传导性填料及其制造方法、以及传导性糊剂及其制造方法_3

文档序号:9794145阅读:来源:国知局
一个例子的热分布示于图 1。在图中,斜线部分为在乙締气氛下进行处理,其他部分为在氮气氛围下进行处理。在图1 所示的工序I-A中,包括在300~400°C下使铜粉与乙締气体接触的工序(防凝聚工序)。在工 序I-B中,在非活泼气体中保持在400~650°C下,使纳米催化剂在铜粉中和铜粉表面析出 (催化剂析出工序)。在工序I-C中,由纳米催化剂生成碳同素异形体(碳生成工序)。
[007引在工序I-A中,通过在低溫下(300~400°C)使铜粉与乙締气体接触,能够防止工序 I-B的粉的凝聚(高溫下长时间放置铜粉导致的烧结)。另外,作为工序I-A的预处理,通过添 加、混合纳米尺寸的粉体的气相二氧化娃,根据需要进行混炼,将其用作间隔物,由此也可 W防止铜合金粉在高溫下的凝聚。需要说明的是,上述气相二氧化娃的分散性良好,不会因 添加而对传导性糊剂的导电性产生影响。
[0079]作为凝聚的改善方法,可W在催化剂析出工序(工序1-B)之后将粉体分散(喷射研 磨、球磨机等),并另外在下一工序中进行碳生成工序(工序1-C)。另外,也可W在经过工序 I-A~I-C之后利用球磨机等加工成薄片状,并另外在下一工序中进行碳生成工序(图2所示 的工序2-A)。运样,也可W按照CVD处理、薄片化处理、再CVD处理的顺序进行处理而得到复 合薄片粒子。
[0080] 需要说明的是,优选在CVD处理(工序1-C)之前,设置前工序,所述前工序包括:利 用硝酸乙醇溶液(硝酸3重量%/乙醇溶液)等对铜合金粉进行清洗,然后再使用乙醇进行清 洗、干燥。
[0081] 另外,在本发明中,如图11所示,可W在工序I-A~I-C之后设置在非活泼气体气氛 中的热处理工序(工序3-A)。在设置了上述工序3-A的情况下,由于碳同素异形体的结晶性 改善而使碳同素异形体的导电性提高、附着有碳同素异形体的纳米催化剂进一步生长而使 铜合金粒子表面的催化剂的浓度增高等,因此能够进一步提高将得到的复合粒子与粘接剂 树脂混炼制成糊剂时的导电性,因此优选。
[0082] 作为上述非活泼气体,没有特别限定,优选使用氮气、氣气。
[0083] 上述热处理工序(工序3-A)优选在比工序I-A~I-C更高溫下进行。更优选为750°C ~1000°C的范围。需要说明的是,上述工序3-A也可W与工序I-A~I-C分别进行。
[0084] 2.糊剂化
[00化]2-1.粘接剂树脂
[0086] 本发明的传导性糊剂可W通过将如上所述得到的复合粒子的传导性填料与粘接 剂树脂混合,然后进行混炼而得到。作为粘接剂树脂没有特别限定,可W使用目前能够用于 导电性糊剂、导热性糊剂的适当的粘接剂树脂。作为运样的树脂,可W优选使用选自环氧树 月旨、聚醋树脂、聚氨醋树脂、酪醒树脂及酷亚胺树脂中的至少一种。在使用了运些树脂、溶剂 的情况下,能够制成热固化型、热干燥型的糊剂。不过,上述粘接剂树脂只要根据导电性糊 剂、导热性糊剂等的利用目的而适当选择即可。
[0087] 作为用于导电性糊剂的粘接剂树脂,可W使用聚醋树脂、丙締酸树脂、缩下醒树脂 等。也可W使用热塑性聚酷亚胺等热塑性树脂。不过,为了确保耐热性,优选使用热固性树 脂。
[0088] 目P,作为热固性树脂,可W使用各种环氧树脂、聚醋树脂、聚氨醋树脂、酪醒树脂、 热固性聚酷亚胺等,还可W含有固化剂。
[0089] 需要说明的是,在使用热塑性树脂时,传导性糊剂中还可W含有使热塑性树脂固 化的固化剂。作为运样的固化剂,可W列举:胺类环氧固化剂、酸酢类环氧固化剂、异氯酸醋 类固化剂、咪挫类固化剂等。运些树脂也可W含有溶剂。
[0090] 上述粘接剂树脂的配合比例没有特别限定,相对于上述复合粒子100质量份,优选 含有10~35质量份。
[0091] 需要说明的是,在使用热固性树脂、热塑性树脂时,运些树脂的添加量W使糊剂干 燥或固化后的重量比计,相对于复合粒子100质量份,优选含有10~35质量份。相对于复合 粒子100质量份,更优选含有上述热固性树脂、热塑性树脂10~20质量份。
[0092] 上述粘接剂树脂可W仅使用一种,也可W组合使用两种W上。
[0093] 另外,在本发明中,为了调节触变性,可W在上述传导性糊剂中添加二氧化娃、碳 酸巧等碳材料W外的无机填充剂。而且,为了提高密合性,可W添加各种偶联剂。上述传导 性糊剂的制造方法没有特别限定,除了上述复合粒子和粘接剂树脂W外,可W利用适当的 方法根据需要将上述添加物、溶剂、还原剂等其他添加物进行混合。
[0094] 2-2.混合/混炼方法
[00%]关于该混合方法,可W在将传导性填料、树脂及其他添加物进行混合之后使用高 速分散机、=漉漉炼机进行混炼。在使用=漉漉炼机时,优选使漉的间隙大于填料的一次粒 径来进行混炼。由此,能够获得更均匀的传导性糊剂。
[0096] 需要说明的是,在混炼时,纤维状的碳同素异形体可W折断而缩短。另外,也可W W变得更短的状态少量地附着于含有周期表第如矣~第10族的纳米析出粒子上。运是由于, 复合粒子之间的接触在处于变短状态的碳同素异形体部分进行传导性接触,因此能够防止 铜直接接触时的铜的氧化的不良影响。
[0097] 本发明的传导性糊剂可W优选用作用于导电性粘接剂、导电图案等的形成的各种 导电性的糊剂,即可W优选用作导电性糊剂。或者,由于上述复合粒子含有铜合金粉和碳同 素异形体,因此导热性优异,因而也可W优选用作导热性糊剂。
[0098] 本发明的传导性糊剂包含作为复合粒子的传导性填料和粘接剂树脂,因此表现出 优异的导电性和导热性,所述复合粒子在含有上述特定过渡金属的铜合金粉表面覆盖有碳 同素异形体。特别是在碳同素异形体为碳纳米纤维的情况下,在相邻的复合粒子之间碳纳 米纤维彼此抱合,接触电阻明显降低。因此,与原本的铜合金粉相比,能够提高导电性。
[0099] 接着,通过列举本发明的具体实施例来明确本发明的效果。
[0100] (1)铜合金粉的制造
[0101] 利用高压水雾化法制造铜合金粉,并利用风力分级机分级为平均粒径3WI1的铜合 金粉。
[0102] 具体而言,准备好下述表1所示的铜合金粉A~F。在下述表1中示出铜合金粉A~F 的合金成分和平均粒径。
[0103] 表1
[01化](2)铜合金粉的CVD处理
[0106]使用如上所述得到的铜合金粉A~F中的任一种,按照W下方法制成复合粒子。即, 向内径26mm和长度120mm的圆筒状的石英槽中投入6g的铜合金粉,在使用了内径32mm和长 度700mm的旋转圆筒型石英管的加转害内使作为碳源的乙締接触铜合金粉,在铜合金粉表 面生成作为碳同素异形体的碳纳米纤维。运样操作可W由铜合金粉得到生成了碳纤维的海 胆状形状复合粒子的多刺粒子。将复合粒子的制造条件示于下述表2和表3。需要说明的是, 在表3和后面叙述的表5中,为了容易与其它复合粒子进行对比而重复记载了复合粒子11, 未对复合粒子11的组成和制作条件进行更改。

[0109] 在表3中,气相二氧化娃使用了Nippon Aerosil公司制的AEROSIL 300。在制造复 合粒子11~15、22~24、32~35、42、43时,作为工序I-A的预处理,将气相二氧化娃添加混合 于铜合金粉A、C、E、F中。
[0110] 需要说明的是,对于复合粒子3而言,进一步对工序1-A、1-B、1-C中得到的铜碳纤 维多刺粒子进行球磨机处理,如图2所示,其后进行再CVD处理。如图2所示,由于在再CVD处 理中可W省略催化剂析出工序,因此仅进行工序2-A即可。
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