复合铜粒子及其制造方法_2

文档序号:9353981阅读:来源:国知局
来测定。
[0026] 本发明的复合铜粒子具有反映作为母材的扁平状铜粒子的形状的扁平状的形状。 本发明的复合铜粒子的扁平的程度以板面的长径d与厚度t之比d/t即长宽比来表示时, 优选为5以上且30以下,更优选为5以上且25以下,进一步优选为7以上且20以下。通 过本发明的复合铜粒子具有这样的扁平的程度,从而由本发明的复合铜粒子形成的电子电 路等其致密性变高,可有效抑制电阻的上升。
[0027] 在测定本发明的复合铜粒子的长宽比时,通过电子显微镜来观察测定该粒子的板 面的长径d及厚度t。具体而言,在使用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄粒子的照片后,由照 片中的粒子的板面的长径d与厚度t的比率算出。
[0028] 本发明的复合铜粒子优选除了为扁平以外还为微粒。通过为扁平、且为微粒,使用 本发明的复合铜粒子而形成的电子电路等的致密性进一步变高,可进一步有效地抑制电阻 的上升。从该观点出发,本发明的复合铜粒子的利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到 的累积体积50体积%下的体积累积粒径D5。优选为0.Iym以上且10ym以下,更优选为 0? 2ym以上且9. 0ym以下,进一步优选为0? 3ym以上且7. 0ym以下。
[0029] 铜的粒子一般若其粒径变小,则与此相伴存在烧结开始温度降低的倾向。该倾向 也适用于本发明的复合铜粒子。但是,根据本发明的复合铜粒子的具体的用途,有时不优选 烧结开始温度的降低。关于这一点,在本发明的复合铜粒子中,起因于在作为母材的扁平状 铜粒子的表面存在无机氧化物粒子,烧结开始温度的降低得到抑制。换言之,尽管本发明的 复合铜粒子为微粒,但能够维持与以往使用的铜粉的烧结开始温度相同程度的烧结开始温 度。
[0030] 本发明的复合铜粒子优选除了为扁平以外还具有宽的粒度分布。若具有扁平形状 的本发明的复合铜粒子的粒度分布宽,则由本发明的复合铜粒子形成的电子电路等的致密 性变高。其结果是,发挥出可有效地抑制电阻的上升的有利的效果。从该观点出发,作为粒 度分布的宽窄的参数,采用利用激光衍射散射式粒度分布测定法得到的最大粒径Dniax与D5。 之比即D_/D5。的值时,该值优选为3以上且10以下,更优选为3以上且9以下,进一步优 选为3以上且8以下。
[0031] 为了使本发明的复合铜粒子具有上述范围的粒度分布,例如只要在后述的本发明 的复合铜粒子的优选的制造方法中,适当设定使原料铜粉变成扁平时的条件即可。
[0032] 构成本发明的复合铜粒子的作为母材的扁平状铜粒子的大小与上述的本发明的 复合铜粒子的大小相同。另一方面,关于无机氧化物粒子的大小,以与扁平状铜粒子相比为 微粒作为条件,由BET比表面积换算的粒径(以下也称为"BET换算粒径"。)相对于作为扁 平状铜粒子的基础的原料铜粉的累积体积50体积%下的体积累积粒径D5。优选为0. 1 %以 上且5%以下,优选为0. 1 %以上且4%以下,更优选为0. 1 %以上且3%以下。通过将具有 该范围的大小的无机氧化物粒子与扁平状铜粒子复合化,能够有效地抑制电极的膨胀的发 生,同时能够有效地抑制烧结开始温度的降低。
[0033] 为了求出无机氧化物粒子的BET换算粒径而进行的BET比表面积的测定例如如下 进行。即,采用由吸附在表面的气体量算出比表面积的气体吸附法进行测定。作为具体的 测定装置,可以使用例如YUASAIONICS公司制的Monosorb。
[0034] 作为无机氧化物粒子,使用比铜更高硬度的粒子,这从在后述的本发明的复合铜 粒子的优选的制造方法中容易使该无机氧化物粒子配置在扁平状铜粒子的表面的方面出 发是优选的。硬度是指使用莫氏硬度计测定的材料的硬度。
[0035] 若考虑以上的事项,作为无机氧化物粒子优选的物质为例如氧化铝、氧化错、二氧 化硅、钛酸钡、氧化钇、氧化锌等。这些物质可以单独使用1种或将2种以上组合使用。
[0036] 与无机氧化物粒子复合化的扁平状铜粒子可以仅由铜构成,或者也可以除了铜以 外还包含其他金属元素或半金属元素(以下,为了方便起见,将它们总称为"金属元素"。) 而构成。扁平状铜粒子包含其他金属元素时,作为该金属元素,可以使用例如铝、锆、钇、硅 等显示与铜不同的烧结行为的材料等。这些金属元素可以单独使用1种,或将2种以上组 合使用。通过使扁平状铜粒子包含其他金属元素,发挥出能够控制铜的烧结行为的有利的 效果。
[0037] 扁平状铜粒子中包含的其他金属元素可以以金属单质的状态存在,或者也可以以 与铜的合金的状态、金属元素的化合物(例如氧化物)存在。从使通过含有其他金属元素 而发挥的上述效果进一步显著的观点出发,其他金属元素优选以氧化物等金属元素的化合 物的状态包含于扁平状铜粒子中。
[0038] 其他金属元素可以均匀地存在于扁平状铜粒子中,或者也可以偏在于特定的部 位。本发明人的研究的结果判明,优选其他金属元素偏在于扁平状铜粒子的表面。本发明 人认为其理由是表面附近容易对烧结行为产生影响。
[0039] 其他金属元素偏在于扁平状铜粒子的表面时,该金属元素优选在扁平状铜粒子的 表面的整个区域大致均匀地存在。起因于变成这样的存在状态,可形成耐热收缩性高、且平 坦的电极,所以优选。
[0040] 其他金属元素的含有比例相对于本发明的扁平铜粒子中的铜的质量优选为0. 001 质量%以上且5. 0质量%以下,更优选为0. 01质量%以上且3. 0质量%以下,进一步优选 为0. 05质量%以上且I. 0质量%以下。通过以该范围的比例含有其他金属元素,通过含有 该金属元素而发挥的上述的效果变得进一步显著。
[0041 ] 接着,对本发明的微粒集合体的优选的制造方法进行说明。在本制造方法中,对球 状的原料铜粉与无机氧化物的粉体的混合粉使用微珠进行分散处理。通过该分散处理,使 原料铜粉的铜粒子塑性变形成扁平,并且在该铜粒子的表面配置该无机氧化物的粒子。此 时重要的是,作为无机氧化物的粉体,使用凝聚的程度低的粉体。通过使用凝聚的程度低的 无机氧化物的粉体,在将球状的原料铜粉与无机氧化物的粉体复合化时,能够使无机氧化 物粒子均匀地分散配置。从该观点出发,作为无机氧化物的粉体,使用利用动态光散射式粒 度分布测定法得到的累积体积50容量%下的体积累积粒径D5。(nm)与由BET比表面积换算 的粒径Dbet之比即D5(]/DBET低于60的粉体是有利的。D5(]/DBET是表示粉体的凝聚的程度的指 标,该值越大,意味着粉体的凝聚的程度越高。并且,通过使用D5(]/DBET低于60的无机氧化 物的粉体,其凝聚状态被反映在作为目标物的复合铜粒子上,无机氧化物粒子以均匀地分 散的状态配置在扁平状铜粒子的表面。
[0042] 从使无机氧化物粒子在扁平状铜粒子的表面均匀地分散的观点出发,D5(]/DBET的值 越接近1越优选,但现实中伴随着技术困难。本发明人研究的结果判明,若无机氧化物粒子 的DJDbet的值小至1. 5左右,则可发挥本发明的所期望的效果。从该观点出发,D5(]/DBET的 值优选为1. 5以上且低于60,进一步优选为1. 5以上且10以下。
[0043] 对球状的原料铜粉与无机氧化物的粉体的混合粉使用微珠进行分散处理时,作为 微珠,使用直径优选为〇. 〇〇5mm以上且I.Omm以下、更
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