TW202400326A - 銅粉及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種銅粉，其無需混合使用便能夠製造緻密性及連續性較高之電極。本發明之銅粉依據JIS Z2512：2012振實400次時之振實密度為4.2 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，依據JIS Z2512：2012振實100次時之振實密度為4.1 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下。上述銅粉之粒子之厚度之標凖偏差SD(μm)/平均粒徑D
50(μm)之值為0.08以上0.26以下。
Description
本發明係關於一種銅粉及其製造方法。
由於銅係導電性較高之金屬，且為通用性較高之材料，因此於工業上廣泛地用作導電材料。例如，作為銅粒子之集合體之銅粉廣泛地用作用於製造積層陶瓷電容器(以下，亦稱為「MLCC」)之外部電極及內部電極、以及針對各種基板之配線等各種電子零件的原材料。
例如，專利文獻1中記載了一種鱗片狀銅粉，其係使銅粉之粉粒塑性變形並鱗片化而成者，且利用雷射繞射散射式粒度分佈測定法所得出之重量累積粒徑D
50為10 μm以下，利用雷射繞射散射式粒度分佈測定法所測得之粒度分佈之標凖偏差SD/D
50之值為0.55以下，重量累積粒徑D
90/重量累積粒徑D
10之值為4.5以下。上述文獻中記載了根據鱗片狀銅粉，能夠控制導電膏之黏度，能夠賦予導電膏適當之觸變性。
專利文獻2中記載了一種鱗片狀銅粉，其包含平均厚度D為0.2 μm以上之鱗片形狀之銅粒子。該鱗片狀銅粉之粒度分佈中之50%粒徑D
50為1～30 μm，縱橫比(D
50/平均厚度D)為5～70。上述文獻中記載了該鱗片狀銅粉適合於導電膏之填料。
專利文獻3中記載了一種鱗片狀銅粉，其係包含平均厚度D為0.2 μm以上之鱗片形狀之銅粒子者，且粒度分佈中之50%粒徑D
50為1～30 μm，由D
50/D所定義之縱橫比為5～70，SD/(D
90/D
10)之值為0.1以下。SD係藉由電子顯微鏡觀察進行測定之100個粒子之厚度之標凖偏差，D
90係粒度分佈中之90%粒徑，D
10係粒度分佈中之10%粒徑。上述文獻中記載了根據該鱗片狀銅粉，能夠獲得具備優異之黏度、印刷性及導電性之導電膏。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2004-169155號公報
專利文獻2：日本專利特開2005-200734號公報
專利文獻3：日本專利特開2005-314755號公報
於將銅粉用作MLCC之外部電極及內部電極、以及針對各種基板之配線之情形時，若使用專利文獻1至3中所記載之鱗片狀銅粉作為該銅粉，則由於其粒子形狀，存在難以提高電極之緻密性之情況。另一方面，於使用球狀銅粉之情形時，存在難以確保電極之連續性之情況。因此，目前為了彌補彼此之缺點，多數情況下將鱗片狀銅粉與球狀銅粉混合使用。但是，由於併用鱗片狀銅粉與球狀銅粉需要進行混合操作，因此基於工業性及經濟性之觀點而言，未必可謂有利，期待無需混合使用而製造電極。
因此，本發明之課題在於提供一種無需混合使用便能夠製造緻密性及連續性較高之電極之銅粉及其製造方法。
本發明提供一種銅粉，其依據JIS Z2512：2012振實400次時之振實密度為4.2 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，
依據JIS Z2512：2012振實100次時之振實密度為4.1 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，且
粒子之厚度之標凖偏差SD(μm)/平均粒徑D
50(μm)之值為0.08以上0.26以下。
又，本發明提供一種銅粉之製造方法，其具有如下步驟：
準備粒度分佈之SD值為1.00以上且(D
90－D
10)/D
50之值為1.00以上之包含球狀銅粒子之集合體之原料銅粉；
將上述原料銅粉與有機溶劑混合而製備漿料；及
將上述漿料供於藉由介質研磨裝置之扁平化處理，使上述球狀銅粒子變形為扁平銅粒子；且
一面將上述漿料中之水分量維持在0.30質量%以下，一面於惰性環境中進行上述扁平化處理。
以下，對本發明基於其較佳之實施方式進行說明。
本發明係關於一種主要包含扁平之銅粒子之銅粉。銅粉及銅粒子包含銅及不可避免之雜質。本發明之銅粉所具有之特徵之一在於銅粉之緻密性較高，且流動性較高。銅粉之緻密性及流動性較高意味著使用本發明之銅粉所製備之膏之塗膜中之粒子之緻密性較高，且塗膜之連續性較高，即能夠不中斷地形成塗膜。
緻密性之程度可藉由銅粉之振實密度進行評價。本發明之銅粉依據JIS Z2512：2012振實400次時之振實密度(以下，亦稱為「400次振實密度」)為4.2 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，較佳為4.3 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，更佳為4.3 g/cm
3以上5.4 g/cm
3以下。藉由使銅粉之400次振實密度處於上述範圍內，銅粉之緻密性增大。為了使400次振實密度滿足上述範圍，例如根據後述之方法製造扁平之銅粒子即可。
流動性之程度可藉由依據JIS Z2512：2012振實100次時之振實密度(以下，亦稱為「100次振實密度」)進行評價。本發明之銅粉之100次振實密度為4.1 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，較佳為4.2 g/cm
3以上5.4 g/cm
3以下，更佳為4.2 g/cm
3以上5.3 g/cm
3以下。藉由使100次振實這一相對較少之次數下之振實密度為上述範圍，即具有與400次振實密度相同程度之振實密度，銅粉之流動性變高，當使用該銅粉製造塗膜時，該塗膜中之銅粉之緻密性增大。為了使100次振實密度滿足上述範圍，例如根據後述之方法製造表面平滑且扁平之銅粒子即可。
再者，根據銅粉之種類，100次振實密度與400次振實密度為相同值或小於其之值。
進而，本發明之銅粉於構成其之銅粒子之厚度之標凖偏差SD(μm)與平均粒徑D
50(μm)之間具有特定關係。具體而言，標凖偏差SD(μm)/平均粒徑D
50(μm)之值為0.08以上0.26以下，較佳為0.09以上0.25以下，更佳為0.10以上0.24以下。藉由使標凖偏差SD(μm)/平均粒徑D
50(μm)處於上述範圍內，構成銅粉之銅粒子抑制相對於其粒徑之粒子之厚度之變動。即，銅粒子之粒徑及厚度變得均勻，因此當使用包含此種銅粒子之集合體之銅粉構成塗膜時，抑制銅粒子間形成間隙，銅粒子連續地存在。其結果為，該塗膜中之銅粒子之連續性增大。
銅粒子之平均粒徑D
50可利用雷射繞射散射式粒度分佈測定法求出。銅粒子之厚度之標凖偏差SD可利用如下之方法求出，即，使銅粉、溶劑、及樹脂混合而製得樹脂組合物，在形成其塗膜後使該塗膜乾燥，對所獲得之乾燥塗膜之剖面中之銅粒子之厚度使用掃描式電子顯微鏡進行測定。
基於使本發明之銅粉所具有之上述各種優點變得進一步顯著之觀點而言，銅粒子之平均粒徑D
50較佳為2.0 μm以上5.0 μm以下，更佳為2.5 μm以上4.8 μm以下，進而較佳為3.0 μm以上4.5 μm以下。
基於同樣之觀點而言，銅粒子之厚度之平均值較佳為0.20 μm以上2.00 μm以下，更佳為0.30 μm以上1.80 μm以下，進而較佳為0.40 μm以上1.70 μm以下。銅粒子之厚度之平均值之測定可藉由如下方式述求出，即，使銅粉、溶劑、及樹脂混合而製得樹脂組合物，在形成其塗膜後使該塗膜乾燥，對所獲得之乾燥塗膜之剖面中觀察出之銅粒子之厚度進行測定。測定係以300個以上之銅粒子作為對象。剖面之觀察係使用掃描式電子顯微鏡，以倍率2000倍進行。
於本發明中，作為銅粒子之板面中之長徑/粒子之短徑之值的縱橫比(以下，亦稱為「平面縱橫比」)之平均值較佳為1.25以上3.00以下，更佳為1.27以上2.50以下，進而較佳為1.30以上2.00以下。藉由用平面縱橫比具有如上所述之值之銅粒子構成本發明之銅粉，從而當由包含該銅粒子之銅粉構成塗膜時，該塗膜中之銅粉之緻密性及連續性進一步提高。
於本說明書中，扁平係指具有形成粒子之主面之一對板面、及與該等板面交叉之側面之形狀。板面及側面可分別獨立地為平面、曲面或凹凸面。板面較佳為平面。
作為銅粒子之厚度面、即側面中之長邊/短邊之值的縱橫比(以下，亦稱為「側面縱橫比」)之平均值較佳為2.0以上。藉由用具有此種側面縱橫比之銅粒子構成本發明之銅粉，從而當由包含該銅粒子之銅粉構成塗膜時，該塗膜中之銅粉之緻密性及連續性進一步提高。側面縱橫比可利用與上述銅粒子之厚度之標凖偏差SD之測定相同之方法測定。
再者，於本發明中，「主要包含扁平之銅粒子」係指以個數基準計，上述側面縱橫比滿足上述範圍之銅粒子之含有比率例如為70%以上。
於本發明之銅粉中包含球狀粒子之情形時，以個數基準計，球狀粒子之比率較佳為30%以下，更佳為28%以下，進而較佳為25%以下。
本發明之銅粉中，以個數基準計，平面縱橫比之平均值為1.25以上之銅粒子之比率較佳為30%以上，更佳為35%以上，進而較佳為40%以上，銅粉特佳為全部銅粒子由平面縱橫比之平均值均為1.25以上之銅粒子所構成。藉此，確實地發揮上述本發明之銅粉之作用效果。
於本發明中，平面縱橫比係利用如下方法確定。對銅粉進行掃描式電子顯微鏡(以下，亦稱為「SEM」)觀察，針對觀察視野中之任意之300個以上之粒子，由板面中之長徑D、與橫穿粒子之該長徑D之垂直平分線之長度、即短徑d之比D/d表示。SEM之放大倍率係根據銅粒子之粒徑，選擇合適之值。一般而言，選擇於視野中觀察到300個以上600個以下之粒子之倍率。
本發明之銅粉中，較佳為不管構成其之銅粒子之粒徑如何，均具有一定範圍之平面縱橫比([0020]L1-2)。例如，基於成為緻密性及流動性較高之銅粉而言，於各銅粒子之粒徑之投影面積圓相當徑為2.0 μm以上6.5 μm以下之範圍內，平面縱橫比較佳為1.25以上3.00以下之範圍，平面縱橫比特佳為1.25以上2.50以下，尤佳為1.25以上2.00以下。
本發明之銅粉中亦可包含除了平面縱橫比之平均值為1.25以上之銅粒子以外之銅粒子。此種銅粒子之形狀並無特別限制，使用圓形狀及非圓形狀之任一者均可。銅粒子為圓形狀係指當對銅粒子進行二維投影時，圓形度係數為0.85以上。關於圓形度係數，對一次粒子之銅粒子拍攝掃描式電子顯微鏡圖像，當將銅粒子之二維投影圖像之面積設為S，將周長設為L時，由4πS/L
2之式算出銅粒子之圓形度係數。另一方面，銅粒子為非圓形狀係指上述圓形度係數未達0.85。作為非圓形狀之具體例，可例舉：六面體或八面體等多面體狀粒子、紡錘狀粒子、異形狀粒子等。
構成銅粉之銅粒子中之銅之微晶尺寸較佳為50 nm以上100 nm以下，更佳為50 nm以上90 nm以下，進而較佳為50 nm以上80 nm以下。藉由使銅之微晶尺寸處於該範圍內，從而當由該銅粉形成塗膜並對該塗膜進行焙燒時，能夠將銅粒子因塗膜時之熱而收縮之程度控制在適度之範圍內，電極之尺寸穩定性提高。於將銅之微晶尺寸設定為該範圍內時，例如在後述之銅粉之較佳之製造方法中適當地控制球狀銅粒子之扁平化之程度即可。其原因在於，銅之微晶尺寸有藉由施加外力而變小之傾向。
於算出銅之微晶尺寸時，使用Rigaku(股)製造之Ultima IV，進行銅粉之X射線繞射測定。利用謝樂法，對藉由該測定所獲得之銅之(111)面之繞射峰進行解析，算出微晶尺寸。
＜X射線繞射測定條件＞
・管球：CuKα射線
・管電壓：40 kV
・管電流：50 mA
・測定繞射角：2θ＝20～100°
・測定步幅：0.01°
・收集時間：3 sec/步
・受光狹縫寬度：0.3 mm
・發散縱向限制狹縫寬度：10 mm
・檢測器：高速一維X射線檢測器 D/teX Ultra250
＜X射線繞射用試樣之製備方法＞
將測定對象之銅粉鋪在測定盒，使用玻璃板進行平滑化，使得銅粉層之厚度為0.5 mm且變得平滑。
使用於上述測定條件下所獲得之X射線繞射圖案，於以下之條件下藉由解析用軟體進行解析。解析中，使用LaB6值進行峰寬之校正。微晶尺寸係使用峰之半峰全幅值與謝樂常數(0.94)算出。
＜測定資料解析條件＞
・解析軟體：Rigaku製造之PDXL2
・平滑處理：高斯函數、平滑化參數＝10
・背景去除：擬合方式
・Kα2去除：強度比0.497
・峰搜索：二次微分法
・輪廓擬合：FP(Fundamental Parameters，基本參數)法
・微晶尺寸分佈類型：勞倫茲模型
・謝樂常數：0.9400
於本發明中，銅粉中之氧元素之含量較佳為儘可能少。具體而言，銅粉中之氧元素之含量較佳為0.50質量%以下，更佳為0.45質量%以下，進而較佳為0.40質量%以下。藉由使銅粉中之氧元素之含量為該值以下，包含本發明之銅粉之膏之分散穩定性變得良好，能夠抑制凝集及黏度變化。
銅粉中之氧元素含量例如可藉由如下方式達成，即，使供於後述之銅粉之製造方法中之扁平化處理之漿料中之水分量為3000 ppm以下，並於惰性環境中進行扁平化處理。
於本發明中，銅粉中之碳元素之含量亦較佳為儘可能少。具體而言，較佳為0.40質量%以下，更佳為0.30質量%以下，進而較佳為0.20質量%以下。若銅粉中之碳元素含量過多，則當對包含銅粉之膏進行焙燒時，有產生源自碳之分解氣體，因該分解氣體而於燒結體中產生龜裂或起泡的情況。
為了降低銅粉之碳元素含量，例如使用碳含量較少者作為成為本發明之銅粉之原料之原料粉即可。作為此種原料粉，例如可例舉：利用氣體霧化法或水霧化法等霧化法所製造之銅粉、或利用電漿法所製造之銅粉。
本發明之銅粉中之碳元素之含量係使用LECO公司製造之碳硫分析裝置CS-844，藉由氧氣流中之基於燃燒-紅外線吸收方式之測定求出。具體而言，將0.5 g試樣放入至坩堝中，將該坩堝設置於裝置中進行測定。
本發明之銅粉較佳為利用以下之方法進行製造。
首先，準備包含球狀銅粒子之集合體之原料銅粉。基於容易獲得緻密性及流動性較高之銅粉之觀點而言，作為該原料銅粉，較佳為使用具有較廣之粒度分佈者。基於該觀點而言，有利的是使用(D
90－D
10)/D
50之值為1.00以上者、特別是1.05以上、尤其是1.10以上者。此種原料銅粉例如可利用氣體霧化法及水霧化法等霧化法、或電漿法容易地形成。當然並不限定於該等方法，亦可使用濕式還原法等，濕式還原法係使銅鹽溶液與鹼劑進行反應而析出氫氧化銅，於液體中使該氫氧化銅一次還原成氧化亞銅，並於液體中使所獲得之氧化亞銅二次還原成金屬銅。(D
90－D
10)/D
50之值之上限值較佳為2.00左右。
D
10、D
50及D
90分別為利用雷射繞射散射式粒度分佈測定法所得出之累積體積10體積%、50體積%及90體積%時之體積累積粒徑。
基於容易獲得緻密性及流動性較高之銅粉之觀點而言，原料銅粉亦較佳為其粒度分佈之SD值為1.00以上。基於該觀點而言，原料銅粉進而較佳為其粒度分佈之SD值為1.10以上，進一步較佳為1.15以上。粒度分佈之SD值之上限較佳為3.00左右。
繼而，使原料銅粉與有機溶劑混合而製備漿料。作為有機溶劑，較佳為使用碳數1以上22以下之脂肪族醇，進而較佳為使用碳數1以上10以下之飽和脂肪族一元醇。尤佳為使用碳數1以上4以下之一元烷基醇。作為此種醇之例，可例舉：甲醇、乙醇、正丙醇、第二丙醇、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇等。醇可單獨地使用1種，或組合2種以上使用。
關於原料銅粉與有機溶劑之調配比率，較佳為相對於兩者之合計質量調配10質量%以上90質量%以下、尤其是30質量%以上70質量%以下之原料銅粉。藉此，能夠順利地進行以下說明之扁平化處理。
有利的是使漿料中之水分量為0.3質量%以下。藉此，能夠將銅粉中之氧元素含量控制在上述之0.5質量%以下，銅粉之分散穩定性變得良好，能夠抑制凝集及黏度變化，因此能夠容易地獲得如上所述之特性之銅粉。於漿料中之水分量過高之情形時，扁平銅粒子之表面因水分而發生氧化，變得粗糙，容易損害該表面之平滑性。其原因在於銅粒子之表面會生成氧化亞銅等銅氧化物之微小粒子。表面不平滑之扁平銅粒子存在其流動性下降之傾向。
繼而，將上述漿料供於藉由介質研磨裝置之扁平化處理，使上述球狀銅粒子變形為扁平銅粒子。作為介質研磨裝置，可使用：珠磨機、球磨機及振磨機。該扁平化處理中，若其他條件固定，則處理時間越長，能夠獲得平面縱橫比越大之扁平形狀之銅粒子，通常，扁平化處理時間為30分鐘～4小時左右便足夠。
扁平化處理係一面將漿料中之水分量維持在3000 ppm以下，一面於氮氣或氬氣等惰性環境下進行。藉此，能夠將銅粉中之氧元素含量控制在上述之0.5質量%以下，銅粉之分散穩定性變得良好，能夠控制凝集及硬度變化，因此能夠獲得如上所述之特性之銅粉。
作為填裝於球磨機或振磨機中之介質，包括陶瓷、玻璃、金屬等，材質並無限制，但較佳為有強度，粉碎步驟中不會因破壞、磨耗而成為雜質源之陶瓷，基於強度、成本方面而言，材質更佳為氧化鋯。所使用之介質之直徑較佳為0.03 mm以上5 mm以下，更佳為0.05 mm以上2.5 mm以下。
又，扁平化處理中，較佳為不使用脂肪酸等潤滑劑。若使用潤滑劑，則小粒徑之銅粒子不易被壓扁，難以獲得扁平形狀且滿足上述特性之銅粉。當然並不完全排除使用潤滑劑，原料銅粉中亦可視需要以0.1質量%以上1.0質量%以下之比率含有潤滑劑。
若例示潤滑劑，則可例舉：油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、山萮酸等。
銅粉於其表面可附著有表面處理劑。藉由使表面處理劑預先附著於銅粉之表面，從而能夠抑制銅粉彼此過度凝集。
表面處理劑並無特別限定，可使用：脂肪酸、脂肪族胺、矽烷偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、鋁酸酯系偶合劑等。藉由使用該等，從而與粒子之表面相互作用而能夠提高與膏中所含有之有機溶劑之相容性，提高膏之流動性，或能夠防止粒子表面之氧化。
本製造方法中，基於球狀銅粒子之有效率之扁平化之觀點而言，較佳為一面令包含原料銅粉與有機溶劑之漿料循環，一面進行扁平化處理。具體而言，較佳為藉由去路配管及返路配管連接循環槽與介質研磨裝置之間，令漿料於循環槽與介質研磨裝置之間進行循環。於該情形時，較佳為於循環槽、介質研磨裝置、及各配管之任一者中，均將漿料中之水分量維持在0.3質量%以下，不存在潤滑劑，且設為惰性環境。
於將上述銅粉應用於電極時，製作包含該銅粉之銅膏。銅膏係使本發明之銅粉與黏合劑、溶劑及玻璃料等混合即可。藉此能夠獲得高溫焙燒型銅膏。或者，亦可使本發明之銅粉與黏合劑及溶劑、進而視需要之硬化劑等混合而製備樹脂硬化型銅膏。
作為上述黏合劑，可例舉：液狀環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、酚樹脂、不飽和聚酯樹脂等，但並不限定於該等。作為溶劑，可例舉：萜品醇、乙基卡必醇、卡必醇乙酸酯、丁基溶纖劑、丁基卡必醇乙酸酯等。作為硬化劑，可例舉：2-乙基-4-甲基咪唑等。作為硬化促進劑，可例舉：三級胺類、三級胺鹽類、咪唑類、膦類、鏻鹽類等。
再者，本申請案亦包括以下發明。
＜1＞一種銅粉，其依據JIS Z2512：2012振實400次時之振實密度為4.2 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，
依據JIS Z2512：2012振實100次時之振實密度為4.1 g/cm
3以上5.5 g/cm
3以下，且
粒子之厚度之標凖偏差SD(μm)/平均粒徑D
50(μm)之值為0.08以上0.26以下。
＜2＞如＜1＞所記載之銅粉，其粒子之長徑/粒子之短徑之值即縱橫比之平均值為1.25以上3.00以下。
＜3＞如＜2＞所記載之銅粉，其以個數基準計，包含30%以上之上述縱橫比為1.25以上之粒子。
＜4＞如＜1＞至＜3＞中任一項所記載之銅粉，其氧元素之含量為0.5質量%以下。
＜5＞如＜1＞至＜4＞中任一項所記載之銅粉，其平均粒徑D
50為2.0 μm以上5.0 μm以下。
＜6＞如＜1＞至＜5＞中任一項所記載之銅粉，其銅之微晶尺寸為50 nm以上80 nm以下。
＜7＞如＜1＞至＜6＞中任一項所記載之銅粉，其碳元素之含量為0.40質量%以下。
＜8＞一種銅粉之製造方法，其具有如下之步驟：
準備(D
90－D
10)/D
50之值為1.00以上且包含球狀銅粒子之集合體之原料銅粉；
將上述原料銅粉與有機溶劑混合而製備漿料；及
將上述漿料供於藉由介質研磨裝置之扁平化處理，使上述球狀銅粒子變形為扁平銅粒子；且
一面將上述漿料中之水分量維持在0.30質量%以下，一面於惰性環境中進行上述扁平化處理。
＜9＞如＜8＞所記載之製造方法，其中利用霧化法製造上述原料銅粉。
＜10＞如＜8＞或＜9＞所記載之製造方法，其中準備粒度分佈之SD值為1.00以上之上述原料銅粉。
＜11＞如＜8＞至＜10＞中任一項所記載之銅粉之製造方法，其中於不存在潤滑劑之條件下進行上述扁平化處理。
實施例
以下，藉由實施例對本發明進一步詳細地進行說明。但本發明之範圍並不限制於該等實施例。
[實施例1]
使用三井金屬礦業(股)製造之霧化法銅粉MA-C03K作為原料銅粉。該原料粉之平均粒徑D
50為3.08 μm，碳之含有比率為100 ppm。又，(D
90－D
10)/D
50之值為1.13，粒度分佈之SD值為1.27。
使100 kg甲醇與100 kg原料銅粉混合而製成漿料，將該漿料供給於介質分散研磨機Ashizawa Finetech(股)公司製造之Starmill(註冊商標)型號LMZ10。研磨機中填充有直徑0.1 mm之氧化鋯珠。
使研磨機於周速12 m/sec之條件下運轉300分鐘而對原料銅粉進行藉由塑性變形之扁平化處理。藉由於處理後之漿料中添加0.1 kg油酸並攪拌30分鐘，從而實施表面處理。對如此所獲得之銅漿料進行固液分離，使所獲得之銅粉乾燥並回收。
珠磨機處理時之漿料中之水分量係維持在3000 ppm以下，研磨機內設為氮氣環境。又，珠磨機處理時，漿料中不存在潤滑劑。令漿料於循環槽與研磨機之間進行循環。
將本實施例中所獲得之銅粉之SEM圖像示於圖1中。
[實施例2]
實施例1中，使用原料銅粉之平均粒徑D
50為3.30 μm、(D
90－D
10)/D
50之值為1.22、且粒度分佈之SD值為1.47者。除此以外，以與實施例1相同之方式獲得銅粉。
[實施例3]
實施例1中，使用原料銅粉之平均粒徑D
50為2.90 μm、(D
90－D
10)/D
50之值為1.16、且粒度分佈之SD值為1.10者，將研磨機運轉時間設為240分鐘。除此以外，以與實施例1相同之方式獲得銅粉。
[實施例4]
實施例1中，使用原料銅粉之平均粒徑D
50為2.60 μm、(D
90－D
10)/D
50之值為1.44、且粒度分佈之SD值為1.45者，將研磨機運轉時間設為660分鐘，將250 g油酸溶解於漿料中實施扁平處理。對如此所獲得之銅粉進行固液分離，使其乾燥並回收。又，在扁平處理後未添加油酸。除此以外，以與實施例1相同之方式獲得銅粉。
[實施例5]
實施例1中，使用原料銅粉之平均粒徑D
50為3.19 μm、(D
90－D
10)/D
50之值為1.07、且粒度分佈之SD值為1.10者，將研磨機運轉時間設為300分鐘實施扁平處理。將0.1 kg油胺溶解於處理後之漿料中實施表面處理。對如此所獲得之銅粉進行固液分離，使其乾燥並回收。除此以外，以與實施例1相同之方式獲得銅粉。
[比較例1]
實施例4中，使漿料中之環境為大氣環境，設為不將水分量維持在3000 ppm以下之狀態，將研磨機運轉時間設為300分鐘。除此以外，以與實施例4相同之方式獲得銅粉。
[比較例2]
實施例1中，使用原料銅粉之平均粒徑D
50為3.10 μm、(D
90－D
10)/D
50之值為1.20、粒度分佈之SD值為1.37者，使漿料中之環境為大氣環境，設為不將水分量維持在3000 ppm以下之狀態。除此以外，以與實施例1相同之方式獲得銅粉。將本比較例中所獲得之銅粉之SEM圖像示於圖2中。由於未控制水分量，因此可確認出因氧化所產生之表面凹凸。
[評價]
對於實施例及比較例中所獲得之銅粉，利用上述方法測定400次振實密度及100次振實密度。又，利用上述方法，測定厚度之標凖偏差SD/D
50、平面縱橫比、側面縱橫比、微晶尺寸、氧元素之含量、及碳元素之含量。進而，利用以下方法，對塗膜緻密性及塗膜連續性進行評價。將其等之結果示於表1中。再者，表中雖未進行表示，但實施例中所獲得之銅粉以個數基準計，包含70%以上之側面縱橫比為2.0以上之銅粒子。
[塗膜緻密性]
於實施例及比較例中所獲得之10 g銅粉中加入溶解有10質量%乙基纖維素之2.5 g萜品醇，藉由自轉公轉混合機，以2000 rpm進行1分鐘混合，以2200 rpm進行30秒鐘消泡，藉此獲得膏。於玻璃基板上，將該膏塗佈為寬度10 mm、長度20 mm。使該基板於氮氣環境中進行120℃加熱，藉此獲得乾燥塗膜。藉由測量該塗膜之厚度而求出塗膜體積。又，根據預先測得之基板重量，求出塗膜重量，並根據塗膜重量/塗膜體積算出塗膜密度g/cm
3。
[塗膜連續性]
於實施例及比較例中所獲得之10 g銅粉中加入溶解有10質量%乙基纖維素之10 g萜品醇，藉由自轉公轉混合機，以2000 rpm進行1分鐘混合，以2200 rpm進行30秒鐘消泡，藉此獲得膏。於PET(Polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯)膜上，將該膏塗佈為厚度約20 μm，於氮氣環境中進行120℃加熱，藉此獲得乾燥塗膜。使該塗膜以角度變成90°之方式彎折。彎折次數設為3次。彎折後，藉由光學顯微鏡對彎折部分進行觀察，將作為基板之PET膜未露出而確保了銅粉之連續性者評價為〇，將銅粉無連續性，PET膜露出者評價為×。
[表1]
| 振實密度(g/cm 3) | D 50(μm) | SD/D 50 | 厚度之平均值(μm) | 平面縱橫比 | 微晶尺寸(nm) | O值(質量%) | C值(質量%) | 塗膜緻密性(g/cm 3) | 塗膜連續性 | ||
| 400次 | 100次 | ||||||||||
| 實施例1 | 4.6 | 4.3 | 3.8 | 0.10 | 0.66 | 1.79 | 59 | 0.36 | 0.08 | 5.0 | 〇 |
| 實施例2 | 5.0 | 4.6 | 3.9 | 0.13 | 0.51 | 1.63 | 55 | 0.39 | 0.08 | 5.1 | 〇 |
| 實施例3 | 5.0 | 4.3 | 3.3 | 0.12 | 1.11 | 1.31 | 55 | 0.34 | 0.07 | 5.7 | 〇 |
| 實施例4 | 4.3 | 4.3 | 3.2 | 0.12 | 0.96 | 1.27 | 58 | 0.22 | 0.31 | 4.9 | 〇 |
| 實施例5 | 5.0 | 4.6 | 3.8 | 0.12 | 0.80 | 1.30 | 75 | 0.36 | 0.04 | 5.2 | 〇 |
| 比較例1 | 4.1 | 4.1 | 2.6 | 0.27 | 1.51 | 1.16 | 64 | 0.28 | 0.21 | 4.8 | × |
| 比較例2 | 4.1 | 4.0 | 6.2 | 0.07 | 0.78 | 1.75 | 54 | 0.51 | 0.08 | 3.5 | × |
由表1所示之結果可知，各實施例中所獲得之銅粉相較於比較例之銅粉，緻密性及連續性優異。又，可知銅粉之製造時之扁平化處理時未使用潤滑劑之實施例1～3及5相較於使用潤滑劑之實施例4，塗膜緻密性提高。
又，由圖1與圖2之對比可知，實施例1中所獲得之銅粉構成其之銅粒子之表面平滑，與之相對，比較例2中所獲得之銅粉構成其之銅粒子之表面粗糙。根據本發明者之分析之結果，判明表面之粗糙係因銅之氧化而生成之氧化亞銅所產生之凹凸。
[產業上之可利用性]
根據本發明，提供一種無需混合使用便能夠製造緻密性及連續性較高之電極之銅粉及其製造方法。
圖1係實施例1中所獲得之銅粉之掃描式電子顯微鏡圖像。
圖2係比較例2中所獲得之銅粉之掃描式電子顯微鏡圖像。
Claims (11)
- 一種銅粉，其依據JIS Z2512：2012振實400次時之振實密度為4.2 g/cm 3以上5.5 g/cm 3以下， 依據JIS Z2512：2012振實100次時之振實密度為4.1 g/cm 3以上5.5 g/cm 3以下，且 粒子之厚度之標凖偏差SD(μm)/平均粒徑D 50(μm)之值為0.08以上0.26以下。
- 如請求項1之銅粉，其粒子之長徑/粒子之短徑之值即縱橫比之平均值為1.25以上3.00以下。
- 如請求項2之銅粉，其以個數基準計，包含30%以上之上述縱橫比為1.25以上之粒子。
- 如請求項1之銅粉，其氧元素之含量為0.5質量%以下。
- 如請求項1之銅粉，其平均粒徑D 50為2.0 μm以上5.0 μm以下。
- 如請求項1之銅粉，其中銅之微晶尺寸為50 nm以上80 nm以下。
- 如請求項1之銅粉，其碳元素之含量為0.40質量%以下。
- 一種銅粉之製造方法，其具有如下步驟： 準備(D 90－D 10)/D 50之值為1.00以上且包含球狀銅粒子之集合體之原料銅粉； 將上述原料銅粉與有機溶劑混合而製備漿料；及 將上述漿料供於藉由介質研磨裝置之扁平化處理，使上述球狀銅粒子變形為扁平銅粒子；且 一面將上述漿料中之水分量維持在0.30質量%以下，一面於惰性環境中進行上述扁平化處理。
- 如請求項8之製造方法，其中利用霧化法製造上述原料銅粉。
- 如請求項8或9之製造方法，其中準備粒度分佈之SD值為1.00以上之上述原料銅粉。
- 如請求項8之銅粉之製造方法，其中於不存在潤滑劑之條件下進行上述扁平化處理。
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