铜粉的制作方法_2

文档序号:9203602阅读:来源:国知局
0wtppm以上或180wtppm以下。
[0039] 若本铜粉的含氯浓度为250wtppm以下,则可以有效地抑制残留氯所产生的不良 影响,因此例如在铜粉颗粒上被覆银时可以被覆成均匀的厚度。需要说明的是,本铜粉的含 氯浓度也可以小于5wtppm,5wtppm左右为含氯浓度的检测界限。
[0040] 为了使本铜粉的含氯浓度为5wtppm~250wtppm,优选进行使刚电解后得到的铜 粉与PH8以上的碱溶液接触的碱处理。即,为了制造含有上述枝晶状铜粉颗粒的铜粉,优选 使用添加了氯的电解液进行电解。但是,该情况下,仅仅用纯水进行清洗时,颗粒内部会残 留氯,因此无法有效地抑制残留氯所产生的不良影响。因此,通过如上所述进行碱处理,甚 至可除去颗粒内部、至少会产生不良影响的表面附近内部的氯,从而使本铜粉的含氯浓度 为5wtppm~250wtppm,由此可以有效地抑制残留氯所产生的不良影响,例如在铜粉颗粒上 被覆银时可以被覆成均匀的厚度。
[0041] 另外,不用pH8以上的碱溶液进行碱处理而用纯水进行清洗,结果确认到无法使 铜粉中的含氯浓度为5wtppm~250wtppm。
[0042] (粉体 pH)
[0043] 本铜粉的粉体pH(根据JIS K 5101-17-2测定)优选为5~9、其中优选为5. 5以 上或8以下、其中进一步优选为6以上或7. 5以下。
[0044] 本铜粉的粉体pH为5~9时,可以有效地抑制铜粉表面的氧化和腐蚀导致的经时 劣化。
[0045] 作为将本铜粉的粉体pH调整为5~9的方法,例如可以举出如上所述对刚电解后 得到的铜粉进行碱处理的方法。
[0046] (D50)
[0047] 本铜粉的D50、即利用激光衍射散射式粒度分布测定装置所测定的体积累积粒径 D50优选为3 ym~30 ym、其中优选为5 ym以上或25 ym以下、其中优选为7 ym以上或 20 ym以下、其中特别进一步优选为15 ym以下。若D50为3 ym以上,则容易进行粘度调 整;另外,若为30 y m以下,则能够适用于各种导电性糊料,是优选的。
[0048](比表面积)
[0049] 本铜粉通过BET单点法测定的比表面积优选为0.30m2/g~1. 50m2/g。若明显小于 0. 30m2/g,则分枝不会展开,接近于松塔~球状,因而难以得到枝晶状铜粉所起到的效果。 另一方面,若上述比表面积明显大于1. 50m2/g,则枝晶的分枝过细,在糊料加工工序中会发 生分枝折断等不良状况,反而有可能会阻碍导电性。
[0050] 因而,本铜粉通过BET单点法测定的比表面积优选为0.30m2/g~1. 50m2/g,其中 优选为〇. 40m2/g以上或1. 40m2/g以下、其中特别进一步优选为1. 00m2/g以下。
[0051] (氧浓度)
[0052] 本铜粉的氧浓度优选为0. 20质量%以下。
[0053] 若本铜粉的氧浓度为0.20质量%以下,则能够使导电性更良好。从该方面考虑, 本铜粉的氧浓度进一步优选为〇. 18质量%以下、其中特别优选为0. 15质量%以下。
[0054] 为了使本铜粉颗粒的氧浓度为0. 20质量%以下,可以举出控制干燥气氛的氧浓 度、干燥温度,或者如上所述进行碱处理的方法。但是,不限定于该方法。
[0055]〈本铜粉的制造方法〉
[0056] 本铜粉可以通过特定的电解法进行制造。
[0057] 作为电解法,例如可以例示出下述方法:将阳极和阴极浸渍在含有铜离子的硫酸 酸性的电解液中,使直流电流在其中流通进行电解,使铜在阴极表面以粉末状析出,通过机 械或电学方法将其刮下进行回收、清洗、干燥,根据需要经过筛分工序等来制造电解铜粉。
[0058] 在电解时优选的是,向电解液中添加氯,将电解液的氯浓度调整为3mg/L~ 300mg/L、其中为 5mg/L ~200mg/L。
[0059] 另外,在利用电解法制造铜粉的情况下,电解液中的铜离子会伴随着铜的析出而 被消耗,因而电极板附近的电解液的铜离子浓度降低,持续这样的话则电解效率降低。因 此,通常为了提高电解效率,优选使电解槽内的电解液循环以使得电极间的电解液的铜离 子浓度不会降低。
[0060] 但是,已知为了使各铜粉颗粒的枝晶展开,换言之,为了促进从主轴伸出的分枝的 成长,电极附近的电解液的铜离子浓度低的情况则是优选的。因此,在本铜粉的制造中,优 选对电解槽尺寸、电极片数、电极间距离和电解液的循环量进行调整以将电极附近的电解 液的铜离子浓度调整为低浓度。此时,至少调整为使电极间的电解液的铜离子浓度总是低 于电解槽底部的电解液的铜离子浓度。
[0061] 为了对枝晶状铜粉颗粒的粒径进行调整,可以在上述条件的范围内基于技术常识 来设定适宜条件。例如,若要得到大粒径的枝晶状铜粉颗粒,则优选将铜浓度设定为上述优 选范围内的较高浓度,优选将电流密度设定为上述优选范围内的较低密度,优选将电解时 间设定为上述优选范围内的较长时间。若要得到小粒径的枝晶状铜粉颗粒,则优选按照与 上述相反的观点来设定各条件。作为一例,可以使铜浓度为lg/L~10g/L、使电流密度为 100A/m2~3000A/m2、使电解时间为3分钟~3小时。
[0062] 如此电解后,优选的是:根据需要用水对电解析出的铜粉进行清洗,之后与水混合 而制成浆料,或者在制成铜粉渣料(cake)后,混合pH8以上的碱溶液,并根据需要进行搅 拌,进行使铜粉与碱溶液接触的碱处理,用水等进行清洗,由此使铜粉的含氯浓度降低。
[0063] 在碱处理中,优选调整成电解铜粉析出后的浆料或铜粉渣料的pH为8以上、其中 为9以上或12以下、其中为10以上或11以下。
[0064] 另外,作为在这种碱处理中所用的碱性试剂,例如可以举出碳酸铵溶液、氢氧化钠 溶液、碳酸氢钠、氢氧化钾、氨水等。
[0065]另外,电解铜粉颗粒的表面可以根据需要使用有机物施以耐氧化处理从而在铜粉 颗粒表面形成有机物层。虽然不必一定要形成有机物层,但若考虑铜粉颗粒表面的由氧化 导致的经时变化,则更优选形成该有机物层。
[0066] 对于该耐氧化处理中所用的有机物来说,其种类并无特别限定,可以举出例如动 物胶(膠)、明胶、有机脂肪酸、偶合剂等。
[0067] 耐氧化处理的方法、即有机物层的形成方法可以为干式法、也可以为湿式法。若为 干式法,则可以举出利用V型混合器等对有机物和铜粉颗粒进行混合的方法;若为湿式法, 则可以举出向水-铜粉颗粒浆料中添加有机物,使该有机物吸附于表面的方法等。但并不 限于这些方法。
[0068] 例如下述方法为优选的一例:在电解铜粉析出后进行碱处理,之后将含有铜粉渣 料和所期望的有机物的水溶液与有机溶剂混合,使有机物附着至铜粉表面。
[0069]〈用途〉
[0070] 对于本铜粉来说,由于导电特性优异,因而可以使用本铜粉适当地用作导电性糊 料或导电性接合剂等导电性树脂组合物、以及导电性涂料等各种导电性材料的主要构成材 料。
[0071] 另外,也可以在本铜粉中混合其他铜粉,然后作为导电性糊料或导电性接合剂等 导电性树脂组合物等各种导电性材料的主要构成材料使用。
[0072] 例如在制作导电性糊料时,可以将本铜粉与粘结剂和溶剂、进一步根据需要与固 化剂、偶合剂、腐蚀抑制剂等进行混合,来制作导电性糊料。
[0073] 此时,作为粘结剂,可以举出液态环氧树脂、酚树脂、不饱和聚酯树脂等,但并不限 于这些。
[0074] 作为溶剂,可以举出萜品醇、乙基卡必
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