复合铜粒子及其制造方法_3

文档序号:9353981阅读:来源:国知局
优选为0. 05mm以上且0. 5mm以下、进 一步优选为〇. 〇5mm以上且0. 3mm以下的微珠。微珠的材质只要是比铜及无机氧化物粒子 更高硬度的材料即可,优选使用例如氧化铝、氧化锆。
[0044] 微珠的使用量相对于作为处理对象的处理机的容量优选为50质量%以上且90质 量%以下,更优选为60质量%以上且85质量%以下,进一步优选为65质量%以上且85质 量%以下。
[0045] 在使用了微珠的分散处理中可以使用例如珠磨机。在使用珠磨机的情况下,分散 处理所需要的时间也根据处理机的容量等而异,但一般使用容量为〇.IL以上且300L以下 的珠磨机时,相对于原料铜粉Ikg优选设为5分钟以上且90分钟以下,更优选设为10分 钟以上且70分钟以下。通过采用该条件,能够防止在无机氧化物的粉体中产生凝聚,并且 将球状的原料铜粉成功地扁平化,同时能够将处于分散状态的无机氧化物的粉体均匀地配 置、固定在扁平状铜粒子的表面。
[0046] 无机氧化物粒子在与扁平状铜粉复合化的前后,其粒径(一次粒径)没有变化。 因此,作为原料使用的无机氧化物的粉体的粒径与本发明的复合铜粒子中包含的无机氧化 物粒子的粒径相同。另一方面,作为原料使用的原料铜粉由于通过使用了微珠的分散处理 而被扁平化,所以在复合化的前后形状及尺寸发生变化。在分散处理之前的状态下,原料铜 粉由球状的铜粒子的集合体构成,利用激光衍射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。为0. 03ym且以上8ym以下、特别是0. 05ym以上且7ym以 下,使用这种原料铜粉从容易得到更微细的复合铜粒子的方面出发是优选的。另外,作为原 料铜粉,也可以使用球状以外的形状的铜粒子,但在这种情况下,有时难以得到具有所期望 的扁平形状的复合铜粒子。此外,球状的铜粒子从与其他形状的铜粒子相比容易制造的方 面出发是有利的。
[0047] 原料铜粉优选其凝聚的程度高。由此,能够提高所得到的复合铜粒子的凝聚的程 度。从该观点出发,对原料铜粉测定的基于激光衍射散射式粒度分布测定法的最大粒径D_ 与D5。之比即D_/D5。的值优选为2以上且15以下,更优选为3以上且13以下,进一步优选 为3以上且10以下。具有这样的粒度分布的原料铜粉只要适当设定通过例如雾化等干式 法、湿式还原来制造原料铜粉时的条件即可。或者,可以通过将利用这些方法制造的铜粉混 合、或分级而获得。
[0048] 在目标复合铜粒子中含有除铜以外的其他金属元素时,预先使该金属元素含有于 原料铜粉中是有利的。例如在作为其他金属元素使用铝元素时,可以采用下面的方法。例 如在干式法中,在熔融的铜的熔液中混合铝。在湿式法中,在铜的还原过程中添加铝。在通 过这些方法制造的原料铜粉中,铝元素主要存在于粒子中的表面附近的位置。
[0049] 作为原料铜粉,也可以使用在该原料铜粉的铜粒子的内部包含多个比该铜粒子更 微细的第2无机氧化物的粒子的铜粉。作为第2无机氧化物的粒子,可以使用与上述的无 机氧化物的粒子相同种类的粒子、或不同种类的粒子。在相同种类的情况下,所得到的复合 铜粒子中包含的无机氧化物粒子为1种,在不同种类的情况下,所得到的复合铜粒子中包 含的无机氧化物粒子变成2种。通过使用包含第2无机氧化物粒子的原料铜粉,能够在扁 平状铜粒子的表面更加均匀地配置无机氧化物粒子。
[0050] 在使用包含第2无机氧化物的粒子的原料铜粉的情况下,优选在该原料铜粉的铜 粒子中,多个第2无机氧化物的粒子中的一部分完全包埋于该铜粒子的表面附近,并且另 一部分以在该铜粒子的表面部分露出的状态包埋于该铜粒子的表面。通过使用成为这种 状态的原料铜粉,能够在扁平状铜粒子的表面更进一步均匀地配置无机氧化物粒子。成 为这种状态的原料铜粉及其制造方法记载于例如本申请人的之前的申请所述的日本特开 2000-345201号、日本特开2005-133119号公报中。
[0051] 第2无机氧化物的粒子在原料铜粉中所占的比例可以根据无机氧化物粒子在目 标复合铜粒子中所占的比例适当设定。该比例通常优选为〇. 01质量%以上且10质量%以 下,进一步优选为〇. 05质量%以上且5质量%以下。
[0052] 在使用包含第2无机氧化物的粒子的原料铜粉的情况下,在上述的利用珠磨机的 分散处理时,也可以不使用之前叙述的无机氧化物粒子。即,通过将包含第2无机氧化物的 粒子的球状的原料铜粉使用微珠进行分散处理,将该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第2无机氧化物的粒子的方法,也可以制造目标复合铜粒 子。根据该方法,具有将原料铜粉与无机氧化物的粉体混合的操作变得不需要的优点。此 外,还具有容易将无机氧化物粒子可靠地固定在扁平状铜粒子的表面的优点。
[0053] 通过进行如上的分散处理,得到目标复合铜粒子。这样操作而得到的复合铜粒子 以包含该复合铜粒子的导电性组合物的形态被使用。例如以导电性糊剂、导电性油墨的形 态被使用。该导电性糊剂含有本发明的复合铜粒子、有机赋形剂(vehicle)和玻璃料。该 有机赋形剂包含树脂成分和溶剂。作为树脂成分,可列举出例如丙烯酸树脂、环氧树脂、乙 基纤维素、羧乙基纤维素等。作为溶剂,可列举出萜品醇及二氢萜品醇等萜烯系溶剂、乙基 卡必醇及丁基卡必醇等醚系溶剂。作为玻璃料,可列举出硼硅酸玻璃、硼硅酸钡玻璃、硼硅 酸锌玻璃等。导电性糊剂中的微粒集合体的比例优选设为36~97. 5质量%。玻璃料的比 例优选设为1. 5~14质量%。有机赋形剂的比例优选设为1~50质量%。作为该导电性 糊剂中的导电性成分,可以仅使用本发明的复合铜粒子,或者也可以将该微粒集合体与其 他铜微粒组合使用。通过将本发明的复合铜粒子与其他铜微粒组合使用,进一步精密地进 行糊剂的粘度调整变得容易。
[0054] 实施例
[0055] 以下,通过实施例对本发明更详细地进行说明。然而,本发明的范围并不限制于所 述实施例。只要没有特别说明," % "是指"质量% "。
[0056] 〔实施例1〕
[0057] (1)原料铜粉的准备
[0058] 将三井金属矿业公司制的铜粉CA-3000与日本AEROSIL公司制的二氧化硅粉 300CF搅拌混合15分钟。二氧化硅粉相对于铜粉以0. 5 %的比率使用。二氧化硅粉的BET 换算粒径Dbei^ 7nm,Dm为53nm。Dbet使用YUASAIONICS公司制的Monosorb进行测定。D50 使用Malvern公司制的ZetasizerZS进行测定。接着,使用机械融合机(HosokawaMicron 制),将该混合粉以3000rpm循环30分钟,制作原料铜粉。该原料铜粉的D_/D5。的值为2. 4, D5。为3.1ym。D5q及Dmax使用日机装公司制MicrotracX-100进行测定(以下也相同。)。 此外,二氧化硅在该铜粉中所占的比例为0. 5 %。二氧化硅的BET换算粒径为7nm。
[0059] (2)复合铜粒子的制造
[0060] 将原料铜粉1000 g投入到珠磨机中,进一步也投入直径为0. 2mm的NIKKAT0公司 制的微珠(材质:氧化锆)进行分散处理。微珠的量相对于处理机的容量设为70%。珠磨 机的容积为2L,分散处理时间设为25分钟。由此,得到目标复合铜粒
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