而求出者。於本實施方式中,採用可利用雷射繞射-散射式粒子徑分佈測定裝置(麥奇克拜爾(Microtrac BEL)股份有限公司製造,麥奇克(Microtrac)MT-3300 EXII)測定的粒度分佈作為銀粉的粒度分佈。
體積基準的累計10%粒子徑(D10)、累計50%粒子徑(D50)、累計90%粒子徑(D90)使用根據所述粒度分佈求出的值。再者,體積基準下的累計50%粒子徑(D50)是指中值粒徑。
利用所述雷射繞射-散射式粒子徑分佈測定裝置的粒度分佈的測定如以下般進行。首先,將銀粉0.1 g加入至異丙醇(isopropyl alcohol,IPA)40 mL中進行分散。分散時使用超音波均質機(日本精機製作所股份有限公司製造,裝置名:US-150T;19.5 kHz,晶片前端直徑18 mm)。分散時間設為2分鐘。然後,將分散後的試樣供於所述雷射繞射-散射式粒子徑分佈測定裝置,藉由附帶的分析軟體求出粒度分佈。
<線粗糙度測定中的算術平均粗糙度Ra等的測定方法>
算術平均粗糙度Ra等基於利用掃描式電子顯微鏡(SEM)的粒子圖像來求出。具體而言,使用日本電子製造的SEM(JSM-7900F),使用了利用附帶的測量軟體(三維構築軟體)而算出的值。若詳細敘述,則首先自斜上方對於相同的粒子旋轉載物台,自四個方向拍攝銀微粒子的SEM圖像。拍攝時的放大倍率設為5萬倍。然後,使用附帶的測量軟體(SMILE VIEW)進行三維重建資料(三維的形狀資料),並基於此測定(算出)算術平均粗糙度Ra等。即,基於三維重建資料,提取切斷粒子的二維資料,求出與粒子的外形相關的資訊,將高斯濾波器設定為250 nm並測量粗度曲線。然後,對該粗度曲線,基於JISB0601算出算術平均粗糙度(Ra)。於本實施例的評價中,除算出算術平均粗糙度(Ra)以外,亦算出JISB0601中規定的Rq、Rv、Rz、Rc、Rt、Rq、Rsk、Rku的值。算術平均粗糙度(Ra)等各算出值是分別根據基於切斷面不同的二維資料的三條粗度曲線求出的值的平均值。
<表面粗糙度測定中的算術平均粗糙度Sa等的測定方法>
銀粒子表面的表面粗糙度測定中的算術平均粗糙度Sa基於利用掃描式探針顯微鏡(SPM)的形狀圖像來求出。具體而言,使用SII奈米科技(SII NanoTechnology)股份有限公司製造的SPM(Nano Cute),懸臂使用日立高新技術菲爾丁(Hitachi High-Tech Fielding)股份有限公司製造的SI-DF40P2。測定模式選擇了敲擊模式(動態力顯微鏡(dynamic force microscope,DFM))。若詳細敘述,則首先進行Q曲線測定而進行了懸臂的調整。此時,確認到共振頻率為200 Hz至500 Hz的範圍,Q值為100至1000的範圍。懸臂的目標振動振幅設為1 V。接下來,利用SPM獲取視野範圍5 μm的銀微粒子的形狀圖像及誤差訊號圖像。此時,振幅衰減率自動設定為-0.1至-0.2的範圍。另外,掃描頻率設定為0.6 Hz至1 Hz的範圍。反饋控制的參數設為自動設定。形狀圖像獲取時的畫素數設為256×256。然後,於形狀圖像中指定欲解析粗糙度的範圍的基礎上,執行三次傾斜校正與平坦處理去除來自粒子的曲面的成分,藉此自動算出國際標準化組織(International Organization for Standardization,ISO)25178所規定的粒子表面的算術平均粗糙度Sa及Sz、Sp、Sv、Sq的各值。此時,不進行截止處理。解析的範圍設為一邊為500 nm的正方形的範圍(以下,記載為500 nm×500 nm範圍)。於解析時,隨機選擇10個粒子並進行解析,算出該些的平均值。
<密度的測定方法>
密度是藉由比重瓶法來求出。密度的測量條件如以下般。使用異丙醇作為浸液。比重瓶是使用容積50 mL的比重瓶。將銀粉秤量10 g而供於測量。
<膏的製備>
導電性膏(膏)如以下般製備。設為實施例或比較例的銀粉89.6質量%、作為有機黏合劑的高速印刷用載色劑(萜品醇與12-醇酯(texanol)及丁基卡必醇乙酸酯的混合物)6.2質量%、蠟(蓖麻油)1.0質量%、二甲基聚矽氧烷100 cs 0.4質量%、三乙醇胺0.2質量%、油酸0.2質量%、以及Pb-Te-Bi系玻璃料2.0質量%及溶劑(萜品醇與12-醇酯的混合)0.4質量%,使用無螺旋槳自轉公轉式攪拌脫泡裝置(新基股份有限公司製造的AR250)以1400 rpm攪拌30秒並混合後,使用三輥(艾卡特(EXAKT)公司製造的80S)於輥隙中通過100 μm至20 μm進行混練,從而獲得膏。
<膏的黏度的測定方法>
膏的黏度使用博勒菲(BROOKFIELD)公司製造的黏度計5XHBDV-IIIUC進行測量。測量條件如以下般。錐形心軸使用CP-52。膏溫度設為25℃。轉速及測量時間設為1 rpm(剪切速度2 sec
-1)且5分鐘及10 rpm(剪切速度20 sec
-1)且1分鐘。
<細線評價方法>
細線評價(EL)是形成導電圖案進行評價。導電圖案的形成如以下般進行。首先,於太陽電池用矽基板(100 Ω/□)上使用網版印刷機(中晶科技(Microtek)公司製造,MT-320TV),於基板背面使用鋁膏(東洋鋁股份有限公司製造,阿魯索拉(Alsolar)14-7021),形成154 mm的整體圖案。接下來,利用500目過濾所述導電性膏後,於基板表面側,以圖10所示的圖案,以刮板速度350 mm/sec對18 μm至30 μm的線寬的電極(指狀電極)與寬度1 mm的電極(匯流條電極)進行印刷(塗佈)。於200℃下進行10分鐘熱風乾燥後,使用高速煆燒爐IR爐(日本礙子(NGK)股份有限公司,高速煆燒試驗4室爐),進行峰值溫度770℃、進出(In/Out)時間41秒的煆燒,從而獲得導電圖案。峰值溫度770℃、進出時間41秒的煆燒條件是所謂的低溫煆燒。
於獲得導電圖案後,使用EL/PL評價裝置(艾特斯(ITES)股份有限公司製造的PVX330+POPLI-3C),進行電極有無斷線的確認。再者,於EL/PL評價裝置中,於匯流條電極中流過電流進行了電致發光(EL)評價。於匯流條電極間的電極(指狀電極)發生斷線的情況下,在有斷線的位置無發光,顯示為黑色。
將與實施例及比較例的銀粉相關的評價結果示於表1。圖11所示的照片是表示實施例1、實施例2、比較例1至比較例3中的細線評價時的電極的通電狀態的照片圖像。圖12所示的照片是表示實施例3、實施例4、比較例4、比較例5中的細線評價時的電極的通電狀態的照片圖像。於圖13至圖15中分別依序表示實施例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的誤差訊號圖像、形狀圖像及500 nm×500 nm範圍(圖14的區域A)的表面粗糙度圖像。另外,於圖16至圖18中分別依序表示比較例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的誤差訊號圖像、形狀圖像及500 nm×500 nm範圍(圖17的區域B)的表面粗糙度圖像。將實施例2與比較例1中的表面粗糙度的各資料示於表2。另外,將實施例1、實施例3、實施例4及比較例1、比較例4、比較例5中的表面粗糙度測定的各資料示於表3。
[表1]
製法 | 粉體評價結果 | 膏評價結果 | ||||||||||||||
第一表面平滑化步驟 | 第一分級步驟 | 第二表面平滑化步驟 | 第二分級步驟 | SSA | Ig-loss | TAP | D10 | D50 | D90 | 密度 | 算術平均粗糙度Ra | Sa | Sa* D50 | 黏度(1 rpm) | 黏度(10 rpm) | |
m 2/g | % | g/cm 3 | μm | g/cm 3 | nm | nm | nm 2 | Pa·s | ||||||||
實施例1 | 有(156 Wh/kg) | 有 | 有(156 Wh/kg) | 有 | 0.37 | 0.66 | 6.1 | 1.28 | 1.93 | 2.92 | 9.69 | 2.00 | 4.59 | 8859 | 73 | 42 |
實施例2 | 有(75 Wh/kg) | 有 | 有(156 Wh/kg) | 有 | 0.43 | 0.66 | 5.8 | 1.19 | 1.84 | 2.80 | 9.67 | 2.09 | 80 | 42 | ||
實施例3 | 有(75 Wh/kg) | 有 | 有(187 Wh/kg) | 有 | 0.71 | 0.79 | 5.6 | 0.80 | 1.38 | 2.06 | 9.34 | 4.82 | 6652 | 134 | 82 | |
實施例4 | 有(190 Wh/kg) | 有 | 有(190 Wh/kg) | 有 | 0.30 | 0.51 | 5.9 | 1.77 | 2.71 | 3.99 | 9.67 | 4.04 | 10948 | 61 | 34 | |
比較例1 | 有(75 Wh/kg) | 有 | 無 | 有 | 0.48 | 0.67 | 5.6 | 1.24 | 1.91 | 2.97 | 9.66 | 4.29 | 8.28 | 15815 | 95 | 51 |
比較例2 | 有(315 Wh/kg) | 有 | 無 | 有 | 0.43 | 0.66 | 5.2 | 1.30 | 1.92 | 2.84 | 9.69 | 4.01 | 97 | 49 | ||
比較例3 | 有(75 Wh/kg) | 無 | 無 | 有 | 0.47 | 0.67 | 5.4 | 1.00 | 2.00 | 3.60 | 9.70 | 4.25 | 90 | 52 | ||
比較例4 | 有(75 Wh/kg) | 有 | 無 | 有 | 0.68 | 0.76 | 5.2 | 0.86 | 1.41 | 2.13 | 9.46 | 13.80 | 19444 | 196 | 76 | |
比較例5 | 有(190 Wh/kg) | 有 | 無 | 有 | 0.28 | 0.52 | 6 | 1.83 | 2.71 | 4.07 | 9.74 | 5.04 | 13658 | 71 | 38 |
[表2]
Rp[nm] | Rv[nm] | Rz[nm] | Rc[nm] | Rt[nm] | Ra[nm] | Rq[nm] | Rsk | Rku | |
比較例1 | 7.51 | 8.34 | 15.85 | 14.43 | 25.14 | 4.29 | 5.10 | -0.01 | 2.23 |
實施例2 | 4.16 | 4.08 | 8.25 | 7.14 | 14.78 | 2.09 | 2.56 | 0.04 | 2.52 |
[表3]
Sa[nm] | Sz[nm] | Sp[nm] | Sv[nm] | Sq[nm] | |
實施例1 | 4.59 | 49.08 | 19.16 | 29.92 | 5.83 |
實施例3 | 4.82 | 56.11 | 24.72 | 31.39 | 6.17 |
實施例4 | 4.04 | 43.42 | 19.51 | 23.92 | 5.12 |
比較例1 | 8.28 | 92.32 | 42.86 | 49.45 | 10.84 |
比較例4 | 13.79 | 128.68 | 57.59 | 71.08 | 17.39 |
比較例5 | 5.04 | 54.24 | 30.72 | 23.52 | 6.47 |
由圖11、圖12所示的表可知,使用比較例的銀粉的膏與使用實施例的銀粉的膏相比,於細線評價(EL)中斷線均更多。即,於使用比較例的銀粉的膏中,描繪的線寬越細,越能看到更多的因斷線而不發光的黑色部分。相對於此,於使用實施例的銀粉的膏中,斷線顯著改善。即,若使用實施例的銀粉,則可提供進行低溫煆燒且即便細線化亦不易於配線產生斷線的導電性膏。
實施例的銀粉如所述般,表現出進行低溫煆燒且即便細線化亦不易於配線產生斷線的效果或特性(以下,簡單記載為本案效果)如表1所示,認為是因為實施例的銀粉中的銀微粒子表面的算術平均粗糙度Ra為3 nm以下,塗佈時的填充性高。其亦自實施例1、實施例2的振實密度高於比較例1至比較例3的振實密度的情況獲得證實。
再者,於實施例及比較例中,密度無顯著差異,另外實施例1、實施例2的銀粉的比表面積與比較例1至比較例3的銀粉的比表面積相同或為其以下,因此可判斷本案效果是由第二平滑化處理引起而獲得。於實施例及比較例中D10、D50及D90無顯著差異亦證實本案效果是由第二平滑化處理引起而獲得。
另外,使用實施例的銀粉的膏的黏度顯著低於使用比較例的銀粉的膏的黏度,可知使用實施例的銀粉的膏於塗佈性方面亦良好。此種塗佈性的提高亦被認為是由於平滑化處理而導致膏中的粒子間的相互作用力降低。
觀察表1的算術平均粗糙度(Ra)以外的Rq、Rv、Rz、Rc、Rt、Rq、Rsk、Rku的值亦可知,與比較例的銀粉相比,實施例的銀粉經充分平滑化。
觀察表1的Sa及表3的表面粗糙度測定的各資料的值亦可知,與比較例的銀粉相比,藉由第二平滑化處理使實施例的銀粉平滑化。可知藉由實施例的銀粉的500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度為4.9 nm以下,如圖11的表所示可提供即便細線化亦不易於配線產生斷線的導電性膏。
另外,可知體積基準的中值粒徑小的銀粉與體積基準的中值粒徑大的銀粉相比,由第二平滑化處理帶來的平滑化的效果大,其表面粗糙度的變化量大。因此,更佳為實現平滑化,以形成表面粗糙度的值與體積基準的中值粒徑之積為12000 nm
2以下的銀粉。
如以上般,可提供銀粉及其製造方法。
〔其他實施方式〕
(1)於所述實施方式中,對依序進行第一表面平滑化步驟與微粉去除步驟以及第二表面平滑化步驟的情況進行了說明。另外,對在第二表面平滑化步驟後進行粗粉分級步驟的情況進行了說明。但是,粗粉分級步驟未必是必要的步驟。
(2)於所述實施方式中,對依序進行第一表面平滑化步驟與微粉去除步驟以及第二表面平滑化步驟的情況進行了說明。另外,對在第二表面平滑化步驟後進行粗粉分級步驟的情況進行了說明。但是,可於第二表面平滑化步驟後,進而重覆一次或多次與微粉去除步驟相同的步驟、以及與第一表面平滑化步驟或第二表面平滑化步驟相同的表面平滑化步驟。即,可將機械平滑化處理分為多次進行,於該平滑化處理的間隔間重覆一邊利用高壓空氣流對銀微粒子進行分散一邊去除削屑。藉由該重覆,進一步進行平滑化。
再者,只要不產生矛盾,則於所述實施方式(包含其他實施方式,以下相同)中揭示的結構能夠與於其他實施方式中揭示的結構組合而應用,且本說明書中揭示的實施方式為例示,本發明的實施方式並不限定於此,能夠於不脫離本發明的目的的範圍內適宜改變。
[產業上之可利用性]
本發明可應用於銀粉及其製造方法。
2:微粉去除系統
11:第一平滑化裝置
12:第二平滑化裝置
20:分離分散裝置
21:微粉去除裝置
22:粗粉分級裝置
100:製造製程
C:粗粉
CP:凝聚體粒子
F:微粉
FP:削屑(微粉)
J:高壓空氣流
L:原料銀粉
LP1:原料粒子
LP2:中間體粒子
LP3:中間體粒子
P:製品銀粉
圖1是實現本實施方式的銀粉的製造方法的製造製程的示意圖。
圖2的(a)〜圖2的(c)是對第一表面平滑化步驟中的削屑的再次附著進行說明的示意圖。
圖3的(a)、圖3的(b)是對微粉去除步驟中的削屑的分離進行說明的示意圖。
圖4是實施例2的銀粉的銀微粒子的掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)圖像(放大倍率為5萬倍)。
圖5是實施例2的銀粉的銀微粒子的SEM圖像(放大倍率為1萬倍)。
圖6是實施例2的銀粉中的銀微粒子的剖面的SEM圖像。
圖7是實施例2的銀粉中的銀微粒子的二維資料。
圖8是比較例1的銀粉的銀微粒子的SEM圖像(放大倍率為1萬倍)。
圖9是比較例1的銀粉中的銀微粒子的二維資料。
圖10是表示用以進行細線評價的電極圖案的形狀的圖。
圖11是表示實施例1、實施例2及比較例1、比較例2、比較例3的細線評價時的電極的通電狀態的照片圖像的表。
圖12是表示實施例3、實施例4及比較例4、比較例5的細線評價時的電極的通電狀態的照片圖像的表。
圖13是實施例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的誤差訊號圖像。
圖14是實施例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的形狀圖像。
圖15是實施例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度圖像。
圖16是比較例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的誤差訊號圖像。
圖17是比較例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的形狀圖像。
圖18是比較例1的銀粉的銀微粒子的表面粗糙度測定中的500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度圖像。
Claims (10)
- 一種銀粉的製造方法,包括: 第一表面平滑化步驟,使於內部具有空隙的銀微粒子彼此機械碰撞; 微粉去除步驟,對於所述第一表面平滑化步驟後的銀微粒子,一邊利用高壓空氣流進行分散一邊去除微粉;以及 第二表面平滑化步驟,使所述微粉去除步驟後的銀微粒子彼此機械碰撞。
- 如請求項1所述的銀粉的製造方法,更包括於所述第二表面平滑化步驟後去除粗粉的粗粉分級步驟。
- 如請求項1或請求項2所述的銀粉的製造方法,其中所述微粉去除步驟包括: 分離分散步驟,一邊使所述銀微粒子流動一邊連續地利用所述高壓空氣流進行分散,將所述微粉自所述微粒子分離;以及 微粉分級步驟,對經過所述分離分散步驟的所述銀微粒子進行分級而去除所述微粉。
- 如請求項1所述的銀粉的製造方法,其中持續進行所述第二表面平滑化步驟,直至線粗糙度測定中的所述銀微粒子的表面的算術平均粗糙度為3 nm以下、或者500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度測定中的所述銀微粒子的表面的算術平均粗糙度為4.9 nm以下為止。
- 如請求項1所述的銀粉的製造方法,其中所述第二表面平滑化步驟後的銀粉的表觀密度為9.8 g/cm 3以下。
- 一種銀粉,包含在內部具有空隙、且線粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度為3 nm以下的銀微粒子。
- 一種銀粉,包含在內部具有空隙、且500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度為4.9 nm以下的銀微粒子。
- 如請求項7所述的銀粉,其中在內部具有空隙、且500 nm×500 nm範圍的表面粗糙度測定中的表面的算術平均粗糙度與體積基準的中值粒徑之積為12000 nm 2以下。
- 如請求項6至請求項8中任一項所述的銀粉,其中表觀密度為9.8 g/cm 3以下。
- 如請求項6至請求項8中任一項所述的銀粉,其中體積基準的中值粒徑為1.0 μm以上且4.0 μm以下。
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