铜粉的制作方法_3

文档序号:9203602阅读:来源:国知局
醇、卡必醇乙酸酯、丁基溶纤剂等。
[0075] 作为固化剂,可以举出2-乙基-4-甲基咪唑等。
[0076] 作为腐蚀抑制剂,可以举出苯并噻唑、苯并咪唑等。
[0077] 对于导电性糊料,可以使用其在基板上形成电路图案从而形成各种电路。例如可 以在烧制后的基板或未烧制基板上进行涂布或印刷,进行加热,根据需要进行加压烧镀,从 而可以形成印刷电路板、各种电子部件的电路、外部电极等。
[0078] 特别是对于本铜粉的铜粉颗粒来说,枝晶特别展开、颗粒彼此的接点数目变多,即 使导电性粉末的含量少,也能够得到优异的导电特性,因而例如在制造半导体器件时,作为 对配线连接孔内等进行填埋的用途中所用的导电性糊料材料是适当的。
[0079] 在制造半导体器件时,多设置进行元件间的连接的配线槽(trench)、或进行多层 配线间的电连接的配线连接孔(导通孔或接触孔)。作为填埋在这些配线槽及配线连接孔 内的导电性材料,以往使用了铝,但是伴随着半导体器件的高集成化、微细化,目前,作为铝 的替代品,电阻率低、电迀移耐力也优异的铜引起了人们的注意,其实用化正在进行中,含 有铜粉的导电性糊料被用作电子材料而填埋在配线连接孔内等。在这种用途中,无需进行 大量电流的通电,只要电信号能够通电即可,因而本铜粉是特别适当的。
[0080] 另外,可以将本铜粉颗粒作为芯材,用异种导电性材料、例如金、银、镍、锡等对它 的表面的一部分或全部进行被覆。
[0081] 此时,由于本铜粉降低了残留氯,因此例如利用置换法在铜粉颗粒上被覆银时,可 以均勾地被覆银。
[0082] 〈语句的说明〉
[0083] 在本说明书中表示为"X~Y"(X、Y为任意的数字)的情况下,只要没有特别限定, 包含"X以上Y以下"的含义,同时还包含"优选大于X"或"优选小于Y"的含义。
[0084] 另外,表示为"X以上"(X为任意数字)的情况下,只要没有特别限定,包含"优选 大于X"的含义;表示为"Y以下" (Y为任意数字)的情况下,只要没有特别限定,包含"优选 小于Y"的含义。
[0085] 实施例
[0086] 下面对本发明的实施例进行说明,但本发明并不限于以下实施例。
[0087](实施例1)
[0088] 在2. 5mX 1. lmX 1. 5m尺寸(约4m3)的电解槽内按电极间距离为5cm的方式悬挂 设置尺寸为(1. OmX 1. 0m)的SUS制阴极板和不溶性阳极板(DSE(PERMELEC电极社制造)) 各9片,使作为电解液的硫酸铜溶液以30L/分钟进行循环,将阳极和阴极浸渍在该电解液 中,使直流电流在其中流通进行电解,使粉末状铜在阴极表面析出。
[0089] 此时,将进行循环的电解液的Cu浓度调整为10g/L、将硫酸(H 2S04)浓度调整为 100g/L、将氯浓度调整为50mg/L、并且将电流密度调整为800A/m 2,实施30分钟电解。此时 的溶液的pH为1。
[0090] 电解中,将电极间的电解液的铜离子浓度维持在总是低于电解槽底部的电解液的 铜离子浓度。
[0091] 进一步地,将阴极表面析出的铜通过机械方法刮下进行回收,其后进行清洗,得到 与lkg铜粉相当的含水铜粉渣料。将该渣料分散在3L水中制成浆料,添加碳酸铵溶液至达 到PH9为止,搅拌而进行碱化处理。其后,用纯水清洗而除去杂质。
[0092] 接着,加入工业用明胶(新田明胶社制造)10g/L的水溶液1L并进行搅拌后,在减 压状态(lXl(T 3Pa)下于80°C干燥6小时,得到电解铜粉(样品)。
[0093]使用扫描型电子显微镜(SEM)对如此得到的电解铜粉(样品)进行观察,结果确 认到,至少90%以上的铜粉颗粒具备一根主轴,并呈现出从该主轴垂直或斜向分出2个以 上的分枝并进行三维成长的枝晶状。
[0094](实施例2、3)
[0095] 在实施例1的碱处理中,添加碳酸铵溶液至达到pH9为止而进行碱处理,而在实施 例2中,添加氨水至达到pHl 1为止而进行碱处理;在实施例3中,添加氢氧化钠至达到pH14 为止而进行碱处理。除了这点以外,与实施例1同样地得到电解铜粉(样品)。
[0096] 使用扫描型电子显微镜(SEM)对如此得到的电解铜粉(样品)进行观察,结果确 认到,至少90%以上的铜粉颗粒具备一根主轴,并呈现出从该主轴垂直或斜向分出2个以 上的分枝并进行三维成长的枝晶状。
[0097](实施例4)
[0098] 在2. 5mX 1. lmX 1. 5m尺寸(约4m3)的电解槽内按电极间距离为5cm的方式悬挂 设置尺寸为(1. OmX 1. 0m)的SUS制阴极板和不溶性阳极板(DSE(PERMELEC电极社制造)) 各9片,使作为电解液的硫酸铜溶液以30L/分钟进行循环,将阳极和阴极浸渍在该电解液 中,使直流电流在其中流通进行电解,使粉末状铜在阴极表面析出。
[0099] 此时,将进行循环的电解液的Cu浓度调整为5g/L、将硫酸(H2S04)浓度调整为 80g/L、将氯浓度调整为100mg/L、并且将电流密度调整为1200A/m 2,实施10分钟电解。此 时的溶液的pH为1。
[0100] 电解中,将电极间的电解液的铜离子浓度维持在总是低于电解槽底部的电解液的 铜离子浓度。
[0101] 进一步地,将阴极表面析出的铜通过机械方法刮下进行回收,其后进行清洗,得到 与lkg铜粉相当的含水铜粉渣料。将该渣料分散在3L水中制成浆料,添加碳酸铵溶液至达 到PH9为止,搅拌而进行碱化处理。其后,用纯水清洗而除去杂质。
[0102] 接着,加入工业用明胶(新田明胶社制造)l〇g/L的水溶液1L并进行搅拌后,在减 压状态(lXl(T 3Pa)下于80°C干燥6小时,得到电解铜粉(样品)。
[0103] 使用扫描型电子显微镜(SEM)对如此得到的电解铜粉(样品)进行观察,结果确 认到,至少90%以上的铜粉颗粒具备一根主轴,并呈现出从该主轴垂直或斜向分出2个以 上的分枝并进行三维成长的枝晶状。
[0104](实施例5、6)
[0105] 在实施例4的碱处理中,添加碳酸铵溶液至达到pH9为止而进行碱处理,而在实施 例5中,添加氨水至达到pHl 1为止而进行碱处理;在实施例6中,添加氢氧化钠至达到pH14 为止而进行碱处理。除了这点以外,与实施例4同样地得到电解铜粉(样品)。
[0106] 使用扫描型电子显微镜(SEM)对如此得到的电解铜粉(样品)进行观察,结果确 认到,至少90%以上的铜粉颗粒具备一根主轴,并呈现出从该主轴垂直或斜向分出2个以 上的分枝并进行三维成长的枝晶状。
[0107](实施例7)
[0108] 在2. 5mX 1. lmX 1. 5m尺寸(约4m3)的电解槽内按电极间距离为5cm的方式悬挂 设置尺寸为(1. OmX 1. 0m)的SUS制阴极板和不溶性阳极板(DSE(PERMELEC电极社制造)) 各9片,使作为电解液的硫酸铜溶液以30L/分钟进行循环,将阳极和阴极浸渍在该电解液 中,使直流电流在其中流通进行电解,使粉末状铜在阴极表面析出。
[0109] 此时,将进行循环的电解液的Cu浓度调整为20g/L、将硫酸(H2S0 4)浓度调整为 80g/L、将氯浓度调整为20mg/L、并且将电流密度调整为500A/m2,实施10分钟电解。此时 的溶液的pH为1。
[0110] 电解中,将电极间的电解液的铜离子浓度维持在总是低于电解槽底部的电解液的 铜离子浓度。
[0111] 进一步地,将阴极表面析出的铜通
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