WO2017061443A1 - Sn-COATED COPPER POWDER, CONDUCTIVE PASTE USING SAME, AND PRODUCING METHOD FOR Sn-COATED COPPER POWDER - Google Patents
Sn-COATED COPPER POWDER, CONDUCTIVE PASTE USING SAME, AND PRODUCING METHOD FOR Sn-COATED COPPER POWDER Download PDFInfo
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Definitions
- a fourteenth aspect of the present invention is a method for producing an Sn-coated copper powder according to the first aspect, wherein the copper powder is deposited on the cathode from the electrolytic solution by an electrolysis method, and the copper powder
- a step of coating tin (Sn) or Sn alloy, and the electrolytic solution is represented by the following formula (2), a compound having a copper ion and a phenazine structure represented by the following formula (1):
- the copper particles constituting the dendritic Sn-coated copper powder become too fine, and the dendritic Sn-coated copper powder becomes a fine whisker-like state, which may lower the conductivity.
- the BET specific surface area can be measured in accordance with JIS Z8830: 2013.
- FIG. 15 is a schematic diagram showing a specific shape of the Sn-coated copper powder according to the fourth embodiment.
- the Sn coated copper powder 41 is composed of Sn or Sn alloy on the surface of the copper powder having a form in which the separated flat copper particles 42 are aggregated two-dimensionally or three-dimensionally.
- the copper particles 42 have a flat plate shape.
- this Sn-coated copper powder is also referred to as “flat Sn-coated copper particle aggregated powder 41”.
- the average major axis diameter d of the tabular copper particles 42 is less than 0.5 ⁇ m, or the cross-sectional average thickness exceeds 1.0 ⁇ m, the aggregated powders formed by aggregation of these particles are aggregated. A large contact area cannot be secured, and the electrical conductivity may decrease.
- the upper limit value of the average major axis diameter d of the tabular copper particles 42 is not particularly limited. However, in the method of depositing on the cathode by electrolysis described later, the upper limit is about 5.0 ⁇ m. Further, the lower limit value of the cross-sectional average thickness of the flat copper particles 42 is not particularly limited, but in the same method of depositing on the cathode by electrolysis, the lower limit is about 0.02 ⁇ m.
- [BET specific surface area] In tabular Sn coating copper particles agglomerated powder 41 according to the fourth embodiment is not particularly limited, examples of the BET specific surface area is preferably in the range of 0.2m 2 /g ⁇ 5.0m 2 / g . If the BET specific surface area exceeds 5.0 m 2 / g, there is a possibility that sufficient contact between the Sn-coated copper powders cannot be ensured. On the other hand, when the BET specific surface area is less than 0.5 m 2 / g, the average particle diameter of the Sn-coated copper powder also increases, the surface area decreases, and the formability and sinterability may deteriorate.
- the BET specific surface area can be measured in accordance with JIS Z8830: 2013.
- Patent Document 1 and Patent Document 2 when spherical copper powder is formed into a flat plate shape by a mechanical method, it is necessary to prevent copper oxidation during mechanical processing. It is processed into a flat plate shape by adding a fatty acid and pulverizing it in air or in an inert atmosphere. However, it cannot be completely prevented from oxidation, and the fatty acid added during processing may affect dispersibility when it is made into a paste, so it is necessary to remove it after the end of processing, The fatty acid may firmly adhere to the copper surface due to the pressure during machining, which causes a problem that it cannot be completely removed.
- the number average molecular weight of the nonionic surfactant is not particularly limited, but is preferably from 100 to 200,000, more preferably from 200 to 15,000, and preferably from 1,000 to 10,000. Further preferred. When the surfactant has a number average molecular weight of less than 100, fine electrolytic copper powder that does not exhibit a dendritic shape may be deposited. On the other hand, when the surfactant has a number average molecular weight exceeding 200,000, electrolytic copper powder having a large average particle size is precipitated, and only dendritic copper powder having a specific surface area of less than 0.2 m 2 / g is obtained. There is no possibility.
- the number average molecular weight is a molecular weight in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran (THF) as a solvent.
- polyethylene glycol for example, one represented by the following formula (i) can be used.
- n1 represents an integer of 1 to 90.
- the tin compound includes a divalent tin compound and a tetravalent tin compound, and the divalent tin compound and the tetravalent tin compound may be used alone or in combination, respectively.
- Surfactants can be used to improve the permeability of the plating solution. Specifically, any of nonionic, cationic, anionic, amphoteric, etc. surfactants should be used as the surfactant. It can be used alone or in combination of two or more.
- content of the metal which comprises Sn alloy can be measured by converting content of each element which comprises Sn coat
- each element in the Sn alloy coating can be quantitatively analyzed from the cross section of the Sn-coated copper powder or the like by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) method or Auger electron spectroscopy (AES) method.
- EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
- AES Auger electron spectroscopy
- the specific electroless plating method, the composition of the electroless Sn plating solution (component in the plating solution), and pretreatment such as cleaning treatment before electroless plating are manufactured in the first embodiment.
- the method is the same as that of the method, and detailed description is omitted.
- the specific electroless plating method, the composition of the electroless Sn plating solution (component in the plating solution), and pretreatment such as cleaning treatment before electroless plating are manufactured in the first embodiment.
- the method is the same as that of the method, and detailed description is omitted.
- the bulk density was measured as a tap density using a shaking specific gravity measuring device (manufactured by Kuramochi Scientific Instruments, Tapping machine KRS-40).
- Example 4 ⁇ Preparation of electrolytic copper powder> A hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added to the electrolyte so that the chloride ion concentration is 100 mg / L, and methyl orange (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), which is a compound having an azobenzene structure as an additive, is added. ) Is added at a concentration of 150 mg / L in the electrolytic solution, and Janus Green B (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), which is a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure, is added at a concentration of 100 mg / L in the electrolytic solution.
- methyl orange manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
- Janus Green B manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.
- the electroless Sn plating solution for alloys stannous chloride 10 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, and sodium hypophosphite 70 g / L.
- a plating solution added at a concentration was prepared.
- 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
- phenolic resin manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211
- butyl cellosolve manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade
- kneader manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1
- kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste.
- the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration.
- the obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
- Example 14 ⁇ Preparation of Dendritic Sn Coated Copper Powder (Coating with Sn—Ag—Bi Alloy)> Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
- Sn alloy Sn—Ag—Bi alloy
- stannous methanesulfonate 50 g / L, bismuth methanesulfonate 5 g / L, silver citrate 20 g / L, thiourea 100 g / L, sodium hypophosphite 30 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared.
- 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
- the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.40 ⁇ m, and the copper particles were formed into a dendritic shape. .
- the average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 27.9 ⁇ m.
- Example 17 ⁇ Preparation of electrolytic copper powder>
- a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L is used, and safranin is added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 200 mg / L.
- copper powder was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 16 except that a hydrochloric acid solution was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L.
- an electroless Sn plating solution a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium hydroxide 100 g / L, and sodium citrate 40 g / L were added at respective concentrations was prepared.
- 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 80 ° C. and stirred for 60 minutes.
- phenolic resin manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211
- butyl cellosolve manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade
- kneader manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1
- kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste.
- the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration.
- the obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
- the specific resistance value of the film obtained by curing was 9.9 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
- the obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
- the electrolytic solution a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L was used.
- Janus Green B manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
- polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 was added.
- Co., Ltd. was added to a concentration of 900 mg / L in the electrolytic solution.
- a hydrochloric acid solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 50 mg / L.
- stannous methanesulfonate 40 g / L, bismuth methanesulfonate 40 g / L, thiourea 100 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, sodium hypophosphite 80 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared.
- 100 g of tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
- the specific resistance value of the film obtained by curing was 7.4 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
- the obtained Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) has a flat plate shape with a cross-sectional thickness (average cross-sectional thickness) of 0.23 ⁇ m, and the size is an average major axis diameter (see FIG. 15 (diameter indicated by “d” in the schematic diagram) was 3.9 ⁇ m.
- the size of the agglomerated copper powder in which a plurality of the flat Sn-coated copper particles were aggregated to form an aggregate was 14.1 ⁇ m in terms of average particle diameter (D50).
- the specific resistance value of the film obtained by curing was 8.1 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
- phenolic resin manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211
- butyl cellosolve manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade
- kneader manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1
- kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste.
- the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration.
- the obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
- the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol.
- Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Bi alloy was obtained.
- the Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Bi alloy was measured. As a result, it was 41.6 mass% with respect to 100 mass of the whole Sn coat copper powder.
- the content of Bi contained in the Sn alloy was 40.2% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
- the average particle size (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 9.0 ⁇ m.
- the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having a cross-sectional thickness of 0.16 ⁇ m on average, and had fine convex portions on the surface.
- the height of the convex portions formed on the surface was 0.26 ⁇ m on average.
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Abstract
Description
本発明は、表面にニッケル(Sn)又はSn合金を被覆した銅粉(Snコート銅粉)に関するものであり、より詳しくは、導電性ペースト等の材料として用いることで導電性を改善させることのできる新たな形状を有するSnコート銅粉に関する。 The present invention relates to copper powder (Sn coated copper powder) whose surface is coated with nickel (Sn) or an Sn alloy, and more specifically, to improve conductivity by using it as a material such as a conductive paste. The present invention relates to a Sn-coated copper powder having a new shape.
電子機器における配線層や電極等の形成には、樹脂型ペーストや焼成型ペースト、電磁波シールド塗料のような、銅粉、銀粉等の金属フィラーを使用したペーストや塗料が多く用いられている。銅粉、銀粉等の金属フィラーペーストは、各種基材上に塗布又は印刷され、加熱硬化や加熱焼成の処理を受けて、配線層や電極等となる導電膜を形成する。 For the formation of wiring layers, electrodes, and the like in electronic devices, many pastes and paints using metal fillers such as copper powder and silver powder, such as resin pastes, fired pastes, and electromagnetic wave shielding paints, are used. Metal filler pastes such as copper powder and silver powder are applied or printed on various base materials, and are subjected to heat curing or heat baking treatment to form a conductive film to be a wiring layer or an electrode.
また、電子材料分野で高集積化、高密度化が進む中で、多層化の方法として、プリント配線板の表面と裏面の導通を得るために貫通孔(スルーホール)を設けてその壁面部分にスルーホールメッキを施し、さらにその貫通孔に導電性ペーストを充填する方法がある。 In addition, as integration and density increase in the electronic material field, as a multilayering method, a through hole (through hole) is provided in the wall surface portion to obtain conduction between the front surface and the back surface of the printed wiring board. There is a method of performing through-hole plating and further filling the through-hole with a conductive paste.
例えば、樹脂型導電性ペーストは、金属フィラーと、樹脂、硬化剤、溶剤等からなり、導電体回路パターン又は端子の上に印刷され、100℃~200℃で加熱硬化させて導電膜として配線や電極を形成する。樹脂型導電性ペーストは、熱によって熱硬化型樹脂が硬化収縮するため、金属フィラーが圧着されて接触することで金属フィラーが重なり、電気的に接続した電流パスが形成される。樹脂型導電性ペーストは、硬化温度が200℃以下で処理されることから、プリント配線板等の熱に弱い材料を使用している基板に用いられている。この樹脂型導電性ペーストに使用される金属フィラーとしては、銀粉、銅粉、銀コート銅粉等が用いられる。 For example, a resin-type conductive paste is made of a metal filler, a resin, a curing agent, a solvent, etc., printed on a conductor circuit pattern or terminal, and cured by heating at 100 ° C. to 200 ° C. An electrode is formed. In the resin-type conductive paste, since the thermosetting resin is cured and contracted by heat, when the metal filler is pressed and brought into contact, the metal filler overlaps and an electrically connected current path is formed. Since the resin-type conductive paste is processed at a curing temperature of 200 ° C. or less, it is used for a substrate using a heat-sensitive material such as a printed wiring board. As the metal filler used in this resin-type conductive paste, silver powder, copper powder, silver-coated copper powder, or the like is used.
また、焼成型導電性ペーストは、金属フィラーと、ガラス、溶剤等からなり、導電体回路パターン又は端子の上に印刷され、600℃~800℃に加熱焼成させて導電膜として配線や電極を形成する。焼成型導電性ペーストは、高い温度によって処理することで、金属フィラーが焼結して導通性が確保されるものである。焼成型導電性ペーストは、このように高い焼成温度で処理されるため、金属粒子を拡散アロイ化させることで導通を図るものであり、高接続信頼性が期待できる。この焼成型導電性ペーストに使用される金属フィラーとしては、共晶半田(Sn‐Pb合金)、Pbフリー半田粉(例えば、Sn-Ag-Cu合金)、銅粉にスズ(Sn)めっき、銀粉にSnめっきしたものが挙げられる。 Firing-type conductive paste consists of a metal filler, glass, solvent, etc., printed on a conductor circuit pattern or terminal, and heated and fired at 600 ° C. to 800 ° C. to form wiring and electrodes as a conductive film. To do. The fired conductive paste is processed at a high temperature to sinter the metal filler and ensure conductivity. Since the fired conductive paste is treated at such a high firing temperature, the metal particles are diffused and alloyed to conduct, and high connection reliability can be expected. Examples of the metal filler used in the sintered conductive paste include eutectic solder (Sn—Pb alloy), Pb-free solder powder (for example, Sn—Ag—Cu alloy), copper powder with tin (Sn) plating, and silver powder. And those plated with Sn.
しかしながら、鉛含有半田の場合は、それを使用した配線基板等を廃棄した際に、鉛が溶出して環境汚染のおそれがあることから、電子部品のPbフリー化の観点で使用が制限される。 However, in the case of lead-containing solder, when a wiring board or the like using it is discarded, lead is eluted and there is a risk of environmental pollution. .
Sn-Pb合金の代替であるPbフリー半田粉としては、銀、ビスマス、銅、インジウム、アンチモン、亜鉛等を含む二元あるいは多元のSn合金が候補として挙げられる。このPbフリー半田粉では、より高性能な配線基板を作製するという観点から、ビア中の導電性ペースト組成物を高度に金属拡散接合させ、ビアの抵抗値を低くすることが要求される。ところが、積層温度より低融点のSn合金が積層時にその温度によって融解してしまい、充填した形状が変形収縮挙動を起こすことによって、ビアホール内の接続信頼性が低下するという問題がある。 As a Pb-free solder powder that is an alternative to the Sn—Pb alloy, binary or multi-element Sn alloys containing silver, bismuth, copper, indium, antimony, zinc, and the like can be cited as candidates. With this Pb-free solder powder, from the viewpoint of producing a higher-performance wiring board, it is required that the conductive paste composition in the via is highly metal-diffused to reduce the resistance value of the via. However, the Sn alloy having a melting point lower than the stacking temperature is melted by the temperature at the time of stacking, and there is a problem that the connection reliability in the via hole is lowered due to deformation and shrinkage behavior of the filled shape.
これらの問題を解決するためには、溶融による形状変形を最小化する必要があり、積層温度によって溶融するSn合金の領域を可能な限り減少させる必要がある。そのためには、使用する金属フィラー粒子をPbフリー半田粉とするのではなく、銅や銀を核としたSn合金が被覆された金属フィラー粒子とすることで、溶融して変形収縮するSn合金領域を最小化することができ、ビアホール内の接続信頼性を確保することができる。 In order to solve these problems, it is necessary to minimize shape deformation due to melting, and it is necessary to reduce as much as possible the region of the Sn alloy that is melted by the lamination temperature. For that purpose, the metal filler particles used are not Pb-free solder powder, but are made of metal filler particles coated with an Sn alloy with copper or silver as the core, so that the Sn alloy region melts and shrinks. Can be minimized, and the connection reliability in the via hole can be ensured.
一方で、焼成型導電性ペーストとして高導電性あるいは高熱伝導性が要求される分野では、導電性や熱伝導性を高くするために、導電粉の配合量を高くする必要があった。高充填化導電粉を作製する方法としては、大小の球状粒子を組み合わせて混合する方法がある。このように大小粒子を組み合わせることで充填率を高めることができる。なお、球状粒子を規則配列させ、小さい粒径の球状粒子を大きい球状粒子の間に充填することで、理論的に80%以上の充填密度が得られると報告されている(非特許文献1)。しかしながら、実際の球状粒子は、完全に独立した粒子では存在せず、粒子が一部凝集しているため、理論的な充填密度よりも低い充填率となる。 On the other hand, in the field where high conductivity or high thermal conductivity is required as the baked conductive paste, it is necessary to increase the blending amount of the conductive powder in order to increase the conductivity and thermal conductivity. As a method for producing the highly filled conductive powder, there is a method in which large and small spherical particles are combined and mixed. In this way, the filling rate can be increased by combining large and small particles. In addition, it is reported that a packing density of 80% or more is theoretically obtained by arranging spherical particles regularly and filling small spherical particles between large spherical particles (Non-patent Document 1). . However, actual spherical particles do not exist as completely independent particles, and the particles are partially agglomerated, resulting in a packing rate lower than the theoretical packing density.
一般的に、孔埋め導電性ペーストをスルーホール内に充填して多層配線板の層間接続を行う場合、導電性を高めるために、スルーホールにできる限り多くの導電性ペーストを充填し、すき間なく金属フィラーを埋め込む必要がある。そのため、従来、この用途に使用する穴埋め用導電性ペーストでは、金属フィラーの配合量を高くすることが望まれている。しかしながら、金属フィラーの配合量を高くすると、導電性ペーストの粘度が高くなりスルーホールへの充填性が悪化してしまう。一方で、導電性ペースト中のバインダの比率を高くすると、粘度が低くなり、スルーホールへの充填性は向上するものの、導電性が悪化してしまうという欠点が生じる。 In general, when filling a through hole with a conductive paste filled in a hole and performing interlayer connection of multilayer wiring boards, in order to increase the conductivity, fill as much of the conductive paste as possible in the through hole to eliminate gaps. It is necessary to embed a metal filler. Therefore, conventionally, in the conductive paste for filling holes used for this purpose, it is desired to increase the blending amount of the metal filler. However, when the compounding amount of the metal filler is increased, the viscosity of the conductive paste is increased and the filling property to the through hole is deteriorated. On the other hand, when the ratio of the binder in the conductive paste is increased, the viscosity is decreased and the filling property to the through hole is improved, but there is a disadvantage that the conductivity is deteriorated.
ここで、球状の金属フィラーを使用すると、粒子間や粒子平面との接触が点接触になり、接触効率が悪くなる。そのため、これを改善するためには、金属フィラーをフレーク状にすることによって、粒子同士を面で接触させる必要がある。 Here, when a spherical metal filler is used, contact between particles or a particle plane becomes point contact, and contact efficiency is deteriorated. Therefore, in order to improve this, it is necessary to bring the particles into contact with each other by making the metal filler into a flake shape.
フレーク状の金属フィラーを作製する方法としては、例えば特許文献1には、球状銅粉を機械的に扁平状に加工してフレーク状銅粉を得る方法が開示されている。具体的には、平均粒径0.5μm~10μmの球状銅粉を原料として、ボールミルや振動ミルを用い、ミル内に装填したメディアの機械的エネルギーにより機械的に平板状に加工するというものである。 As a method for producing a flaky metal filler, for example, Patent Document 1 discloses a method of mechanically processing a spherical copper powder into a flat shape to obtain a flaky copper powder. Specifically, a spherical copper powder having an average particle size of 0.5 μm to 10 μm is used as a raw material, and a ball mill or a vibration mill is used to mechanically process it into a flat plate by the mechanical energy of the media loaded in the mill. is there.
また、例えば特許文献2には、導電性ペースト用銅粉末、詳しくはスルーホール用及び外部電極用銅ペーストとして高性能が得られる円盤状銅粉末及びその製造方法に関する技術が開示されている。具体的には、粒状アトマイズ銅粉末を媒体撹拌ミルに投入し、粉砕媒体として1/8インチ~1/4インチ径のスチールボールを使用して、銅粉末に対して脂肪酸を重量で0.5%~1%添加し、空気中あるいは不活性雰囲気中で粉砕することによって平板状に加工するというものである。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a technique relating to a copper powder for conductive paste, more specifically, a disk-shaped copper powder having high performance as a copper paste for through-holes and external electrodes, and a method for producing the same. Specifically, the granular atomized copper powder is put into a medium agitating mill, and a steel ball having a diameter of 1/8 inch to 1/4 inch is used as a grinding medium. % To 1% is added and processed into a flat plate shape by grinding in air or in an inert atmosphere.
一般的に、フレーク状形状の銅粉を核としたSn合金が被覆された金属フィラー粒子を作製するためには、上述したように機械的に銅粉を塑性変形してフレーク状にした後、その銅粒子表面にSnをコートすることによって作製することができる。 In general, in order to produce metal filler particles coated with Sn alloy with flaky copper powder as a core, mechanically plastically deforming copper powder into flakes as described above, It can be produced by coating Sn on the surface of the copper particles.
銅粉の表面にSnを被覆する方法としては、例えば、無電解Snめっき法を用いることができる。無電解Snめっきは、下地である銅粉の溶出に伴ってめっき液中のSnイオンが還元析出する置換型Snめっきと、めっき液中のSnイオンを還元剤によって還元してSn被覆を行う還元型Snめっきと、Snイオンの不均化反応によって金属Snとなることを利用してSn被覆を行う不均化反応型Snめっきとが挙げられる。 As a method for coating the surface of the copper powder with Sn, for example, an electroless Sn plating method can be used. Electroless Sn plating is a substitutional Sn plating in which Sn ions in the plating solution are reduced and precipitated with elution of the underlying copper powder, and a reduction in which Sn ions in the plating solution are reduced with a reducing agent to perform Sn coating. Type Sn plating and disproportionation reaction type Sn plating in which Sn coating is performed by utilizing the fact that Sn is disproportionated to form metal Sn.
また、Sn合金めっきによってSn合金を被覆する場合には、置換型Snめっき液や還元型Snめっき液、不均化反応型Snめっき液の中に、合金を構成する銀やビスマス、亜鉛等の可溶性塩を加え、Snと同時にそれら金属を析出させることによって、Sn合金の被膜を作製することができる。 Further, when the Sn alloy is coated by Sn alloy plating, silver, bismuth, zinc, or the like constituting the alloy is included in the substitutional Sn plating solution, the reduction Sn plating solution, or the disproportionation reaction type Sn plating solution. By adding a soluble salt and precipitating these metals simultaneously with Sn, a film of Sn alloy can be produced.
さて、銅粉としては、デンドライト状と呼ばれる樹枝状に析出した電解銅粉が知られており、形状が樹枝状になっていることから表面積が大きいことが特徴となっている。このようにデンドライト状の形状であることにより、これを導電膜等に用いた場合には、そのデンドライトの枝が重なり合い、導通が通りやすく、また球状粒子に比べて粒子同士の接点数が多くなることから、導電性ペースト等の導電性フィラーの量を少なくすることができるという利点がある。例えば、特許文献3には、銅表面にNi合金層を形成しその上にAgコートを行って耐酸化性を確保する技術が開示され、ここで用いられる銅粉として、樹枝状の電解銅粉が粒子同士のからみあいの観点から好適である旨が記載されている。 Now, as copper powder, electrolytic copper powder deposited in dendritic shape called dendritic shape is known, and since the shape is dendritic, it is characterized by a large surface area. Due to the dendritic shape as described above, when this is used for a conductive film or the like, the dendritic branches are overlapped with each other, conduction is easy, and the number of contact points between particles is larger than that of spherical particles. Therefore, there is an advantage that the amount of conductive filler such as conductive paste can be reduced. For example, Patent Document 3 discloses a technique for ensuring oxidation resistance by forming an Ni alloy layer on a copper surface and performing Ag coating thereon, and the copper powder used here is a dendritic electrolytic copper powder. Is preferable from the viewpoint of entanglement between particles.
一方、電解銅粉の樹枝を発達させると、導電性ペースト等に用いた場合に電解銅粉同士が必要以上に絡み合ってしまうため、凝集が生じ易くなり、また流動性が低下して非常に扱い難くなり、生産性を低下させることの指摘が特許文献5に示されている。これを解決する方法として、特許文献4では、電解銅粉自体の強度を高めるため、電解銅粉を析出させるための電解液の硫酸銅水溶液中にタングステン酸塩を添加することで、電解銅粉自体の強度を向上させ、樹枝を折れ難くし、高い強度に成形することができるとしている。 On the other hand, when developing a branch of electrolytic copper powder, the electrolytic copper powder will be entangled more than necessary when used in a conductive paste, etc., which makes it easy to agglomerate and lowers the fluidity. It has been pointed out in Patent Document 5 that it becomes difficult to reduce productivity. As a method for solving this, in Patent Document 4, in order to increase the strength of the electrolytic copper powder itself, by adding a tungstate to the aqueous copper sulfate solution of the electrolytic solution for depositing the electrolytic copper powder, the electrolytic copper powder It is said that it can improve its strength, make it difficult to break the branches, and can be molded with high strength.
一方、電解銅粉の樹枝を発達させると、導電性ペースト等に用いた場合に電解銅粉同士が必要以上に絡み合って凝集が発生してしまい樹脂中に均一に分散しなくなり、また流動性が低下して非常に扱い難くなり、印刷等による配線形成に問題が生じて生産性を低下させることの指摘が特許文献4に示されている。なお、この特許文献4では、電解銅粉自体の強度を高めるため、電解銅粉を析出させるための電解液の硫酸銅水溶液中にタングステン酸塩を添加することで、電解銅粉自体の強度を向上させ、樹枝を折れ難くし、高い強度に成形することができるとしている。 On the other hand, when developing a branch of electrolytic copper powder, when used in conductive paste, etc., the electrolytic copper powder is entangled more than necessary and agglomeration occurs, so that it does not disperse uniformly in the resin, and the fluidity is It is pointed out in Patent Document 4 that it decreases and becomes very difficult to handle, causing problems in wiring formation by printing or the like and reducing productivity. In addition, in this patent document 4, in order to raise the intensity | strength of electrolytic copper powder itself, the strength of electrolytic copper powder itself is improved by adding tungstate in the copper sulfate aqueous solution of the electrolytic solution for depositing electrolytic copper powder. It is said that the tree branches can be made difficult to break and can be molded with high strength.
このように、樹枝状の銅粉を導電性ペースト等の金属フィラーとして用いるのは容易でなく、ペーストの導電性の改善がなかなか進まない原因ともなっていた。 As described above, it is not easy to use the dendritic copper powder as a metal filler such as a conductive paste, and the improvement of the conductivity of the paste has been difficult.
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、Snを被覆した銅粉同士が接触する際における接点を多くして優れた導電性を確保しつつ、銅粉同士の凝集を防止して、導電性ペースト等の用途として好適に利用することができるSnコート銅粉を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and agglomeration of copper powders while ensuring excellent conductivity by increasing the number of contacts when the copper powders coated with Sn are in contact with each other. An object of the present invention is to provide a Sn-coated copper powder that can be suitably used as a conductive paste or the like.
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、表面にSn又はSn合金が被覆された特定の形状の銅粒子が集合して、樹枝状形状あるいはその銅粒子の凝集体の形態を有してなるSnコート銅粉であることにより、その銅粉同士の接点が多くなり優れた導電性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。 The present inventor has intensively studied to solve the above-described problems. As a result, the copper particles having a specific shape coated with Sn or Sn alloy on the surface are aggregated, and are Sn-coated copper powder having a dendritic shape or a form of an aggregate of the copper particles, It has been found that the number of contacts between the copper powders increases and exhibits excellent conductivity, and the present invention has been completed. That is, the present invention provides the following.
[1]本発明の第1の発明は、表面にスズ(Sn)又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、直線的に成長した主幹と該主幹から分かれた複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉であって、前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、走査電子顕微鏡(SEM)観察より求められる断面平均厚さが0.02μm~5.0μmである平板状であり、前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmであり、前記銅粒子の平板状の面に対して垂直方向への最大高さが、該平板状の面の水平方向への最大長さに対して1/10以下である、Snコート銅粉である。 [1] A first aspect of the present invention is a tree branch having a main trunk that is formed by linearly growing a main trunk of copper particles coated with tin (Sn) or an Sn alloy on the surface and a plurality of branches separated from the main trunk. The copper particles having an Sn-shaped copper powder, the surface of which is coated with Sn or an Sn alloy, have an average cross-sectional thickness of 0.02 μm to 5.5, as determined by scanning electron microscope (SEM) observation. The Sn-coated copper powder, which is a flat plate having a size of 0 μm and is configured by aggregating the copper particles, has an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 100 μm, with respect to the flat surface of the copper particles. Thus, the Sn-coated copper powder has a maximum height in the vertical direction that is 1/10 or less of the maximum length in the horizontal direction of the flat surface.
[2]本発明の第2の発明は、表面にスズ(Sn)又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉であって、前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、短軸平均径が0.2μm~0.5μm、かつ、長軸平均径が0.5μm~2.0μmの範囲の大きさの楕円体であり、前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が5.0μm~20μmである、Snコート銅粉である。 [2] A second invention of the present invention is an Sn-coated copper powder in which copper particles whose surfaces are coated with tin (Sn) or an Sn alloy are aggregated to form a dendritic shape having a plurality of branches. The copper particles having the surface coated with Sn or Sn alloy have a minor axis average diameter of 0.2 μm to 0.5 μm and a major axis average diameter of 0.5 μm to 2.0 μm. The Sn-coated copper powder, which is an ellipsoid and is configured by aggregating the copper particles, is Sn-coated copper powder having an average particle diameter (D50) of 5.0 μm to 20 μm.
[3]本発明の第3の発明は、第2の発明において、樹枝状の形状を構成する前記枝部分の平均太さが0.5μm~2.0μmである、Snコート銅粉である。 [3] A third invention of the present invention is Sn-coated copper powder according to the second invention, wherein the average thickness of the branch portions constituting the dendritic shape is 0.5 μm to 2.0 μm.
[4]本発明の第4の発明は、表面にスズ(Sn)又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、直線的に成長した主幹と該主幹から分かれた複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉であって、前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、断面平均厚さが0.2μm~5.0μmの平板状であり、前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmである、Snコート銅粉である。 [4] The fourth invention of the present invention is a tree branch having a main trunk that is formed by linearly growing a main trunk of copper particles coated with tin (Sn) or Sn alloy on the surface and a plurality of branches separated from the main trunk. A copper particle having a shape of a shape, the copper particle having the surface coated with Sn or an Sn alloy is a flat plate having a cross-sectional average thickness of 0.2 μm to 5.0 μm, and the copper particle The Sn-coated copper powder constituted by the aggregates is an Sn-coated copper powder having an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 100 μm.
[5]本発明の第5の発明は、表面にスズ(Sn)又はSn合金が被覆された個片状の銅粒子が複数集合して凝集体の形態を有してなるSnコート銅粉であって、前記Sn又はSn合金が被覆された銅粒子は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により求められる平均長軸径が0.5μm~5.0μmで、断面平均厚さが0.02μm~1.0μmである平板状であり、前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである、Snコート銅粉である。 [5] A fifth invention of the present invention is an Sn-coated copper powder comprising a plurality of pieces of copper particles whose surfaces are coated with tin (Sn) or an Sn alloy and having an aggregate form. The copper particles coated with Sn or Sn alloy have an average major axis diameter determined by observation with a scanning electron microscope (SEM) of 0.5 μm to 5.0 μm and an average cross-sectional thickness of 0.02 μm to The Sn-coated copper powder, which is a flat plate having a thickness of 1.0 μm and is configured by aggregating the copper particles, is an Sn-coated copper powder having an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 30 μm.
[6]本発明の第6の発明は、表面にスズ(Sn)又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、直線的に成長した主幹と該主幹から分かれた複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉であって、前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、樹枝状に成長した主幹と該主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状であって、該銅粒子の主幹及び枝の断面平均厚さが0.02μm~0.5μmの平板状であり、前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである、Snコート銅粉である。 [6] A sixth invention of the present invention is a tree branch having a main trunk in which copper particles coated with tin (Sn) or an Sn alloy are gathered on a surface, and a plurality of branches separated from the main trunk. A copper particle having a shape of a shape and having a surface coated with Sn or an Sn alloy is a dendritic shape having a main trunk grown in a dendritic shape and a plurality of branches separated from the main trunk. The Sn-coated copper powder, which is a flat plate having a cross-sectional average thickness of the main trunks and branches of the copper particles of 0.02 μm to 0.5 μm and is configured by aggregating the copper particles, has an average particle diameter ( D50) is Sn-coated copper powder having a thickness of 1.0 to 30 μm.
[7]本発明の第7の発明は、第6の発明において、前記銅粒子の表面に微細な凸部があり、該凸部の平均高さが0.01μm~0.4μmである、Snコート銅粉である。 [7] A seventh invention of the present invention is the Sn according to the sixth invention, wherein the surface of the copper particles has fine convex portions, and the average height of the convex portions is 0.01 μm to 0.4 μm. Coated copper powder.
[8]本発明の第8の発明は、第1乃至第7のいずれかの発明において、Sn又はSn合金として被覆されるSn含有量が、Sn又はSn合金で被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%~50質量%である、Snコート銅粉である。 [8] The eighth invention of the present invention is the entire Sn-coated copper powder according to any one of the first to seventh inventions, wherein the Sn content coated as Sn or Sn alloy is coated with Sn or Sn alloy. The Sn-coated copper powder is 1 to 50% by mass with respect to 100% by mass.
[9]本発明の第9の発明は、第1乃至第8のいずれかの発明において、前記銅粒子の表面にSn合金が被覆されており、コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、スズ、リン、及びボロンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を、前記Sn合金の質量100%に対して0.1質量%~50質量%の含有量で含むSn合金で被覆されている、Snコート銅粉である。 [9] A ninth invention of the present invention is the invention according to any one of the first to eighth inventions, wherein the surface of the copper particles is coated with a Sn alloy, and cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, Coated with a Sn alloy containing at least one selected from the group consisting of tin, phosphorus, and boron at a content of 0.1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy. Sn-coated copper powder.
[10]本発明の第10の発明は、第1乃至第9のいずれかの発明において、嵩密度が0.5g/cm3~5.0g/cm3の範囲である、Snコート銅粉である。 [10] A tenth aspect of the present invention is an Sn-coated copper powder according to any one of the first to ninth aspects, wherein the bulk density is in the range of 0.5 g / cm 3 to 5.0 g / cm 3. is there.
[11]本発明の第11の発明は、第1乃至第10のいずれかの発明において、BET比表面積値が0.2m2/g~5.0m2/gである、Snコート銅粉である。 [11] Eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to 10, BET specific surface area is 0.2m 2 /g~5.0m 2 / g, in Sn-coated copper powder is there.
[12]本発明の第12の発明は、第1乃至第11のいずれかの発明に係るSnコート銅粉を、全体の20質量%以上の割合で含有している、金属フィラーである。 [12] A twelfth aspect of the present invention is a metal filler containing the Sn-coated copper powder according to any one of the first to eleventh aspects in a proportion of 20% by mass or more.
[13]本発明の第13の発明は、第12の発明に係る金属フィラーを樹脂に混合させてなる、導電性ペーストである。 [13] A thirteenth invention of the present invention is a conductive paste obtained by mixing a metal filler according to the twelfth invention with a resin.
[14]本発明の第14の発明は、第1の発明に係るSnコート銅粉を製造する方法であって、電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、前記電解液に、銅イオンと、下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物、下記式(2)で表されるアゾベンゼン構造を有する化合物、及び下記式(3)で表される、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上と、ノニオン界面活性剤の1種類以上と、を含有させて電解を行う、Snコート銅粉の製造方法である。
[15]本発明の第15の発明は、第14の発明において、前記電解液に、さらに塩化物イオンを含有させる、Snコート銅粉の製造方法である。 [15] A fifteenth aspect of the present invention is a method for producing Sn-coated copper powder, wherein, in the fourteenth aspect, the electrolytic solution further contains chloride ions.
[16]本発明の第16の発明は、第2又は3の発明に係るSnコート銅粉を製造する方法であって、電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、前記電解液に、銅イオンと、ポリエーテル化合物と、を含有させて電解を行う、Snコート銅粉の製造方法である。 [16] A sixteenth aspect of the present invention is a method for producing an Sn-coated copper powder according to the second or third aspect of the invention, wherein the copper powder is deposited on the cathode from the electrolytic solution by an electrolysis method, A process for coating tin powder with tin (Sn) or an Sn alloy, wherein the electrolytic solution contains copper ions and a polyether compound to conduct electrolysis. is there.
[17]本発明の第17の発明は、第4の発明に係るSnコート銅粉を製造する方法であって、電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、前記電解液に、銅イオンと、下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物から選択される1種又は2種以上と、を含有させて電解を行う、Snコート銅粉の製造方法である。
[18]本発明の第18の発明は、第6又は7の発明に係るSnコート銅粉を製造する方法であって、電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、前記電解液に、銅イオンと、下記式(3)で表される、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物から選択される1種又は2種以上と、を含有させて電解を行う、Snコート銅粉の製造方法。
本発明によれば、接点を多く確保することができるとともに接触面積を大きくとることができ、優れた導電性を確保し、また銅粉同士の凝集を防止することができ、導電性ペーストや電磁波シールド等の用途に好適に利用することができる。 According to the present invention, it is possible to secure a large number of contacts and a large contact area, to ensure excellent conductivity, and to prevent agglomeration between copper powders. It can utilize suitably for uses, such as a shield.
以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。なお、本明細書にて、「X~Y」(X、Yは任意の数値)との表記は、「X以上Y以下」の意味である。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention (hereinafter referred to as “present embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and Various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In this specification, the notation “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.
≪1.スズ(Sn)コート銅粉≫
本発明に係るスズコート銅粉は、表面にスズ(Sn)又はSn合金が被覆された銅粉である。なお、本明細書において、スズコート銅粉を「Snコート銅粉」と表記する。また、被覆するスズ又はスズ合金を、それぞれ、「Sn」、「Sn合金」と表記し、Snを銅粉表面にコートする場合もSn合金を銅粉表面にコートする場合も、総じて「Snコート」と称する。
<< 1. Tin (Sn) coated copper powder >>
The tin-coated copper powder according to the present invention is a copper powder having a surface coated with tin (Sn) or an Sn alloy. In the present specification, tin-coated copper powder is referred to as “Sn-coated copper powder”. Further, tin or tin alloy to be coated is expressed as “Sn” and “Sn alloy”, respectively, and the case where Sn is coated on the copper powder surface or the case where Sn alloy is coated on the copper powder surface is generally “Sn coat”. ".
<1-1.第1の実施形態>
[Snコート銅粉の構成について]
第1の実施形態に係るSnコート銅粉は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したとき、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状の形状をなすものであり、その主幹及び枝は、特定の断面平均厚さを有する平板状の銅粒子が集合して構成され、これら平板状の銅粒子の表面にSn又はSn合金が被覆されている。なお、以下では、このSnコート銅粉を「樹枝状Snコート銅粉」ともいう。
<1-1. First Embodiment>
[Configuration of Sn-coated copper powder]
When the Sn-coated copper powder according to the first embodiment is observed using a scanning electron microscope (SEM), the Sn-coated copper powder has a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. The main trunk and branch are formed by aggregating tabular copper particles having a specific cross-sectional average thickness, and the surface of the tabular copper particles is coated with Sn or an Sn alloy. Hereinafter, this Sn-coated copper powder is also referred to as “dendritic Sn-coated copper powder”.
より具体的に、この樹枝状Snコート銅粉においては、主幹及び枝が、SEM観察より求められる断面平均厚さが0.02μm~5.0μmの平板状の銅粒子が集合して構成されており、このように平板状の銅粒子が集合して構成される当該Snコート銅粉の平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmである。そして、この樹枝状Snコート銅粉では、平板状の銅粒子のその平板状の面に対して垂直方向への高さが、水平方向への最大長さに対して1/10以下となっており、垂直方向への成長を抑制した平滑な面を有することを特徴としている。 More specifically, in this dendritic Sn-coated copper powder, the main trunk and branches are composed of flat copper particles having an average cross-sectional thickness of 0.02 μm to 5.0 μm determined by SEM observation. Thus, the average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder composed of flat copper particles is 1.0 μm to 100 μm. In this dendritic Sn-coated copper powder, the height of the flat copper particles in the vertical direction with respect to the flat surface is 1/10 or less of the maximum length in the horizontal direction. It has a smooth surface that suppresses growth in the vertical direction.
このような樹枝状Snコート銅粉は、詳しくは後述するが、例えば、銅イオンを含む硫酸酸性の電解液に陽極と陰極を浸漬し、直流電流を流して電気分解することにより陰極上に銅粉を析出させ、そしてその得られた銅粉の表面に無電解めっき法等によりSn又はSn合金を被覆することで作製することができる。 Such a dendritic Sn-coated copper powder will be described in detail later. For example, the anode and the cathode are immersed in a sulfuric acid electrolyte containing copper ions, and a direct current is applied to perform electrolysis to form copper on the cathode. It can be produced by depositing powder and coating the surface of the obtained copper powder with Sn or an Sn alloy by an electroless plating method or the like.
図1及び図2は、第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉の具体的な形状を模式的に示した図である。図1に示すように、樹枝状Snコート銅粉11は、直線的に成長した主幹12とその主幹12から分かれた複数の枝13とを有する樹枝状の形状を有している。なお、樹枝状Snコート銅粉11における枝13は、主幹12から分岐した枝13aだけでなく、その枝13aからさらに分岐した枝13bの両方を意味する。
1 and 2 are diagrams schematically showing a specific shape of the dendritic Sn-coated copper powder according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the dendritic Sn-coated
そして、上述したように、主幹12及び枝13は、SEM観察より求められる断面平均厚さが0.02μm~5.0μmの平板状の銅粒子が集合して構成されている。このような平板状の銅粒子が形成されることは、後述するように、銅粉を電解析出させるに際して電解液中に添加した特定の添加剤が銅粒子の表面に吸着することで成長を抑制され、その結果として平板状に成長するものと考えられる。なお、このような平板状の銅粒子の表面にSn又はSn合金が被覆されることによって、Snコート銅粉11が構成されている。
As described above, the
ところが、例えば図2に示す平板状の面に対して垂直方向(図2中のZ方向)にも銅粉の成長が生じると、それぞれ成長した枝の銅粒子自体は平板状となるものの、垂直方向にも銅粒子が突起のように成長した銅粉が形成される。なお、図2は、平板状の面に水平な方向(平板方向)とその平板状の面に対して垂直な方向を示す図であり、平板方向とはX-Y方向を示し、垂直方向とはZ方向を示す。 However, for example, when copper powder grows in a direction perpendicular to the flat surface shown in FIG. 2 (the Z direction in FIG. 2), the copper particles of the grown branches themselves become flat, but the vertical Copper powder in which copper particles grow like protrusions is also formed in the direction. FIG. 2 is a diagram showing a horizontal direction (flat plate direction) to the flat plate surface and a direction perpendicular to the flat plate surface. The flat plate direction indicates the XY direction, and the vertical direction. Indicates the Z direction.
ここで、図3は、Snを被覆する前の樹枝状銅粉において、平板状の面に対して垂直方向にも成長した銅粉をSEM(倍率1,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。この写真図に示す樹枝状銅粉では、平板状の面に対して垂直方向に銅粒子が成長して突起が形成され、また一部の平板状の面が折れ曲がって垂直方向に高さを有する形状となっている。 Here, FIG. 3 shows an observation image when the copper powder grown in the direction perpendicular to the flat plate-like surface is observed by SEM (magnification 1,000 times) in the dendritic copper powder before coating with Sn. It is a photograph figure which shows an example. In the dendritic copper powder shown in this photograph, copper particles grow in a direction perpendicular to the flat surface to form protrusions, and some flat surfaces are bent to have a height in the vertical direction. It has a shape.
図3の写真図に示すように銅粒子が垂直方向に成長すると、例えばその銅粉に基づいて作製されたSnコート銅粉を導電性ペーストや導電塗料等の用途に利用した場合に、その垂直方向への銅粒子の成長により銅粉が嵩高くなるために充填密度が得られなくなり、導電性を十分に確保できなくなる問題が発生する。 When the copper particles grow in the vertical direction as shown in the photograph of FIG. 3, for example, when the Sn-coated copper powder produced based on the copper powder is used for applications such as conductive paste and conductive paint, the vertical Since the copper powder becomes bulky due to the growth of the copper particles in the direction, the filling density cannot be obtained, and there is a problem that sufficient conductivity cannot be ensured.
これに対して、第1の実施形態に係るSnコート銅粉11では、平板状の面に対して垂直方向への成長が抑制されて、ほぼ平滑な面を有する銅粉となっている。具体的に、図2に示すように、Snコート銅粉11は、平板状の面に対して垂直方向への最大高さ(図2中の符号「15」)が、平板状の面の水平方向への長尺となる最大長さ(図2中の符号「14」)に対して1/10以下になる。なお、平板状の面に対して垂直方向への最大高さ15とは、平板状の面の厚さではなく、例えば平板状の面に突起が形成されている場合はその突起の高さであり、平板状の「面」を基準として厚さ方向とは逆方向の“高さ”のことを意味する。また、平板状の面に対して水平方向への最大長さ14とは、平板状の面の長軸長さを意味する。
In contrast, in the Sn-coated
ここで、図4は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉についてSEM(倍率5,000倍)により観察したときの観察像、つまり、平板状の面に対して垂直方向への成長を抑制した平板状の樹枝状銅粉の観察像の一例を示す写真図である。また、図5は、図4に示した垂直方向への成長を抑制した樹枝状銅粉にSn又はSn合金を被覆した樹枝状Snコート銅粉についてSEM(倍率1,000倍)により観察したときの観察像を示す写真図である。また、図6は、同様にして、垂直方向への成長を抑制した樹枝状銅粉にSn又はSn合金を被覆した樹枝状Snコート銅粉の別の箇所についてSEM(倍率1,000倍)により観察したときの観察像を示す写真図である。これらの写真図に示されるように、平板状の面に対して垂直方向への成長が抑制されて、ほぼ平滑な面を有する樹枝状であって平板な銅粉となっていることが分かる。 Here, FIG. 4 is an observation image when the dendritic copper powder before coating with Sn or Sn alloy is observed by SEM (magnification of 5,000 times), that is, in a direction perpendicular to the flat surface. It is a photograph figure which shows an example of the observation image of the flat dendritic copper powder which suppressed the growth. Moreover, FIG. 5 is when the dendritic Sn coat | covered copper powder which coat | covered Sn or Sn alloy with the dendritic copper powder which suppressed the growth to the orthogonal | vertical direction shown in FIG. 4 was observed by SEM (magnification 1,000 times). It is a photograph figure which shows the observation image of. In addition, FIG. 6 is a similar graph showing another part of the dendritic Sn-coated copper powder in which Sn or Sn alloy is coated on the dendritic copper powder whose growth in the vertical direction is suppressed by SEM (magnification 1,000 times). It is a photograph figure which shows the observation image when it observes. As shown in these photographic diagrams, it can be seen that the growth in the vertical direction with respect to the flat surface is suppressed, and a dendritic and flat copper powder having a substantially smooth surface is obtained.
このような垂直方向への成長が抑制された平板な樹枝状Snコート銅粉11であることにより、銅粉同士の接触面積を大きく確保することができる。そして、その接触面積が大きくなることで、低抵抗、すなわち高導電率を実現することができる。このことにより、より一層に導電性に優れ、またその導電性を良好に維持することができ、導電性塗料や導電性ペーストの用途に好適に用いることができる。また、樹枝状Snコート銅粉11が平板状の銅粒子が集合して構成されていることにより、配線材等の薄型化にも貢献することができる。
Such a flat dendritic Sn-coated
上述したように、樹枝状Snコート銅粉11において主幹12及び枝13を構成する、Sn又はSn合金が被覆された平板状の銅粒子は、その断面平均厚さが0.02μm~5.0μmである。Sn又はSn合金が被覆された平板状の銅粒子の断面平均厚さは、より薄い方が平板としての効果が発揮されることになる。すなわち、断面平均厚さが5.0μm以下である、Snが被覆された平板状の銅粒子によって主幹12及び枝13が構成されることで、銅粒子同士、またそれにより構成される樹枝状Snコート銅粉11同士が接触する面積を大きく確保することができる。
As described above, the tabular copper particles coated with Sn or Sn alloy constituting the
なお、Sn又はSn合金が被覆された平板状の銅粒子の断面平均厚さは、薄くなればなるほど、樹枝状Snコート銅粉11同士が接触する際における接点の数が少なくなってしまう。Sn又はSn合金が被覆された銅粒子の断面平均厚さが0.02μm以上あれば、十分な接点の数を確保することができ、より好ましくは0.2μm以上であり、これにより接点の数を有効に増やすことができる。 In addition, as the cross-sectional average thickness of the tabular copper particles coated with Sn or the Sn alloy becomes thinner, the number of contacts when the dendritic Sn-coated copper powders 11 come into contact with each other decreases. If the average cross-sectional thickness of the copper particles coated with Sn or Sn alloy is 0.02 μm or more, a sufficient number of contacts can be secured, and more preferably 0.2 μm or more. Can be increased effectively.
また、第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11においては、その平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmである。平均粒子径は、後述する電解条件を変更することで制御可能である。また、必要に応じて、ジェットミル、サンプルミル、サイクロンミル、ビーズミル等の機械的な粉砕や解砕を付加することによって、所望とする大きさにさらに調整することが可能である。なお、平均粒子径(D50)は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。
Further, in the dendritic Sn-coated
ここで、例えば特許文献4でも指摘されているように、樹枝状Snコート銅粉等の樹枝状の形状を呈した粉末の問題点としては、導電性ペーストや電磁波シールド用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に、樹脂中の金属フィラーが樹枝状に発達した形状であることにより、樹枝状の銅粉同士が絡み合って凝集が発生し、樹脂中に均一に分散しないことが挙げられる。また、その凝集により、ペーストの粘度が上昇して印刷による配線形成に問題が生じる。このことは、樹枝状Snコート銅粉の形状(粒子径)が大きいために発生するものであり、樹枝状の形状を有効に活かしながらこの問題を解決するためには、樹枝状Snコート銅粉の形状を小さくすることが必要となる。ところが、樹枝状Snコート銅粉の粒子径を小さくし過ぎると、その樹枝状形状を確保することができなくなる。そのため、樹枝状形状であることの効果、すなわち3次元的形状であることにより表面積が大きく成形性や焼結性に優れ、また枝状の箇所を介して強固に連結されて高い強度で成形できるという効果を確保するには、樹枝状Snコート銅粉が所定以上の大きさであることが必要となる。 Here, as pointed out in Patent Document 4, for example, as a problem of powder having a dendritic shape such as a dendritic Sn-coated copper powder, a metal filler such as a conductive paste or a resin for electromagnetic wave shielding When the metal filler in the resin is in a shape that is developed in a dendritic shape, the dendritic copper powders are entangled with each other to cause agglomeration and not uniformly dispersed in the resin. In addition, the agglomeration increases the viscosity of the paste and causes problems in wiring formation by printing. This occurs because the shape (particle diameter) of the dendritic Sn-coated copper powder is large. In order to solve this problem while effectively utilizing the dendritic shape, the dendritic Sn-coated copper powder is used. It is necessary to reduce the shape of the. However, if the particle diameter of the dendritic Sn-coated copper powder is too small, the dendritic shape cannot be secured. Therefore, the effect of being in a dendritic shape, that is, a three-dimensional shape, has a large surface area and excellent moldability and sinterability, and can be molded with high strength by being firmly connected via a branch-like portion. In order to secure the effect, it is necessary that the dendritic Sn-coated copper powder has a size larger than a predetermined size.
この点において、第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11では、その平均粒子径が1.0μm~100μmであることにより、表面積が大きくなり、良好な成形性や焼結性を確保することができる。そして、この樹枝状Snコート銅粉11は、樹枝状の形状であることに加えて、主幹12及び枝13が平板状の銅粒子の集合体により構成されているため、樹枝状であることの3次元的効果と、その樹枝状の形状を構成する銅粒子が平板状であることの効果により、銅粉同士の接点をより多く確保することができる。
In this respect, in the dendritic Sn-coated
平板状のSnコート銅粉を作製する方法として、特許文献1や特許文献2には、粉砕等の機械的な方法により平板状にすることが示されている。この機械的な方法では、例えば球状銅粉を平板状にする場合には、機械的加工時に銅の酸化を防止する必要があるため、脂肪酸を添加し、空気中あるいは不活性雰囲気中で粉砕することによって平板状に加工している。しかしながら、完全に酸化を防止することができないことや、加工時に添加している脂肪酸がペースト化するときに分散性に影響を及ぼすことがあるため、加工終了後に除去することが必要となるが、その脂肪酸が機械加工時の圧力で銅表面に強固に固着する場合があり、完全に除去できないという問題が発生する。すると、導電性ペーストや電磁波シールド用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に、その酸化被膜や脂肪酸の付着が抵抗を大きくする原因となる。 As a method for producing a flat Sn-coated copper powder, Patent Document 1 and Patent Document 2 show that a flat plate is formed by a mechanical method such as pulverization. In this mechanical method, for example, when spherical copper powder is formed into a flat plate shape, it is necessary to prevent copper oxidation during mechanical processing. Therefore, fatty acid is added and pulverized in air or in an inert atmosphere. This is processed into a flat plate shape. However, it cannot be completely prevented from oxidation, and the fatty acid added at the time of processing may affect the dispersibility when it is made into a paste. The fatty acid may firmly adhere to the copper surface due to the pressure during machining, which causes a problem that it cannot be completely removed. Then, when it uses as metal fillers, such as an electrically conductive paste and resin for electromagnetic wave shielding, the adhesion of the oxide film or fatty acid becomes a cause of increasing resistance.
これに対して、第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11では、機械的な加工を行うことなく直接電解によって成長させて平板の形状にすることができるため、これまでの機械的な方法で問題となっていた酸化の問題や脂肪酸の残留による問題は生じず、表面状態が良好な銅粉となり、電気導電性としては極めて良好な状態とすることができる。これにより、導電性ペーストや電磁波シールド用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に、低抵抗を実現できる。なお、樹枝状Snコート銅粉11の製造方法については、後で詳述する。
In contrast, the dendritic Sn-coated
また、さらに低抵抗を実現するためには、金属フィラーの充填率が問題となる。より充填率を高めるためには、平板状の樹枝状Snコート銅粉の平滑性が必要となる。つまり、樹枝状Snコート銅粉11の形態は、平板状の面に対して垂直方向への最大高さが、平板状の面に対して水平な方向への最大長さに対して1/10以下であることにより、平滑性が高く充填率が上昇するとともに、銅粉同士の面での接点が増加するため、さらに低抵抗が実現できる。
Also, in order to realize further low resistance, the filling rate of the metal filler becomes a problem. In order to further increase the filling rate, the smoothness of the flat dendritic Sn-coated copper powder is required. That is, the form of the dendritic Sn-coated
なお、電子顕微鏡で観察したときに、得られたSnコート銅粉のうちに、上述したような形状の樹枝状Snコート銅粉が所定の割合で占められていれば、それ以外の形状のSnコート銅粉が混じっていても、その樹枝状Snコート銅粉のみからなる銅粉と同様の効果を得ることができる。具体的には、電子顕微鏡(例えば500倍~20,000倍)で観察したときに、上述した形状の樹枝状Snコート銅粉が全Snコート銅粉のうちの65個数%以上、好ましくは80個数%以上、より好ましくは90個数%以上の割合を占めていれば、その他の形状のSnコート銅粉が含まれていてもよい。 In addition, if the dendritic Sn coat copper powder of the shape as described above is occupied at a predetermined ratio in the obtained Sn coat copper powder when observed with an electron microscope, Sn of other shapes is used. Even if the coated copper powder is mixed, the same effect as that of the copper powder composed only of the dendritic Sn-coated copper powder can be obtained. Specifically, when observed with an electron microscope (for example, 500 to 20,000 times), the dendritic Sn-coated copper powder having the shape described above is 65% by number or more, preferably 80% of the total Sn-coated copper powder. As long as it occupies a ratio of several percent or more, more preferably 90 percent or more, Sn-coated copper powder of other shapes may be included.
[Snの被覆について]
第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11は、上述したように、断面平均厚さが0.02μm~5.0μmの平板状であって表面にSn又はSn合金が被覆されている銅粒子によって樹枝状に構成されたものである。
[Sn coating]
As described above, the dendritic Sn-coated
樹枝状Snコート銅粉11は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉に、好ましくはSn被覆した当該Snコート銅粉11全体の質量100%に対してSn含有量として1質量%~50質量%の割合でSn又はSn合金が被覆されたものであり、Snの厚さ(被覆厚み)としては0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下の極薄い被膜が被覆されている。このことから、樹枝状Snコート銅粉11は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Sn又はSn合金を被覆する前の銅粉の形状と、銅粉にSn又はSn合金を被覆した後のSnコート銅粉の形状とは、両者共に樹枝状の形状である。
The dendritic Sn-coated
樹枝状Snコート銅粉11におけるSn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、上述したように、Sn被覆した当該Snコート銅粉1全体の質量100%に対して1質量%~50質量%の範囲であることが好ましい。Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、Sn自体の導電率が銅より低いためできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅粉表面に均一なSn又はSn合金の被膜が確保できず、導電性の低下の原因になる。そのため、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉11全体の質量100%に対して1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。
As described above, the content of Sn coated as Sn or Sn alloy in the dendritic Sn-coated
一方で、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量が多くなると、導電率が低下することから好ましくない。したがって、Sn又はSn合金の被覆量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉11全体の質量100%に対して50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
On the other hand, if the content of Sn coated as Sn or Sn alloy increases, it is not preferable because the conductivity decreases. Therefore, the coating amount of Sn or Sn alloy is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on 100% by mass of the Sn-coated
また、第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11において、樹枝状銅粉の表面に被覆するSn又はSn合金の平均厚みとしては0.001μm~0.1μm程度であり、0.005μm~0.02μm程度であることがより好ましい。Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.001μm未満であると、銅粉の表面に均一なSn又はSn合金の被覆を確保することができず、また導電性の低下の原因となる。一方で、Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.1μmを超えると、コストの観点から好ましくない。
In the dendritic Sn-coated
このように、樹枝状銅粉の表面に被覆するSnの平均厚みは0.1μm以下であり、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉を構成する平板状の銅粒子の断面平均厚さ(0.02μm~5.0μm)と比べて小さい。そのため、樹枝状銅粉の表面をSn又はSn合金で被覆する前後で、平板状の銅粒子の断面平均厚さは実質的に変化することはない。 Thus, the average thickness of Sn coated on the surface of the dendritic copper powder is 0.1 μm or less, and the cross-sectional average thickness of the plate-like copper particles constituting the dendritic copper powder before coating with Sn or Sn alloy Is smaller than 0.02 μm to 5.0 μm. Therefore, before and after coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy, the cross-sectional average thickness of the tabular copper particles does not substantially change.
さらに後述するように、樹枝状Snコート銅粉11において、樹枝状銅粉に被覆されるSnはSn合金でもよい。Sn合金として添加される元素としては、銀、ビスマス、及び亜鉛から選ばれる1種以上が好ましい。
As will be further described later, in the dendritic Sn-coated
[嵩密度について]
第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11では、特に限定されないが、その嵩密度としては、0.5g/cm3~5.0g/cm3の範囲であることが好ましい。嵩密度が0.5g/cm3未満であると、樹枝状Snコート銅粉同士の接点を十分に確保できない可能性がある。一方で、嵩密度が5.0g/cm3を超えると、樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径も大きくなってしまい、表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。
[About bulk density]
The dendritic Sn-coated
[BET比表面積について]
第1の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉11では、特に限定されないが、そのBET比表面積の値が0.2m2/g~5.0m2/gであることが好ましい。BET比表面積値が0.2m2/g未満であると、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子が、上述したような所望の形状とはならないことがあり、高い導電性が得られないことがある。一方で、BET比表面積値が5.0m2/gを超えると、樹枝状Snコート銅粉の表面のSn又はSn合金の被覆が不均一となり高い導電性が得られない可能性がある。また、樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子が細かくなりすぎてしまい、樹枝状Snコート銅粉が細かいひげ状の状態となって、導電性が低下することがある。なお、BET比表面積は、JIS Z8830:2013に準拠して測定することができる。
[BET specific surface area]
In the first according to the embodiment dendritic Sn coating
<1-2.第2の実施形態>
[Snコート銅粉の構成について]
第2の実施形態に係るSnコート銅粉は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したとき、複数の枝を有する樹枝状の形状をなすものであり、特定の大きさの楕円体形状の銅粒子が集合して構成され、これら銅粒子の表面にSn又はSn合金が被覆されている。なお、以下では、このSnコート銅粉を「樹枝状Snコート銅粉」ともいう。
<1-2. Second Embodiment>
[Configuration of Sn-coated copper powder]
The Sn-coated copper powder according to the second embodiment forms a dendritic shape having a plurality of branches when observed using a scanning electron microscope (SEM), and has an ellipsoidal shape having a specific size. The copper particles are aggregated, and the surface of these copper particles is coated with Sn or an Sn alloy. Hereinafter, this Sn-coated copper powder is also referred to as “dendritic Sn-coated copper powder”.
より具体的に、この樹枝状Snコート銅粉においては、複数の枝を有する樹枝状の形状を呈する銅粉が、短軸平均径が0.2μm~0.5μm、かつ、長軸平均径が0.5μm~2.0μmの範囲の大きさの楕円体であって表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して構成されている。そして、その表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して構成される当該Snコート銅粉の平均粒子径(D50)が5.0μm~20μmであることを特徴としている。 More specifically, in this dendritic Sn-coated copper powder, a copper powder having a dendritic shape having a plurality of branches has a minor axis average diameter of 0.2 μm to 0.5 μm and a major axis average diameter. The ellipsoid has a size in the range of 0.5 μm to 2.0 μm and is composed of copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy. The average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder formed by assembling the copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface is 5.0 μm to 20 μm.
ここで、図7は、第2の実施形態に係るSnコート銅粉を構成する、表面にSn又はSn合金が被覆される前の樹枝状銅粉の具体的な形状を模式的に示した図である。この図7の模式図に示すように、Snコート銅粉を構成する樹枝状銅粉21は、複数の枝を有する樹枝状の形状であり、微細な銅粒子22の集合体からなっている。Snコート銅粉は、このような銅粒子22の集合体である樹枝状銅粉21の表面にSn又はSn合金が被覆されてなる。
Here, FIG. 7 is a diagram schematically showing a specific shape of the dendritic copper powder before the Sn or Sn alloy is coated on the surface, which constitutes the Sn-coated copper powder according to the second embodiment. It is. As shown in the schematic diagram of FIG. 7, the
そして、樹枝状銅粉21を構成する銅粒子22は、短軸平均径が0.2μm~0.5μmであり、長軸平均径が0.5μm~2.0μmの範囲の大きさの楕円体の形状をした銅粒子である。そして、楕円体の銅粒子22の集合体である樹枝状銅粉21は、その平均粒子径(D50)が5.0μm~20μmである。なお、樹枝状銅粉21の表面にSn又はSn合金を被覆した後であっても、Snコート銅粉を構成するSnを被覆した銅粒子の短軸平均径及び長軸平均径、並びにそのSnコート銅粉の平均粒子径は、ほぼ同じである。
The
このような樹枝状銅粉21は、詳しくは後述するが、例えば、銅イオンを含む硫酸酸性の電解液に陽極と陰極を浸漬し、直流電流を流して電気分解することにより陰極上に析出させて得ることができる。すなわち、粉砕、解砕等の物理的な処理を施すことなく、上述したような小さな形状の樹枝状銅粉21を電解により析出生成することができる。なお、従来の樹枝状銅粉は、非常に大きな形状でありそのままでは利用できないために粉砕処理を行って小さな形状として利用していたが、この場合、粉砕した形状が10μm以下の棒状銅粉となっていたことから、従来の樹枝状銅粉の形状は10μm以下の形状が集合した樹枝状銅粉であると考えられる。
Although such
図8は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉のSEM(倍率5,000倍)による観察像の一例を示す写真図である。また、図9及び図10は、第2の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉、すなわち樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金を被覆してなる樹枝状Snコート銅粉のSEMによる観察像の一例を示す写真図である(図9:倍率5,000倍、図10:倍率10,000倍)。 FIG. 8 is a photograph showing an example of an observation image obtained by SEM (5,000 times magnification) of the dendritic copper powder before coating with Sn or Sn alloy. 9 and 10 are SEM observations of the dendritic Sn-coated copper powder according to the second embodiment, that is, the dendritic Sn-coated copper powder obtained by coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy. It is a photograph figure which shows an example of an image (FIG. 9: 5,000 times magnification, FIG. 10: 10,000 times magnification).
図8で観察されるように、Snを被覆する前の銅粉は、樹枝状の析出状態を呈している。また、図9及び図10で観察されるように、Snコート銅粉は、樹枝状の析出状態を呈した銅粉から構成されている。なお、この樹枝状Snコート銅粉は、銅粒子22が集合することで樹枝状の形状を形成した樹枝状銅粉21の表面にSn又はSn合金が被覆されてなり、その銅粒子2の大きさは、短軸平均径が0.5μm以下で、長軸平均径が2.0μm以下の楕円体の形状となっている。
As observed in FIG. 8, the copper powder before coating with Sn exhibits a dendritic precipitation state. Moreover, as observed in FIG. 9 and FIG. 10, the Sn-coated copper powder is composed of copper powder exhibiting a dendritic precipitation state. The dendritic Sn-coated copper powder is formed by coating the surface of the
このように、樹枝状銅粉21を構成する銅粒子22の長軸平均径が2.0μm以下の細長い形状であることにより、樹枝状Snコート銅粉同士が接触する際における接点の数を多くすることができる。すなわち、長軸平均径が2.0μm以下の銅粒子22の集合体であることにより、図8~図10に示す観察結果でも確認できるように、樹枝状Snコート銅粉の枝の部分には細かな突起が形成されることになり、これが樹枝状Snコート銅粉同士の接点を多く確保できることになる。
Thus, the long axis average diameter of the
しかしながら、銅粒子22の長軸平均径が2.0μmを超える長い形状になると、樹枝状の枝の間隔が少なくなり全体に密集した形状になるため、かえって樹枝状Snコート銅粉同士の接点が少なくなる傾向になる。また逆に、銅粒子の長軸平均径が短くなりすぎると、突起の形成が得られなくなる。そのため、銅粒子22の長軸平均径としては、0.5μm~2.0μmであることが好ましい。
However, when the long axis average diameter of the
また、銅粒子22の短軸平均径は0.5μm以下である。銅粒子22の短軸平均径が0.5μmよりも太くなると、微細銅粒子22を集合させて樹枝状形状を形成したとき、その樹枝状銅粉21の枝部分の太さ(例えば図7の模式図中の「D1」)が大きくなる。枝部分の太さ(直径)が大きくなると、その樹枝状銅粉21の表面にSn又はSn合金を被覆した樹枝状Snコート銅粉の枝の間隔が狭くなり全体として密集した形状になることから、3次元的な樹枝状の効果を発揮できなくなる。逆に、枝部分の太さが細すぎると、細かいひげ状の状態となるため、樹枝状Snコート銅粉同士が接触した場合に十分な導電性を確保できなくなる。このことから、銅粒子22の短軸平均径としては、0.2μm~0.5μmの大きさであることが好ましく、これにより、3次元的な樹枝状の効果を発揮しつつ、十分な導電性を確保することができる。
Further, the minor axis average diameter of the
さらに、銅粒子22が集合して構成される樹枝状銅粉21の枝部分の平均太さ(直径)(D1)としては、5.0μm以下であることが好ましい。枝部分の平均太さが5.0μmを超えると、樹枝状銅粉1の枝の間隔が狭くなり全体として密集した形状になる。一方で、その枝部分の太さが小さすぎると、その樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金を被覆した樹枝状Snコート銅粉の強度が不足し、その枝の部分で折れてしまい、導電性を失う可能性がある。このことから、樹枝状銅粉1の枝部分の平均太さとしては、0.5μm~5.0μmであることが好ましい。
Furthermore, the average thickness (diameter) (D1) of the branch portion of the
また、第2の実施形態に係るSnコート銅粉においては、その平均粒子径(D50)が、5.0μm~20μmである。平均粒子径は、後述する電解条件を変更することで制御可能である。また、必要に応じて、ジェットミル、サンプルミル、サイクロンミル、ビーズミル等の機械的な粉砕や解砕を付加することによって、所望とする大きさにさらに調整することが可能である。Snコート銅粉がこのような大きさであることにより、3次元的な樹枝状の形状の効果によって銅粉同士の接点を多く確保できるともに、樹脂中において凝集を抑制して良好に分散させることができ、ペースト粘度の上昇を抑えることができる。なお、平均粒子径(D50)は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。 In addition, in the Sn-coated copper powder according to the second embodiment, the average particle diameter (D50) is 5.0 μm to 20 μm. The average particle diameter can be controlled by changing the electrolysis conditions described later. Further, if necessary, it can be further adjusted to a desired size by adding mechanical crushing or crushing such as a jet mill, a sample mill, a cyclone mill, or a bead mill. With such a size of the Sn-coated copper powder, it is possible to secure a large number of contact points between the copper powders by the effect of the three-dimensional dendritic shape, and to suppress the aggregation in the resin and to disperse it well. And increase in paste viscosity can be suppressed. In addition, an average particle diameter (D50) can be measured by the laser diffraction scattering type particle size distribution measuring method, for example.
なお、電子顕微鏡で観察したときに、得られたSnコート銅粉のうちに、上述したような形状の樹枝状Snコート銅粉が所定の割合で占められていれば、それ以外の形状のSnコート銅粉が混じっていても、その樹枝状Snコート銅粉のみからなる銅粉と同様の効果を得ることができる。具体的には、電子顕微鏡(例えば500倍~20,000倍)で観察したときに、上述した形状の樹枝状Snコート銅粉が全Snコート銅粉のうちの65個数%以上、好ましくは80個数%以上、より好ましくは90個数%以上の割合を占めていれば、その他の形状のSnコート銅粉が含まれていてもよい。 In addition, if the dendritic Sn coat copper powder of the shape as described above is occupied at a predetermined ratio in the obtained Sn coat copper powder when observed with an electron microscope, Sn of other shapes is used. Even if the coated copper powder is mixed, the same effect as that of the copper powder composed only of the dendritic Sn-coated copper powder can be obtained. Specifically, when observed with an electron microscope (for example, 500 to 20,000 times), the dendritic Sn-coated copper powder having the shape described above is 65% by number or more, preferably 80% of the total Sn-coated copper powder. As long as it occupies a ratio of several percent or more, more preferably 90 percent or more, Sn-coated copper powder of other shapes may be included.
[Snの被覆について]
第2の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉は、上述したように樹枝状銅粉21(図7参照)の表面にSn又はSn合金が被覆されている。
[Sn coating]
In the dendritic Sn-coated copper powder according to the second embodiment, the surface of the dendritic copper powder 21 (see FIG. 7) is coated with Sn or an Sn alloy as described above.
樹枝状Snコート銅粉は、Sn又はSn合金が被覆する前の樹枝状銅粉21に、好ましくはSn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対してSn含有量として1質量%~50質量%の割合でSn又はSn合金が被覆されたものであり、Snの厚さ(被覆厚さ)としては0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下の極薄い被膜が被覆されている。このことから、樹脂状Snコート銅粉は、Sn又はSn合金が被覆する前の樹枝状銅粉21の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Sn又はSn合金を被覆する前の銅粉の形状と、その銅粉にSn又はSn合金を被覆した後のSnコート銅粉の形状とは、両者共に樹枝状の形状である。
The dendritic Sn-coated copper powder preferably has a Sn content of 1% by mass to 100% by mass of the total Sn-coated copper powder coated with Sn on the
樹枝状Snコート銅粉におけるSn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、上述したように、Sn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%~50質量%の範囲であることが好ましい。Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、Sn自体の導電率が銅より低いためできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅粉表面に均一なSn又はSn合金の被膜が確保できず、導電性の低下の原因になる。そのため、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。 As described above, the content of Sn coated as Sn or an Sn alloy in the dendritic Sn-coated copper powder is 1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated Sn-coated copper powder. A range is preferable. The Sn content coated as Sn or Sn alloy is preferably as low as possible because Sn has a lower electrical conductivity than copper, but if it is too small, a uniform Sn or Sn alloy film cannot be secured on the copper powder surface. This causes a decrease in conductivity. Therefore, as content of Sn coat | covered as Sn or Sn alloy, it is preferable that it is 1 mass% or more with respect to 100 mass of the whole Sn coat | covered Sn coat copper powder, and it is 2 mass% or more. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 5 mass% or more.
一方で、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量が多くなると、コストの観点から好ましくない。したがって、Sn又はSn合金の被覆量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。 On the other hand, if the content of Sn coated as Sn or Sn alloy increases, it is not preferable from the viewpoint of cost. Therefore, the coating amount of Sn or Sn alloy is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder coated with Sn. More preferably, it is at most mass%.
また、第2の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉において、銅粒子の表面に被覆するSn又はSn合金の平均厚みとしては0.001μm~0.1μm程度であり、0.005μm~0.02μm程度であることが好ましい。Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.001μm未満であると、銅粉の表面に均一なSnの被覆を確保することができず、また導電性の低下の原因となる。一方で、Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.1μmを超えると、コストの観点から好ましくない。 In the dendritic Sn-coated copper powder according to the second embodiment, the average thickness of Sn or Sn alloy coated on the surface of the copper particles is about 0.001 μm to 0.1 μm, and 0.005 μm to 0.005. It is preferably about 02 μm. If the Sn or Sn alloy coating thickness is less than 0.001 μm on average, a uniform Sn coating cannot be secured on the surface of the copper powder, and this causes a decrease in conductivity. On the other hand, when the coating thickness of Sn or Sn alloy exceeds 0.1 μm on average, it is not preferable from the viewpoint of cost.
このように樹枝状Snコート銅粉の表面に被覆するSn又はSn合金の平均厚みは、0.001μm~0.1μm程度であり、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉21を構成する銅粒子22の大きさ(短軸平均径が0.2μm~0.5μm、かつ、長軸平均径が0.5μm~2.0μmの範囲の大きさの楕円体)と比べて小さい。そのため、樹枝状銅粉21の表面をSn又はSn合金で被覆する前後で、銅粉の形態は実質的に変化することはない。
Thus, the average thickness of the Sn or Sn alloy coated on the surface of the dendritic Sn-coated copper powder is about 0.001 μm to 0.1 μm, and constitutes the
さらに後述するように、樹枝状Snコート銅粉において、樹枝状銅粉21に被覆されるSnはSn合金でもよい。Sn合金として添加される元素としては、銀、ビスマス、及び亜鉛から選ばれる1種以上が好ましい。
As will be further described later, in the dendritic Sn-coated copper powder, the Sn covered with the
[嵩密度について]
第2の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉では、特に限定されないが、その嵩密度としては、0.5g/cm3~5.0g/cm3の範囲であることが好ましい。嵩密度が0.5g/cm3未満であると、樹枝状Snコート銅粉同士の接点を十分に確保することができない可能性がある。一方で、嵩密度が5.0g/cm3を超えると、樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径も大きくなってしまい、すると表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。
[About bulk density]
The dendritic Sn-coated copper powder according to the second embodiment is not particularly limited, but the bulk density is preferably in the range of 0.5 g / cm 3 to 5.0 g / cm 3 . If the bulk density is less than 0.5 g / cm 3 , there is a possibility that sufficient contact between the dendritic Sn-coated copper powders cannot be ensured. On the other hand, if the bulk density exceeds 5.0 g / cm 3 , the average particle diameter of the dendritic Sn-coated copper powder also increases, and the surface area may decrease and formability and sinterability may deteriorate. .
[BET比表面積について]
第2の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉では、特に限定されないが、そのBET比表面積の値が0.2m2/g~5.0m2/gであることが好ましい。BET比表面積値が0.2m2/g未満であると、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子が、上述したような所望の形状とはならないことがあり、高い導電性が得られないことがある。一方で、BET比表面積値が5.0m2/gを超えると、樹枝状Snコート銅粉の表面のSn又はSn合金の被覆が不均一となり高い導電性が得られない可能性がある。また、樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子が細かくなりすぎてしまい、樹枝状Snコート銅粉が細かいひげ状の状態となって、導電性が低下することがある。なお、BET比表面積は、JIS Z8830:2013に準拠して測定することができる。
[BET specific surface area]
The dendritic Sn coating copper powder according to the second embodiment is not particularly limited, it is preferable the value of the BET specific surface area of 0.2m 2 /g~5.0m 2 / g. When the BET specific surface area value is less than 0.2 m 2 / g, the copper particles coated with Sn or the Sn alloy may not have the desired shape as described above, and high conductivity cannot be obtained. There is. On the other hand, if the BET specific surface area value exceeds 5.0 m 2 / g, the coating of Sn or Sn alloy on the surface of the dendritic Sn-coated copper powder becomes non-uniform and high conductivity may not be obtained. Further, the copper particles constituting the dendritic Sn-coated copper powder become too fine, and the dendritic Sn-coated copper powder becomes a fine whisker-like state, which may lower the conductivity. The BET specific surface area can be measured in accordance with JIS Z8830: 2013.
<1-3.第3の実施形態>
[Snコート銅粉の構成について]
第3の実施形態に係るSnコート銅粉は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したとき、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状の形状をなすものであり、その主幹及び枝は、特定の断面平均厚さを有する平板状の銅粒子が集合して構成され、これら平板状の銅粒子の表面にSn又はSn合金が被覆されている。なお、以下では、このSnコート銅粉を「樹枝状Snコート銅粉」ともいう。
<1-3. Third Embodiment>
[Configuration of Sn-coated copper powder]
When the Sn-coated copper powder according to the third embodiment is observed using a scanning electron microscope (SEM), the Sn-coated copper powder has a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. The main trunk and branch are formed by aggregating tabular copper particles having a specific cross-sectional average thickness, and the surface of the tabular copper particles is coated with Sn or an Sn alloy. Hereinafter, this Sn-coated copper powder is also referred to as “dendritic Sn-coated copper powder”.
より具体的に、この樹枝状Snコート銅粉においては、主幹及び枝が、SEM観察より求められる断面平均厚さが0.2μm~5.0μmの平板状の銅粒子が集合して構成されており、そして、このように平板状の銅粒子が集合して構成される当該Snコート銅粉の平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmであることを特徴としている。 More specifically, in this dendritic Sn-coated copper powder, the main trunk and branches are composed of flat copper particles having an average cross-sectional thickness of 0.2 μm to 5.0 μm determined by SEM observation. And, the average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder constituted by aggregating tabular copper particles is 1.0 μm to 100 μm.
このような樹枝状Snコート銅粉は、詳しくは後述するが、例えば、銅イオンを含む硫酸酸性の電解液に陽極と陰極を浸漬し、直流電流を流して電気分解することにより陰極上に銅粉を析出させ、そしてその得られた銅粉の表面に無電解めっき法等によりSn又はSn合金を被覆することで作製することができる。 Such a dendritic Sn-coated copper powder will be described in detail later. For example, the anode and the cathode are immersed in a sulfuric acid electrolyte containing copper ions, and a direct current is applied to perform electrolysis to form copper on the cathode. It can be produced by depositing powder and coating the surface of the obtained copper powder with Sn or an Sn alloy by an electroless plating method or the like.
図11は、第3の実施形態に係るSnコート銅粉の具体的な形状を模式的に示した図である。図11に示すように、樹枝状Snコート銅粉31は、直線的に成長した主幹32とその主幹32から分かれた複数の枝33とを有する樹枝状の形状を有している。なお、樹枝状Snコート銅粉31における枝33は、主幹32から分岐した枝33aと、その枝33aからさらに分岐した枝33bの両方を意味する。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a specific shape of the Sn-coated copper powder according to the third embodiment. As shown in FIG. 11, the dendritic Sn-coated
この樹枝状Snコート銅粉31は、所定の断面平均厚さを有する平板状であって、表面にSn又はSn合金が被覆されている銅粒子により構成されている。
The dendritic Sn-coated
より具体的に、樹枝状Snコート銅粉31においては、主幹32及び枝33が、断面平均厚さが0.2μm~5.0μmの平板状の銅粒子が集合して構成されている。このような平板状の銅粒子が形成されることは、後述するように、銅粉を電解析出させるに際して電解液中に添加した特定の添加剤が銅粒子の表面に吸着することで成長を抑制され、その結果として平板状に成長するものと考えられる。なお、このような平板状の銅粒子の表面にSn又はSn合金が被覆されることによって、Snコート銅粉31が構成されている。
More specifically, in the dendritic Sn-coated
図12は、樹枝状Snコート銅粉31を構成する、Snを被覆する前の樹枝状銅粉についてSEM(倍率5,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。また、図13は、図12の樹枝状銅粉にSnを被覆した樹枝状Snコート銅粉についてSEM(倍率5,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。また、図14は、同様にして、樹枝状銅粉にSnを被覆した樹枝状Snコート銅粉についてSEM(倍率1,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。
FIG. 12 is a photographic diagram showing an example of an observation image when the dendritic copper powder before the Sn coating, constituting the dendritic Sn-coated
樹枝状Snコート銅粉は、図12~図14の観察像に示されるように、主幹とその主幹から分岐した枝とを有する、2次元又は3次元の樹枝状の形状を形成している。 The dendritic Sn-coated copper powder forms a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape having a main trunk and branches branched from the main trunk, as shown in the observation images of FIGS.
ここで、樹枝状Snコート銅粉31において、主幹32及び枝33を構成する平板状の銅粒子は、上述したように、その断面平均厚さが0.2μm~5.0μmである。平板状の銅粒子の断面平均厚さは、より薄い方が平板としての効果が発揮されることになる。すなわち、断面平均厚さが5.0μm以下の平板状の銅粒子により主幹32及び枝33が構成されていることで、そのSn被覆された樹枝状Snコート銅粉31同士が接触する面積を大きく確保することができ、その接触面積が大きくなることで、低抵抗、すなわち高導電率を実現することができる。このことにより、より導電性に優れ、またその導電性を良好に維持することができ、導電塗料や導電性ペーストの用途に好適に用いることができる。また、樹枝状Snコート銅粉31が平板状のSnコートされた微細な銅粒子により構成されていることで、配線材等の薄型化に貢献することができる。
Here, in the dendritic Sn-coated
なお、Sn又はSi合金が被覆された銅粒子の断面平均厚さが5.0μm以下の薄いものであっても、平板状の銅粒子の大きさが小さすぎると、樹枝状Snコート銅粉31同士が接触する際に、接点の数が少なくなってしまう。したがって、上述したように銅粒子の断面平均厚さの下限値としては0.2μm以上であることが好ましく、これにより接点の数を増やすことができる。
In addition, even if the cross-sectional average thickness of the copper particles coated with Sn or Si alloy is as thin as 5.0 μm or less, if the size of the flat copper particles is too small, the dendritic Sn-coated
また、樹枝状Snコート銅粉31においては、その平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmである。平均粒子径は、後述する電解条件を変更することで制御可能である。また、必要に応じて、ジェットミル、サンプルミル、サイクロンミル、ビーズミル等の機械的な粉砕を付加することによって、所望とする大きさにさらに調整することが可能である。なお、平均粒子径(D50)は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。
The dendritic Sn-coated
このように、平均粒子径が1.0μm~100μmであることにより、表面積が大きくなり、良好な成形性や焼結性を確保することができる。そして、この樹枝状Snコート銅粉31は、樹枝状形状であることに加えて、主幹32及び枝33が平板状の銅粒子から構成されているため、樹枝状であることの3次元的効果と、その樹枝形状を構成する銅粒子が平板状であることの効果により、樹枝状Snコート銅粉31同士の接点をより多く確保することができる。
Thus, when the average particle diameter is 1.0 μm to 100 μm, the surface area is increased, and good moldability and sinterability can be ensured. The dendritic Sn-coated
なお、電子顕微鏡で観察したときに、得られたSnコート銅粉のうちに、上述したような形状の樹枝状Snコート銅粉が所定の割合で占められていれば、それ以外の形状のSnコート銅粉が混じっていても、その樹枝状Snコート銅粉のみからなる銅粉と同様の効果を得ることができる。具体的には、電子顕微鏡(例えば500倍~20,000倍)で観察したときに、上述した形状の樹枝状Snコート銅粉が全Snコート銅粉のうちの65個数%以上、好ましくは80個数%以上、より好ましくは90個数%以上の割合を占めていれば、その他の形状のSnコート銅粉が含まれていてもよい。 In addition, if the dendritic Sn coat copper powder of the shape as described above is occupied at a predetermined ratio in the obtained Sn coat copper powder when observed with an electron microscope, Sn of other shapes is used. Even if the coated copper powder is mixed, the same effect as that of the copper powder composed only of the dendritic Sn-coated copper powder can be obtained. Specifically, when observed with an electron microscope (for example, 500 to 20,000 times), the dendritic Sn-coated copper powder having the shape described above is 65% by number or more, preferably 80% of the total Sn-coated copper powder. As long as it occupies a ratio of several percent or more, more preferably 90 percent or more, Sn-coated copper powder of other shapes may be included.
[Snの被覆について]
第3の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉31は、上述したように、断面平均厚さが0.2μm~5.0μmの平板状であって表面にSn又はSn合金が被覆されている銅粒子によって樹枝状に構成されたものである。
[Sn coating]
As described above, the dendritic Sn-coated
樹枝状Snコート銅粉31は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉に、好ましくはSn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対してSn含有量として1質量%~50質量%の割合でSn又はSn合金が被覆されたものであり、Snの厚さ(被覆厚さ)としては0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下の極薄い被膜が被覆されている。このことから、樹枝状Snコート銅粉31は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Sn又はSn合金を被覆する前の銅粉の形状と、銅粉にSn又はSn合金を被覆した後のSnコート銅粉の形状とは、両者共に樹枝状の形状である。
The dendritic Sn-coated
樹枝状Snコート銅粉31におけるSn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、上述したように、Sn被覆した当該Snコート銅粉31全体の質量100%に対して1質量%~50質量%の範囲であることが好ましい。Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、Sn自体の導電率は銅よりも低いためにできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅表面に均一なSn又はSn合金の被膜が確保できず、導電性の低下の原因になる。そのため、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉31全体の質量100%に対して1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。
As described above, the content of Sn coated as Sn or Sn alloy in the dendritic Sn-coated
一方で、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量が多くなると、コストの観点から好ましくない。したがって、Sn又はSn合金の被覆量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉31全体の質量100%に対して50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
On the other hand, if the content of Sn coated as Sn or Sn alloy increases, it is not preferable from the viewpoint of cost. Therefore, the coating amount of Sn or Sn alloy is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, based on 100% by mass of the entire Sn-coated
また、第3の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉31において、樹枝状銅粉の表面に被覆するSn又はSn合金の平均厚みとしては0.001μm~0.1μm程度であり、0.005μm~0.02μm程度であることがより好ましい。Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.001μm未満であると、銅粉の表面に均一なSn又はSn合金の被覆を確保することができず、また導電性の低下の原因となる。一方で、Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.1μmを超えると、コストの観点から好ましくない。
In the dendritic Sn-coated
このように、樹枝状銅粉の表面に被覆されるSnの平均厚みは、0.001μm~0.1μm程度であり、樹枝状銅粉を構成する平板状の銅粒子の断面平均厚さと比べて極めて小さい。そのため、樹枝状銅粉の表面をSn又はSn合金で被覆する前後で、平板状の銅粒子の断面平均厚さは実質的に変化することはない。 Thus, the average thickness of Sn coated on the surface of the dendritic copper powder is about 0.001 μm to 0.1 μm, compared with the cross-sectional average thickness of the flat copper particles constituting the dendritic copper powder. Very small. Therefore, before and after coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy, the cross-sectional average thickness of the tabular copper particles does not substantially change.
さらに後述するように、樹枝状Snコート銅粉31において、樹枝状銅粉に被覆されるSnはSn合金でもよい。Sn合金として添加される元素としては、銀、ビスマス、及び亜鉛から選ばれる1種以上が好ましい。
As will be further described later, in the dendritic Sn-coated
[嵩密度について]
第3の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉31では、特に限定されないが、その嵩密度としては、0.5g/cm3~5.0g/cm3の範囲であることが好ましい。嵩密度が0.5g/cm3未満であると、樹枝状Snコート銅粉同士の接点を十分に確保することができない可能性がある。一方で、嵩密度が5.0g/cm3を超えると、樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径も大きくなり、表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。
[About bulk density]
The dendritic Sn-coated
[BET比表面積]
第3の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉31では、特に限定されないが、そのBET比表面積の値が0.2m2/g~5.0m2/gであることが好ましい。BET比表面積値が0.2m2/g未満であると、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子が、上述したような所望の形状とはならないことがあり、高い導電性が得られないことがある。一方で、BET比表面積値が5.0m2/gを超えると、樹枝状Snコート銅粉の表面のSn又はSn合金の被覆が不均一となり高い導電性が得られない可能性がある。また、Snコート銅粉を構成する銅粒子が細かくなりすぎてしまい、樹枝状Snコート銅粉1が細かいひげ状の状態となって、導電性が低下することがある。なお、BET比表面積は、JIS Z8830:2013に準拠して測定することができる。
[BET specific surface area]
In the third dendritic Sn coating
<1-4.第4の実施形態>
[Snコート銅粉の構成について]
第4の実施の形態に係るSnコート銅粉は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したとき、表面にSn又はSn合金が被覆された個片状の銅粒子が複数集合して凝集体の形態を有してなるものである。
<1-4. Fourth Embodiment>
[Configuration of Sn-coated copper powder]
When the Sn-coated copper powder according to the fourth embodiment is observed using a scanning electron microscope (SEM), a plurality of individual copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy are aggregated and aggregated. It has the form of a collection.
ここで、図15は、第4の実施形態に係るSnコート銅粉の具体的な形状を示した模式図である。この図15の模式図に示すように、Snコート銅粉41は、個片化した平板状の銅粒子42が2次元又は3次元的に凝集した形態を有する銅粉の表面にSn又はSn合金を被覆したものであり、その銅粒子42は平板形状となっている。なお、以下では、このSnコート銅粉を「平板状Snコート銅粒子凝集粉41」ともいう。
Here, FIG. 15 is a schematic diagram showing a specific shape of the Sn-coated copper powder according to the fourth embodiment. As shown in the schematic diagram of FIG. 15, the Sn coated
より具体的に、平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、表面がSn又はSn合金で被覆された銅粒子42が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の形態をなし、その平板状の銅粒子42は、長軸径dの平均(平均長軸径)が0.5μm~5.0μmであり、断面平均厚さが0.02μm~1.0μmである平板状となっている。そして、その平板状の銅粒子2が複数集合して凝集体となった当該平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、その平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmであることを特徴としている。
More specifically, the flat Sn-coated copper particle aggregated
このような平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、詳しくは後述するが、例えば、銅イオンを含む硫酸酸性の電解液に陽極と陰極を浸漬し、直流電流を流して電気分解することによって陰極上に凝集粉を析出させ、そしてその得られた凝集粉の表面に無電解めっき法等によりSn又はSn合金を被覆することで作製することができる。
The flat Sn-coated copper particle aggregated
図16~図18は、平板状Snコート銅粒子凝集粉41についてSEM(図16:倍率5,000倍、図17:倍率10,000倍、図18:倍率30,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。
16 to 18 show the flat Sn-coated copper particle aggregated
図16で観察されるように、平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、平板状の銅粒子が凝集した形態を呈している。また、図17及び図18で観察されるように、この平板状の銅粒子42は個片化しており、平面や曲面を有する平板状の形状を有している。
As observed in FIG. 16, the flat Sn-coated copper particle aggregated
ここで、図15の模式図で示したように、平板状の銅粒子42は、略楕円形、小判形、又はいわゆるコーンフレーク状等の周囲が滑らかな平板形状の面を有しており、後述する特定の範囲の断面平均厚さを有する形状である。もちろん、略楕円形状等の面は、その断面平均厚さの2倍程度以下の高さを有する突起や付着粒子を有していてもよい。
Here, as shown in the schematic diagram of FIG. 15, the
上述したように、これら平板状であって表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子42の平均長軸径dは、0.5μm~5.0μmであり、より好ましくは0.7μm~4.0μmである。また、銅粒子42の断面平均厚さは、0.02μm~1.0μmであり、より好ましくは0.05μm~0.4μmである。ここで、平板状の銅粒子42の平均長軸径dとは、図15に示すように、略楕円等の形状をもつ平板形状の面の最大幅のことを指す。また、平均長軸径d及び断面平均厚さは、SEM観察により求めることができる。
As described above, the average major axis diameter d of the
平板状の銅粒子42の平均長軸径dが0.5μm未満であったり、その断面平均厚さが1.0μmを超える場合には、これらが凝集して集合体となった凝集粉同士が接触する面積を大きく確保することができなくなり、導電率が低下することがある。一方で、平板状の銅粒子42の平均長軸径dの上限値としては特に限定されないが、後述する電気分解により陰極上に析出させる方法では、5.0μm程度が上限となる。また、平板状の銅粒子42の断面平均厚さの下限値も特に限定されないが、同じく電気分解により陰極上に析出させる方法では、0.02μm程度が下限となる。
When the average major axis diameter d of the
平板状の銅粒子42が凝集して凝集体となった平板状Snコート銅粒子凝集粉41の大きさは、平均粒子径(D50)で1.0μm~30μmである。平均粒子径は、後述する電解条件を変更することで制御可能である。また、必要に応じて、ジェットミル、サンプルミル、サイクロンミル、ビーズミル等の機械的な粉砕を付加することによって、所望とする大きさにさらに調整することが可能である。なお、平板状Snコート銅粒子凝集粉41の平均粒子径(D50)は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。
The size of the tabular Sn-coated copper particle aggregated
このように、断面平均厚さが0.02μm~1.0μmの平板状の銅粒子42が凝集して平板状Snコート銅粒子凝集粉41を形成することで、上述した所望の大きさの銅粉となり、その平板状Snコート銅粒子凝集粉41同士、また平板上の銅粒子42同士が接触する面積を大きく確保することができる。そして、その接触面積が大きくなることで、低抵抗、すなわち高導電率を実現することができる。このことにより、より導電性に優れ、導電塗料や導電性ペーストの用途に好適に用いることができる。
In this way, the
ここで、例えば特許文献4でも指摘されているように、導電性ペースト用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に、樹脂中の金属フィラーが樹枝状に発達した形状であると、樹枝状の銅粉同士が絡み合って凝集が発生し、樹脂中に均一に分散しないことがある。また、その凝集により、ペーストの粘度が上昇して印刷による配線形成に問題が生じる。このことは、樹枝状銅粉の形状が針状に成長した形であるためで、凝集を防止しようとすると樹枝状銅粉の形状を小さくすることになるが、そうすると針状に成長した形が無くなることで接点を確保するという効果が得られなくなる。 Here, as pointed out in Patent Document 4, for example, when used as a metal filler such as a resin for a conductive paste, if the metal filler in the resin has a shape developed in a dendritic shape, Copper powders are entangled with each other and agglomeration occurs, which may not be uniformly dispersed in the resin. In addition, the agglomeration increases the viscosity of the paste and causes problems in wiring formation by printing. This is because the shape of the dendritic copper powder grows in a needle shape, and when trying to prevent agglomeration, the shape of the dendritic copper powder is reduced. It becomes impossible to obtain the effect of securing the contact by eliminating.
また、特許文献1や特許文献2の機械的な方法で平板状にする場合は、機械的加工時に銅の酸化を防止する必要があるため、例えば脂肪酸を添加した上で、空気中あるいは不活性雰囲気中で粉砕して平板状に加工している。しかしながら、酸化を完全に防止することはできず、また、加工時に添加している脂肪酸がペースト化する際に分散性に影響を及ぼすために加工終了後に除去を要するが、機械加工時の圧力で銅表面に強固に固着することがあり、脂肪酸を完全に除去できないという問題が発生する。また、機械的加工によって平板にするために表面が平滑な表面になり、また機械的圧力によって平板にするために得られる平板状銅粉をフラットな面とすることは難しく、反った形になる。表面が平滑で反った状態の銅粉は、接点の確保が難しいため、金属フィラーとして利用する際には平板状の銅粉だけでなく粒状の銅粉を混ぜ合わせる等の方法によって、金属フィラー同士の接点を確保することが必要となる。 In addition, in the case where the plate is formed by the mechanical method of Patent Document 1 or Patent Document 2, it is necessary to prevent copper oxidation during mechanical processing. For example, after adding a fatty acid, in the air or inactive It is crushed in an atmosphere and processed into a flat plate shape. However, oxidation cannot be completely prevented, and the fatty acid added at the time of processing needs to be removed after processing to affect dispersibility when it is made into a paste. There is a problem that the fatty acid cannot be completely removed because it may firmly adhere to the copper surface. Moreover, it becomes difficult to make the flat copper powder obtained to make a flat plate by mechanical pressure flat because it becomes flat by mechanical processing, and it becomes warped. . Since copper powder with a smooth and warped surface is difficult to secure contact points, when using it as a metal filler, not only flat copper powder but also granular copper powder can be mixed with other metal fillers. It is necessary to secure the contact points.
これに対して、平板状Snコート銅粒子凝集粉41では、平板状の銅粒子42が凝集した形状を呈しているため、それぞれの平板状の銅粒子42が3次元的な形状で集合した状態であり、2次元的な接触効果と3次元的な接触効果とを同時に満たす構造となっている。さらに、その平板状Snコート銅粒子凝集粉41が、平均粒子径(D50)で1.0μm~30μmの大きさであることにより、表面積が大きくなり、良好な成形性や焼結性を確保することができる。
On the other hand, in the flat Sn coat copper particle aggregated
このことは、例えば特許第4059486号公報に記載された形状の銀粉を用いることで金属フィラー同士の接触率が向上することと同じ効果を発揮するものであり、平板状Snコート銅粒子凝集銅粉41は、3次元的な凹凸構造であることから金属フィラー同士の接触率が向上し、ペースト中に含有するフィラー重量を少なくすることができ、コストを大幅に削減できる。 This demonstrates the same effect that the contact rate between metal fillers is improved by using silver powder having a shape described in, for example, Japanese Patent No. 4059486, and a flat Sn-coated copper particle aggregated copper powder. Since 41 is a three-dimensional uneven structure, the contact rate between metal fillers is improved, the filler weight contained in the paste can be reduced, and the cost can be greatly reduced.
なお、電子顕微鏡で観察したときに、得られたSnコート銅粉のうちに、上述したような形状のSnコート銅粉が所定の割合で占められていれば、それ以外の形状のSnコート銅粉が混じっていても、そのSnコート銅粉のみからなる銅粉と同様の効果を得ることができる。具体的には、電子顕微鏡(例えば500倍~20,000倍)で観察したときに、上述した形状のSnコート銅粉が全Snコート銅粉のうちの65個数%以上、好ましくは80個数%以上、より好ましくは90個数%以上の割合を占めていれば、その他の形状のSnコート銅粉が含まれていてもよい。 In addition, if the Sn coated copper powder having the shape as described above is occupied at a predetermined ratio in the obtained Sn coated copper powder when observed with an electron microscope, the Sn coated copper of other shapes is used. Even if powder is mixed, the same effect as the copper powder which consists only of the Sn coat copper powder can be acquired. Specifically, when observed with an electron microscope (for example, 500 to 20,000 times), the Sn-coated copper powder having the above-mentioned shape is 65% by number or more, preferably 80% by number of the total Sn-coated copper powder. As described above, Sn-coated copper powder having other shapes may be included as long as it occupies a ratio of 90% by number or more.
[Snの被覆について]
第4の実施形態に係る平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、上述したように、平均長軸径が0.5μm~5.0μmで、断面平均厚さが0.02~1.0μmの平板状であって表面にSn又はSn合金が被覆されている銅粒子42が複数集合して凝集体となって構成されたものである。
[Sn coating]
As described above, the flat Sn-coated copper particle aggregated
平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、Sn又はSn合金が被覆する前の平板状銅粒子凝集粉に、好ましくはSn被覆した当該Snコート銅粉41全体の質量100%に対してSn含有量として1質量%~50質量%の割合でSn又はSn合金が被覆されたものであり、Snの厚さ(被覆厚さ)としては0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下の極薄い被膜が被覆されている。このことから、平板状Snコート銅粒子凝集粉41は、Sn又はSn合金が被覆する前の平板状銅粒子凝集粉の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Sn又はSn合金を被覆する前の平板状銅粒子凝集粉の形状と、Sn又はSn合金を被覆した後の平板状Snコート銅粒子凝集粉41の形状とは、両者共に、2次元又は3次元の形態である平板が凝集した形状である。
The flat Sn-coated copper particle aggregated
平板状Snコート銅粒子凝集粉41におけるSn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、上述したように、Sn被覆した当該Snコート銅粉41全体の質量100%に対して1質量%~50質量%の範囲であることが好ましい。Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、Sn自体の導電率が銅よりも低いためにできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅表面に均一なSn又はSn合金の被膜を確保できず、導電性の低下の原因になる。そのため、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉41全体の質量100%に対して1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。
As described above, the content of Sn coated as Sn or Sn alloy in the flat Sn-coated copper particle aggregated
一方で、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量が多くなると、コストの観点から好ましくなく、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、当該Snコート銅粉41全体の質量100%に対して50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。
On the other hand, when the content of Sn coated as Sn or Sn alloy increases, it is not preferable from the viewpoint of cost, and the content of Sn coated as Sn or Sn alloy is the mass of the entire Sn-coated
また、第4の実施形態に係る平板状Snコート銅粒子凝集粉41において、平板形状の銅粒子の表面に被覆されるSn又はSn合金の平均厚みとしては0.001μm~0.1μm程度であり、0.005μm~0.02μm程度であることが好ましい。Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.001μm未満であると、銅粉の表面に均一なSn又はSn合金の被覆を確保することができず、また導電性の低下の原因となる。一方で、Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.1μmを超えると、コストの観点から好ましくない。
In the flat Sn-coated copper particle agglomerated
このように平板状Snコート銅粒子凝集粉41の表面に被覆されるSn又はSn合金の平均厚みは、0.001μm~0.1μm程度であり、Sn又はSn合金を被覆する前の平板状銅粒子凝集粉を構成する平板形状の銅粒子42の断面平均厚さ(0.02μm~1.0μm)と比べて小さい。そのため、平板状銅粒子凝集粉の表面をSn又はSn合金で被覆する前後で、平板形状の銅粒子の形態は実質的に変化することはない。
Thus, the average thickness of the Sn or Sn alloy coated on the surface of the flat Sn-coated copper particle aggregated
さらに後述するように、平板状Snコート銅粒子凝集粉41において、平板形状の銅粒子42に被覆されるSnは、Sn合金でもよい。Sn合金として添加される元素としては、銀、ビスマス、及び亜鉛から選ばれる1種以上が好ましい。
Further, as will be described later, in the tabular Sn-coated copper particle aggregated
[嵩密度について]
第4の実施形態に係る平板状Snコート銅粒子凝集粉41では、特に限定されないが、その嵩密度(タップ密度)としては、0.5g/cm3~5.0g/cm3の範囲であることが好ましい。タップ密度が0.5g/cm3未満であると、Snコート銅粉同士の接点を十分に確保することができない可能性がある。一方で、タップ密度が5.0g/cm3を超えると、Snコート銅粉の平均粒子径も大きくなり、表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。
[About bulk density]
The flat Sn-coated copper particle aggregated
[BET比表面積]
第4の実施形態に係る平板状Snコート銅粒子凝集粉41では、特に限定されないが、そのBET比表面積としては、0.2m2/g~5.0m2/gの範囲であることが好ましい。BET比表面積が5.0m2/gを超えると、Snコート銅粉同士の接点を十分に確保することができない可能性がある。一方で、BET比表面積が0.5m2/g未満になると、Snコート銅粉の平均粒子径も大きくなり、表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。なお、BET比表面積はJIS Z8830:2013に準拠して測定することができる。
[BET specific surface area]
In tabular Sn coating copper particles agglomerated
<1-5.第5の実施形態>
[Snコート銅粉の構成について]
第5の実施形態に係るSnコート銅粉は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したとき、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状の形状をなすものであり、その主幹及び枝は、樹枝状に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状であって表面にSn又はSn合金で被覆された銅粒子が集合して構成されている。なお、以下では、このSnコート銅粉を「樹枝状Snコート銅粉」ともいう。
<1-5. Fifth Embodiment>
[Configuration of Sn-coated copper powder]
When the Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment is observed using a scanning electron microscope (SEM), the Sn-coated copper powder has a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. The main trunk and the branch are dendritic having a main trunk grown in a dendritic shape and a plurality of branches separated from the main trunk, and copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface are assembled. It is configured. Hereinafter, this Sn-coated copper powder is also referred to as “dendritic Sn-coated copper powder”.
図19は、第5の実施形態に係るSnコート銅粉を構成する、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子の具体的な形状を示した模式図である。図19の模式図に示すように、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子51は、2次元又は3次元の形態である樹枝状の形状を有している。
FIG. 19 is a schematic view showing a specific shape of the copper particles whose surface is coated with Sn or an Sn alloy, which constitutes the Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment. As shown in the schematic diagram of FIG. 19, the
より具体的に、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子51は、樹枝状に成長した主幹52とその主幹52から分かれた複数の枝53を有する形状を有しており、この銅粒子51は、断面平均厚さが0.02μm~0.5μmの平板状である。なお、銅粒子51における枝53は、主幹52から分岐した枝53aと、その枝53aからさらに分岐した枝53bの両方を意味する。
More specifically, the
第5の実施形態に係るSnコート銅粉は、このような平板状の銅粒子51が集合して構成された、主幹と複数の枝とを有する樹枝状形状の銅粉(樹枝状銅粉)の表面にSn又はSn合金が被覆されたSnコート銅粉であり(図21、図22のSnコート銅粉のSEM像参照)、この平板状の銅粒子51から構成される樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は、1.0μm~30μmである。
The Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment is a dendritic copper powder (dendritic copper powder) having a main trunk and a plurality of branches, which is configured by aggregating such
第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉は、詳しくは後述するが、例えば、銅イオンを含む硫酸酸性の電解液に陽極と陰極を浸漬し、直流電流を流して電気分解することにより陰極上に樹枝状銅粉を析出させ、そしてその得られた樹枝状銅粉の表面に無電解めっき法等によりSn又はSn合金を被覆することで作製することができる。 Although the dendritic Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment will be described in detail later, for example, by immersing the anode and the cathode in a sulfuric acid electrolytic solution containing copper ions and flowing a direct current to perform electrolysis It can be produced by depositing dendritic copper powder on the cathode and coating the surface of the obtained dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy by an electroless plating method or the like.
図20は、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉についてSEM(倍率5,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。また、図21は、図20の樹枝状銅粉にSn又はSn合金を被覆した樹枝状Snコート銅粉についてSEM(倍率5,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。また、図22は、同様にして樹枝状銅粉にSn又はSn合金を被覆した樹枝状Snコート銅粉の別の箇所についてSEM(倍率1,000倍)により観察したときの観察像の一例を示す写真図である。 FIG. 20 is a photographic diagram showing an example of an observation image when the dendritic copper powder before being coated with Sn or Sn alloy is observed by SEM (magnification of 5,000 times). FIG. 21 is a photographic diagram showing an example of an observation image when the dendritic Sn-coated copper powder obtained by coating the dendritic copper powder of FIG. 20 with Sn or an Sn alloy is observed by SEM (5,000 times magnification). is there. Moreover, FIG. 22 shows an example of an observation image when another portion of the dendritic Sn-coated copper powder in which the dendritic copper powder is similarly coated with Sn or an Sn alloy is observed by SEM (magnification 1,000 times). FIG.
図20~図22の観察像に示されるように、Snコート銅粉は、主幹とその主幹から分岐した枝とを有する、2次元又は3次元の樹枝状の析出状態を呈している。また、その主幹及び枝が、平板状であって樹枝状の形状を有してSn又はSn合金で被覆された銅粒子が集合して構成されており、さらにその銅粒子51は、表面に微細な凸部を有している。
20 to 22, the Sn-coated copper powder exhibits a two-dimensional or three-dimensional dendritic precipitation state having a main trunk and branches branched from the main trunk. In addition, the main trunk and the branch are flat and have a dendritic shape and are composed of copper particles covered with Sn or an Sn alloy, and the
ここで、樹枝状Snコート銅粉を構成し、主幹52及び枝53を有するSn又はSn合金が被覆された平板状の銅粒子51は、その断面平均厚さが0.02μm~0.5μmである。Sn又はSn合金が被覆された平板状の銅粒子51の断面平均厚さは、より薄い方が平板としての効果が発揮されることになる。すなわち、断面平均厚さが0.5μm以下の平板状の銅粒子51によって樹枝状銅粉の主幹及び枝が構成されることで、銅粒子51同士、またそれにより構成される樹枝状Snコート銅粉同士が接触する面積を大きく確保することができる。そして、その接触面積が大きくなることで、低抵抗、すなわち高導電率を実現することができる。このことにより、より導電性に優れ、またその導電性を良好に維持することができ、導電性塗料や導電性ペーストの用途に好適に用いることができる。また、樹枝状Snコート銅粉が平板状の銅粒子51により構成されていることで、配線材等の薄型化にも貢献することができる。
Here, the
なお、Sn又はSn合金が被覆された平板状の銅粒子51の断面平均厚さは、薄くなればなるほど、樹枝状Snコート銅粉同士が接触する際における接点の数が少なくなってしまう。銅粒子51の断面平均厚さが0.02μm以上あれば、十分な接点の数を確保することができ、より好ましくは0.2μm以上であり、これにより接点の数を有効に増やすことができる。
In addition, the thinner the cross-sectional average thickness of the
また、第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉においては、その平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである。平均粒子径は、後述する電解条件を変更することで制御可能である。また、必要に応じて、ジェットミル、サンプルミル、サイクロンミル、ビーズミル等の機械的な粉砕を付加することによって、所望とする大きさにさらに調整することが可能である。なお、平均粒子径(D50)は、例えば、レーザー回折散乱式粒度分布測定法により測定することができる。 Moreover, in the dendritic Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment, the average particle diameter (D50) is 1.0 μm to 30 μm. The average particle diameter can be controlled by changing the electrolysis conditions described later. Further, if necessary, it can be further adjusted to a desired size by adding mechanical pulverization such as a jet mill, a sample mill, a cyclone mill, and a bead mill. In addition, an average particle diameter (D50) can be measured by the laser diffraction scattering type particle size distribution measuring method, for example.
このように、平均粒子径が1.0μm~30μmであることにより、表面積が大きくなり、良好な成形性や焼結性を確保することができる。そして、この樹枝状Snコート銅粉では、樹枝状の形状であることに加えて、主幹52及び枝53を有する樹枝状であって平板形状を有する銅粒子51が集合して構成されているため、樹枝状であることの3次元的効果と、その樹枝形状を構成する銅粒子1が平板状であることの効果により、銅粉同士の接点をより多く確保することができる。
Thus, when the average particle size is 1.0 μm to 30 μm, the surface area is increased, and good moldability and sinterability can be ensured. And in this dendritic Sn coat copper powder, in addition to having a dendritic shape, the dendritic shape having a
また、第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉において、その平板状の銅粒子51は、表面に微細な凸部を有する。そして、その表面に有する凸部の平均高さが0.01μm~0.4μmであることが好ましい。
Further, in the dendritic Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment, the
ここで、特許文献1や特許文献2に記載されているように、機械的な方法で例えば球状銅粉を平板状にする場合には、機械的加工時に銅の酸化を防止する必要があるため、脂肪酸を添加し、空気中あるいは不活性雰囲気中で粉砕することによって平板状に加工している。しかしながら、完全に酸化を防止することができないことや、加工時に添加している脂肪酸がペースト化するときに分散性に影響を及ぼす場合があるため、加工終了後に除去することが必要となるが、その脂肪酸が機械加工時の圧力で銅表面に強固に固着する場合があり、完全に除去できないという問題が発生する。また、機械的加工によって平板にするため表面は平滑なものとなり、また機械的な圧力によって平板にするために形成された平板状銅粉は水平な面ではなく、反った形になる。そのことから、導電性ペーストや電磁波シールド用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に金属フィラー同士の接点を確保しようとすると、機械的に平板にした銅粉は表面が平滑で反った状態となるため、接点の確保が困難となり、利用時には平板状の銅粉だけでなく粒状の銅粉を混ぜ合わせる等の方法によって、金属フィラー同士の接点を確保しなければならない。 Here, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example, when spherical copper powder is formed into a flat plate shape by a mechanical method, it is necessary to prevent copper oxidation during mechanical processing. It is processed into a flat plate shape by adding a fatty acid and pulverizing it in air or in an inert atmosphere. However, it cannot be completely prevented from oxidation, and the fatty acid added during processing may affect dispersibility when it is made into a paste, so it is necessary to remove it after the end of processing, The fatty acid may firmly adhere to the copper surface due to the pressure during machining, which causes a problem that it cannot be completely removed. Further, since the surface is flattened by mechanical processing, the surface becomes smooth, and the flat copper powder formed for flattening by mechanical pressure is not a horizontal surface but a warped shape. Therefore, when using as a metal filler such as conductive paste and resin for electromagnetic wave shielding, when trying to secure the contact between the metal fillers, the mechanically flattened copper powder has a smooth and warped surface. Therefore, it becomes difficult to secure the contacts, and when used, the contacts between the metal fillers must be secured by a method of mixing not only the flat copper powder but also the granular copper powder.
これに対して、第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉を構成する平板状の銅粒子51は、その表面に微細な凸部を有し、その凸部の平均高さが好ましくは0.01μm~0.4μmである。このような銅粒子51が集合してなる樹枝状Snコート銅粉では、機械的に加工して得られた平板状銅粉に比べて金属フィラー同士の接点を容易に確保できるという特徴を有している。つまり、本実施の形態に係る樹枝状Snコート銅粉は、それを構成する平板状の銅粒子51の表面に微細な凸部があるため、導電性ペーストや電磁波シールド用の樹脂等の金属フィラーとして利用する場合に、その平板状の銅粒子51の表面の凸部によって容易に接点を確保することができる。さらに、この樹枝状Snコート銅粉は、機械的な加工を行うことなく直接電解により平板状の銅粒子を析出させ樹枝状銅粉の形状に成長させて作製するため、機械加工で問題となる酸化の発生や脂肪酸の除去は必要なく、電気導電性の特性を極めて良好な状態とすることができる。
On the other hand, the
平板状の銅粒子51の表面にある微細な凸部の平均高さは、上述したように、0.01μm~0.4μmであることが好ましい。平均高さが0.01μm未満であると、接点を確保するための形状としては十分な効果が得られず、一方で、平均高さが0.4μmを超えると、導電性ペースト等に利用した場合にペースト中の金属フィラーの充填率が上がらず、かえって満足できる抵抗値が得られなくなる可能性がある。
As described above, the average height of the fine protrusions on the surface of the
なお、電子顕微鏡で観察したときに、得られたSnコート銅粉のうちに、上述したような形状の樹枝状Snコート銅粉が所定の割合で占められていれば、それ以外の形状のSnコート銅粉が混じっていても、その樹枝状Snコート銅粉のみからなる銅粉と同様の効果を得ることができる。具体的には、電子顕微鏡(例えば500倍~20,000倍)で観察したときに、上述した形状の樹枝状Snコート銅粉が全Snコート銅粉のうちの65個数%以上、好ましくは80個数%以上、より好ましくは90個数%以上の割合を占めていれば、その他の形状のSnコート銅粉が含まれていてもよい。 In addition, if the dendritic Sn coat copper powder of the shape as described above is occupied at a predetermined ratio in the obtained Sn coat copper powder when observed with an electron microscope, Sn of other shapes is used. Even if the coated copper powder is mixed, the same effect as that of the copper powder composed only of the dendritic Sn-coated copper powder can be obtained. Specifically, when observed with an electron microscope (for example, 500 to 20,000 times), the dendritic Sn-coated copper powder having the shape described above is 65% by number or more, preferably 80% of the total Sn-coated copper powder. As long as it occupies a ratio of several percent or more, more preferably 90 percent or more, Sn-coated copper powder of other shapes may be included.
[Snの被覆について]
第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉は、上述したように、主幹52及び枝53を有する樹枝状であって断面平均厚さが0.02μm~0.5μmの平板状の形状の銅粒子51によって樹枝状に構成されており、その銅粒子51の表面にはSn又はSn合金が被覆されている。
[Sn coating]
As described above, the dendritic Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment is a dendritic shape having a
この樹枝状Snコート銅粉は、Sn又はSn合金が被覆する前の樹枝状銅粉に、好ましくはSn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対してSnの含有量として1質量%~50質量%の割合でSn又はSn合金が被覆されたものであり、Snの厚さ(被覆厚さ)としては0.1μm以下、好ましくは0.02μm以下の極薄い被膜が被覆されている。このことから、樹枝状Snコート銅粉は、Sn又はSn合金が被覆する前の樹枝状銅粉の形状をそのまま保持した形状になる。したがって、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の形状と、銅粉にSn又はSn合金を被覆した後の樹枝状Snコート銅粉の形状とは、両者共に、2次元又は3次元の形態である樹枝状の形状である。 This dendritic Sn-coated copper powder is preferably 1% by mass as Sn content with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder coated with Sn on the dendritic copper powder before being coated with Sn or Sn alloy. Sn or Sn alloy is coated at a ratio of ˜50% by mass, and the Sn thickness (coating thickness) is 0.1 μm or less, preferably 0.02 μm or less. . From this, the dendritic Sn-coated copper powder has a shape that retains the shape of the dendritic copper powder before being coated with Sn or the Sn alloy. Therefore, the shape of the dendritic copper powder before coating Sn or Sn alloy and the shape of the dendritic Sn coated copper powder after coating Sn or Sn alloy on the copper powder are both two-dimensional or three-dimensional. It is a dendritic shape that is a form of
この樹枝状Snコート銅粉におけるSn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、上述したように、Sn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%~50質量%の範囲であることが好ましい。Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量は、Sn自体の導電率が銅よりも低いためにできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅表面に均一なSn又はSn合金の被膜を確保できず、導電性の低下の原因になる。そのため、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。 The content of Sn coated as Sn or Sn alloy in this dendritic Sn-coated copper powder is, as described above, 1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated Sn coated copper powder. It is preferable that it is the range of these. The Sn content coated as Sn or Sn alloy is preferably as low as possible because Sn has a lower electrical conductivity than copper, but if it is too small, a uniform Sn or Sn alloy film can be secured on the copper surface. Therefore, it causes a decrease in conductivity. Therefore, as content of Sn coat | covered as Sn or Sn alloy, it is preferable that it is 1 mass% or more with respect to 100 mass of the whole Sn coat | covered Sn coat copper powder, and it is 2 mass% or more. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 5 mass% or more.
一方で、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量が多くなると、コストの観点から好ましくなく、Sn又はSn合金として被覆されるSnの含有量としては、Sn被覆した当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。 On the other hand, when the content of Sn coated as Sn or Sn alloy increases, it is not preferable from the viewpoint of cost, and as the content of Sn coated as Sn or Sn alloy, the entire Sn-coated copper powder coated with Sn It is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less with respect to 100% by mass.
また、第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉において、銅粒子の表面に被覆するSn又はSn合金の平均厚みとしては0.001μm~0.1μm程度であり、0.005μm~0.02μm程度であることが好ましい。Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.001μm未満であると、銅粉の表面に均一なSn又はSn合金の被覆を確保することができず、また導電性の低下の原因となる。一方、Sn又はSn合金の被覆厚みが平均で0.1μmを超えると、コストの観点から好ましくない。 In the dendritic Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment, the average thickness of Sn or Sn alloy coated on the surface of the copper particles is about 0.001 μm to 0.1 μm, and 0.005 μm to 0.005. It is preferably about 02 μm. If the Sn or Sn alloy coating thickness is less than 0.001 μm on average, a uniform Sn or Sn alloy coating cannot be secured on the surface of the copper powder, and this causes a decrease in conductivity. On the other hand, if the coating thickness of Sn or Sn alloy exceeds 0.1 μm on average, it is not preferable from the viewpoint of cost.
このように樹枝状Snコート銅粉の表面に被覆されるSn又はSn合金の平均厚みは、0.001μm~0.1μm程度であり、Sn又はSn合金を被覆する前の樹枝状銅粉を構成する樹枝状の銅粒子51の断面平均厚さ(0.02μm~0.5μm)と比べて小さい。そのため、樹枝状銅粉の表面をSn又はSn合金で被覆する前後で、樹枝状銅粉の形態は実質的に変化することはない。
Thus, the average thickness of Sn or Sn alloy coated on the surface of the dendritic Sn-coated copper powder is about 0.001 μm to 0.1 μm, and constitutes the dendritic copper powder before coating with Sn or Sn alloy. This is smaller than the average cross-sectional thickness (0.02 μm to 0.5 μm) of the
さらに後述するように、樹枝状Snコート銅粉において、樹枝状銅粉に被覆されるSnは、Sn合金でもよい。Sn合金として添加される元素としては、銀、ビスマス、及び亜鉛から選ばれる1種以上が好ましい。 As will be described later, in the dendritic Sn-coated copper powder, Sn coated with the dendritic copper powder may be a Sn alloy. The element added as the Sn alloy is preferably at least one selected from silver, bismuth, and zinc.
[嵩密度について]
第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉では、特に限定されないが、その嵩密度としては、0.5g/cm3~5.0g/cm3の範囲であることが好ましい。嵩密度が0.5g/cm3未満であると、樹枝状Snコート銅粉同士の接点を十分に確保することができない可能性がある。一方で、嵩密度が5.0g/cm3を超えると、樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径も大きくなってしまい、すると表面積が小さくなって成形性や焼結性が悪化することがある。
[About bulk density]
The dendritic Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment is not particularly limited, but the bulk density is preferably in the range of 0.5 g / cm 3 to 5.0 g / cm 3 . If the bulk density is less than 0.5 g / cm 3 , there is a possibility that sufficient contact between the dendritic Sn-coated copper powders cannot be ensured. On the other hand, if the bulk density exceeds 5.0 g / cm 3 , the average particle diameter of the dendritic Sn-coated copper powder also increases, and the surface area may decrease and formability and sinterability may deteriorate. .
[BET比表面積について]
第5の実施形態に係る樹枝状Snコート銅粉では、特に限定されないが、そのBET比表面積の値が0.2m2/g~5.0m2/gであることが好ましい。BET比表面積値が0.2m2/g未満であると、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子が、上述したような所望の形状とはならないことがあり、高い導電性が得られないことがある。一方で、BET比表面積値が5.0m2/gを超えると、樹枝状Snコート銅粉の表面のSn又はSn合金の被覆が不均一となり高い導電性が得られない可能性がある。また、樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子が細かくなりすぎてしまい、樹枝状Snコート銅粉が細かいひげ状の状態となって、導電性が低下することがある。なお、BET比表面積は、JIS Z8830:2013に準拠して測定することができる。
[BET specific surface area]
The dendritic Sn coating copper powder according to the fifth embodiment is not particularly limited, it is preferable the value of the BET specific surface area of 0.2m 2 /g~5.0m 2 / g. When the BET specific surface area value is less than 0.2 m 2 / g, the copper particles coated with Sn or the Sn alloy may not have the desired shape as described above, and high conductivity cannot be obtained. There is. On the other hand, if the BET specific surface area value exceeds 5.0 m 2 / g, the coating of Sn or Sn alloy on the surface of the dendritic Sn-coated copper powder becomes non-uniform and high conductivity may not be obtained. Further, the copper particles constituting the dendritic Sn-coated copper powder become too fine, and the dendritic Sn-coated copper powder becomes a fine whisker-like state, which may lower the conductivity. The BET specific surface area can be measured in accordance with JIS Z8830: 2013.
≪2.Snコート銅粉の製造方法≫
次に、本発明に係るSnコート銅粉の製造方法について説明する。以下では、先ず、Snコート銅粉を構成するSn被覆する前の銅粉の製造方法について説明し、続いて、その銅粉に対してSn又はSn合金を被覆してSnコート銅粉を得る方法について説明する。
≪2. Method for producing Sn-coated copper powder >>
Next, the manufacturing method of Sn coat copper powder concerning the present invention is explained. Below, first, the manufacturing method of the copper powder before Sn coating | cover which comprises Sn coat copper powder is demonstrated, Then, Sn or Sn alloy is coat | covered with respect to the copper powder, and the method of obtaining Sn coat copper powder Will be described.
なお、上述した第1~第5の実施形態に係るSnコート銅粉の製造方法について順に説明し、それぞれの実施形態において共通する項目については適宜説明を省略する。 In addition, the manufacturing method of Sn coat | court copper powder which concerns on the 1st-5th embodiment mentioned above is demonstrated in order, and description is abbreviate | omitted suitably about the item which is common in each embodiment.
<2-1.第1の実施形態に係るSnコート銅粉の製造方法>
第1の実施形態に係るSnコート銅粉は、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉である。そして、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、SEM観察より求められる断面平均厚さが0.02μm~5.0μmである平板状であり、その銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmであり、銅粒子の平板状の面に対して垂直方向への最大高さが、その平板状の面の水平方向への最大長さに対して1/10以下である。
<2-1. Manufacturing Method of Sn Coated Copper Powder According to First Embodiment>
The Sn-coated copper powder according to the first embodiment has a dendritic shape in which copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy are aggregated and have a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. It is Sn coat copper powder which constituted the shape. The copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface have a flat plate shape having an average cross-sectional thickness of 0.02 μm to 5.0 μm determined by SEM observation, and the copper particles are assembled to form a copper particle. The Sn-coated copper powder has an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 100 μm, and the maximum height in the direction perpendicular to the flat surface of the copper particles is in the horizontal direction of the flat surface. It is 1/10 or less with respect to the maximum length.
<2-1-1.銅粉の製造方法>
第1の実施形態に係るSnコート銅粉(樹枝状Snコート銅粉)は、上述したように、樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金が被覆されてなり、その樹枝状銅粉は、例えば、銅イオンを含有する硫酸酸性溶液を電解液として用いて所定の電解法により製造することができる。
<2-1-1. Manufacturing method of copper powder>
As described above, the Sn-coated copper powder (dendritic Sn-coated copper powder) according to the first embodiment is formed by coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy. For example, it can be manufactured by a predetermined electrolytic method using a sulfuric acid acidic solution containing copper ions as an electrolytic solution.
電解に際しては、例えば、金属銅を陽極(アノード)とし、ステンレス板やチタン板等を陰極(カソード)として設置した電解槽中に、銅イオンを含有する硫酸酸性の電解液を収容し、その電解液に所定の電流密度で直流電流を通電することによって電解処理を施す。これにより、通電に伴って陰極上に微細な樹枝状銅粉を析出(電析)させることができる。特に、第1の実施形態においては、銅イオン源となる水溶性銅塩を含有する硫酸酸性の電解液に特定の添加剤とノニオン界面活性剤とを添加して電解するようにし、これにより、平板状の銅粒子が集合して構成された平板状の樹枝状銅粉を析出させることができる。また、電解液には、さらに塩化物イオンを含有させることが好ましい。 In electrolysis, for example, a sulfuric acid electrolytic solution containing copper ions is accommodated in an electrolytic cell in which metallic copper is used as an anode (anode) and a stainless steel plate or titanium plate is used as a cathode (cathode). Electrolysis is performed by passing a direct current through the liquid at a predetermined current density. Thereby, a fine dendritic copper powder can be deposited (electrodeposited) on the cathode with energization. In particular, in the first embodiment, a specific additive and a nonionic surfactant are added to the sulfuric acid electrolytic solution containing a water-soluble copper salt serving as a copper ion source to perform electrolysis. A flat dendritic copper powder composed of flat copper particles can be deposited. Further, it is preferable that the electrolytic solution further contains chloride ions.
(1)銅イオン
水溶性銅塩は、銅イオンを供給する銅イオン源であり、例えば硫酸銅五水和物等の硫酸銅、硝酸銅等が挙げられるが特に限定されない。また、酸化銅を硫酸溶液で溶解して硫酸酸性溶液にしてもよい。電解液中での銅イオン濃度としては、1g/L~20g/L程度、好ましくは5g/L~10g/L程度とすることができる。
(1) Copper ions The water-soluble copper salt is a copper ion source that supplies copper ions, and examples thereof include copper sulfate such as copper sulfate pentahydrate and copper nitrate, but are not particularly limited. Alternatively, copper oxide may be dissolved in a sulfuric acid solution to make a sulfuric acid acidic solution. The copper ion concentration in the electrolytic solution can be about 1 g / L to 20 g / L, preferably about 5 g / L to 10 g / L.
(2)硫酸
硫酸は、硫酸酸性の電解液とするためのものである。電解液中の硫酸の濃度としては、遊離硫酸濃度として20g/L~300g/L程度、好ましくは50g/L~150g/L程度とすることができる。この硫酸濃度は、電解液の電導度に影響するため、カソード上に得られる銅粉の均一性に影響する。
(2) Sulfuric acid Sulfuric acid is for making a sulfuric acid electrolyte. The concentration of sulfuric acid in the electrolytic solution can be about 20 g / L to 300 g / L, preferably about 50 g / L to 150 g / L, as the free sulfuric acid concentration. Since the sulfuric acid concentration affects the conductivity of the electrolyte, it affects the uniformity of the copper powder obtained on the cathode.
(3)添加剤
添加剤としては、フェナジン構造を有する化合物、アゾベンゼン構造を有する化合物、及びフェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物からなる群から選択されるいずれかの化合物を1種類、あるいはこの群から選択される分子構造の異なる化合物を2種類以上併せて用いる。このような添加剤を、後述するノニオン界面活性剤と共に電解液に添加して電解することで、平板状の面に対して垂直方向への成長を抑えた銅粉、すなわち平滑な面を有する銅粉を製造することができる。
(3) Additive As the additive, one kind of compound selected from the group consisting of a compound having a phenazine structure, a compound having an azobenzene structure, and a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure, or this group Two or more compounds selected from the group consisting of different molecular structures are used in combination. By adding such an additive to the electrolytic solution together with a nonionic surfactant described later and performing electrolysis, copper powder that suppresses growth in a direction perpendicular to the flat surface, that is, copper having a smooth surface Powder can be produced.
フェナジン構造を有する化合物、アゾベンゼン構造を有する化合物、及びフェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物からなる群から選択される1種又は2種以上の添加剤の電解液中の濃度としては、添加する化合物の合計で1mg/L~1000mg/L程度とすることが好ましい。 The concentration in the electrolyte of one or more additives selected from the group consisting of a compound having a phenazine structure, a compound having an azobenzene structure, and a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure may be added. It is preferable that the total amount is about 1 mg / L to 1000 mg / L.
(フェナジン構造を有する化合物)
フェナジン構造を有する化合物は、下記式(1)によって表わすことができる。第1の実施形態においては、下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物の1種又は2種以上を添加剤として含有させることができる。
(Compound having phenazine structure)
A compound having a phenazine structure can be represented by the following formula (1). In the first embodiment, one or more compounds having a phenazine structure represented by the following formula (1) can be contained as an additive.
ここで、式(1)中において、R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8、R9は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、及びC1~C8アルキルからなる群から選択される基である。また、R5は、水素、ハロゲン、アミノ、OH、-O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。また、A-は、ハライドアニオンである。 Here, in Formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 are each independently hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, It is a group selected from the group consisting of CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, and C1-C8 alkyl. R 5 is hydrogen, halogen, amino, OH, —O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, And a group selected from the group consisting of aryl. A − is a halide anion.
具体的に、フェナジン構造を有する化合物としては、例えば、5-メチルフェナジン-5-イウム、エルギノシンB、アエルギノシンA、5-エチルフェナジン-5-イウム、3,7-ジアミノ-5-フェニルフェナジン-5-イウム、5-エチルフェナジン-5-イウム、5-メチルフェナジン-5-イウム、3-アミノ-5-フェニル-7-(ジエチルアミノ)フェナジン-5-イウム、2,8-ジメチル-3,7-ジアミノ-5-フェニルフェナジン-5-イウム、1-メトキシ-5-メチルフェナジン-5-イウム、3-アミノ-7-(ジメチルアミノ)-1,2-ジメチル-5-(3-スルホナトフェニル)フェナジン-5-イウム、1,3-ジアミノ-5-メチルフェナジン-5-イウム、1,3-ジアミノ-5-フェニルフェナジン-5-イウム、3-アミノ-7-(ジエチルアミノ)-2-メチル-5-フェニルフェナジン-5-イウム、3,7-ビス(ジエチルアミノ)-5-フェニルフェナジン-5-イウム、2,8-ジメチル-3,7-ジアミノ-5-(4-メチルフェニル)フェナジン-5-イウム、3-(メチルアミノ)-5-メチルフェナジン-5-イウム、3-ヒドロキシ-7-(ジエチルアミノ)-5-フェニルフェナジン-5-イウム、5-アゾニアフェナジン、1-ヒドロキシ-5-メチルフェナジン-5-イウム、4H,6H-5-フェニル-3,7-ジオキソフェナジン-5-イウム、アニリノアポサフラニン、フェノサフラニン、ニュートラルレッド等が挙げられる。 Specifically, examples of the compound having a phenazine structure include 5-methylphenazine-5-ium, eruginosine B, aeruginosine A, 5-ethylphenazine-5-ium, 3,7-diamino-5-phenylphenazine-5. -Ium, 5-ethylphenazine-5-ium, 5-methylphenazine-5-ium, 3-amino-5-phenyl-7- (diethylamino) phenazine-5-ium, 2,8-dimethyl-3,7- Diamino-5-phenylphenazine-5-ium, 1-methoxy-5-methylphenazine-5-ium, 3-amino-7- (dimethylamino) -1,2-dimethyl-5- (3-sulfonatophenyl) Phenazine-5-ium, 1,3-diamino-5-methylphenazine-5-ium, 1,3-diamino-5-phenylphenol Nadin-5-ium, 3-amino-7- (diethylamino) -2-methyl-5-phenylphenazine-5-ium, 3,7-bis (diethylamino) -5-phenylphenazine-5-ium, 2,8 -Dimethyl-3,7-diamino-5- (4-methylphenyl) phenazine-5-ium, 3- (methylamino) -5-methylphenazine-5-ium, 3-hydroxy-7- (diethylamino) -5 -Phenylphenazine-5-ium, 5-azoniaphenazine, 1-hydroxy-5-methylphenazine-5-ium, 4H, 6H-5-phenyl-3,7-dioxophenazine-5-ium, anilinoap Safranin, phenosafranine, neutral red and the like can be mentioned.
(アゾベンゼン構造を有する化合物)
アゾベンゼン構造を有する化合物は、下記式(2)によって表わすことができる。第1の実施形態においては、下記式(2)で表されるアゾベンゼン構造を有する化合物の1種又は2種以上を添加剤として含有させることができる。
(Compound having azobenzene structure)
The compound having an azobenzene structure can be represented by the following formula (2). In 1st Embodiment, the 1 type (s) or 2 or more types of the compound which has an azobenzene structure represented by following formula (2) can be contained as an additive.
ここで、式(2)中において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。 Here, in formula (2), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 are each independently hydrogen, halogen, amino A group selected from the group consisting of OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, and aryl. is there.
具体的に、アゾベンゼン構造を有する化合物としては、例えば、アゾベンゼン、4-アミノアゾベンゼン-4’-スルホン酸、4-(ジメチルアミノ)-4’-(トリフルオロメチル)アゾベンゼン、C.I.アシッドレッド13、マーキュリーオレンジ、2’,4’-ジアミノ-5’-メチルアゾベンゼン-4-スルホン酸ナトリウム、メチルレッド、メチルイエロー、メチルオレンジ、アゾベンゼン-2,4-ジアミン、アリザリンイエローGG、4-ジメチルアミノアゾベンゼン、オレンジI、サラゾスルファピリジン、4-(ジエチルアミノ)アゾベンゼン、オレンジOT、3-メトキシ-4-アミノアゾベンゼン、4-アミノアゾベンゼン、N,N,2-トリメチルアゾベンゼン-4-アミン、4-ヒドロキシアゾベンゼン、スダンI、4-アミノ-3,5-ジメチルアゾベンゼン、N,N-ジメチル-4-[(キノリン-6-イル)アゾ]ベンゼンアミン、o-アミノアゾトルエン、アリザリンイエローR、4’-(アミノスルホニル)-4-ヒドロキシアゾベンゼン-3-カルボン酸、コンゴーレッド、バイタルレッド、メタニルイエロー、オレンジII、ディスパースオレンジ3、C.I.ダイレクトオレンジ39、2,2’-ジヒドロキシアゾベンゼン、アゾベンゼン-4,4’-ジオール、ナフチルレッド、5-フェニルアゾベンゼン-2-オール、2,2’-ジメチルアゾベンゼン、C.I.モルダントイエロー12、モルダントイエロー10、アシッドイエロー、ディスパースブルー、ニューイエローRMF、ビストラミンブラウンG等が挙げられる。
Specifically, examples of the compound having an azobenzene structure include azobenzene, 4-aminoazobenzene-4'-sulfonic acid, 4- (dimethylamino) -4 '-(trifluoromethyl) azobenzene, C.I. I.
(フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物)
フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物は、下記式(3)によって表わすことができる。第1の実施形態においては、下記式(3)で表されるフェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物の1種又は2種以上を添加剤として含有させることができる。
(Compound having phenazine structure and azobenzene structure)
A compound having a phenazine structure and an azobenzene structure can be represented by the following formula (3). In the first embodiment, one or more compounds having a phenazine structure and an azobenzene structure represented by the following formula (3) can be contained as an additive.
ここで、式(3)中において、R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、及びC1~C8アルキルからなる群から選択される基である。また、R3は、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。また、A-は、ハライドアニオンである。 Here, in Formula (3), R 1 , R 2 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 are each separately , Hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, and C1-C8 alkyl Is a group selected from R 3 is hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, And a group selected from the group consisting of aryl. A − is a halide anion.
具体的に、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物としては、例えば、3-(ジエチルアミノ)-7-[(4-ヒドロキシフェニル)アゾ]-2,8-ジメチル-5-フェニルフェナジン-5-イウム、3-[[4-(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]-7-(ジエチルアミノ)-5-フェニルフェナジン-5-イウム、ヤヌスグリーンB、3-アミノ-7-[(2,4-ジアミノフェニル)アゾ]-2,8-ジメチル-5-フェニルフェナジン-5-イウム、2,8-ジメチル-3-アミノ-5-フェニル-7-(2-ヒドロキシ-1-ナフチルアゾ)フェナジン-5-イウム、3-[[4-(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]-7-(ジメチルアミノ)-5-フェニルフェナジン-5-イウム、3-アミノ-7-[[4-(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]-5-フェニルフェナジン-5-イウム、2-(ジエチルアミノ)-7-[4-(メチルプロパルギルアミノ)フェニルアゾ]-9-フェニル-9-アゾニア-10-アザアントラセン、2-(ジエチルアミノ)-7-[4-(メチル4-ペンチニルアミノ)フェニルアゾ]-9-フェニル-9-アゾニア-10-アザアントラセン、2-(ジエチルアミノ)-7-[4-(メチル2,3-ジヒドロキシプロピルアミノ)フェニルアゾ]-9-フェニル-9-アゾニア-10-アザアントラセン等が挙げられる。 Specifically, as a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure, for example, 3- (diethylamino) -7-[(4-hydroxyphenyl) azo] -2,8-dimethyl-5-phenylphenazine-5-ium , 3-[[4- (dimethylamino) phenyl] azo] -7- (diethylamino) -5-phenylphenazine-5-ium, Janus Green B, 3-amino-7-[(2,4-diaminophenyl) Azo] -2,8-dimethyl-5-phenylphenazine-5-ium, 2,8-dimethyl-3-amino-5-phenyl-7- (2-hydroxy-1-naphthylazo) phenazine-5-ium, 3 -[[4- (dimethylamino) phenyl] azo] -7- (dimethylamino) -5-phenylphenazine-5-ium, 3-amino-7-[[ -(Dimethylamino) phenyl] azo] -5-phenylphenazine-5-ium, 2- (diethylamino) -7- [4- (methylpropargylamino) phenylazo] -9-phenyl-9-azonia-10-azaanthracene 2- (diethylamino) -7- [4- (methyl-4-pentynylamino) phenylazo] -9-phenyl-9-azonia-10-azaanthracene, 2- (diethylamino) -7- [4- (methyl-2 , 3-dihydroxypropylamino) phenylazo] -9-phenyl-9-azonia-10-azaanthracene.
(4)界面活性剤
界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤を含有させる。上述した添加剤と共にノニオン界面活性剤を電解液中に添加することによって、平板状の面に対して垂直方向への成長を抑えた銅粉、すなわち平滑な面を有する銅粉を製造することができる。
(4) Surfactant A nonionic surfactant is contained as the surfactant. By adding a nonionic surfactant to the electrolyte together with the above-mentioned additives, it is possible to produce copper powder that suppresses growth in a direction perpendicular to the flat surface, that is, copper powder having a smooth surface. it can.
ノニオン界面活性剤としては、1種単独で又は2種以上を併せて用いることができ、電解液中の濃度としては合計で1mg/L~10000mg/L程度とすることができる。 As the nonionic surfactant, one kind can be used alone, or two or more kinds can be used in combination, and the total concentration in the electrolytic solution can be about 1 mg / L to 10,000 mg / L.
ノニオン界面活性剤の数平均分子量としては、特に限定されないが、100~200,000であることが好ましく、200~15,000であることがより好ましく、1,000~10,000であることがさらに好ましい。数平均分子量が100未満の界面活性剤であると、樹枝状を呈しない微細な電解銅粉が析出される可能性がある。一方で、数平均分子量が200,000を超える界面活性剤であると、平均粒子径の大きな電解銅粉が析出して、比表面積が0.2m2/g未満の樹枝状銅粉しか得られない可能性がある。なお、数平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって求めたポリスチレン換算の分子量とする。 The number average molecular weight of the nonionic surfactant is not particularly limited, but is preferably from 100 to 200,000, more preferably from 200 to 15,000, and preferably from 1,000 to 10,000. Further preferred. When the surfactant has a number average molecular weight of less than 100, fine electrolytic copper powder that does not exhibit a dendritic shape may be deposited. On the other hand, when the surfactant has a number average molecular weight exceeding 200,000, electrolytic copper powder having a large average particle size is precipitated, and only dendritic copper powder having a specific surface area of less than 0.2 m 2 / g is obtained. There is no possibility. The number average molecular weight is a molecular weight in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran (THF) as a solvent.
ノニオン界面活性剤の種類としては、特に限定されないが、エーテル基を有する界面活性剤であることが好ましく、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、プルロニック型界面活性剤、テトロニック型界面活性剤、ポリオキシエチレングリコール・グリセリンエーテル、ポリオキシエチレングリコール・ジアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール・アルキルエーテル、芳香族アルコールアルコキシレート、下記(x)式で表される高分子化合物等が挙げられ、これらのノニオン界面活性剤を1種単独で、又は2種以上を併せて用いることができる。 The type of nonionic surfactant is not particularly limited, but is preferably a surfactant having an ether group, for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethyleneimine, pluronic surfactant, tetronic surfactant. , Polyoxyethylene glycol / glycerin ether, polyoxyethylene glycol / dialkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol / alkyl ether, aromatic alcohol alkoxylate, polymer compound represented by the following formula (x), and the like. These nonionic surfactants can be used alone or in combination of two or more.
より具体的に、ポリエチレングリコールとしては、例えば下記式(i)で表されるものを用いることができる。 More specifically, as the polyethylene glycol, for example, one represented by the following formula (i) can be used.
また、ポリプロピレングリコールとしては、例えば下記式(ii)で表されるものを用いることができる。 Further, as the polypropylene glycol, for example, one represented by the following formula (ii) can be used.
また、ポリエチレンイミンとしては、例えば下記式(iii)で表されるものを用いることができる。 Moreover, as polyethyleneimine, what is represented, for example by a following formula (iii) can be used.
また、プルロニック型界面活性剤としては、例えば下記式(iv)で表されるものを用いることができる。 Further, as the pluronic surfactant, for example, one represented by the following formula (iv) can be used.
また、テトロニック型界面活性剤としては、例えば下記式(v)で表されるものを用いることができる。 Further, as the tetronic surfactant, for example, one represented by the following formula (v) can be used.
また、ポリオキシエチレングリコール・グリセリルエーテルとしては、例えば下記式(vi)で表されるものを用いることができる。 Moreover, as polyoxyethylene glycol glyceryl ether, for example, those represented by the following formula (vi) can be used.
また、ポリオキシエチレングリコール・ジアルキルエーテルとしては、例えば下記式(vii)で表されるものを用いることができる。 Moreover, as polyoxyethylene glycol dialkyl ether, for example, those represented by the following formula (vii) can be used.
また、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール・アルキルエーテルとしては、例えば下記式(viii)で表されるものを用いることができる。 As the polyoxyethylene polyoxypropylene glycol / alkyl ether, for example, those represented by the following formula (viii) can be used.
また、芳香族アルコールアルコキシレートとしては、例えば下記式(ix)で表されるものを用いることができる。 Moreover, as an aromatic alcohol alkoxylate, what is represented, for example by a following formula (ix) can be used.
また、ノニオン界面活性剤として、下記(x)式で表される高分子化合物を用いることができる。 Further, as the nonionic surfactant, a polymer compound represented by the following formula (x) can be used.
(5)塩化物イオン
さらに、電解液には、塩化物イオンを含有させることができる。塩化物イオンは、上述した添加剤やノニオン界面活性剤と共に、析出する銅粉の形状制御に寄与する。このように電解液中に塩化物イオンを含有させることによって、より効果的に、平板状の面に対して垂直方向への成長を抑えた、平滑な面を有する銅粉を製造することができる。
(5) Chloride ions Furthermore, the electrolyte solution can contain chloride ions. Chloride ions contribute to the shape control of the precipitated copper powder together with the above-described additives and nonionic surfactants. Thus, by containing chloride ions in the electrolytic solution, it is possible to more effectively produce a copper powder having a smooth surface that suppresses growth in a direction perpendicular to the flat surface. .
塩化物イオンとしては、塩酸、塩化ナトリウム等の塩化物イオンを供給する化合物(塩化物イオン源)を電解液中に添加することによって含有させることができる。電解液中の塩化物イオン濃度としては、特に限定されないが、1mg/L~500mg/L程度とすることができる。 As the chloride ions, compounds that supply chloride ions such as hydrochloric acid and sodium chloride (chloride ion source) can be added to the electrolyte solution. The chloride ion concentration in the electrolytic solution is not particularly limited, but can be about 1 mg / L to 500 mg / L.
第1の実施形態においては、例えば、上述したような組成の電解液を用いて電解することによって陰極上に銅粉を析出生成させて樹枝状銅粉を製造する。電解方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、電流密度としては、硫酸酸性の電解液を用いて電解するにあたっては5A/dm2~30A/dm2の範囲とすることが好ましく、電解液を攪拌しながら通電させる。また、電解液の液温(浴温)としては、例えば20℃~60℃程度とすることができる。 In the first embodiment, for example, electrolysis is performed using the electrolytic solution having the composition as described above, whereby copper powder is deposited on the cathode to produce dendritic copper powder. As the electrolysis method, a known method can be used. For example, the current density is preferably in the range of 5 A / dm 2 to 30 A / dm 2 in electrolysis using a sulfuric acid electrolytic solution, and the electrolytic solution is energized while stirring. The liquid temperature (bath temperature) of the electrolytic solution can be, for example, about 20 ° C. to 60 ° C.
<2-1-2.Snの被覆方法(Snコート銅粉の製造)>
第1の実施形態に係るSnコート銅粉は、上述した電解法により作製した樹枝状銅粉の表面に、例えば、無電解めっき法によりSnめっき液(無電解Snめっき液)を用いてSn又はSn合金を被覆することにより製造することができる。
<2-1-2. Sn coating method (production of Sn-coated copper powder)>
The Sn-coated copper powder according to the first embodiment is formed on the surface of the dendritic copper powder prepared by the above-described electrolytic method using, for example, an Sn plating solution (electroless Sn plating solution) by an electroless plating method. It can manufacture by coat | covering Sn alloy.
樹枝状銅粉の表面に均一な厚みでSn又はSn合金を被覆するためには、Snめっきの前に洗浄を行うのが好ましく、樹枝状銅粉を洗浄液中に分散させ、攪拌しながら洗浄を行うことができる。この洗浄処理としては、酸性溶液中で行うのが好ましく、洗浄後には、樹枝状銅粉のろ過、分離と、水洗とを適宜繰り返して、水中に樹枝状銅粉が分散した水スラリーとする。なお、ろ過、分離と、水洗については、公知の方法を用いればよい。 In order to coat Sn or Sn alloy with a uniform thickness on the surface of the dendritic copper powder, it is preferable to wash before Sn plating, and the dendritic copper powder is dispersed in the cleaning solution and washed with stirring. It can be carried out. This washing treatment is preferably carried out in an acidic solution, and after washing, filtration, separation and washing of the dendritic copper powder are repeated as appropriate to obtain a water slurry in which the dendritic copper powder is dispersed in water. In addition, what is necessary is just to use a well-known method about filtration, isolation | separation, and water washing.
具体的に、無電解めっき法でSnコートする場合には、樹枝状銅粉を洗浄した後に得られた銅スラリーに無電解Snめっき液を加えるか、無電解Snめっき液中に銅スラリーを加え、均一に撹拌することで樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金をより均一に被覆させることができる。 Specifically, when Sn coating is performed by the electroless plating method, the electroless Sn plating solution is added to the copper slurry obtained after washing the dendritic copper powder, or the copper slurry is added to the electroless Sn plating solution. By uniformly stirring, the surface of the dendritic copper powder can be coated more uniformly with Sn or Sn alloy.
無電解めっき法でSn又はSn合金を被覆する方法としては、特に限定されない。無電解Snめっきとしては、下地である銅粉の溶出に伴ってめっき液中のSnイオンが還元析出する置換型Snめっきと、めっき液中のSnイオンを還元剤によって還元してSn被覆を行う還元型Snめっきと、Snイオンの不均化反応によって金属Snとなることを利用してSn被覆を行う不均化反応型Snめっきが挙げられ、いずれの方法でもよい。 The method for coating Sn or Sn alloy by electroless plating is not particularly limited. As electroless Sn plating, substitution type Sn plating in which Sn ions in the plating solution are reduced and precipitated with elution of the copper powder as a base, and Sn ions in the plating solution are reduced with a reducing agent to perform Sn coating. Examples include reduction-type Sn plating and disproportionation-type Sn plating in which Sn coating is performed using the fact that Sn ions are disproportionated to form metal Sn, and any method may be used.
具体的に、置換型Snめっき液としては、スズ化合物と、スズ化合物を水溶液中に安定に保つための錯化剤とを必須成分とし、必要に応じて界面活性剤、pH調整剤等を添加してなるものを用いることができる。また、還元型Snめっき液としては、上述した置換型Snめっき液の組成に還元剤を添加したものを用いることができる。 Specifically, as the substitutional Sn plating solution, a tin compound and a complexing agent for keeping the tin compound stable in an aqueous solution are essential components, and a surfactant, a pH adjuster, etc. are added as necessary. Can be used. Further, as the reduced Sn plating solution, a composition obtained by adding a reducing agent to the above-described substitutional Sn plating solution can be used.
また、不均化反応型Snめっきでは、アルカリ水溶液中においてSnイオンがHSnO2
-イオンとして存在し、そのHSnO2
-イオンが、下記式で示される不均化反応によって金属Snとなる。不均化反応型Snめっきでは、反応により生成する金属SnによってSnめっきを行うもので、強アルカリ浴の置換型Snめっき液と同様の組成のめっき液を用いることができる。
2HSnO2-+2H2O⇔Sn(OH)6
2-+Sn
In the disproportionation reaction type Sn plating, Sn ions are present as HSnO 2 − ions in an alkaline aqueous solution, and the HSnO 2 − ions become metal Sn by a disproportionation reaction represented by the following formula. In the disproportionation reaction type Sn plating, Sn plating is performed with metal Sn generated by the reaction, and a plating solution having the same composition as the substitutional Sn plating solution in the strong alkali bath can be used.
2HSnO 2− + 2H 2 O⇔Sn (OH) 6 2− + Sn
スズ化合物としては、2価のスズ化合物と4価のスズ化合物があり、2価のスズ化合物と4価のスズ化合物をそれぞれ単独で、またはそれぞれ併用してもよい。 The tin compound includes a divalent tin compound and a tetravalent tin compound, and the divalent tin compound and the tetravalent tin compound may be used alone or in combination, respectively.
具体的に、スズ化合物としては、例えば、ホウフッ化第一スズ、スルホコハク酸第一スズ、塩化第一スズ、塩化第二スズ、硫酸第一スズ、硫酸第二スズ、酸化第一スズ、酸化第二スズ、メタンスルホン酸第一スズ、エタンスルホン酸第一スズ、2-ヒドロキシプロパン-1-スルホン酸第一スズ、p-フェノールスルホン酸第一スズ、ホウフッ化スズ、ケイフッ化スズ、スルファミン酸スズ、シュウ酸スズ、酒石酸スズ、グルコン酸スズ、スルホコハク酸スズ、ピロリン酸スズ、1-ヒドロキシエタン-1,1-ビスホスホン酸スズ、トリポリリン酸スズ等が挙げられる。 Specifically, as the tin compound, for example, stannous borofluoride, stannous sulfosuccinate, stannous chloride, stannic chloride, stannous sulfate, stannic sulfate, stannous oxide, stannous oxide Distinous, stannous methanesulfonate, stannous ethanesulfonate, stannous 2-hydroxypropane-1-sulfonate, stannous p-phenolsulfonate, tin borofluoride, tin silicofluoride, tin sulfamate Tin oxalate, tin tartrate, tin gluconate, tin sulfosuccinate, tin pyrophosphate, tin 1-hydroxyethane-1,1-bisphosphonate, tin tripolyphosphate and the like.
錯化剤としては、チオ尿素誘導体、カルボン酸又はアミン系化合物、塩化チタン等を用いることができる。 As the complexing agent, thiourea derivatives, carboxylic acid or amine compounds, titanium chloride, and the like can be used.
具体的に、チオ尿素誘導体としては、チオ尿素、1,3-ジメチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジエチルチオ尿素(例えば、1,3-ジエチル-2-チオ尿素)、N,N’-ジイソプロピルチオ尿素、アリルチオ尿素、アセチルチオ尿素、エチレンチオ尿素、1,3-ジフェニルチオ尿素、二酸化チオ尿素、チオセミカルバジド等が挙げられる。また、カルボン酸又はアミン系化合物としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、ゴルコヘプトン酸、グリコール酸、乳酸、トリオキシ酪酸、アスコルビン酸、イソクエン酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、ロイシン酸、シトラマル酸、コハク酸、メルカプトコハク酸、スルホコハク酸、グルタル酸、マロン酸、アジピン酸、シュウ酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、メサコン酸、グリコール酸、クエン酸ナトリウム、グリシン、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩、エチレンジアミン四プロピオン酸、ニトリロ三酢酸、イミノジ酢酸、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸、イミノジプロピオン酸、アミノトリメチレンリン酸、アミノトリメチレンリン酸五ナトリウム塩、ベンジルアミン、2 - ナフチルアミン、イソブチルアミン、イソアミルアミン、1,3-プロパンジアミン四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、メタフェニレンジアミン四酢酸、1,2-ジアミノシクロヘキサン-N,N,N’,N’-四酢酸、ジアミノプロピオン酸、エチレンジアミンテトラメチレンリン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンリン酸、グルタミン酸、ジカルボキシメチルグルタミン酸、オルニチン、システイン、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)グリシン、(S、S)-エチレンジアミンコハク酸、メチレンジアミン、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサエチレンヘプタミン、シンナミルアミン、p-メトキシシンナミルアミン等が挙げられる。 Specific examples of the thiourea derivative include thiourea, 1,3-dimethylthiourea, trimethylthiourea, diethylthiourea (eg, 1,3-diethyl-2-thiourea), N, N′-diisopropylthiourea, Examples include allyl thiourea, acetyl thiourea, ethylene thiourea, 1,3-diphenyl thiourea, thiourea dioxide, and thiosemicarbazide. In addition, as carboxylic acid or amine compound, citric acid, tartaric acid, malic acid, gluconic acid, golcoheptonic acid, glycolic acid, lactic acid, trioxybutyric acid, ascorbic acid, isocitric acid, tartronic acid, glyceric acid, hydroxybutyric acid, leucine acid , Citramalic acid, succinic acid, mercaptosuccinic acid, sulfosuccinic acid, glutaric acid, malonic acid, adipic acid, oxalic acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, mesaconic acid, glycolic acid, sodium citrate, glycine, hydroxyethylethylenediamine Triacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt, ethylenediaminetetrapropionic acid, nitrilotriacetic acid, iminodiacetic acid, hydroxyethylimino Acetic acid, iminodipropionic acid, aminotrimethylene phosphate, aminotrimethylene phosphate pentasodium salt, benzylamine, 2-naphthylamine, isobutylamine, isoamylamine, 1,3-propanediaminetetraacetic acid, 1,3-diamino- 2-hydroxypropanetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, metaphenylenediaminetetraacetic acid, 1,2-diaminocyclohexane-N, N, N ′, N′-tetraacetic acid, diaminopropionic acid, ethylenediaminetetramethylene phosphate, diethylenetriamine Pentamethylene phosphoric acid, glutamic acid, dicarboxymethyl glutamic acid, ornithine, cysteine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) glycine, (S, S) -ethylenediamine succinic acid, methylenediamine, ethylenediamine Ethylenediaminetetraacetic acid, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, tetraethylene pentamine, pentaethylene hexamine, hexaethyleneheptamine, cinnamylamine, p- methoxy cinnamyl amine.
還元剤としては、リン酸系化合物、水素化ホウ素化合物、ヒドラジン誘導体等が挙げられ、これらを単独で又は2種以上を併せて用いることができる。 Examples of the reducing agent include phosphoric acid compounds, borohydride compounds, hydrazine derivatives, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
具体的に、リン酸系化合物としては、次亜リン酸、亜リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸等が挙げられる。また、水素化ホウ素化合物としては、メチルヘキサボラン、ジメチルアミンボラン、ジエチルアミンボラン、モルホリンボラン、ピリジンアミンボラン、ピペリジンボラン、エチレンジアミンボラン、エチレンジアミンビスボラン、t-ブチルアミンボラン、イミダゾールボラン、メトキシエチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられる。また、ヒドラジン誘導体としては、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン等のヒドラジン塩や、ピラゾール類、トリアゾール類、ヒドラジド類等のヒドラジン誘導体等を用いることができる。これらの中で、ピラゾール類としては、ピラゾールの他に、3,5-ジメチルピラゾール、3-メチル-5-ピラゾロン等のピラゾール誘導体を用いることができる。また、トリアゾール類としては、4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、1,2,3-トリアゾール等を用いることができる。また、ヒドラジド類としては、アジピン酸ヒドラジド、マレイン酸ヒドラジド、カルボヒドラジド等を用いることができる。 Specifically, examples of phosphoric acid compounds include hypophosphorous acid, phosphorous acid, pyrophosphoric acid, and polyphosphoric acid. Examples of the borohydride compounds include methyl hexaborane, dimethylamine borane, diethylamine borane, morpholine borane, pyridine amine borane, piperidine borane, ethylenediamine borane, ethylenediamine bisborane, t-butylamine borane, imidazole borane, methoxyethylamine borane, hydrogen Examples thereof include sodium borohydride. As the hydrazine derivative, hydrazine salts such as hydrazine sulfate and hydrazine hydrochloride, hydrazine derivatives such as pyrazoles, triazoles and hydrazides, and the like can be used. Among these, as pyrazoles, pyrazole derivatives such as 3,5-dimethylpyrazole and 3-methyl-5-pyrazolone can be used in addition to pyrazole. Further, as triazoles, 4-amino-1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, and the like can be used. As hydrazides, adipic hydrazide, maleic hydrazide, carbohydrazide, and the like can be used.
なお、そのほか、必要に応じて、pH緩衝剤、pH調整剤、界面活性剤等の添加剤を含有させることができる。さらに必要に応じて、消泡剤や分散剤を使用してもよい。 In addition, additives such as a pH buffer, a pH adjuster, and a surfactant can be contained as necessary. Furthermore, you may use an antifoamer and a dispersing agent as needed.
pH緩衝剤としては、公知の錯化剤を使用することができる。例えば、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、ホウ酸、酢酸ナトリウム等が挙げられる。 A known complexing agent can be used as the pH buffering agent. For example, ammonium chloride, ammonium sulfate, boric acid, sodium acetate and the like can be mentioned.
pH調整剤としては、公知の錯化剤を使用することができる。例えば、酸やアルカリの化合物を使用することができ、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物,炭酸ニッケル、硫酸、塩酸等が挙げられる。なお、アンモニアを用いる場合、アンモニア水として供給することができる。 A known complexing agent can be used as the pH adjuster. For example, an acid or alkali compound can be used, and examples thereof include alkali metal hydroxides such as ammonia and sodium hydroxide, nickel carbonate, sulfuric acid, and hydrochloric acid. In addition, when using ammonia, it can supply as ammonia water.
界面活性剤は、めっき液の浸透性を向上させるために用いることができ、具体的に、界面活性剤としては、ノニオン性、カチオン性、アニオン性、両性等の界面活性剤のいずれを用いることができ、1種単独又は2種以上併せて用いることができる。 Surfactants can be used to improve the permeability of the plating solution. Specifically, any of nonionic, cationic, anionic, amphoteric, etc. surfactants should be used as the surfactant. It can be used alone or in combination of two or more.
さらに、形成するSn被膜中に、Sn以外の他の元素が含有させるようにすることで、すなわち、銅粉表面にSn合金の被膜を形成させることで、融点や濡れ性等の性質を変更することができる。例えば、Pbフリー半田の仕様としては、使用する用途や材料によって、使用温度や濡れ性、機械的強度が問題となる。この点において、Sn合金の被膜を形成させることで、使用用途や材料に合った性質に変更することができる。 Furthermore, by making Sn other than Sn contain in the Sn film to be formed, that is, by forming a film of Sn alloy on the surface of the copper powder, the properties such as melting point and wettability are changed. be able to. For example, as a specification of Pb-free solder, use temperature, wettability, and mechanical strength become problems depending on the use and material to be used. In this respect, by forming a film of Sn alloy, it is possible to change to a property suitable for the intended use and material.
具体的に、Sn被膜中に含有させる元素としては、つまりSn合金を構成するSn以外の元素としては、銀、ビスマス、銅、インジウム、アンチモン、及び亜鉛等が挙げられる。Sn合金としては、これらの元素を含む二元あるいは多元の合金とすることができる。その中でも、無電解めっき法でSnコートするときに合金化できる元素としては、銀、ビスマス、亜鉛があり、上述した無電解Snめっき液に、これら元素を含む化合物を1種以上添加することによって、容易にSn合金被膜をコートすることができる。 Specifically, as an element to be contained in the Sn coating, that is, as an element other than Sn constituting the Sn alloy, silver, bismuth, copper, indium, antimony, zinc and the like can be cited. The Sn alloy can be a binary or multi-component alloy containing these elements. Among them, elements that can be alloyed when Sn coating is performed by electroless plating include silver, bismuth, and zinc. By adding one or more compounds containing these elements to the electroless Sn plating solution described above. The Sn alloy film can be easily coated.
具体的に、銀を含むSn合金とする場合、無電解Snめっき液中に添加する銀化合物としては、例えば、酸化銀、硝酸銀、硫酸銀、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、安息香酸銀、スルファミン酸銀、クエン酸銀、乳酸銀、メルカプトコハク酸銀、リン酸銀、トリフルオロ酢酸銀、ピロリン酸銀、1-ヒドロキシエタン-1,1-ビスホスホン酸銀、ホウフッ化銀、酒石酸銀、グルコン酸銀、シュウ酸銀、メタンスルホン酸銀、p-フェノールスルホン酸銀、安息香酸銀等が挙げられる。 Specifically, when a silver-containing Sn alloy is used, examples of the silver compound added to the electroless Sn plating solution include silver oxide, silver nitrate, silver sulfate, silver chloride, silver bromide, silver iodide, and benzoic acid. Silver, silver sulfamate, silver citrate, silver lactate, silver mercaptosuccinate, silver phosphate, silver trifluoroacetate, silver pyrophosphate, silver 1-hydroxyethane-1,1-bisphosphonate, silver borofluoride, silver tartrate Silver gluconate, silver oxalate, silver methanesulfonate, silver p-phenolsulfonate, silver benzoate and the like.
また、ビスマスを含むSn合金とする場合、無電解Snめっき液中に添加するビスマス化合物としては、例えば、硝酸ビスマス、塩化ビスマス、メタンスルホン酸ビスマス、エタンスルホン酸ビスマス、p-フェノールスルホン酸ビスマス等が挙げられる。 In addition, when a Sn alloy containing bismuth is used, examples of the bismuth compound added to the electroless Sn plating solution include bismuth nitrate, bismuth chloride, bismuth methanesulfonate, bismuth ethanesulfonate, and bismuth p-phenolsulfonate. Is mentioned.
また、亜鉛を含むSn合金とする場合、無電解Snめっき液中に添加する亜鉛化合物としては、例えば、酸化亜鉛、塩化亜鉛、硫酸亜鉛等が挙げられる。 In addition, when the Sn alloy containing zinc is used, examples of the zinc compound added to the electroless Sn plating solution include zinc oxide, zinc chloride, and zinc sulfate.
これらのSn合金を構成するSn以外の金属元素の含有割合としては、融点や濡れ性の観点から、当該樹枝状Snコート銅粉に被覆されているSn合金被膜全体の質量100%に対して0.1質量%~50質量%の含有量であることが好ましい。含有量が多くなりすぎると、融点の上昇や機械的強度が低下する等の原因となることから、50質量%以下であることが好ましい。一方で、含有量が0.1質量%未満であると、これらSn合金となる金属元素を含有させても、融点を低下させたり濡れ性を向上させる効果が十分に得られない可能性がある。このことから、Sn合金被膜全体の質量100%に対して0.1質量%~50質量%の含有量であることが好ましく、1質量%~20質量%の含有量であることがより好ましく、2質量%~10質量%の含有量であることがさらに好ましい。 The content ratio of metal elements other than Sn constituting these Sn alloys is 0 with respect to 100% by mass of the entire Sn alloy coating film coated with the dendritic Sn-coated copper powder from the viewpoint of melting point and wettability. The content is preferably 1% by mass to 50% by mass. If the content is too large, it causes an increase in melting point and a decrease in mechanical strength, and therefore it is preferably 50% by mass or less. On the other hand, if the content is less than 0.1% by mass, the effect of lowering the melting point or improving the wettability may not be sufficiently obtained even if the metal element that becomes the Sn alloy is contained. . Therefore, the content is preferably 0.1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn alloy coating, and more preferably 1% by mass to 20% by mass. The content is more preferably 2% by mass to 10% by mass.
なお、Sn合金を構成する金属の含有量は、例えば高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法により、Snコート銅粉を構成する各元素の含有量を換算することによって測定できる。また、エネルギー分散型X線分光(EDX)法やオージェ電子分光(AES)法によって、Snコート銅粉の断面等からSn合金被膜中の各元素の定量分析することもできる。 In addition, content of the metal which comprises Sn alloy can be measured by converting content of each element which comprises Sn coat | court copper powder, for example with a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy analysis method. In addition, each element in the Sn alloy coating can be quantitatively analyzed from the cross section of the Sn-coated copper powder or the like by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) method or Auger electron spectroscopy (AES) method.
さらに、Sn合金被膜を形成する方法としては、上述した無電解めっき法による方法に限定されない。例えば、Snを被覆する前の樹枝状銅粉中にSn合金を構成するSn以外の元素を含有させておき、Snのみからなる被膜(Sn被膜)を形成させた後に、あらかじめ銅粉に含有させておいた元素をそのSn被膜に拡散させることによって、Sn合金被膜を形成させることもできる。 Furthermore, the method for forming the Sn alloy film is not limited to the above-described electroless plating method. For example, an element other than Sn constituting the Sn alloy is included in the dendritic copper powder before coating Sn, and after forming a film composed only of Sn (Sn film), it is included in the copper powder in advance. A Sn alloy film can also be formed by diffusing the elements that have been deposited in the Sn film.
<2-2.第2の実施形態に係るSnコート銅粉の製造方法>
第2の実施形態に係るSnコート銅粉は、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉である。そして、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、短軸平均径が0.2μm~0.5μm、かつ、長軸平均径が0.5μm~2.0μmの範囲の大きさの楕円体であり、その銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が5.0μm~20μmである。また、樹枝状の形状を構成する枝部分の平均太さとしては、0.5μm~2.0μmであることが好ましい。
<2-2. Manufacturing Method of Sn Coated Copper Powder According to Second Embodiment>
The Sn-coated copper powder according to the second embodiment is Sn-coated copper powder in which copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy gather to form a dendritic shape having a plurality of branches. The copper particles whose surfaces are coated with Sn or Sn alloy have an elliptical size with a minor axis average diameter of 0.2 μm to 0.5 μm and a major axis average diameter of 0.5 μm to 2.0 μm. The Sn-coated copper powder, which is a body and is composed of the copper particles, has an average particle diameter (D50) of 5.0 μm to 20 μm. Further, the average thickness of the branch portions constituting the dendritic shape is preferably 0.5 μm to 2.0 μm.
<2-2-1.銅粉の製造方法>
第2の実施形態に係るSnコート銅粉(樹枝状Snコート銅粉)は、上述したように、樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金が被覆されてなり、その樹枝状銅粉は、例えば、銅イオンを含有する硫酸酸性溶液を電解液として用いて所定の電解法により製造することができる。
<2-2-1. Manufacturing method of copper powder>
As described above, the Sn-coated copper powder (dendritic Sn-coated copper powder) according to the second embodiment is formed by coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy. For example, it can be manufactured by a predetermined electrolytic method using a sulfuric acid acidic solution containing copper ions as an electrolytic solution.
電解に際しては、第1の実施形態における電解処理と同様に、金属銅を陽極とし、ステンレス板やチタン板等を陰極として設置した電解槽中に、銅イオンを含有する硫酸酸性の電解液を収容し、その電解液に所定の電流密度で直流電流を通電することによって電解処理を施す。これにより、通電に伴って陰極上に樹枝状銅粉を析出(電析)させることができる。特に、第2の実施形態においては、銅イオン源となる水溶性銅塩を含有する硫酸酸性の電解液に、添加剤としてポリエーテル化合物を添加して電解するようにし、これにより、電解により得られた粒状等の銅粉をボール等の媒体を用いて機械的に変形加工等することなく、その電解のみによって、楕円体の銅粒子が集合して樹枝状形状を呈した樹枝状銅粉を陰極表面に析出させることができる。 In the case of electrolysis, a sulfuric acid-containing electrolytic solution containing copper ions is contained in an electrolytic cell in which metallic copper is used as an anode and a stainless steel plate or a titanium plate is used as a cathode, as in the electrolytic treatment in the first embodiment. Then, electrolytic treatment is performed by passing a direct current through the electrolytic solution at a predetermined current density. Thereby, a dendritic copper powder can be deposited (electrodeposition) on a cathode with electricity supply. In particular, in the second embodiment, a sulfuric acid acidic electrolytic solution containing a water-soluble copper salt serving as a copper ion source is electrolyzed by adding a polyether compound as an additive. Without using a medium such as a ball to mechanically deform the obtained granular copper powder, the ellipsoidal copper particles gathered into a dendritic shape by aggregation only by electrolysis. It can be deposited on the cathode surface.
すなわち、電解液としては、例えば、水溶性銅塩(銅イオン)と、硫酸と、ポリエーテル化合物とを含有するものを用いる。また、電解液には、さらに塩化物イオンを含有させることが好ましい。ここで、電解液中に含まれる水溶性銅塩、硫酸は、第1の実施形態に係る製造方法における態様と同様であり、詳細な説明を省略する。 That is, as the electrolytic solution, for example, an electrolytic solution containing a water-soluble copper salt (copper ion), sulfuric acid, and a polyether compound is used. Further, it is preferable that the electrolytic solution further contains chloride ions. Here, the water-soluble copper salt and sulfuric acid contained in the electrolytic solution are the same as those in the manufacturing method according to the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
第2の実施形態においては、電解液中に、添加剤としてポリエーテル化合物を用いる。このポリエーテル化合物が、後述する塩化物イオンと共に、析出する銅粉の形状制御に寄与し、陰極上に析出させる銅粉を、所定の短軸平均径及び長軸平均径を有する楕円体の銅粒子が集合して樹枝状の形状とした樹枝状銅粉とすることができる。 In the second embodiment, a polyether compound is used as an additive in the electrolytic solution. This polyether compound, together with chloride ions described later, contributes to shape control of the deposited copper powder, and the copper powder deposited on the cathode is an ellipsoidal copper having a predetermined minor axis average diameter and major axis average diameter. A dendritic copper powder in which particles are aggregated into a dendritic shape can be obtained.
具体的に、ポリエーテル化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、プルロニック型界面活性剤、テトロニック型界面活性剤、ポリオキシエチレングリコール・グリセリンエーテル、ポリオキシエチレングリコール・ジアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール・アルキルエーテル、芳香族アルコールアルコキシレート等の高分子化合物等が挙げられる。 Specifically, the polyether compound is not particularly limited. For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethyleneimine, pluronic surfactant, tetronic surfactant, polyoxyethylene glycol / glycerin ether, polyoxyethylene Examples thereof include polymer compounds such as glycol dialkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol alkyl ether, and aromatic alcohol alkoxylate.
また、ポリエーテル化合物の数平均分子量としては、特に限定されないが、100~200,000であることが好ましく、200~15,000であることがより好ましく、1,000~10,000であることがさらに好ましい。数平均分子量が100未満であると、樹枝状を呈しない微細な電解銅粉が析出される可能性がある。一方で、数平均分子量が200,000を超えると、平均粒子径の大きな電解銅粉が析出して、比表面積が0.6m2/g未満の樹枝状銅粉しか得られない可能性がある。なお、数平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって求めたポリスチレン換算の分子量とする。 Further, the number average molecular weight of the polyether compound is not particularly limited, but is preferably 100 to 200,000, more preferably 200 to 15,000, and 1,000 to 10,000. Is more preferable. If the number average molecular weight is less than 100, fine electrolytic copper powder that does not have a dendritic shape may be deposited. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 200,000, electrolytic copper powder having a large average particle size is precipitated, and only dendritic copper powder having a specific surface area of less than 0.6 m 2 / g may be obtained. . The number average molecular weight is a molecular weight in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran (THF) as a solvent.
なお、ポリエーテル化合物としては、1種単独で添加してもよく、2種類以上を併用して添加してもよい。また、ポリエーテル化合物の添加量としては、電解液中における濃度が0.1mg/L~5,000mg/L程度の範囲となる量とすることが好ましい。 In addition, as a polyether compound, you may add individually by 1 type and may add it in combination of 2 or more types. Further, the addition amount of the polyether compound is preferably such that the concentration in the electrolytic solution is in the range of about 0.1 mg / L to 5,000 mg / L.
塩化物イオンとしては、塩酸、塩化ナトリウム等の塩化物イオンを供給する化合物(塩化物イオン源)を電解液中に添加することによって含有させることができる。電解液中に塩化物イオンを含有させることによって、析出する銅粉の形状をより効果的に制御することができる。電解液中の塩化物イオン濃度としては、1mg/L~1000mg/L程度、好ましくは10mg/L~800mg/L程度、より好ましくは20mg/L~500mg/L程度とすることができる。 As the chloride ions, compounds that supply chloride ions such as hydrochloric acid and sodium chloride (chloride ion source) can be added to the electrolyte solution. By containing chloride ions in the electrolytic solution, the shape of the deposited copper powder can be controlled more effectively. The chloride ion concentration in the electrolytic solution can be about 1 mg / L to 1000 mg / L, preferably about 10 mg / L to 800 mg / L, more preferably about 20 mg / L to 500 mg / L.
第2の実施形態においては、例えば、上述したような組成の電解液を用いて電解することによって陰極上に銅粉を析出生成させて樹枝状銅粉を製造する。電解方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、電流密度としては、硫酸酸性の電解液を用いて電解するにあたっては5A/dm2~30A/dm2の範囲とすることが好ましく、電解液を攪拌しながら通電させる。また、電解液の液温(浴温)としては、例えば20℃~60℃程度とすることができる。 In the second embodiment, for example, electrolysis is performed using the electrolytic solution having the composition as described above, whereby copper powder is deposited on the cathode to produce dendritic copper powder. As the electrolysis method, a known method can be used. For example, the current density is preferably in the range of 5 A / dm 2 to 30 A / dm 2 in electrolysis using a sulfuric acid electrolytic solution, and the electrolytic solution is energized while stirring. The liquid temperature (bath temperature) of the electrolytic solution can be, for example, about 20 ° C. to 60 ° C.
<2-2-2.Snの被覆方法(Snコート銅粉の製造)>
第2の実施形態に係るSnコート銅粉は、上述した電解法により作製した樹枝状銅粉の表面に、例えば、無電解めっき法によりSnめっき液(無電解Snめっき液)を用いてSn又はSn合金を被覆することにより製造することができる。
<2-2-2. Sn coating method (production of Sn-coated copper powder)>
The Sn-coated copper powder according to the second embodiment is formed on the surface of the dendritic copper powder prepared by the above-described electrolytic method using, for example, an Sn plating solution (electroless Sn plating solution) by an electroless plating method. It can manufacture by coat | covering Sn alloy.
なお、具体的な無電解めっき方法や、その無電解Snめっき液の組成(めっき液中の成分)、無電解めっきの行う前の洗浄処理等の前処理については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The specific electroless plating method, the composition of the electroless Sn plating solution (component in the plating solution), and pretreatment such as cleaning treatment before electroless plating are manufactured in the first embodiment. The method is the same as that of the method, and detailed description is omitted.
また、第1の実施形態におけるSn被膜の形成と同様に、形成するSn被膜中にSn以外の他の元素が含有されるようにすることが好ましい。銅粉表面にSn合金の被膜を形成させることで、融点や濡れ性等の性質を変更することができる。例えば、Pbフリー半田の仕様としては、使用する用途や材料によって、使用温度や濡れ性、機械的強度が問題となる。この点において、Sn合金の被膜を形成させることで、使用用途や材料に合った性質に変更することができる。 In addition, as in the formation of the Sn film in the first embodiment, it is preferable that an element other than Sn is contained in the formed Sn film. By forming a Sn alloy film on the surface of the copper powder, properties such as melting point and wettability can be changed. For example, as a specification of Pb-free solder, use temperature, wettability, and mechanical strength become problems depending on the use and material to be used. In this respect, by forming a film of Sn alloy, it is possible to change to a property suitable for the intended use and material.
具体的に、Sn被膜中に含有させる元素としては、つまりSn合金を構成するSn以外の元素としては、銀、ビスマス、銅、インジウム、アンチモン、及び亜鉛等が挙げられる。Sn合金としては、これらの元素を含む二元あるいは多元の合金とすることができる。その中でも、無電解めっき法でSnコートするときに合金化できる元素としては、銀、ビスマス、亜鉛があり、上述した無電解Snめっき液に、これら元素を含む化合物を1種以上添加することによって、容易にSn合金被膜をコートすることができる。 Specifically, as an element to be contained in the Sn coating, that is, as an element other than Sn constituting the Sn alloy, silver, bismuth, copper, indium, antimony, zinc and the like can be cited. The Sn alloy can be a binary or multi-component alloy containing these elements. Among them, elements that can be alloyed when Sn coating is performed by electroless plating include silver, bismuth, and zinc. By adding one or more compounds containing these elements to the electroless Sn plating solution described above. The Sn alloy film can be easily coated.
なお、Sn合金被膜の形成方法や、Sn合金中のSn以外の元素の含有量、そのSn以外の元素の元素源等については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The method for forming the Sn alloy film, the content of elements other than Sn in the Sn alloy, the element source of the elements other than Sn, and the like are the same as those of the manufacturing method in the first embodiment. The detailed explanation is omitted.
<2-3.第3の実施形態に係るSnコート銅粉の製造方法>
第3の実施形態に係るSnコート銅粉は、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉である。そして、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、断面平均厚さが0.2μm~5.0μmの平板状であり、その銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmである。
<2-3. Manufacturing Method of Sn Coated Copper Powder According to Third Embodiment>
The Sn-coated copper powder according to the third embodiment has a dendritic shape in which copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy are aggregated to have a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. It is Sn coat copper powder which constituted the shape. The copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface are in the form of a flat plate having a cross-sectional average thickness of 0.2 μm to 5.0 μm, and the Sn-coated copper powder formed by assembling the copper particles is The average particle diameter (D50) is 1.0 μm to 100 μm.
<2-3-1.銅粉の製造方法>
第3の実施形態に係るSnコート銅粉(樹枝状Snコート銅粉)は、上述したように、樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金が被覆されてなり、その樹枝状銅粉は、例えば、銅イオンを含有する硫酸酸性溶液を電解液として用いて所定の電解法により製造することができる。
<2-3-1. Manufacturing method of copper powder>
As described above, the Sn-coated copper powder (dendritic Sn-coated copper powder) according to the third embodiment is formed by coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy. For example, it can be manufactured by a predetermined electrolytic method using a sulfuric acid acidic solution containing copper ions as an electrolytic solution.
電解に際しては、第1及び第2の実施形態における電解処理と同様に、金属銅を陽極とし、ステンレス板やチタン板等を陰極として設置した電解槽中に、銅イオンを含有する硫酸酸性の電解液を収容し、その電解液に所定の電流密度で直流電流を通電することによって電解処理を施す。これにより、通電に伴って陰極上に樹枝状銅粉を析出(電析)させることができる。特に、第3の実施形態においては、銅イオン源となる水溶性銅塩を含有する硫酸酸性の電解液に、添加剤としてアミン化合物を添加して電解するようにし、これにより、電解により得られた粒状等の銅粉をボール等の媒体を用いて機械的に変形加工等することなく、その電解のみによって、平板状の銅粒子が集合して樹枝状を形成した樹枝状銅粉を陰極表面に析出させることができる。 In electrolysis, as in the electrolysis treatment in the first and second embodiments, sulfuric acid-acid electrolysis containing copper ions in an electrolytic cell in which metallic copper is used as an anode and a stainless steel plate, a titanium plate or the like is used as a cathode. The solution is accommodated, and electrolytic treatment is performed by passing a direct current through the electrolyte solution at a predetermined current density. Thereby, a dendritic copper powder can be deposited (electrodeposition) on a cathode with electricity supply. In particular, in the third embodiment, an amine compound is added as an additive to a sulfuric acid electrolytic solution containing a water-soluble copper salt serving as a copper ion source, and thus electrolysis is obtained. The copper powder in the form of particles is formed by dendritic copper powder that is formed by aggregation of flat copper particles only by electrolysis without mechanical deformation using a medium such as a ball. Can be deposited.
すなわち、電解液としては、例えば、水溶性銅塩(銅イオン)と、硫酸と、アミン化合物とを含有するものを用いる。また、電解液には、さらに塩化物イオンを含有させることが好ましい。ここで、電解液中に含まれる水溶性銅塩、硫酸は、第1の実施形態に係る製造方法における態様と同様であり、詳細な説明を省略する。 That is, as the electrolytic solution, for example, an electrolytic solution containing a water-soluble copper salt (copper ion), sulfuric acid, and an amine compound is used. Further, it is preferable that the electrolytic solution further contains chloride ions. Here, the water-soluble copper salt and sulfuric acid contained in the electrolytic solution are the same as those in the manufacturing method according to the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
第3の実施形態においては、電解液中に、添加剤としてアミン化合物を用いることができる。このアミン化合物が、後述する塩化物イオンと共に、析出する銅粉の形状制御に寄与し、陰極表面に析出させる銅粉を、所定の断面平均厚さの平板状の銅粒子から構成される、主幹とその主幹から分岐した枝とを有する樹枝状銅粉とすることができる。 In the third embodiment, an amine compound can be used as an additive in the electrolytic solution. This amine compound contributes to shape control of the copper powder deposited together with chloride ions to be described later, and the copper powder deposited on the cathode surface is composed of flat copper particles having a predetermined cross-sectional average thickness. And a dendritic copper powder having a branch branched from its main trunk.
アミン化合物としては、1種単独で添加してもよく、2種類以上を併用して添加してもよい。また、アミン化合物類の添加量としては、電解液中における濃度が0.1mg/L~500mg/Lの範囲となる量とすることが好ましく、1mg/L~400mg/Lの範囲となる量とすることがより好ましい。 As the amine compound, one kind may be added alone, or two or more kinds may be added in combination. The amount of the amine compound added is preferably an amount such that the concentration in the electrolytic solution is in the range of 0.1 mg / L to 500 mg / L, and an amount in the range of 1 mg / L to 400 mg / L. More preferably.
具体的に、アミン化合物としては、特に限定されないが、下記(1)式によって表すことができるフェナジン構造を有する化合物を用いることができる。さらに好ましくは、例えば、サフラニン(3,7-ジアミノ-2,8-ジメチル-5-フェニル-5-フェナジニウム・クロリド、C20H19N4Cl、CAS番号:477-73-64)を用いることができる。 Specifically, the amine compound is not particularly limited, but a compound having a phenazine structure that can be represented by the following formula (1) can be used. More preferably, for example, safranine (3,7-diamino-2,8-dimethyl-5-phenyl-5-phenazinium chloride, C 20 H 19 N 4 Cl, CAS number: 477-73-64) is used. Can do.
ここで、式(1)中において、R1、R2、R3、R4、R6、R7、R8、R9は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、及びC1~C8アルキルからなる群から選択される基である。また、R5は、水素、ハロゲン、アミノ、OH、-O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。また、A-は、ハライドアニオンである。 Here, in Formula (1), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 are each independently hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, It is a group selected from the group consisting of CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, and C1-C8 alkyl. R 5 is hydrogen, halogen, amino, OH, —O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, And a group selected from the group consisting of aryl. A − is a halide anion.
塩化物イオンとしては、塩酸、塩化ナトリウム等の塩化物イオンを供給する化合物(塩化物イオン源)を電解液中に添加することによって含有させることができる。電解液中に塩化物イオンを含有させることによって、析出する銅粉の形状をより効果的に制御することができる。電解液中の塩化物イオン濃度としては、1mg/L~1000mg/L程度、好ましくは5mg/L~800mg/L程度、より好ましくは10mg/L~500mg/L程度とすることができる。 As the chloride ions, compounds that supply chloride ions such as hydrochloric acid and sodium chloride (chloride ion source) can be added to the electrolyte solution. By containing chloride ions in the electrolytic solution, the shape of the deposited copper powder can be controlled more effectively. The chloride ion concentration in the electrolytic solution can be about 1 mg / L to 1000 mg / L, preferably about 5 mg / L to 800 mg / L, more preferably about 10 mg / L to 500 mg / L.
第3の実施形態においては、例えば、上述したような組成の電解液を用いて電解することによって陰極上に銅粉を析出生成させて樹枝状銅粉を製造する。電解方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、電流密度としては、硫酸酸性の電解液を用いて電解するにあたっては5A/dm2~30A/dm2の範囲とすることが好ましく、電解液を攪拌しながら通電させる。また、電解液の液温(浴温)としては、例えば20℃~60℃程度とすることができる。 In the third embodiment, for example, electrolysis is performed using the electrolytic solution having the composition as described above, whereby copper powder is deposited on the cathode to produce dendritic copper powder. As the electrolysis method, a known method can be used. For example, the current density is preferably in the range of 5 A / dm 2 to 30 A / dm 2 in electrolysis using a sulfuric acid electrolytic solution, and the electrolytic solution is energized while stirring. The liquid temperature (bath temperature) of the electrolytic solution can be, for example, about 20 ° C. to 60 ° C.
<2-3-2.Snの被覆方法(Snコート銅粉の製造)>
第3の実施形態に係るSnコート銅粉は、上述した電解法により作製した樹枝状銅粉の表面に、例えば、無電解めっき法によりSnめっき液(無電解Snめっき液)を用いてSn又はSn合金を被覆することにより製造することができる。
<2-3-2. Sn coating method (production of Sn-coated copper powder)>
The Sn-coated copper powder according to the third embodiment is formed on the surface of the dendritic copper powder prepared by the above-described electrolysis method using, for example, Sn or an electroless plating method using an Sn plating solution (electroless Sn plating solution). It can manufacture by coat | covering Sn alloy.
なお、具体的な無電解めっき方法や、その無電解Snめっき液の組成(めっき液中の成分)、無電解めっきの行う前の洗浄処理等の前処理については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The specific electroless plating method, the composition of the electroless Sn plating solution (component in the plating solution), and pretreatment such as cleaning treatment before electroless plating are manufactured in the first embodiment. The method is the same as that of the method, and detailed description is omitted.
また、第1の実施形態におけるSn被膜の形成と同様に、形成するSn被膜中にSn以外の他の元素が含有されるようにすることが好ましい。銅粉表面にSn合金の被膜を形成させることで、融点や濡れ性等の性質を変更することができる。例えば、Pbフリー半田の仕様としては、使用する用途や材料によって、使用温度や濡れ性、機械的強度が問題となる。この点において、Sn合金の被膜を形成させることで、使用用途や材料に合った性質に変更することができる。 In addition, as in the formation of the Sn film in the first embodiment, it is preferable that an element other than Sn is contained in the formed Sn film. By forming a Sn alloy film on the surface of the copper powder, properties such as melting point and wettability can be changed. For example, as a specification of Pb-free solder, use temperature, wettability, and mechanical strength become problems depending on the use and material to be used. In this respect, by forming a film of Sn alloy, it is possible to change to a property suitable for the intended use and material.
具体的に、Sn被膜中に含有させる元素としては、つまりSn合金を構成するSn以外の元素としては、銀、ビスマス、銅、インジウム、アンチモン、及び亜鉛等が挙げられる。Sn合金としては、これらの元素を含む二元あるいは多元の合金とすることができる。その中でも、無電解めっき法でSnコートするときに合金化できる元素としては、銀、ビスマス、亜鉛があり、上述した無電解Snめっき液に、これら元素を含む化合物を1種以上添加することによって、容易にSn合金被膜をコートすることができる。 Specifically, as an element to be contained in the Sn coating, that is, as an element other than Sn constituting the Sn alloy, silver, bismuth, copper, indium, antimony, zinc and the like can be cited. The Sn alloy can be a binary or multi-component alloy containing these elements. Among them, elements that can be alloyed when Sn coating is performed by electroless plating include silver, bismuth, and zinc. By adding one or more compounds containing these elements to the electroless Sn plating solution described above. The Sn alloy film can be easily coated.
なお、Sn合金被膜の形成方法や、Sn合金中のSn以外の元素の含有量、そのSn以外の元素の元素源等については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The method for forming the Sn alloy film, the content of elements other than Sn in the Sn alloy, the element source of the elements other than Sn, and the like are the same as those of the manufacturing method in the first embodiment. The detailed explanation is omitted.
<2-4.第4の実施形態に係るSnコート銅粉の製造方法>
第4の実施形態に係るSnコート銅粉は、表面にSn又はSn合金が被覆された個片状の銅粒子が複数集合して凝集体の形態を有してなるSnコート銅粉である。そして、Sn又はSn合金が被覆された銅粒子は、SEM観察により求められる平均長軸径が0.5μm~5.0μmで、断面平均厚さが0.02μm~1.0μmである平板状であり、その銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである。
<2-4. Manufacturing Method of Sn Coated Copper Powder According to Fourth Embodiment>
The Sn-coated copper powder according to the fourth embodiment is an Sn-coated copper powder having a form of an aggregate formed by aggregating a plurality of piece-like copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy. The copper particles coated with Sn or the Sn alloy have a flat plate shape with an average major axis diameter determined by SEM observation of 0.5 μm to 5.0 μm and a cross-sectional average thickness of 0.02 μm to 1.0 μm. The Sn-coated copper powder composed of the copper particles has an average particle diameter (D50) of 1.0 to 30 μm.
<2-4-1.銅粉の製造方法>
第4の実施形態に係るSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)は、上述したように、平板状銅粒子凝集粉の表面にSn又はSn合金が被覆されてなり、その平板状銅粒子凝集粉は、例えば、銅イオンを含有する硫酸酸性溶液を電解液として用いて所定の電解法により製造することができる。
<2-4-1. Manufacturing method of copper powder>
As described above, the Sn-coated copper powder (flat Sn coated copper particle aggregated powder) according to the fourth embodiment is formed by coating the surface of the tabular copper particle aggregated powder with Sn or an Sn alloy. The copper particle agglomerated powder can be produced, for example, by a predetermined electrolytic method using a sulfuric acid acidic solution containing copper ions as an electrolytic solution.
電解に際しては、第1の実施形態における電解処理と同様に、金属銅を陽極とし、ステンレス板やチタン板等を陰極として設置した電解槽中に、銅イオンを含有する硫酸酸性の電解液を収容し、その電解液に所定の電流密度で直流電流を通電することによって電解処理を施す。これにより、通電に伴って陰極上に平板状銅粒子凝集銅粉を析出(電析)させることができる。特に、第4の実施形態においては、銅イオン源となる水溶性銅塩を含有する硫酸酸性の電解液に、添加剤としてアミン化合物やノニオン界面活性剤を添加して電解するようにし、これにより、電解により得られた粒状等の銅粉をボール等の媒体を用いて機械的に変形加工等することなく、その電解のみによって、平板状の銅粒子が集合した平板状銅粒子凝集粉を陰極表面に析出させることができる。 In the case of electrolysis, a sulfuric acid-containing electrolytic solution containing copper ions is contained in an electrolytic cell in which metallic copper is used as an anode and a stainless steel plate or a titanium plate is used as a cathode, as in the electrolytic treatment in the first embodiment. Then, electrolytic treatment is performed by passing a direct current through the electrolytic solution at a predetermined current density. Thereby, flat copper particle aggregation copper powder can be deposited (electrodeposition) on a cathode with electricity supply. In particular, in the fourth embodiment, an amine compound or a nonionic surfactant is added as an additive to the sulfuric acid acidic electrolyte solution containing a water-soluble copper salt serving as a copper ion source. The granular copper powder obtained by electrolysis is not subjected to mechanical deformation processing using a medium such as a ball, and the tabular copper particle aggregated powder in which tabular copper particles are aggregated is obtained only by electrolysis. It can be deposited on the surface.
すなわち、電解液としては、例えば、水溶性銅塩(銅イオン)と、硫酸と、アミン化合物やノニオン界面活性剤等の添加剤とを含有する物を用いる。また、電解液には、さらに塩化物イオンを含有させることが好ましい。ここで、電解液中に含まれる水溶性銅塩、硫酸は、第1の実施形態に係る製造方法における態様と同様であり、詳細な説明を省略する。 That is, as the electrolytic solution, for example, a material containing a water-soluble copper salt (copper ion), sulfuric acid, and an additive such as an amine compound or a nonionic surfactant is used. Further, it is preferable that the electrolytic solution further contains chloride ions. Here, the water-soluble copper salt and sulfuric acid contained in the electrolytic solution are the same as those in the manufacturing method according to the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
第4の実施形態においては、電解液中に、添加剤として、例えばアミン化合物やノニオン界面活性剤を用いる。添加剤として添加するアミン化合物が、後述する塩化物イオンやノニオン界面活性剤と共に、析出する銅粉の形状制御に寄与し、陰極に析出させる銅粉を所定の断面平均厚さを有する平板形状の銅粒子から構成される平板状銅粒子凝集粉とすることができる。 In the fourth embodiment, for example, an amine compound or a nonionic surfactant is used as an additive in the electrolytic solution. The amine compound added as an additive contributes to the shape control of the copper powder deposited together with the chloride ions and nonionic surfactants described later, and the copper powder deposited on the cathode has a flat cross-sectional shape having a predetermined average thickness. It can be set as the tabular copper particle aggregation powder comprised from a copper particle.
具体的に、アミン化合物としては、特に限定されないが、下記(3)式によって表される、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物を用いることができる。さらに好ましくは、例えばヤヌスグリーンB(C30H31N6Cl、CAS番号:2869-83-2)等を用いることができる。 Specifically, the amine compound is not particularly limited, but a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure represented by the following formula (3) can be used. More preferably, for example, Janus Green B (C 30 H 31 N 6 Cl, CAS number: 2869-83-2) can be used.
ここで、式(3)中において、R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、及びC1~C8アルキルからなる群から選択される基である。また、R3は、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。また、A-は、ハライドアニオンである。 Here, in Formula (3), R 1 , R 2 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 are each separately , Hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, and C1-C8 alkyl Is a group selected from R 3 is hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, And a group selected from the group consisting of aryl. A − is a halide anion.
アミン化合物としては、1種単独で添加してもよく、2種類以上を併用して添加してもよい。また、アミン化合物の添加量としては、電解液中における濃度で0.1mg/L~500mg/L程度の範囲となる量とすることが好ましい。 As the amine compound, one kind may be added alone, or two or more kinds may be added in combination. Further, the addition amount of the amine compound is preferably an amount that is in the range of about 0.1 mg / L to 500 mg / L in terms of concentration in the electrolytic solution.
また、ノニオン界面活性剤としては、特に限定されないが、エーテル基を有するものが好ましい。具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンイミン、プルロニック型界面活性剤、テトロニック型界面活性剤、ポリオキシエチレングリコール・グリセリルエーテル、ポリオキシエチレングリコール・ジアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール・アルキルエーテル、芳香族アルコールアルコキシレート、下記式(x)で表される化合物等が挙げられる。 The nonionic surfactant is not particularly limited, but those having an ether group are preferred. Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethyleneimine, pluronic surfactant, tetronic surfactant, polyoxyethylene glycol / glyceryl ether, polyoxyethylene glycol / dialkyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol. -Alkyl ether, aromatic alcohol alkoxylate, the compound represented by following formula (x), etc. are mentioned.
ノニオン界面活性剤の数平均分子量は、特に限定されないが、100~200,000であることが好ましく、200~15,000であることがより好ましく、1,000~10,000であることがさらに好ましい。なお、数平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって求めたポリスチレン換算の分子量である。 The number average molecular weight of the nonionic surfactant is not particularly limited, but is preferably 100 to 200,000, more preferably 200 to 15,000, and further preferably 1,000 to 10,000. preferable. The number average molecular weight is a molecular weight in terms of polystyrene determined by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran (THF) as a solvent.
これらのノニオン界面活性剤は、1種単独で添加してもよく、2種類以上を併用して添加してもよい。また、ノニオン界面活性剤の添加量としては、特に限定されないが、電解液中の濃度で200mg/L~5000mg/L程度とすることが好ましく、500mg/L~2000mg/L程度とすることがより好ましい。 These nonionic surfactants may be added singly or in combination of two or more. The amount of the nonionic surfactant added is not particularly limited, but is preferably about 200 mg / L to 5000 mg / L, more preferably about 500 mg / L to 2000 mg / L in terms of the concentration in the electrolytic solution. preferable.
塩化物イオンとしては、塩酸、塩化ナトリウム等の塩化物イオンを供給する化合物(塩化物イオン源)を電解液中に添加することによって含有させることができる。塩化物イオンは、上述したアミン化合物やノニオン界面活性剤の添加剤と共に、析出する銅粉の形状制御に寄与する。電解液中の塩化物イオン濃度としては、特に限定されないが、200mg/L~1000mg/L程度とすることが好ましく、250mg/L~800mg/L程度とすることがより好ましい。 As the chloride ions, compounds that supply chloride ions such as hydrochloric acid and sodium chloride (chloride ion source) can be added to the electrolyte solution. Chloride ions contribute to shape control of the deposited copper powder together with the above-described amine compound and nonionic surfactant additives. The chloride ion concentration in the electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably about 200 mg / L to 1000 mg / L, and more preferably about 250 mg / L to 800 mg / L.
第4の実施形態においては、例えば、上述したような組成の電解液を用いて電解することによって陰極上に銅粉を析出生成させて平板状銅粒子凝集粉を製造する。電解方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、電流密度としては、硫酸酸性の電解液を用いて電解するにあたっては5A/dm2~40A/dm2の範囲とすることが好ましく、電解液を攪拌しながら通電させる。また、電解液の液温(浴温)としては、例えば20℃~60℃程度とすることができる。 In the fourth embodiment, for example, by performing electrolysis using the electrolytic solution having the above-described composition, copper powder is deposited on the cathode to produce a tabular copper particle aggregated powder. As the electrolysis method, a known method can be used. For example, the current density is preferably in the range of 5 A / dm 2 to 40 A / dm 2 when electrolysis is performed using a sulfuric acid electrolyte, and the electrolyte is energized while stirring. The liquid temperature (bath temperature) of the electrolytic solution can be, for example, about 20 ° C. to 60 ° C.
<2-4-2.Snの被覆方法(Snコート銅粉の製造)>
第4の実施形態に係るSnコート銅粒は、上述した電解法により作製した平板状銅粒子凝集粉の表面に、例えば、無電解めっき法によりSnめっき液(無電解Snめっき液)を用いてSn又はSn合金を被覆することにより製造することができる。
<2-4-2. Sn coating method (production of Sn-coated copper powder)>
The Sn-coated copper particles according to the fourth embodiment are obtained by using, for example, a Sn plating solution (electroless Sn plating solution) by an electroless plating method on the surface of the tabular copper particle aggregate powder produced by the above-described electrolytic method. It can be produced by coating Sn or an Sn alloy.
なお、具体的な無電解めっき方法や、その無電解Snめっき液の組成(めっき液中の成分)、無電解めっきの行う前の洗浄処理等の前処理については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The specific electroless plating method, the composition of the electroless Sn plating solution (component in the plating solution), and pretreatment such as cleaning treatment before electroless plating are manufactured in the first embodiment. The method is the same as that of the method, and detailed description is omitted.
また、第1の実施形態におけるSn被膜の形成と同様に、形成するSn被膜中にSn以外の他の元素が含有されるようにすることが好ましい。銅粉表面にSn合金の被膜を形成させることで、融点や濡れ性等の性質を変更することができる。例えば、Pbフリー半田の仕様としては、使用する用途や材料によって、使用温度や濡れ性、機械的強度が問題となる。この点において、Sn合金の被膜を形成させることで、使用用途や材料に合った性質に変更することができる。 In addition, as in the formation of the Sn film in the first embodiment, it is preferable that an element other than Sn is contained in the formed Sn film. By forming a Sn alloy film on the surface of the copper powder, properties such as melting point and wettability can be changed. For example, as a specification of Pb-free solder, use temperature, wettability, and mechanical strength become problems depending on the use and material to be used. In this respect, by forming a film of Sn alloy, it is possible to change to a property suitable for the intended use and material.
具体的に、Sn被膜中に含有させる元素としては、つまりSn合金を構成するSn以外の元素としては、銀、ビスマス、銅、インジウム、アンチモン、及び亜鉛等が挙げられる。Sn合金としては、これらの元素を含む二元あるいは多元の合金とすることができる。その中でも、無電解めっき法でSnコートするときに合金化できる元素としては、銀、ビスマス、亜鉛があり、上述した無電解Snめっき液に、これら元素を含む化合物を1種以上添加することによって、容易にSn合金被膜をコートすることができる。 Specifically, as an element to be contained in the Sn coating, that is, as an element other than Sn constituting the Sn alloy, silver, bismuth, copper, indium, antimony, zinc and the like can be cited. The Sn alloy can be a binary or multi-component alloy containing these elements. Among them, elements that can be alloyed when Sn coating is performed by electroless plating include silver, bismuth, and zinc. By adding one or more compounds containing these elements to the electroless Sn plating solution described above. The Sn alloy film can be easily coated.
なお、Sn合金被膜の形成方法や、Sn合金中のSn以外の元素の含有量、そのSn以外の元素の元素源等については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The method for forming the Sn alloy film, the content of elements other than Sn in the Sn alloy, the element source of the elements other than Sn, and the like are the same as those of the manufacturing method in the first embodiment. The detailed explanation is omitted.
<2-5.第5の実施形態に係るSnコート銅粉の製造方法>
第5の実施形態に係るSnコート銅粉は、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子が集合して、直線的に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝を有する樹枝状の形状を構成したSnコート銅粉である。そして、表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、樹枝状に成長した主幹とその主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状であって、銅粒子の主幹及び枝の断面平均厚さが0.02μm~0.5μmの平板状であり、その銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである。また、銅粒子の表面には微細な凸部があり、その凸部の平均高さとしては0.01μm~0.4μmであることを好ましい。
<2-5. Manufacturing Method of Sn Coated Copper Powder According to Fifth Embodiment>
The Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment has a dendritic shape in which copper particles whose surfaces are coated with Sn or an Sn alloy are aggregated to have a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. It is Sn coat copper powder which constituted the shape. The copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface are dendritic having a main trunk grown in a dendritic shape and a plurality of branches separated from the main trunk, and the cross-sectional average thickness of the main trunk and the branches of the copper particles The Sn-coated copper powder, which is a flat plate having a thickness of 0.02 μm to 0.5 μm and is constituted by aggregating the copper particles, has an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 30 μm. The surface of the copper particles has fine convex portions, and the average height of the convex portions is preferably 0.01 μm to 0.4 μm.
<2-5-1.銅粉の製造方法>
第5の実施形態に係るSnコート銅粉(樹枝状Snコート銅粉)は、上述したように、樹枝状銅粉の表面にSn又はSn合金が被覆されてなり、その樹枝状銅粉は、例えば、銅イオンを含有する硫酸酸性溶液を電解液として用いて所定の電解法により製造することができる。
<2-5-1. Manufacturing method of copper powder>
As described above, the Sn-coated copper powder (dendritic Sn-coated copper powder) according to the fifth embodiment is formed by coating the surface of the dendritic copper powder with Sn or an Sn alloy. For example, it can be manufactured by a predetermined electrolytic method using a sulfuric acid acidic solution containing copper ions as an electrolytic solution.
電解に際しては、第1の実施形態における電解処理と同様に、金属銅を陽極とし、ステンレス板やチタン板等を陰極として設置した電解槽中に、銅イオンを含有する硫酸酸性の電解液を収容し、その電解液に所定の電流密度で直流電流を通電することによって電解処理を施す。これにより、通電に伴って陰極上に樹枝状銅粉を析出(電析)させることができる。特に、本実施の形態においては、銅イオン源となる水溶性銅塩を含有する硫酸酸性の電解液に、添加剤としてアミン化合物を添加して電解するようにし、これにより、電解により得られた粒状等の銅粉をボール等の媒体を用いて機械的に変形加工等することなく、その電解のみによって、平板状の銅粒子が集合して樹枝状を形成した樹枝状銅粉を陰極表面に析出させることができる。 In the case of electrolysis, a sulfuric acid-containing electrolytic solution containing copper ions is contained in an electrolytic cell in which metallic copper is used as an anode and a stainless steel plate or a titanium plate is used as a cathode, as in the electrolytic treatment in the first embodiment. Then, electrolytic treatment is performed by passing a direct current through the electrolytic solution at a predetermined current density. Thereby, a dendritic copper powder can be deposited (electrodeposition) on a cathode with electricity supply. In particular, in the present embodiment, an amine compound is added as an additive to the sulfuric acid acidic electrolytic solution containing a water-soluble copper salt serving as a copper ion source, and thus obtained by electrolysis. Without denaturing the copper powder in a granular form using a medium such as a ball, the dendritic copper powder is formed on the surface of the cathode by gathering flat copper particles and forming a dendritic shape only by electrolysis. It can be deposited.
すなわち、電解液としては、例えば、水溶性銅塩(銅イオン)と、硫酸と、アミン化合物とを含有するものを用いる。また、電解液には、さらに塩化物イオンを含有させることが好ましい。ここで、電解液中に含まれる水溶性銅塩、硫酸は、第1の実施形態に係る製造方法における態様と同様であり、詳細な説明を省略する。 That is, as the electrolytic solution, for example, an electrolytic solution containing a water-soluble copper salt (copper ion), sulfuric acid, and an amine compound is used. Further, it is preferable that the electrolytic solution further contains chloride ions. Here, the water-soluble copper salt and sulfuric acid contained in the electrolytic solution are the same as those in the manufacturing method according to the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
第5の実施形態においては、電解液中に、添加剤としてアミン化合物を用いることができる。このアミン化合物が、後述する塩化物イオンと共に、析出する銅粉の形状制御に寄与し、陰極表面に析出させる銅粉を、所定の断面厚さの平板状の銅粒子から構成される、主幹とその主幹から分岐した枝とを有する樹枝状銅粉とすることができる。 In the fifth embodiment, an amine compound can be used as an additive in the electrolytic solution. The amine compound contributes to shape control of the copper powder to be deposited together with chloride ions to be described later, and the copper powder to be deposited on the cathode surface is composed of flat copper particles having a predetermined cross-sectional thickness; A dendritic copper powder having branches branched from the main trunk can be obtained.
アミン化合物としては、1種単独で添加してもよく、2種類以上を併用して添加してもよい。また、アミン化合物類の添加量としては、電解液中における濃度が0.1mg/L~500mg/Lの範囲となる量とすることが好ましく、1mg/L~400mg/Lの範囲となる量とすることがより好ましい。 As the amine compound, one kind may be added alone, or two or more kinds may be added in combination. The amount of the amine compound added is preferably an amount such that the concentration in the electrolytic solution is in the range of 0.1 mg / L to 500 mg / L, and an amount in the range of 1 mg / L to 400 mg / L. More preferably.
具体的に、アミン化合物としては、特に限定されないが、下記(3)式によって表すことができる、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物を用いることができる。さらに好ましくは、例えば、ヤヌスグリーンB(C30H31N6Cl、CAS番号:2869-83-2)を用いることができる。 Specifically, the amine compound is not particularly limited, but a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure, which can be represented by the following formula (3), can be used. More preferably, for example, Janus Green B (C30H31N6Cl, CAS number: 2869-83-2) can be used.
ここで、式(3)中において、R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13は、それぞれ別個に、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、及びC1~C8アルキルからなる群から選択される基である。また、R3は、水素、ハロゲン、アミノ、OH、=O、CN、SCN、SH、COOH、COO塩、COOエステル、SO3H、SO3塩、SO3エステル、ベンゼンスルホン酸、低級アルキル、及びアリールからなる群から選択される基である。また、A-は、ハライドアニオンである。 Here, in Formula (3), R 1 , R 2 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 are each separately , Hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, and C1-C8 alkyl Is a group selected from R 3 is hydrogen, halogen, amino, OH, ═O, CN, SCN, SH, COOH, COO salt, COO ester, SO 3 H, SO 3 salt, SO 3 ester, benzenesulfonic acid, lower alkyl, And a group selected from the group consisting of aryl. A − is a halide anion.
具体的に、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物としては、例えば、3-(ジエチルアミノ)-7-[(4-ヒドロキシフェニル)アゾ]-2,8-ジメチル-5-フェニルフェナジン-5-イウム、3-[[4-(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]-7-(ジエチルアミノ)-5-フェニルフェナジン-5-イウム、ヤヌスグリーンB、3-アミノ-7-[(2,4-ジアミノフェニル)アゾ]-2,8-ジメチル-5-フェニルフェナジン-5-イウム、2,8-ジメチル-3-アミノ-5-フェニル-7-(2-ヒドロキシ-1-ナフチルアゾ)フェナジン-5-イウム、3-[[4-(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]-7-(ジメチルアミノ)-5-フェニルフェナジン-5-イウム、3-アミノ-7-[[4-(ジメチルアミノ)フェニル]アゾ]-5-フェニルフェナジン-5-イウム、2-(ジエチルアミノ)-7-[4-(メチルプロパルギルアミノ)フェニルアゾ]-9-フェニル-9-アゾニア-10-アザアントラセン、2-(ジエチルアミノ)-7-[4-(メチル4-ペンチニルアミノ)フェニルアゾ]-9-フェニル-9-アゾニア-10-アザアントラセン、2-(ジエチルアミノ)-7-[4-(メチル2,3-ジヒドロキシプロピルアミノ)フェニルアゾ]-9-フェニル-9-アゾニア-10-アザアントラセン等が挙げられる。 Specifically, as a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure, for example, 3- (diethylamino) -7-[(4-hydroxyphenyl) azo] -2,8-dimethyl-5-phenylphenazine-5-ium , 3-[[4- (dimethylamino) phenyl] azo] -7- (diethylamino) -5-phenylphenazine-5-ium, Janus Green B, 3-amino-7-[(2,4-diaminophenyl) Azo] -2,8-dimethyl-5-phenylphenazine-5-ium, 2,8-dimethyl-3-amino-5-phenyl-7- (2-hydroxy-1-naphthylazo) phenazine-5-ium, 3 -[[4- (dimethylamino) phenyl] azo] -7- (dimethylamino) -5-phenylphenazine-5-ium, 3-amino-7-[[ -(Dimethylamino) phenyl] azo] -5-phenylphenazine-5-ium, 2- (diethylamino) -7- [4- (methylpropargylamino) phenylazo] -9-phenyl-9-azonia-10-azaanthracene 2- (diethylamino) -7- [4- (methyl-4-pentynylamino) phenylazo] -9-phenyl-9-azonia-10-azaanthracene, 2- (diethylamino) -7- [4- (methyl-2 , 3-dihydroxypropylamino) phenylazo] -9-phenyl-9-azonia-10-azaanthracene.
塩化物イオンとしては、塩酸、塩化ナトリウム等の塩化物イオンを供給する化合物(塩化物イオン源)を電解液中に添加することによって含有させることができる。電解液中に塩化物イオンを含有させることによって、析出する銅粉の形状をより効果的に制御することができる。電解液中の塩化物イオン濃度としては、30mg/L~1000mg/L程度、好ましくは50mg/L~800mg/L程度、より好ましくは200mg/L~500mg/L程度とすることができる。 As the chloride ions, compounds that supply chloride ions such as hydrochloric acid and sodium chloride (chloride ion source) can be added to the electrolyte solution. By containing chloride ions in the electrolytic solution, the shape of the deposited copper powder can be controlled more effectively. The chloride ion concentration in the electrolytic solution can be about 30 mg / L to 1000 mg / L, preferably about 50 mg / L to 800 mg / L, more preferably about 200 mg / L to 500 mg / L.
第5の実施形態においては、例えば、上述したような組成の電解液を用いて電解することによって陰極上に銅粉を析出生成させて樹枝状銅粉を製造する。電解方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、電流密度としては、硫酸酸性の電解液を用いて電解するにあたっては5A/dm2~30A/dm2の範囲とすることが好ましく、電解液を攪拌しながら通電させる。また、電解液の液温(浴温)としては、例えば20℃~60℃程度とすることができる。 In the fifth embodiment, for example, electrolysis is performed using the electrolytic solution having the above-described composition, so that copper powder is deposited on the cathode to produce dendritic copper powder. As the electrolysis method, a known method can be used. For example, the current density is preferably in the range of 5 A / dm 2 to 30 A / dm 2 in electrolysis using a sulfuric acid electrolytic solution, and the electrolytic solution is energized while stirring. The liquid temperature (bath temperature) of the electrolytic solution can be, for example, about 20 ° C. to 60 ° C.
<2-5-2.Snの被覆方法(Snコート銅粉の製造)>
第5の実施形態に係るSnコート銅粉は、上述した電解法により作製した樹枝状銅粉の表面に、例えば、無電解めっき法によりSnめっき液(無電解Snめっき液)を用いてSn又はSn合金を被覆することにより製造することができる。
<2-5-2. Sn coating method (production of Sn-coated copper powder)>
The Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment is formed on the surface of the dendritic copper powder produced by the above-described electrolytic method using, for example, an Sn plating solution (electroless Sn plating solution) by an electroless plating method. It can manufacture by coat | covering Sn alloy.
なお、具体的な無電解めっき方法や、その無電解Snめっき液の組成(めっき液中の成分)、無電解めっきの行う前の洗浄処理等の前処理については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The specific electroless plating method, the composition of the electroless Sn plating solution (component in the plating solution), and pretreatment such as cleaning treatment before electroless plating are manufactured in the first embodiment. The method is the same as that of the method, and detailed description is omitted.
また、第1の実施形態におけるSn被膜の形成と同様に、形成するSn被膜中にSn以外の他の元素が含有されるようにすることが好ましい。銅粉表面にSn合金の被膜を形成させることで、融点や濡れ性等の性質を変更することができる。例えば、Pbフリー半田の仕様としては、使用する用途や材料によって、使用温度や濡れ性、機械的強度が問題となる。この点において、Sn合金の被膜を形成させることで、使用用途や材料に合った性質に変更することができる。 In addition, as in the formation of the Sn film in the first embodiment, it is preferable that an element other than Sn is contained in the formed Sn film. By forming a Sn alloy film on the surface of the copper powder, properties such as melting point and wettability can be changed. For example, as a specification of Pb-free solder, use temperature, wettability, and mechanical strength become problems depending on the use and material to be used. In this respect, by forming a film of Sn alloy, it is possible to change to a property suitable for the intended use and material.
具体的に、Sn被膜中に含有させる元素としては、つまりSn合金を構成するSn以外の元素としては、銀、ビスマス、銅、インジウム、アンチモン、及び亜鉛等が挙げられる。Sn合金としては、これらの元素を含む二元あるいは多元の合金とすることができる。その中でも、無電解めっき法でSnコートするときに合金化できる元素としては、銀、ビスマス、亜鉛があり、上述した無電解Snめっき液に、これら元素を含む化合物を1種以上添加することによって、容易にSn合金被膜をコートすることができる。 Specifically, as an element to be contained in the Sn coating, that is, as an element other than Sn constituting the Sn alloy, silver, bismuth, copper, indium, antimony, zinc and the like can be cited. The Sn alloy can be a binary or multi-component alloy containing these elements. Among them, elements that can be alloyed when Sn coating is performed by electroless plating include silver, bismuth, and zinc. By adding one or more compounds containing these elements to the electroless Sn plating solution described above. The Sn alloy film can be easily coated.
なお、Sn合金被膜の形成方法や、Sn合金中のSn以外の元素の含有量、そのSn以外の元素の元素源等については、第1の実施形態における製造方法の態様と同様であり、詳細な説明は省略する。 The method for forming the Sn alloy film, the content of elements other than Sn in the Sn alloy, the element source of the elements other than Sn, and the like are the same as those of the manufacturing method in the first embodiment. The detailed explanation is omitted.
≪3.導電性ペーストの用途≫
本発明に係るSnコート銅粉(第1~第5の実施形態に係るSnコート銅粉)は、表面積が大きくなって成形性や焼結性に優れたものとなり、また、特定の形状をした銅粒子が集合して構成されていることにより、Snコート銅粉同士の接点の数を多く確保することができ、優れた導電性を発揮する。
≪3. Use of conductive paste >>
The Sn-coated copper powder according to the present invention (Sn-coated copper powder according to the first to fifth embodiments) has a large surface area, excellent formability and sinterability, and has a specific shape. A large number of contacts between the Sn-coated copper powders can be ensured because the copper particles are aggregated and configured, and excellent conductivity is exhibited.
また、第1~第5の実施形態に係るSnコート銅粉では、特定の構造を有するSnコート銅粉であることにより、銅ペースト等とした場合であっても凝集を抑制することができ、樹脂中に均一に分散させることが可能となり、またペーストの粘度上昇等による印刷性不良等の発生を抑制することができる。 In addition, in the Sn-coated copper powder according to the first to fifth embodiments, the Sn-coated copper powder having a specific structure can suppress aggregation even when a copper paste or the like is used. It becomes possible to disperse uniformly in the resin, and it is possible to suppress the occurrence of poor printability due to an increase in the viscosity of the paste.
したがって、第1~第5の実施形態に係るSnコート銅粉は、導電性ペーストや導電塗料等の用途に好適に用いることができる。 Therefore, the Sn-coated copper powder according to the first to fifth embodiments can be suitably used for applications such as conductive pastes and conductive paints.
例えば導電性ペースト(銅ペースト)としては、Snコート銅粉を金属フィラー(銅粉)として含み、バインダ樹脂、溶剤、さらに必要に応じて酸化防止剤やカップリング剤等の添加剤と混練することによって作製することができる。 For example, as a conductive paste (copper paste), Sn-coated copper powder is included as a metal filler (copper powder), and kneaded with binder resin, solvent, and additives such as antioxidants and coupling agents as necessary. Can be produced.
ここで、Snコート銅粉を金属フィラーとして利用するにあたっては、その金属フィラー中におけるSnコート銅粉を、20質量%以上、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上の量の割合で含まれるように構成する。金属フィラー中のSnコート銅粉の割合を20質量%以上とすることで、例えばその金属フィラーを銅ペーストに用いた場合に、樹脂中に均一に分散させることができ、またペーストの粘度が過度に上昇して印刷性不良が生じることを防ぐことができる。また、導電性ペーストとして、より優れた導電性を発揮させることができる。 Here, in using Sn-coated copper powder as a metal filler, the proportion of the Sn-coated copper powder in the metal filler is 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more. To be included. By setting the ratio of the Sn-coated copper powder in the metal filler to 20% by mass or more, for example, when the metal filler is used in the copper paste, it can be uniformly dispersed in the resin, and the viscosity of the paste is excessive. It is possible to prevent the printability from being increased. Moreover, the more excellent electroconductivity can be exhibited as an electrically conductive paste.
なお、金属フィラーとしては、上述したようにSnコート銅粉が20質量%以上の量の割合となるように含んでいればよく、その他は、例えば1μm~20μm程度の球状銅粉や球状Snコート銅粉等を混ぜ合わせてもよい。また、形状だけでなく組成の異なるフィラー、例えば銀粉等のフィラーを混ぜ合わせてもよい。 As described above, the metal filler may contain Sn coated copper powder in a proportion of 20% by mass or more, and other examples include spherical copper powder of about 1 μm to 20 μm or spherical Sn coated. You may mix copper powder etc. Also, fillers having different compositions as well as fillers such as silver powder may be mixed.
具体的に、バインダ樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。また、溶剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ターピネオール等の有機溶剤を用いることができる。また、その有機溶剤の添加量としては、特に限定されないが、スクリーン印刷やディスペンサー等の導電膜形成方法に適した粘度となるように、Snコート銅粉の粒度を考慮して添加量を調整することができる。 Specifically, the binder resin is not particularly limited, but an epoxy resin, a phenol resin, or the like can be used. Moreover, as a solvent, organic solvents, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, and terpineol, can be used. Moreover, the addition amount of the organic solvent is not particularly limited, but the addition amount is adjusted in consideration of the particle size of the Sn-coated copper powder so that the viscosity is suitable for a conductive film forming method such as screen printing or a dispenser. be able to.
さらに、粘度調整のために他の樹脂成分を添加することもできる。例えば、エチルセルロースに代表されるセルロース系樹脂等が挙げられ、ターピネオール等の有機溶剤に溶解した有機ビヒクルとして添加することができる。なお、その樹脂成分の添加量としては、焼結性を阻害しない程度に抑える必要があり、好ましくは全体の5質量%以下とする。 Furthermore, other resin components can be added to adjust the viscosity. For example, a cellulose-based resin typified by ethyl cellulose can be used, and it can be added as an organic vehicle dissolved in an organic solvent such as terpineol. In addition, it is necessary to suppress the addition amount of the resin component to an extent that does not impair the sinterability, and is preferably 5% by mass or less of the whole.
また、添加剤としては、焼成後の導電性を改善するために酸化防止剤等を添加することができる。酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えばヒドロキシカルボン酸等を挙げることができる。より具体的には、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸等のヒドロキシカルボン酸が好ましく、Sn又はSn合金を被覆した銅への吸着力が高いクエン酸又はリンゴ酸が特に好ましい。酸化防止剤の添加量としては、酸化防止効果やペーストの粘度等を考慮して、例えば1質量%~15質量%程度とすることができる。 Also, as an additive, an antioxidant or the like can be added in order to improve the conductivity after firing. Although it does not specifically limit as antioxidant, For example, a hydroxycarboxylic acid etc. can be mentioned. More specifically, hydroxycarboxylic acids such as citric acid, malic acid, tartaric acid, and lactic acid are preferable, and citric acid or malic acid that has high adsorptive power to copper coated with Sn or Sn alloy is particularly preferable. The addition amount of the antioxidant can be set to, for example, about 1% by mass to 15% by mass in consideration of the antioxidant effect and the viscosity of the paste.
以下、本発明の実施例を比較例と共に示してさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in more detail with reference to comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
≪評価方法≫
下記の実施例及び比較例にて得られた銅粉について、以下の方法により、形状の観察、平均粒子径の測定、比表面積等の測定を行った。
≪Evaluation method≫
The copper powder obtained in the following Examples and Comparative Examples was subjected to shape observation, average particle diameter measurement, specific surface area measurement, and the like by the following methods.
(形状の観察)
走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製,JSM-7100F型)により、所定の倍率の視野で任意に20視野を観察し、その視野内に含まれる銅粉を観察した。
(Observation of shape)
With a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-7100F type), 20 visual fields were arbitrarily observed at a predetermined magnification, and copper powder contained in the visual field was observed.
(平均粒子径の測定)
得られたSnコート銅粉の平均粒子径(D50)については、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器(日機装株式会社製,HRA9320 X-100)を用いて測定した。
(Measurement of average particle size)
The average particle diameter (D50) of the obtained Sn-coated copper powder was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., HRA9320 X-100).
(嵩密度)
嵩密度については、振盪比重測定器(蔵持科学器械製作所製,タッピングマシンKRS-40)を用いてタップ密度として測定した。
(The bulk density)
The bulk density was measured as a tap density using a shaking specific gravity measuring device (manufactured by Kuramochi Scientific Instruments, Tapping machine KRS-40).
(BET比表面積)
BET比表面積については、比表面積・細孔分布測定装置(カンタクローム社製,QUADRASORB SI)を用いて測定した。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area was measured using a specific surface area / pore distribution measuring apparatus (manufactured by Cantachrome, QUADRASORB SI).
(比抵抗値測定)
被膜の比抵抗値については、低抵抗率計(三菱化学株式会社製,Loresta-GP MCP-T600)を用いて四端子法によりシート抵抗値を測定し、一方で、表面粗さ形状測定器(東京精密株式会社製,SURFCOM130A)により被膜の膜厚を測定して、シート抵抗値を膜厚で除することによって求めた。
(Specific resistance measurement)
Regarding the specific resistance value of the film, the sheet resistance value was measured by a four-terminal method using a low resistivity meter (Loresta-GP MCP-T600, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), while the surface roughness shape measuring instrument ( The film thickness of the coating film was measured by SURFCOM130A, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., and the sheet resistance value was determined by dividing the film thickness by the film thickness.
≪実施例、比較例≫
(1)第1の実施形態に係るSnコート銅粉を用いた試験
[実施例1]
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
≪Example, comparative example≫
(1) Test using Sn-coated copper powder according to the first embodiment [Example 1]
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が15g/L、硫酸濃度が100g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の塩化物イオン(塩素イオン)濃度として50mg/Lなるように添加した。また、この電解液には、添加剤としてフェナジン構造を有する化合物であるサフラニン(関東化学工業株式会社製)を電解液中の濃度で100mg/Lとなるように添加し、さらに、ノニオン界面活性剤である分子量1000のポリエチレングリコール(PEG)(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度で500mg/Lとなるように添加した。 At this time, as the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 15 g / L and a sulfuric acid concentration of 100 g / L was used. Further, a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the electrolytic solution so that the chloride ion (chlorine ion) concentration in the electrolytic solution was 50 mg / L. In addition, safranin (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), which is a compound having a phenazine structure, is added as an additive to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 100 mg / L, and a nonionic surfactant is further added. Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 1000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to a concentration of 500 mg / L in the electrolytic solution.
そして、上述したような濃度に調整した電解液を、定量ポンプを用いて15L/minの流量で循環しながら、温度を25℃に維持し、陰極の電流密度が10A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, while circulating the electrolytic solution adjusted to the concentration as described above at a flow rate of 15 L / min using a metering pump, the temperature is maintained at 25 ° C. and the current density of the cathode is 10 A / dm 2. Current was applied to deposit copper powder on the cathode plate.
陰極板上に析出した電解銅粉を、スクレーパーを用いて機械的に電解槽の槽底に掻き落として回収し、回収した銅粉を純水で洗浄した後、減圧乾燥器に入れて乾燥した。 The electrolytic copper powder deposited on the cathode plate was recovered by mechanically scraping it off the bottom of the electrolytic cell using a scraper, and the recovered copper powder was washed with pure water and then put in a vacuum dryer and dried. .
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、ホウフッ化第一スズ20g/L、ホウフッ酸200g/L、チオ尿素50g/L、水素化ホウ素ナトリウム40g/L、ホウ酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を60℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as electroless Sn plating solution, stannous borofluoride 20 g / L, borofluoric acid 200 g / L, thiourea 50 g / L, sodium borohydride 40 g / L, and sodium borate 10 g / L at each concentration. An added plating solution was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 60 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSnが被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.6質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is densely packed with flat copper particles whose surfaces are uniformly coated with Sn. Thus, the dendritic Sn-coated copper powder aggregated and exhibited a dendritic shape. When the dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn covered was measured, it was 10.6% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが2.2μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は25.3μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.087であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were in the form of a flat plate having a cross-sectional average thickness of 2.2 μm. Moreover, the average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 25.3 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.087.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は2.8g/cm3であった。また、BET比表面積は1.21m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 2.8 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.21 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.4×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.4 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例1の結果から、電解液中に、フェナジン構造を有する化合物とノニオン界面活性剤とを添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSnを被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the result of Example 1, a compound having a phenazine structure and a nonionic surfactant are added to the electrolytic solution to produce a dendritic electrolytic copper powder, and the surface of the obtained copper powder is coated with Sn. Thus, it was found that a plate-like dendritic Sn-coated copper powder with suppressed vertical growth can be produced.
[実施例2]
<電解銅粉の作製>
電解液に、塩化物イオン濃度が150mg/Lとなるように塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を添加し、また添加剤としてアゾベンゼン構造を有する化合物であるメチルオレンジ(関東化学工業株式会社製)を電解液中の濃度で150mg/Lとなるように添加した。さらに、電解液に、ノニオン界面活性剤である分子量1000のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル(日油株式会社製,商品名:ユニルーブ50MB-11)を電解液中の濃度で700mg/Lとなるように添加した。それ以外は実施例1と同じ条件で電解処理を行い、銅粉を作製した。
[Example 2]
<Preparation of electrolytic copper powder>
A hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added to the electrolyte so that the chloride ion concentration is 150 mg / L, and methyl orange (Kanto Chemical Industries, Ltd.), which is a compound having an azobenzene structure as an additive, is added. Manufactured) was added to a concentration of 150 mg / L in the electrolytic solution. Furthermore, polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether having a molecular weight of 1000, which is a nonionic surfactant, (manufactured by NOF Corporation, trade name: UNILOVE 50MB-11) is added to the electrolyte so that the concentration in the electrolyte is 700 mg / L. Added to. Otherwise, electrolytic treatment was performed under the same conditions as in Example 1 to produce copper powder.
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、塩化チタン50g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を65℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium citrate 40 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, and titanium chloride 50 g / L were added at respective concentrations was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 65 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSnが被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して15.8質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is densely packed with flat copper particles whose surfaces are uniformly coated with Sn. Thus, the dendritic Sn-coated copper powder aggregated and exhibited a dendritic shape. When the dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn covered was measured, it was 15.8% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが1.6μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は21.4μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.078であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were in the form of a plate having a cross-sectional average thickness of 1.6 μm. The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 21.4 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.078.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は2.0g/cm3であった。また、BET比表面積は1.34m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 2.0 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 1.34 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.2×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.2 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例2の結果から、電解液中に、アゾベンゼン構造を有する化合物とノニオン界面活性剤とを添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSnを被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the results of Example 2, a compound having an azobenzene structure and a nonionic surfactant are added to the electrolytic solution to produce a dendritic electrolytic copper powder, and the surface of the obtained copper powder is coated with Sn. Thus, it was found that a plate-like dendritic Sn-coated copper powder with suppressed vertical growth can be produced.
[実施例3]
<電解銅粉の作製>
電解液に、塩化物イオン濃度が80mg/Lとなるように塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を添加し、また添加剤としてフェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物であるヤヌスグリーンB(関東化学工業株式会社製)を電解液中の濃度で600mg/Lとなるように添加した。さらに、電解液に、ノニオン界面活性剤である分子量3000のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル(日油株式会社製,商品名:ユニルーブ50MB-72)を電解液中の濃度で1000mg/Lとなるように添加した。それ以外は実施例1と同じ条件で電解処理を行い、銅粉を作製した。
[Example 3]
<Preparation of electrolytic copper powder>
To the electrolyte, a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added so that the chloride ion concentration was 80 mg / L, and Janus Green B (a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure as an additive) Kanto Chemical Co., Ltd.) was added at a concentration of 600 mg / L in the electrolytic solution. Furthermore, a nonionic surfactant polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether having a molecular weight of 3000 (manufactured by NOF Corporation, trade name: UNILOVE 50MB-72) is added to the electrolyte so that the concentration in the electrolyte is 1000 mg / L. Added to. Otherwise, electrolytic treatment was performed under the same conditions as in Example 1 to produce copper powder.
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag合金をコート)>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Ag alloy)>
Next, using the dendritic copper powder produced by the method described above, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag alloy) by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, 50 g / L of stannous methanesulfonate, 20 g / L of silver citrate, 100 g / L of thiourea, and 30 g / L of sodium hypophosphite were added at various concentrations as the electroless Sn plating solution for alloys. A plating solution was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSn-Ag合金が被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Ag合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.7質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して14.1質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was coated with a Sn-Ag alloy uniformly on the surface. It was dendritic Sn-coated copper powder in which particles were densely assembled and exhibited a dendritic shape. The dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Ag alloy was measured. As a result, it was 18.7% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Moreover, content of Ag contained in Sn alloy was 14.1 mass% with respect to 100 mass of Sn alloy.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが1.4μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は18.7μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.057であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having a cross-sectional average thickness of 1.4 μm. The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 18.7 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.057.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.8g/cm3であった。また、BET比表面積は2.05m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.8 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.05 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.0×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.0 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例3の結果から、電解液中に、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物と、ノニオン界面活性剤とを添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSnを被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the results of Example 3, the surface of the obtained copper powder was prepared by adding a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure and a nonionic surfactant to the electrolytic solution to form a dendritic electrolytic copper powder. It was found that a plate-like dendritic Sn-coated copper powder with suppressed growth in the vertical direction can be produced by coating Sn on the surface.
[実施例4]
<電解銅粉の作製>
電解液に、塩化物イオン濃度が100mg/Lなるように塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を添加し、また添加剤としてアゾベンゼン構造を有する化合物であるメチルオレンジ(関東化学工業株式会社製)を電解液中の濃度で150mg/Lとなるように添加し、さらにフェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物であるヤヌスグリーンB(関東化学工業株式会社製)を電解液中の濃度で100mg/Lとなるように添加した。また、電解液に、ノニオン界面活性剤である分子量600のポリエチレングリコール(PEG)(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度で1000mg/Lとなるように、さらにノニオン界面活性剤である分子量3000のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル(日油株式会社製,商品名:ユニルーブ50MB-72)を電解液中の濃度で1000mg/Lとなるように添加し、それ以外は実施例1と同じ条件で電解処理を行い、銅粉を作製した。
[Example 4]
<Preparation of electrolytic copper powder>
A hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is added to the electrolyte so that the chloride ion concentration is 100 mg / L, and methyl orange (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), which is a compound having an azobenzene structure as an additive, is added. ) Is added at a concentration of 150 mg / L in the electrolytic solution, and Janus Green B (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), which is a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure, is added at a concentration of 100 mg / L in the electrolytic solution. It added so that it might become L. In addition, a nonionic surfactant having a molecular weight of 600 polyethylene glycol (PEG) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is further added to the electrolyte so that the concentration in the electrolyte is 1000 mg / L. Polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether having a molecular weight of 3000 (manufactured by NOF Corporation, trade name: UNILOVE 50MB-72) was added so that the concentration in the electrolytic solution was 1000 mg / L. Electrolytic treatment was performed under the same conditions to produce copper powder.
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Bi合金をコート)>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Bi alloy)>
Next, using the dendritic copper powder prepared by the above-described method, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ40g/L、メタンスルホン酸ビスマス40g/L、チオ尿素100g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、次亜リン酸ナトリウム80g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 40 g / L, bismuth methanesulfonate 40 g / L, thiourea 100 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, sodium hypophosphite 80 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSn-Bi合金が被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して41.8質量%であった。また、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して41.0質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Bi alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was coated with a Sn-Bi alloy uniformly on the surface. It was dendritic Sn-coated copper powder in which particles were densely assembled and exhibited a dendritic shape. The dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 41.8% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Moreover, the content of Bi contained in the Sn alloy was 41.0% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが0.6μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は19.3μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.066であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were in the form of a flat plate having a cross-sectional average thickness of 0.6 μm. The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 19.3 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.066.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.2g/cm3であった。また、BET比表面積は2.21m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.2 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.21 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.7×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.7 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例4の結果から、電解液中に、添加剤としてアゾベンゼン構造を有する化合物と、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物とを混合して添加し、さらに2種類以上のノニオン界面活性剤を添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSn合金を被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the results of Example 4, a compound having an azobenzene structure as an additive and a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure were mixed and added to the electrolytic solution, and two or more kinds of nonionic surfactants were further added. Addition to prepare dendritic electrolytic copper powder, and coat the surface of the obtained copper powder with Sn alloy to produce flat dendritic Sn-coated copper powder with suppressed vertical growth I found out that
[実施例5]
<電解銅粉の作製>
電解液に、塩化物イオン濃度が80mg/Lとなるように塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を添加し、また添加剤としてフェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物であるヤヌスグリーンB(関東化学工業株式会社製)を電解液中の濃度で600mg/Lとなるように添加した。さらに、電解液に、ノニオン界面活性剤である分子量3000のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル(日油株式会社製,商品名:ユニルーブ50MB-72)を電解液中の濃度で1000mg/Lとなるように添加した。それ以外は実施例1と同じ条件で電解処理を行い、銅粉を作製した。
[Example 5]
<Preparation of electrolytic copper powder>
To the electrolyte, a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added so that the chloride ion concentration was 80 mg / L, and Janus Green B (a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure as an additive) Kanto Chemical Co., Ltd.) was added at a concentration of 600 mg / L in the electrolytic solution. Furthermore, a nonionic surfactant polyoxyethylene polyoxypropylene butyl ether having a molecular weight of 3000 (manufactured by NOF Corporation, trade name: UNILOVE 50MB-72) is added to the electrolyte so that the concentration in the electrolyte is 1000 mg / L. Added to. Otherwise, electrolytic treatment was performed under the same conditions as in Example 1 to produce copper powder.
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn合金をコート)>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Zn alloy)>
Next, using the dendritic copper powder produced by the above-described method, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn alloy) by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, and sodium hypophosphite 70 g / L. A plating solution added at a concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSn-Zn合金が被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Zn合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.4質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.8質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Zn alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is a flat copper whose surface is uniformly coated with a Sn—Zn alloy. It was dendritic Sn-coated copper powder in which particles were densely assembled and exhibited a dendritic shape. The dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Zn alloy coating was measured. As a result, it was 10.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy was 2.8% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが1.1μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は23.2μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.059であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were in the form of a flat plate having a cross-sectional average thickness of 1.1 μm. Moreover, the average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 23.2 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.059.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.7g/cm3であった。また、BET比表面積は2.12m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.7 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.12 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.8×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.8 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例5の結果から、電解液中に、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物と、ノニオン界面活性剤とを添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSn合金を被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the results of Example 5, a dendritic electrolytic copper powder was prepared by adding a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure and a nonionic surfactant in the electrolytic solution, and the surface of the obtained copper powder. It was found that a flat dendritic Sn-coated copper powder in which the growth in the vertical direction was suppressed could be produced by coating Sn with an Sn alloy.
[実施例6]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag-Bi合金)>
実施例2で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 6]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Sn—Ag—Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 2, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、メタンスルホン酸ビスマス5g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 50 g / L, bismuth methanesulfonate 5 g / L, silver citrate 20 g / L, thiourea 100 g / L, sodium hypophosphite 30 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSn-Ag-Bi合金が被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Ag-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して14.1量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して5.3質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag—Bi alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, it was found that at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was uniformly coated with a Sn—Ag—Bi alloy on the surface. This was a dendritic Sn-coated copper powder in which the copper particles were densely gathered to form a dendritic shape. The dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Ag-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 18.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. In addition, the content of Ag contained in the Sn alloy is 14.1% by mass with respect to the mass of Sn alloy of 100%, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% of the mass of Sn alloy. It was 5.3% by mass.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが1.5μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は24.6μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.046であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were in the form of a plate having a cross-sectional average thickness of 1.5 μm. The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 24.6 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.046.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.8g/cm3であった。また、BET比表面積は1.89m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.8 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 1.89 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.5×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.5 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例6の結果から、電解液中に、ゾベンゼン構造を有する化合物とノニオン界面活性剤とを添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSn合金を被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the results of Example 6, a compound having a zobenzene structure and a nonionic surfactant were added to the electrolytic solution to produce a dendritic electrolytic copper powder, and the surface of the obtained copper powder was coated with a Sn alloy. It was found that a plate-like dendritic Sn-coated copper powder with suppressed vertical growth can be produced.
[実施例7]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn-Bi合金をコート)>
実施例2で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 7]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Zn—Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 2, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、塩化ビスマス5g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, bismuth chloride 5 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, hypophosphorous acid A plating solution to which sodium 70 g / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉が、表面に均一にSn-Zn-Bi合金が被覆された平板状の銅粒子が密集して集合し、樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。その樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Zn-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.4質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して3.1質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して1.8質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried with ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which the surface of the dendritic copper powder was coated with Sn—Zn—Bi alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was uniformly coated on the surface with a Sn—Zn—Bi alloy. This was a dendritic Sn-coated copper powder in which the copper particles were densely gathered to form a dendritic shape. The dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Zn—Bi alloy was measured. As a result, it was 11.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy is 3.1% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. It was 1.8% by mass.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉について、SEMにより観察しながら、平板状の銅粒子の断面平均厚さと、当該樹枝状Snコート銅粉の平板状の面に対して垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に対して水平方向の長軸長さとの比を測定した。その結果、得られた樹枝状Snコート銅粉を構成する銅粒子は、断面平均厚さが1.3μmである平板状であった。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は25.3μmであった。そして、そのSnコート銅粉の平板状の面から垂直方向に成長した最大長さと平板状の面に水平な方向(平板方向)の最大長さの比(垂直方向長さ/平板方向長軸長さ)は平均で0.051であった。 Moreover, about the obtained dendritic Sn coat copper powder, while observing by SEM, it grew in the direction perpendicular | vertical with respect to the flat surface of the flat copper particle and the flat surface of the said dendritic Sn coat copper powder. The ratio between the maximum length and the long axis length in the horizontal direction with respect to the flat surface was measured. As a result, the copper particles constituting the obtained dendritic Sn-coated copper powder were in the form of a flat plate having a cross-sectional average thickness of 1.3 μm. Moreover, the average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 25.3 μm. The ratio of the maximum length of the Sn-coated copper powder grown in the vertical direction from the flat surface to the maximum length in the direction horizontal to the flat surface (flat direction) (vertical length / flat length in the flat plate direction) Was an average of 0.051.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.9g/cm3であった。また、BET比表面積は2.10m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.9 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.10 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、得られた樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 That is, 55 parts by mass of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.7×10-5Ω・cmであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.7 × 10 −5 Ω · cm.
この実施例7の結果から、電解液中に、アゾベンゼン構造を有する化合物とノニオン界面活性剤とを添加して樹枝状の電解銅粉を作製し、得られた銅粉の表面にSn合金を被覆することによって、垂直方向への成長を抑えた平板状の樹枝状Snコート銅粉を作製することができることが分かった。 From the results of Example 7, a dendritic electrolytic copper powder was prepared by adding a compound having an azobenzene structure and a nonionic surfactant to the electrolytic solution, and the surface of the obtained copper powder was coated with a Sn alloy. It was found that a plate-like dendritic Sn-coated copper powder with suppressed vertical growth can be produced.
[比較例1]
添加剤としてフェナジン構造を有する化合物であるサフラニンと、ノニオン界面活性剤である分子量1,000のポリエチレングリコール(PEG)を添加しない条件としたこと以外は、実施例1と同一の条件にて銅粉を陰極板上に析出させた。そして、引き続き、実施例1と同一の条件で、得られた銅粉の表面にSnを被覆してSnコート銅粉を得た。
[Comparative Example 1]
Copper powder under the same conditions as in Example 1 except that safranin, which is a compound having a phenazine structure, and polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 1,000, which is a nonionic surfactant, are not added as additives. Was deposited on the cathode plate. Subsequently, Sn was coated on the surface of the obtained copper powder under the same conditions as in Example 1 to obtain Sn-coated copper powder.
得られたSnコート銅粉の形状を、上述した走査型電子顕微鏡(SEM)による方法で観察した結果、得られたSnコート銅粉は樹枝状の形状を呈していたものの、粒状の銅粒子が集合したものであり、平板状の樹枝状Snコート銅粉ではなかった。また、得られたSnコート銅粉のBET比表面積は0.16m2/gであった。また、Snコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.9質量%であった。 As a result of observing the shape of the obtained Sn-coated copper powder by the method using the scanning electron microscope (SEM) described above, the obtained Sn-coated copper powder had a dendritic shape, but the granular copper particles were It was assembled and was not a flat dendritic Sn-coated copper powder. Moreover, the BET specific surface area of the obtained Sn coat copper powder was 0.16 m 2 / g. Moreover, when the Sn coating amount of the Sn-coated copper powder was measured, it was 10.9% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
次に、作製した樹枝状Snコート銅粉55質量部に、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)15質量部、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10質量部を混合し、小型ニーダー(日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことでペースト化した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間硬化させた。 Next, 55 parts by mass of the dendritic Sn-coated copper powder was mixed with 15 parts by mass of a phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 parts by mass of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho, non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. The obtained conductive paste was printed on glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、85.2×10-5Ω・cmであり、実施例1にて得られた導電性ペーストと比較して比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 85.2 × 10 −5 Ω · cm, and the specific resistance value is high and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in Example 1. Met.
[比較例2]
従来の平板状銅粉にSnを被覆させたSnコート銅粉による導電性ペーストの特性を評価し、実施例における樹枝状Snコート銅粉を用いて作製した導電性ペーストの特性と比較した。
[Comparative Example 2]
The characteristic of the conductive paste by Sn coat copper powder which coat | covered Sn on the conventional flat copper powder was evaluated, and it compared with the characteristic of the conductive paste produced using the dendritic Sn coat copper powder in an Example.
平板状銅粉は、粒状の電解銅粉を機械的に扁平化させて作製した。具体的には、平均粒子径7.9μmの粒状アトマイズ銅粉(メイキンメタルパウダーズ社製)500gにステアリン酸5gを添加し、ボールミルで扁平化処理を行った。ボールミルには3mmのジルコニアビーズを5kg投入し、500rpmの回転速度で90分間回転させることによって扁平化処理を行った。 The flat copper powder was prepared by mechanically flattening granular electrolytic copper powder. Specifically, 5 g of stearic acid was added to 500 g of granular atomized copper powder (manufactured by Mekin Metal Powders Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7.9 μm, and flattened with a ball mill. The ball mill was charged with 5 kg of 3 mm zirconia beads, and flattened by rotating for 90 minutes at a rotation speed of 500 rpm.
得られた平板状銅粉に対して、実施例2と同じ方法でSnを被覆した。作製した平板状Snコート銅粉のSnの被覆量は、当該平板状Snコート銅粉の質量100%に対して13.2質量%であった。 The obtained tabular copper powder was coated with Sn in the same manner as in Example 2. The coating amount of Sn of the produced flat Sn-coated copper powder was 13.2% by mass with respect to 100% by mass of the flat Sn-coated copper powder.
このようにして作製した平板状のSnコート銅粉について、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器で測定した結果、平均粒子径(D50)が20.8μmであった。また、SEMで観察した結果、その断面平均厚さは0.4μmであった。 The plate-like Sn-coated copper powder thus produced was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer, and as a result, the average particle size (D50) was 20.8 μm. Moreover, as a result of observing with SEM, the cross-sectional average thickness was 0.4 micrometer.
次に、得られた平板状のSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 Next, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the obtained flat Sn-coated copper powder. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、35.3×10-5Ω・cmであり、実施例1にて得られた導電性ペーストと比較して比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 35.3 × 10 −5 Ω · cm, and the specific resistance value is high and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in Example 1. Met.
≪実施例、比較例≫
(2)第2の実施形態に係るSnコート銅粉を用いた試験
[実施例8]
<電解銅粉の作製>
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
≪Example, comparative example≫
(2) Test using Sn-coated copper powder according to the second embodiment [Example 8]
<Preparation of electrolytic copper powder>
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が100g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、添加剤として分子量400のポリエチレングリコール(PEG)(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度として500mg/Lになるように添加し、さらに塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を塩化物イオン濃度(塩素イオン濃度)として50mg/Lなるように添加した。 At this time, an electrolytic solution having a composition with a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 100 g / L was used. Further, polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 400 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an additive was added to this electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution was 500 mg / L, and a hydrochloric acid solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added. Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) was added at a chloride ion concentration (chlorine ion concentration) of 50 mg / L.
そして、上述のように濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて10L/minの流量で循環しながら、温度を30℃に維持した条件で、陰極の電流密度が20A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, the current density of the cathode is set to 20 A / dm 2 under the condition that the temperature is maintained at 30 ° C. while circulating the electrolytic solution whose concentration is adjusted as described above at a flow rate of 10 L / min using a metering pump. Was energized to deposit copper powder on the cathode plate.
陰極板上に析出した電解銅粉を、スクレーパーを用いて機械的に電解槽の槽底に掻き落として回収し、回収した銅粉を純水で洗浄した後、減圧乾燥器に入れて乾燥した。 The electrolytic copper powder deposited on the cathode plate was recovered by mechanically scraping it off the bottom of the electrolytic cell using a scraper, and the recovered copper powder was washed with pure water and then put in a vacuum dryer and dried. .
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、ホウフッ化第一スズ20g/L、ホウフッ酸200g/L、チオ尿素50g/L、水素化ホウ素ナトリウム40g/L、ホウ酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を60℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as electroless Sn plating solution, stannous borofluoride 20 g / L, borofluoric acid 200 g / L, thiourea 50 g / L, sodium borohydride 40 g / L, and sodium borate 10 g / L at each concentration. An added plating solution was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 60 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を走査型電子顕微鏡(SEM)により倍率5,000倍で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSnが被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.8質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which Sn was coated on the surface of the dendritic copper powder was obtained. As a result of observing the Sn-coated copper powder with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 5,000 times, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. The surface was a dendritic Sn-coated copper powder in which Sn was uniformly coated on the surface of the copper particles. When the obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn covered was measured, it was 10.8% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.2μmであり、長軸平均径が1.2μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the minor axis average diameter was 0.2 μm, and the ellipsoidal copper particles having a major axis average diameter of 1.2 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は18.2μmであり、その枝部分の平均太さは2.1μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by the aggregation of the ellipsoidal copper particles was 18.2 μm, and the average thickness of the branch portion was 2.1 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.89g/cm3であった。また、BET比表面積は2.6m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.89 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.6 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、1.8×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 1.8 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例9]
<電解銅粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてポリエチレングリコール(PEG)を電解液中の濃度として150mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液を電解液中の塩素イオン濃度として100mg/Lとなるように添加したこと以外は、実施例8と同じ条件で銅粉を陰極板上に析出させた。
[Example 9]
<Preparation of electrolytic copper powder>
As the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L is used, and polyethylene glycol (PEG) as an additive is 150 mg / L as an additive in the electrolytic solution. In addition, the copper powder was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 8 except that the hydrochloric acid solution was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L.
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、塩化チタン50g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を65℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium citrate 40 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, and titanium chloride 50 g / L were added at respective concentrations was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 65 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSnが被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して16.7質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. As a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder has a dendritic shape as a result of aggregation of copper particles. It was dendritic Sn-coated copper powder in which Sn was uniformly coated on the surface of the particles. When the obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 16.7% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.4μmであり、長軸平均径が1.8μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the minor axis average diameter was 0.4 μm, and the ellipsoidal copper particles having a major axis average diameter of 1.8 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は11.5μmであり、枝部分の平均太さは2.8μmであった。 Further, the average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by aggregating the ellipsoidal copper particles was 11.5 μm, and the average thickness of the branch portion was 2.8 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.58g/cm3であった。また、BET比表面積は1.8m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.58 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.8 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、1.7×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 1.7 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that the film exhibited excellent conductivity.
[実施例10]
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
実施例9で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 10]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、水酸化ナトリウム100g/L、クエン酸ナトリウム40g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を80℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium hydroxide 100 g / L, and sodium citrate 40 g / L were added at respective concentrations was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 80 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSnが被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して8.5質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. It was a dendritic Sn-coated copper powder whose surface was uniformly coated with Sn. When the obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 8.5% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.4μmであり、長軸平均径が1.9μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the short axis average diameter was 0.4 μm, and the ellipsoidal copper particles having a long axis average diameter of 1.9 μm were assembled. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.8μmであり、その枝部分の平均太さは2.7μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by the aggregation of the ellipsoidal copper particles was 10.8 μm, and the average thickness of the branch portion was 2.7 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.43g/cm3であった。また、BET比表面積は1.7m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.43 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.7 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、1.2×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 1.2 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例11]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag合金をコート)>
実施例9で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 11]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Ag alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, 50 g / L of stannous methanesulfonate, 20 g / L of silver citrate, 100 g / L of thiourea, and 30 g / L of sodium hypophosphite were added at various concentrations as the electroless Sn plating solution for alloys. A plating solution was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSn-Ag合金が被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Ag合金被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して19.1質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して14.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. It was a dendritic Sn-coated copper powder having a surface uniformly coated with a Sn—Ag alloy. The obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Ag alloy coating was measured. As a result, it was 19.1% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Moreover, content of Ag contained in Sn alloy was 14.4 mass% with respect to 100 mass of Sn alloy.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.5μmであり、長軸平均径が1.7μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the short axis average diameter was 0.5 μm, and the ellipsoidal copper particles having a long axis average diameter of 1.7 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は11.2μmであり、その枝部分の平均太さは2.5μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by the aggregation of the ellipsoidal copper particles was 11.2 μm, and the average thickness of the branch portion was 2.5 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.50g/cm3であった。また、BET比表面積は1.5m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.50 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.5 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、1.6×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 1.6 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例12]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Bi合金をコート)>
実施例9で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 12]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ40g/L、メタンスルホン酸ビスマス40g/L、チオ尿素100g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、次亜リン酸ナトリウム80g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 40 g / L, bismuth methanesulfonate 40 g / L, thiourea 100 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, sodium hypophosphite 80 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSn-Bi合金が被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Bi合金被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して43.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して40.8質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Bi alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. It was a dendritic Sn-coated copper powder whose surface was uniformly coated with a Sn—Bi alloy. The obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 43.3 mass% with respect to 100 mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Bi contained in the Sn alloy was 40.8% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.4μmであり、長軸平均径が1.5μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the short axis average diameter was 0.4 μm, and the ellipsoidal copper particles having a long axis average diameter of 1.5 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.9μmであり、その枝部分の平均太さは2.9μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by the aggregation of the ellipsoidal copper particles was 10.9 μm, and the average thickness of the branch portion was 2.9 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.38g/cm3であった。また、BET比表面積は1.7m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.38 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.7 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、1.1×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 1.1 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例13]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn合金をコート)>
実施例9で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 13]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Zn alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, and sodium hypophosphite 70 g / L. A plating solution added at a concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSn-Zn合金が被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Zn合金被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.8質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.7質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Zn alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. It was a dendritic Sn-coated copper powder having a surface uniformly coated with a Sn—Zn alloy. The obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn—Zn alloy coating was measured. As a result, it was 11.8% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy was 2.7% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.3μmであり、長軸平均径が1.7μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the short axis average diameter was 0.3 μm, and the ellipsoidal copper particles having a long axis average diameter of 1.7 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.7μmであり、その枝部分の平均太さは3.1μmであった。 Further, the average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by aggregation of the ellipsoidal copper particles was 10.7 μm, and the average thickness of the branch portion was 3.1 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.62g/cm3であった。また、BET比表面積は1.7m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.62 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.7 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、2.0×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 2.0 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例14]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag-Bi合金をコート)>
実施例9で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 14]
<Preparation of Dendritic Sn Coated Copper Powder (Coating with Sn—Ag—Bi Alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、メタンスルホン酸ビスマス5g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 50 g / L, bismuth methanesulfonate 5 g / L, silver citrate 20 g / L, thiourea 100 g / L, sodium hypophosphite 30 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSn-Ag-Bi合金が被覆された、樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Ag-Bi合金被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して19.1質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して13.8量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して4.6質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag—Bi alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. It was a dendritic Sn-coated copper powder having a surface uniformly coated with a Sn—Ag—Bi alloy. The obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Ag-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 19.1% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. In addition, the content of Ag contained in the Sn alloy is 13.8% by mass with respect to the mass of Sn alloy of 100%, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% of the mass of Sn alloy. It was 4.6% by mass.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.4μmであり、長軸平均径が1.6μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the short axis average diameter was 0.4 μm, and the ellipsoidal copper particles having a long axis average diameter of 1.6 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は11.0μmであり、その枝部分の平均太さは3.0μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by the aggregation of the ellipsoidal copper particles was 11.0 μm, and the average thickness of the branch portion was 3.0 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.59g/cm3であった。また、BET比表面積は1.6m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.59 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 1.6 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、2.1×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 2.1 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例15]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn-Bi合金をコート)>
実施例9で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 15]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Zn—Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 9, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、塩化ビスマス5g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, bismuth chloride 5 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, hypophosphorous acid A plating solution to which 70 g / L of sodium was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、銅粒子が集合して樹枝状の形状を呈し、その銅粒子の表面に均一にSn-Zn-Bi合金が被覆された樹枝状Snコート銅粉であった。得られた樹枝状Snコート銅粉を回収してSn-Zn-Bi合金被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.5質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.8質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して1.1質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried with ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which the surface of the dendritic copper powder was coated with Sn—Zn—Bi alloy was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder aggregates copper particles and exhibits a dendritic shape. It was a dendritic Sn-coated copper powder having a surface uniformly coated with a Sn—Zn—Bi alloy. The obtained dendritic Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn—Zn—Bi alloy coating was measured. As a result, it was 11.5% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy is 2.8% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. It was 1.1 mass%.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉をSEMにより観察した結果、短軸平均径が0.3μmであり、長軸平均径が1.7μmの楕円体の銅粒子が集合して構成された樹枝状の形状をしたものであった。 Moreover, as a result of observing the obtained dendritic Sn-coated copper powder by SEM, the short axis average diameter was 0.3 μm, and the ellipsoidal copper particles having a long axis average diameter of 1.7 μm were assembled and constituted. It had a dendritic shape.
また、その楕円体銅粒子が集合して形成された樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.7μmであり、その枝部分の平均太さは2.8μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder formed by the aggregation of the ellipsoidal copper particles was 9.7 μm, and the average thickness of the branch portion was 2.8 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.48g/cm3であった。また、BET比表面積は1.8m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.48 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.8 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、2.3×10-4Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 2.3 × 10 −4 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[比較例3]
<電解銅粉の作製>
電解液中に、添加剤としてのPEGと、塩素イオンとを添加しない条件としたこと以外は、実施例8と同様にして銅粉を陰極板上に析出させた。
[Comparative Example 3]
<Preparation of electrolytic copper powder>
Copper powder was deposited on the cathode plate in the same manner as in Example 8 except that PEG as an additive and chlorine ions were not added to the electrolytic solution.
<Snコート銅粉の作製>
次に、得られた銅粉を用いて、実施例8と同様にしてその銅表面にSnを被覆し、Snコート銅粉を得た。そのSnコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して12.8質量%であった。
<Preparation of Sn-coated copper powder>
Next, Sn was coated on the copper surface using the obtained copper powder in the same manner as in Example 8 to obtain Sn-coated copper powder. When the Sn coating amount of the Sn-coated copper powder was measured, it was 12.8% by mass relative to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
図23に、得られたSnコート銅粉の形状を、SEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果を示す。図23の写真図に示すように、得られたSnコート銅粉の形状は、粒状の銅粒子が集合した樹枝状の形状であって、その銅粉の表面にSnが被覆された状態となっていた。また、そのSnコート銅粉の平均粒子径(D50)は16.4μmであった。 FIG. 23 shows the result of observing the shape of the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM. As shown in the photograph of FIG. 23, the shape of the obtained Sn-coated copper powder is a dendritic shape in which granular copper particles are aggregated, and the surface of the copper powder is in a state where Sn is coated. It was. The average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder was 16.4 μm.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製したSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、混練を繰り返す毎に粘度の上昇が発生した。このことは銅粉の一部が凝集していることが原因であると考えられ、均一分散が困難であった。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。
<Conductive paste>
Next, 40 g of Sn-coated copper powder prepared by the above-described method is mixed with 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the viscosity increased every time kneading was repeated. This is considered to be caused by a part of the copper powder being aggregated, and uniform dispersion was difficult. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.3×10-4Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 8.3 × 10 −4 Ω · cm, which is extremely high in specific resistance value and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
[比較例4]
実施例8で添加したPEGとの比較のために、チオ尿素(和光純薬工業株式会社製)を添加して作製した銅粉にSnを被覆させたSnコート銅粉による導電性ペーストの特性を評価し、実施例における樹枝状Snコート銅粉を用いて作製した導電性ペーストの特性と比較した。
[Comparative Example 4]
For comparison with PEG added in Example 8, the characteristics of the conductive paste by Sn-coated copper powder in which Sn was coated on copper powder prepared by adding thiourea (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) It evaluated and compared with the characteristic of the electrically conductive paste produced using the dendritic Sn coat | court copper powder in an Example.
<電解銅粉の作製>
具体的に、電解液中に、添加剤としてのPEGの代わりにチオ尿素を電解液中の濃度として500mg/Lになるように添加し、それ以外は実施例8と同様にして銅粉を陰極板上に析出させた。
<Preparation of electrolytic copper powder>
Specifically, thiourea was added to the electrolyte so that the concentration in the electrolyte was 500 mg / L instead of PEG as an additive, and the copper powder was treated in the same manner as in Example 8 except that It was deposited on a plate.
<Snコート銅粉の作製>
次に、得られた銅粉を用いて、実施例8と同様にしてその銅表面にSnを被覆し、Snコート銅粉を得た。そのSnコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して12.7質量%であった。
<Preparation of Sn-coated copper powder>
Next, Sn was coated on the copper surface using the obtained copper powder in the same manner as in Example 8 to obtain Sn-coated copper powder. When the Sn coating amount of the Sn-coated copper powder was measured, it was 12.7% by mass relative to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
得られたSnコート銅粉の形状を、SEMにより倍率1,000倍の視野で観察した結果、樹枝状の形状を呈した銅粉であったものの、その枝部分の平均太さが10μm以上にもなる非常に大きな樹枝状の形状の銅粉であり、その銅粉の表面にSnが被覆された状態となっていた。また、そのSnコート銅粉の平均粒子径(D50)は12.8μmであった。 As a result of observing the shape of the obtained Sn-coated copper powder in a field of view with a magnification of 1,000 times by SEM, it was a copper powder having a dendritic shape, but the average thickness of the branch portion was 10 μm or more. The copper powder had a very large dendritic shape, and Sn was coated on the surface of the copper powder. The average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder was 12.8 μm.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製したSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、混練を繰り返す毎に粘度の上昇が発生した。このことは銅粉の一部が凝集していることが原因であると考えられ、均一分散が困難であった。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。
<Conductive paste>
Next, 40 g of Sn-coated copper powder prepared by the above-described method is mixed with 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the viscosity increased every time kneading was repeated. This is considered to be caused by a part of the copper powder being aggregated, and uniform dispersion was difficult. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.5×10-4Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 8.5 × 10 −4 Ω · cm, which is extremely high in specific resistance value and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
≪実施例、比較例≫
(3)第3の実施形態に係るSnコート銅粉を用いた試験
[実施例16]
<電解銅粉の作製>
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
≪Example, comparative example≫
(3) Test using Sn-coated copper powder according to the third embodiment [Example 16]
<Preparation of electrolytic copper powder>
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、添加剤としてサフラニン(関東化学株式会社製)を電解液中の濃度として85mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の塩化物イオン(塩素イオン)濃度として55mg/Lとなるように添加した。 At this time, as the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L was used. In addition, safranin (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as an additive is added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 85 mg / L, and a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is further added to the electrolytic solution. It added so that it might become 55 mg / L as a chloride ion (chlorine ion) density | concentration in it.
そして、上述のように濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて15L/minの流量で循環しながら、温度を25℃に維持した条件で、陰極の電流密度が18A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, the current density of the cathode is 18 A / dm 2 under the condition that the temperature is maintained at 25 ° C. while circulating the electrolytic solution whose concentration is adjusted as described above at a flow rate of 15 L / min using a metering pump. Was energized to deposit copper powder on the cathode plate.
陰極板上に析出した電解銅粉を、スクレーパーを用いて機械的に電解槽の槽底に掻き落として回収し、回収した銅粉を純水で洗浄した後、減圧乾燥器に入れて乾燥した。 The electrolytic copper powder deposited on the cathode plate was recovered by mechanically scraping it off the bottom of the electrolytic cell using a scraper, and the recovered copper powder was washed with pure water and then put in a vacuum dryer and dried. .
こうして得られた銅粉の形状を、上述した走査型電子顕微鏡(SEM)による方法で倍率1,000倍の視野で観察した結果、析出した銅粉は、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する、2次元又は3次元の樹枝状形状を呈した樹枝状銅粉であった。 As a result of observing the shape of the copper powder thus obtained in the field of view with a magnification of 1,000 times by the method using the scanning electron microscope (SEM) described above, the deposited copper powder was a main chain that grew linearly and the main trunk. It was a dendritic copper powder having a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape having a plurality of branches branched linearly from and branches further branched from the branches.
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的には、無電解Snめっき液として、ホウフッ化第一スズ20g/L、ホウフッ酸200g/L、チオ尿素50g/L、水素化ホウ素ナトリウム40g/L、ホウ酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を60℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution, stannous borofluoride 20 g / L, borofluoric acid 200 g / L, thiourea 50 g / L, sodium borohydride 40 g / L, sodium borate 10 g / L at each concentration. The plating solution added in was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 60 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.2質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 10.2% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 In addition, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Sn coating A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with Sn, the main trunk growing linearly, and a plurality of branches linearly branched from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.40μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は27.9μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.40 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 27.9 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.61g/cm3であった。また、BET比表面積は0.92m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.61 g / cm 3 . Moreover, the BET specific surface area was 0.92 m < 2 > / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.2×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.2 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例17]
<電解銅粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてサフラニンを電解液中の濃度として200mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液を電解液中の塩素イオン濃度として100mg/Lとなるように添加したこと以外は、実施例16と同じ条件で銅粉を陰極板上に析出させた。
[Example 17]
<Preparation of electrolytic copper powder>
As the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L is used, and safranin is added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 200 mg / L. Further, copper powder was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 16 except that a hydrochloric acid solution was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L.
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的には、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、塩化チタン50g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を65℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution prepared by adding stannous chloride 10 g / L, sodium citrate 40 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, and titanium chloride 50 g / L at each concentration was prepared. . In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 65 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して17.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 17.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 In addition, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Sn coating A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with Sn, the main trunk growing linearly, and a plurality of branches linearly branched from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.19μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.8μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.19 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 9.8 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.63g/cm3であった。また、BET比表面積は2.01m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.63 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 2.01 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.9×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.9 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例18]
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
実施例17で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 18]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 17, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、水酸化ナトリウム100g/L、クエン酸ナトリウム40g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を80℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium hydroxide 100 g / L, and sodium citrate 40 g / L were added at respective concentrations was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 80 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して8.1質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 8.1% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 In addition, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Sn coating A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with Sn, the main trunk growing linearly, and a plurality of branches linearly branched from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.18μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.7μmであった。 Also, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat cross-sectional shape with an average cross-sectional thickness of 0.18 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 9.7 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.71g/cm3であった。また、BET比表面積は2.10m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.71 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.10 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.8×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.8 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例19]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag合金をコート)>
実施例17で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 19]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Ag alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 17, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag alloy) by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, 50 g / L of stannous methanesulfonate, 20 g / L of silver citrate, 100 g / L of thiourea, and 30 g / L of sodium hypophosphite were added at various concentrations as the electroless Sn plating solution for alloys. A plating solution was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Ag合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.4質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して24.8質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Ag alloy coating was measured. As a result, it was 18.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Moreover, content of Ag contained in Sn alloy was 24.8 mass% with respect to 100 mass of Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Ag合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniform on the surface of the dendritic copper powder before being coated with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with a Sn—Ag alloy, and a main trunk that grows linearly and a plurality of branches that branch linearly from the main trunk And a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having branches further branched from the branches.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.18μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.2μmであった。 Also, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat cross-sectional shape with an average cross-sectional thickness of 0.18 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 10.2 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.60g/cm3であった。また、BET比表面積は2.08m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.60 g / cm 3 . Moreover, the BET specific surface area was 2.08 m < 2 > / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.2×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.2 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例20]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Bi合金をコート)>
実施例17で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 20]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 17, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ40g/L、メタンスルホン酸ビスマス40g/L、チオ尿素100g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、次亜リン酸ナトリウム80g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 40 g / L, bismuth methanesulfonate 40 g / L, thiourea 100 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, sodium hypophosphite 80 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して42.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して41.9質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Bi alloy was obtained. As a result of collecting the Sn-coated copper powder and measuring the coating amount of the Sn—Bi alloy, it was 42.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Bi contained in the Sn alloy was 41.9% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Bi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniform on the surface of the dendritic copper powder before being coated with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with a Sn—Bi alloy, and a main trunk that grows linearly and a plurality of branches that branch linearly from the main trunk And a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having branches further branched from the branches.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.16μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.4μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat shape with a cross-sectional thickness of 0.16 μm on average, and the copper particles were constituted into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 10.4 μm.
また、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.65g/cm3であった。また、BET比表面積は2.12m2/gであった。 Moreover, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.65 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.12 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.9×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.9 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例21]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn合金をコート)>
実施例17で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 21]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Zn alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 17, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, and sodium hypophosphite 70 g / L. A plating solution added at a concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Zn合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.4質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.1質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Zn alloy was obtained. As a result of collecting the Sn-coated copper powder and measuring the coating amount of the Sn—Zn alloy, it was 11.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy was 2.1% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Zn合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniform on the surface of the dendritic copper powder before being coated with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with a Sn—Zn alloy, and a main trunk that grows linearly and a plurality of branches that branch linearly from the main trunk And a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having branches further branched from the branches.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.19μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.4μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.19 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 10.4 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.66g/cm3であった。また、BET比表面積は2.03m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.66 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 2.03 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.6×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.6 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例22]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag-Bi合金をコート)>
実施例17で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 22]
<Preparation of Dendritic Sn Coated Copper Powder (Coating with Sn—Ag—Bi Alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 17, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、メタンスルホン酸ビスマス5g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 50 g / L, bismuth methanesulfonate 5 g / L, silver citrate 20 g / L, thiourea 100 g / L, sodium hypophosphite 30 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Ag-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.9質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して14.8量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して3.1質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag—Bi alloy was obtained. As a result of collecting the Sn-coated copper powder and measuring the coating amount of the Sn—Ag—Bi alloy, it was 18.9% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. In addition, the content of Ag contained in the Sn alloy is 14.8% by mass with respect to the mass of Sn alloy of 100%, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% of the mass of Sn alloy. 3.1% by mass.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Ag-Bi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniform on the surface of the dendritic copper powder before being coated with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with a Sn-Ag-Bi alloy, and a main trunk that grows linearly and a plurality of linear branches branched from the main trunk And a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having a branch further branched from the branch.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.22μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.8μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder have a flat shape with a cross-sectional thickness of 0.22 μm on average, and the copper particles were constituted into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 10.8 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.67g/cm3であった。また、BET比表面積は2.11m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.67 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.11 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.7×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.7 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例23]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn-Bi合金)>
実施例17で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 23]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Sn—Zn—Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 17, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、塩化ビスマス5g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, bismuth chloride 5 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, hypophosphorous acid A plating solution to which sodium 70 g / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Zn-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.1質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.0質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して1.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried with ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which the surface of the dendritic copper powder was coated with Sn—Zn—Bi alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Zn-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 11.1% by mass relative to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy is 2.0% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. It was 1.4% by mass.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Zn-Bi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniform on the surface of the dendritic copper powder before being coated with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with a Sn—Zn—Bi alloy, and a main trunk that grows linearly and a plurality of linear branches branched from the main trunk And a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having a branch further branched from the branch.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.19μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は10.4μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.19 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 10.4 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は0.66g/cm3であった。また、BET比表面積は2.03m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 0.66 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 2.03 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.9×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.9 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例24]
<電解銅粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が5g/L、硫酸濃度が150g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてサフラニンを電解液中の濃度として100mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液を電解液中の塩素イオン濃度として10mg/Lとなるように添加したこと以外は、実施例16と同じ条件で銅粉を陰極板上に析出させた。
[Example 24]
<Preparation of electrolytic copper powder>
As the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 5 g / L and a sulfuric acid concentration of 150 g / L was used, and safranin was added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L. Further, copper powder was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 16 except that a hydrochloric acid solution was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 10 mg / L.
こうして得られた銅粉の形状を、上述したSEMによる方法で倍率1,000倍の視野で観察した結果、析出した銅粉は、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する、2次元又は3次元の樹枝状形状を呈した銅粉であった。 As a result of observing the shape of the copper powder thus obtained in the field of view with a magnification of 1,000 times by the SEM method described above, the deposited copper powder was linearly grown and branched linearly from the main trunk. The copper powder had a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape having a plurality of branches and branches further branched from the branches.
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、実施例16と同じ条件で、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, using the dendritic copper powder produced by the method described above, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating under the same conditions as in Example 16 to produce Sn-coated copper powder.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.7質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 10.7% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状の樹枝状Snコート銅粉であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 In addition, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Sn coating A two-dimensional or three-dimensional dendritic Sn-coated copper powder coated with Sn, the main trunk growing linearly, and a plurality of branches linearly branched from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で3.9μmの平板状の形状であり、この銅粒子により樹枝状の形状に構成されていた。また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は62.0μmであった。 The copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat cross-sectional shape with an average cross-sectional thickness of 3.9 μm, and the copper particles were formed into a dendritic shape. . The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 62.0 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は3.10g/cm3であった。また、BET比表面積は0.99m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 3.10 g / cm 3 . The BET specific surface area was 0.99 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.4×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.4 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[比較例5]
<電解銅粉の作製>
電解液中に、添加剤としてのサフラニンと、塩素イオンとを添加しない条件としたこと以外は、実施例16と同様にして銅粉を陰極板上に析出させた。
[Comparative Example 5]
<Preparation of electrolytic copper powder>
Copper powder was deposited on the cathode plate in the same manner as in Example 16 except that the conditions were such that safranin as an additive and chlorine ions were not added to the electrolytic solution.
<Snコート銅粉の作製>
得られた銅粉を実施例16と同様にしてその銅表面にSnを被覆し、Snコート銅粉を得た。そのSnコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して12.2質量%であった。
<Preparation of Sn-coated copper powder>
The obtained copper powder was coated with Sn on the copper surface in the same manner as in Example 16 to obtain Sn-coated copper powder. When the Sn coating amount of the Sn-coated copper powder was measured, it was 12.2% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
図24に、得られたSnコート銅粉の形状を、SEMにより倍率1,000倍の視野で観察した結果を示す。図24の写真図に示すように、得られたSnコート銅粉の形状は、粒状の銅粒子が集合した樹枝状の形状であって、その銅粉の表面にSnが被覆された状態となっており、そのSnコート銅粉の平均粒子径(D50)は25.2μmであった。 FIG. 24 shows the result of observing the shape of the obtained Sn-coated copper powder with a SEM field of view at a magnification of 1,000 times. As shown in the photograph of FIG. 24, the shape of the obtained Sn-coated copper powder is a dendritic shape in which granular copper particles are gathered, and the surface of the copper powder is in a state where Sn is coated. The average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder was 25.2 μm.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製したSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、混練を繰り返す毎に粘度の上昇が発生した。このことは銅粉の一部が凝集していることが原因であると考えられ、均一分散が困難であった。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。
<Conductive paste>
Next, 40 g of Sn-coated copper powder prepared by the above-described method is mixed with 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), the mixture was kneaded at 1200 rpm for 3 minutes three times to obtain a paste. During pasting, the viscosity increased every time kneading was repeated. This is considered to be caused by a part of the copper powder being aggregated, and uniform dispersion was difficult. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、82.0×10-5Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 82.0 × 10 −5 Ω · cm, which is extremely high in specific resistance value and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
[比較例6]
従来の平板状銅粉にSnを被覆させたSnコート銅粉による導電性ペーストの特性を評価し、実施例における樹枝状Snコート銅粉を用いて作製した導電性ペーストの特性と比較した。
[Comparative Example 6]
The characteristic of the conductive paste by Sn coat copper powder which coat | covered Sn on the conventional flat copper powder was evaluated, and it compared with the characteristic of the conductive paste produced using the dendritic Sn coat copper powder in an Example.
平板状銅粉は、粒状の電解銅粉を機械的に扁平化させて作製した。具体的には、平均粒子径7.9μmの粒状アトマイズ銅粉(メイキンメタルパウダーズ社製)500gにステアリン酸5gを添加し、ボールミルで扁平化処理を行った。ボールミルには3mmのジルコニアビーズを5kg投入し、500rpmの回転速度で90分間回転させることによって扁平化処理を行った。 The flat copper powder was prepared by mechanically flattening granular electrolytic copper powder. Specifically, 5 g of stearic acid was added to 500 g of granular atomized copper powder (manufactured by Mekin Metal Powders Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7.9 μm, and flattened with a ball mill. The ball mill was charged with 5 kg of 3 mm zirconia beads, and flattened by rotating for 90 minutes at a rotation speed of 500 rpm.
得られた平板状銅粉に対して、実施例16と同じ方法でSnを被覆した。作製した平板状Snコート銅粉のSnの被覆量は、当該平板状Snコート銅粉の質量100%に対して12.8質量%であった。 The obtained flat copper powder was coated with Sn in the same manner as in Example 16. The coating amount of Sn of the produced flat Sn-coated copper powder was 12.8% by mass with respect to 100% by mass of the flat Sn-coated copper powder.
また、このようにして作製した平板状のSnコート銅粉について、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器で測定した結果、平均粒子径(D50)が22.7μmであり、SEMで観察した結果、その断面平均厚さは0.4μmであった。 Moreover, as a result of measuring with a laser diffraction / scattering method particle size distribution measuring instrument, the average particle diameter (D50) was 22.7 μm for the flat Sn-coated copper powder produced in this way, and as a result of observation by SEM, The cross-sectional average thickness was 0.4 μm.
次に、得られた平板状のSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 Next, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the obtained flat Sn-coated copper powder. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、35.4×10-5Ω・cmであり、実施例1にて得られた銅ペーストと比較して比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 35.4 × 10 −5 Ω · cm, which is higher in specific resistance value and inferior in conductivity than the copper paste obtained in Example 1. there were.
≪実施例、比較例≫
(4)第4の実施形態に係るSnコート銅粉を用いた試験
[実施例25]
<平板状銅粒子凝集粉の作製>
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
≪Example, comparative example≫
(4) Test using Sn-coated copper powder according to the fourth embodiment [Example 25]
<Preparation of flat copper particle agglomerated powder>
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が100g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、添加剤としてヤヌスグリーンB(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度として120mg/Lとなるように添加し、分子量2000のポリエチレングルコール(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度として850mg/Lとなるように添加した。さらに、塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の塩化物イオン(塩素イオン)濃度として50mg/Lとなるように添加した。 At this time, an electrolytic solution having a composition with a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 100 g / L was used. In addition, Janus Green B (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an additive was added to this electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution was 120 mg / L, and polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. Co., Ltd.) was added so that the concentration in the electrolyte was 850 mg / L. Furthermore, a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added so that the chloride ion (chlorine ion) concentration in the electrolyte solution was 50 mg / L.
そして、上述したように濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて10L/minの流量で循環しながら、温度を30℃に維持し、陰極の電流密度が25A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, while circulating the electrolytic solution whose concentration was adjusted as described above at a flow rate of 10 L / min using a metering pump, the temperature was maintained at 30 ° C. and the current density of the cathode was 25 A / dm 2. Then, copper powder was deposited on the cathode plate.
陰極板上に析出した電解銅粉を、スクレーパーを用いて機械的に電解槽の槽底に掻き落として回収し、回収した銅粉を純水で洗浄した後、減圧乾燥器に入れて乾燥した。 The electrolytic copper powder deposited on the cathode plate was recovered by mechanically scraping it off the bottom of the electrolytic cell using a scraper, and the recovered copper powder was washed with pure water and then put in a vacuum dryer and dried. .
得られた電解銅粉の形状を、上述した走査型電子顕微鏡(SEM)による方法で観察した結果、析出した銅粉は、平板形状の銅粒子が凝集した形状を呈した銅粉(平板状銅粒子凝集粉)であった。 As a result of observing the shape of the obtained electrolytic copper powder by the method using the above-mentioned scanning electron microscope (SEM), the deposited copper powder is a copper powder having a shape in which flat copper particles are aggregated (flat copper). Particle agglomerated powder).
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製>
次に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method, thereby preparing Sn-coated copper powder.
具体的には、無電解Snめっき液として、ホウフッ化第一スズ20g/L、ホウフッ酸200g/L、チオ尿素50g/L、水素化ホウ素ナトリウム40g/L、ホウ酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を60℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution, stannous borofluoride 20 g / L, borofluoric acid 200 g / L, thiourea 50 g / L, sodium borohydride 40 g / L, sodium borate 10 g / L at each concentration. The plating solution added in was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 60 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Snを被覆する前の銅粉の表面に均一にSnが被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。そのSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.2質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with Sn coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder uniformly coats the surface of the copper powder before coating with Sn. The resulting Sn-coated copper powder had a shape of agglomerated powder in which a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape were aggregated to form an aggregate. The Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) was recovered and the amount of Sn covered was measured, and it was 10.2% by mass relative to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉は、その断面平均厚さが0.34μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が2.6μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で8.3μmであった。 Further, the obtained Sn-coated copper powder has a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.34 μm, and the size thereof is an average major axis diameter (diameter indicated by “d” in the schematic diagram of FIG. 15). It was 6 μm. The size of the agglomerated copper powder in which a plurality of the flat Sn-coated copper particles aggregated to form an aggregate was 8.3 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は2.88g/cm3であった。また、BET比表面積は2.5m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 2.88 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.5 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), a paste was formed by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.4×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.4 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例26]
<平板状銅粒子凝集粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が8g/L、硫酸濃度が110g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてヤヌスグリーンBを電解液中の濃度として160mg/Lとなるように添加し、分子量2000のポリエチレングルコール(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度として800mg/Lとなるように添加した。さらに、塩酸溶液を電解液中の塩素イオン濃度として125mg/Lとなるように添加した。
[Example 26]
<Preparation of flat copper particle agglomerated powder>
An electrolytic solution having a copper ion concentration of 8 g / L and a sulfuric acid concentration of 110 g / L is used, and Janus Green B as an additive is added to the electrolytic solution to a concentration of 160 mg / L in the electrolytic solution. Polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added so that the concentration in the electrolyte was 800 mg / L. Furthermore, the hydrochloric acid solution was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 125 mg / L.
そして、上述したような濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて20L/minの流量で循環しながら、温度を35℃に維持し、陰極の電流密度が30A/dm2になるように通電し、これら以外は実施例25と同様にして陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, while circulating the electrolytic solution whose concentration was adjusted as described above at a flow rate of 20 L / min using a metering pump, the temperature was maintained at 35 ° C. and the current density of the cathode was 30 A / dm 2. Except for these, copper powder was deposited on the cathode plate in the same manner as in Example 25.
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製>
次に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method, thereby preparing Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、塩化チタン50g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を65℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium citrate 40 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, and titanium chloride 50 g / L were added at respective concentrations was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the tabular copper particle aggregate powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 65 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Snを被覆する前の銅粉の表面に均一にSnが被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。そのSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して16.9質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with Sn coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder uniformly coats the surface of the copper powder before coating with Sn. The resulting Sn-coated copper powder had a shape of agglomerated powder in which a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape were aggregated to form an aggregate. The Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) was recovered and the Sn coating amount was measured, and it was 16.9% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉は、その断面平均厚さが0.22μmの平板状で、その大きさは平均長軸径が3.7μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で13.4μmであった。 Further, the obtained Sn-coated copper powder was a flat plate having an average cross-sectional thickness of 0.22 μm, and the average major axis diameter was 3.7 μm. The size of the agglomerated copper powder in which a plurality of the flat Sn-coated copper particles were aggregated to form an aggregate was 13.4 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は3.67g/cm3であった。また、BET比表面積は1.8m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 3.67 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.8 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), a paste was formed by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.1×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.1 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that the film exhibited excellent conductivity.
[実施例27]
<平板状銅粒子凝集粉の作製>
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
[Example 27]
<Preparation of flat copper particle agglomerated powder>
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、添加剤としてヤヌスグリーンB(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度として130mg/Lとなるように添加し、分子量2000のポリエチレングルコール(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の濃度として900mg/Lとなるように添加した。さらに、塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の塩素イオン濃度として50mg/Lとなるように添加した。 At this time, as the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L was used. In addition, Janus Green B (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as an additive was added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution was 130 mg / L, and polyethylene glycol having a molecular weight of 2000 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. Co., Ltd.) was added to a concentration of 900 mg / L in the electrolytic solution. Furthermore, a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 50 mg / L.
そして、上述したように濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて10L/minの流量で循環しながら、温度を30℃に維持し、陰極の電流密度が25A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, while circulating the electrolytic solution whose concentration was adjusted as described above at a flow rate of 10 L / min using a metering pump, the temperature was maintained at 30 ° C. and the current density of the cathode was 25 A / dm 2. Then, copper powder was deposited on the cathode plate.
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製>
次に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method, thereby preparing Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、水酸化ナトリウム100g/L、クエン酸ナトリウム40g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を80℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium hydroxide 100 g / L, and sodium citrate 40 g / L were added at respective concentrations was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the tabular copper particle aggregate powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 80 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Snを被覆する前の銅粉の表面に均一にSnが被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。そのSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して8.3質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with Sn coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. As a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder uniformly coats the surface of the copper powder before coating with Sn. The resulting Sn-coated copper powder had a shape of agglomerated powder in which a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape were aggregated to form an aggregate. The Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) was recovered and the Sn coating amount was measured, and it was 8.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉は、その断面平均厚さ)が0.15μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が2.8μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で11.3μmであった。 Further, the obtained Sn-coated copper powder is a flat plate having an average cross-sectional thickness (0.15 μm), and the average major axis diameter (diameter indicated by “d” in the schematic diagram of FIG. 15) is 2. .8 μm. The size of the agglomerated copper powder formed by aggregating a plurality of the flat Sn-coated copper particles into an aggregate was 11.3 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は2.63g/cm3であった。また、BET比表面積は2.2m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 2.63 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 2.2 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.6×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.6 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例28]
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製(Sn-Ag合金をコート)>
実施例26で得られた平板状銅粒子凝集粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 28]
<Preparation of Flat Sn-Coated Copper Particle Aggregated Powder (Coating with Sn-Ag Alloy)>
Using 100 g of the tabular copper particle agglomerated powder obtained in Example 26, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag alloy) by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを無電解Snめっき液中に入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, 50 g / L of stannous methanesulfonate, 20 g / L of silver citrate, 100 g / L of thiourea, and 30 g / L of sodium hypophosphite were added at various concentrations as the electroless Sn plating solution for alloys. A plating solution was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method is put in the electroless Sn plating solution and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature is heated to 70 ° C. to 60 ° C. Stir for minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSn-Ag合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Ag合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して14.5質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the Sn—Ag alloy coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Ag alloy coating was measured. As a result, it was 18.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Moreover, content of Ag contained in Sn alloy was 14.5 mass% with respect to 100 mass of Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の銅粉の表面に均一にSn合金が被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the copper powder before coating the Sn alloy. It was Sn-coated copper powder coated with Sn alloy, and the shape of aggregated powder was formed by aggregation of a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape.
また、得られたSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)は、その断面平均厚さが0.25μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が3.4μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で14.3μmであった。 Further, the obtained Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) is a flat plate having an average cross-sectional thickness of 0.25 μm, and the size thereof is the average major axis diameter (in the schematic diagram of FIG. 15). The diameter indicated by “d” was 3.4 μm. The size of the agglomerated copper powder formed by aggregating a plurality of the flat Sn-coated copper particles into an aggregate was 14.3 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は3.42g/cm3であった。また、BET比表面積は1.9m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 3.42 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.9 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.3×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.3 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例29]
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製(Sn-Bi合金をコート)>
実施例26で得られた平板状銅粒子凝集粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 29]
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder (Coating with Sn-Bi Alloy)>
Using 100 g of the tabular copper particle aggregate powder obtained in Example 26, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Bi alloy) by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ40g/L、メタンスルホン酸ビスマス40g/L、チオ尿素100g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、次亜リン酸ナトリウム80g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 40 g / L, bismuth methanesulfonate 40 g / L, thiourea 100 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, sodium hypophosphite 80 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して42.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して41.2質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the Sn—Bi alloy coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. As a result of collecting the Sn-coated copper powder and measuring the coating amount of the Sn—Bi alloy, it was 42.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Bi contained in the Sn alloy was 41.2% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の銅粉の表面に均一にSn合金が被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the copper powder before coating the Sn alloy. It was Sn-coated copper powder coated with Sn alloy, and the shape of aggregated powder was formed by aggregation of a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape.
また、得られたSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)は、その断面平均厚さが0.28μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が3.5μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で13.9μmであった。 Further, the obtained Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle aggregated powder) is a flat plate having an average cross-sectional thickness of 0.28 μm, and the size thereof is the average major axis diameter (in the schematic diagram of FIG. 15). The diameter indicated by “d” was 3.5 μm. The size of the agglomerated copper powder in which a plurality of the flat Sn-coated copper particles were aggregated to form an aggregate was 13.9 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は3.55g/cm3であった。また、BET比表面積は1.7m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 3.55 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.7 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.4×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.4 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例30]
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製(Sn-Zn合金をコート)>
実施例26で得られた平板状銅粒子凝集粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 30]
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder (Coating with Sn-Zn Alloy)>
Using 100 g of the tabular copper particle aggregate powder obtained in Example 26, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, and sodium hypophosphite 70 g / L. A plating solution added at a concentration was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSn-Zn合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Zn合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して12.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.7質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which the surface of the tabular copper particle aggregated powder was coated with Sn—Zn alloy was obtained. As a result of collecting the Sn-coated copper powder and measuring the coating amount of the Sn—Zn alloy, it was 12.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy was 2.7% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の銅粉の表面に均一にSn合金が被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the copper powder before coating the Sn alloy. It was Sn-coated copper powder coated with Sn alloy, and the shape of aggregated powder was formed by aggregation of a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape.
また、得られたSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)は、その断面厚さ(断面平均厚さ)が0.24μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が2.9μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で14.8μmであった。 The obtained Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) has a flat plate shape with a cross-sectional thickness (average cross-sectional thickness) of 0.24 μm, and the size is the average major axis diameter (see FIG. 15) (diameter indicated by “d” in the schematic diagram) was 2.9 μm. The size of the agglomerated copper powder formed by aggregating a plurality of the flat Sn-coated copper particles into an aggregate was 14.8 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は3.21g/cm3であった。また、BET比表面積は1.8m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 3.21 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.8 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.6×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.6 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例31]
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製(Sn-Ag-Bi合金をコート)>
実施例26で得られた平板状銅粒子凝集粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 31]
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder (Coating with Sn-Ag-Bi Alloy)>
Using 100 g of the tabular copper particle agglomerated powder obtained in Example 26, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、メタンスルホン酸ビスマス5g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 50 g / L, bismuth methanesulfonate 5 g / L, silver citrate 20 g / L, thiourea 100 g / L, sodium hypophosphite 30 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSn-Ag-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Ag-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.3質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して12.2質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して3.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which the Sn—Ag—Bi alloy was coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Ag-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 18.3% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. In addition, the content of Ag contained in the Sn alloy is 12.2% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. It was 3.4% by mass.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の銅粉の表面に均一にSn合金が被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板形状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the copper powder before coating the Sn alloy. It was Sn-coated copper powder coated with Sn alloy, and the shape of aggregated powder was formed by aggregation of a plurality of Sn-coated copper particles having a flat plate shape.
また、得られたSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)は、その断面厚さ(断面平均厚さ)が0.23μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が3.9μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で14.1μmであった。 The obtained Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) has a flat plate shape with a cross-sectional thickness (average cross-sectional thickness) of 0.23 μm, and the size is an average major axis diameter (see FIG. 15 (diameter indicated by “d” in the schematic diagram) was 3.9 μm. The size of the agglomerated copper powder in which a plurality of the flat Sn-coated copper particles were aggregated to form an aggregate was 14.1 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は3.18g/cm3であった。また、BET比表面積は1.7m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 3.18 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.7 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、7.7×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 7.7 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例32]
<平板状Snコート銅粒子凝集粉の作製(Sn-Zn-Bi合金をコート)>
実施例26で得られた平板状銅粒子凝集粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 32]
<Preparation of Flat Sn Coated Copper Particle Aggregated Powder (Coating with Sn-Zn-Bi Alloy)>
Using 100 g of the tabular copper particle aggregate powder obtained in Example 26, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn—Bi alloy) by electroless Sn plating to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、塩化ビスマス5g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した平板状銅粒子凝集粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, bismuth chloride 5 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, hypophosphorous acid A plating solution to which sodium 70 g / L was added at each concentration was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of tabular copper particle aggregated powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、平板状銅粒子凝集粉の表面にSn-Zn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Zn-Bi合金の被覆量を測定した結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.0質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して1.9質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して1.8質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which Sn—Zn—Bi alloy was coated on the surface of the tabular copper particle aggregated powder was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the amount of Sn-Zn-Bi alloy coating was measured. As a result, it was 11.0% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy is 1.9% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. It was 1.8% by mass.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の銅粉の表面に均一にSn合金が被覆されたSnコート銅粉であり、形状が平板状であるSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集粉の形状をなしていた。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the copper powder before coating the Sn alloy. It was Sn-coated copper powder coated with Sn alloy, and the shape of aggregated powder was formed by aggregation of a plurality of Sn-coated copper particles having a flat shape.
また、得られたSnコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)は、その断面厚さ(断面平均厚さ)が0.22μmの平板状で、その大きさは平均長軸径(図15の模式図における「d」で示す径)が3.8μmであった。そして、この平板形状のSnコート銅粒子が複数集合して凝集体となった凝集銅粉の大きさは、平均粒子径(D50)で15.1μmであった。 The obtained Sn-coated copper powder (flat Sn-coated copper particle agglomerated powder) has a flat plate shape with a cross-sectional thickness (average cross-sectional thickness) of 0.22 μm, and the size is an average major axis diameter (see FIG. 15) (diameter indicated by “d” in the schematic diagram) was 3.8 μm. The size of the agglomerated copper powder formed by aggregating a plurality of the flat Sn-coated copper particles into an aggregate was 15.1 μm in terms of average particle diameter (D50).
さらに、得られたSnコート銅粉のタップ密度は3.20g/cm3であった。また、BET比表面積は1.8m2/gであった。 Furthermore, the tap density of the obtained Sn-coated copper powder was 3.20 g / cm 3 . The BET specific surface area was 1.8 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the flat Sn-coated copper particle aggregate powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した平板状Snコート銅粒子凝集粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gを混と合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the tabular Sn-coated copper particle aggregate powder produced. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.1×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.1 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[比較例7]
電解液中に、添加剤としてのヤヌスグリーンB、ポリエチレングルコールと、塩素イオンとを添加しない条件としたこと以外は、実施例25と同様にして銅粉を陰極板上に析出させた。得られたSnコート銅粉の形状は、粒子状の銅が集合した樹枝状の形状であった。
[Comparative Example 7]
Copper powder was deposited on the cathode plate in the same manner as in Example 25, except that the conditions were such that Janus Green B, polyethylene glycol, and chlorine ions were not added to the electrolytic solution. The shape of the obtained Sn-coated copper powder was a dendritic shape in which particulate copper was aggregated.
そして、得られた銅粉を実施例25と同様にしてその表面にSnを被覆し、Snコート銅粉を得た。そのSnコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して12.6質量%であった。 Then, the surface of the obtained copper powder was coated with Sn in the same manner as in Example 25 to obtain Sn-coated copper powder. When the Sn coating amount of the Sn-coated copper powder was measured, it was 12.6% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
図25に、得られたSnコート銅粉の形状を、SEMにより倍率1,000倍の視野で観察した結果を示す。図25の写真図に示すように、得られたSnコート銅粉の形状は、粒状の銅粒子が集合した樹枝状の形状であって、その銅粉の表面にSnが被覆された状態となっており、そのSnコート銅粉の平均粒子径(D50)は22.5μmであった。 FIG. 25 shows the result of observing the shape of the obtained Sn-coated copper powder with a SEM field of view at a magnification of 1,000 times. As shown in the photograph of FIG. 25, the shape of the obtained Sn-coated copper powder is a dendritic shape in which granular copper particles are aggregated, and the surface of the copper powder is in a state where Sn is coated. The average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder was 22.5 μm.
上述した方法で作製したSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、混練を繰り返す毎に粘度の上昇が発生した。このことは銅粉の一部が凝集していることが原因であると考えられ、均一分散が困難であった。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 40 g of Sn-coated copper powder produced by the above-described method is mixed with 20 g of a phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the viscosity increased every time kneading was repeated. This is considered to be caused by a part of the copper powder being aggregated, and uniform dispersion was difficult. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、82.4×10-5Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 82.4 × 10 −5 Ω · cm, which is extremely high in specific resistance value and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
[比較例8]
従来の平板状銅粉にSnを被覆させたSnコート銅粉による導電性ペーストの特性を評価し、実施例における平板状Snコート銅粒子凝集粉を用いて作製した導電性ペーストの特性と比較した。
[Comparative Example 8]
The characteristic of the conductive paste by Sn coat copper powder which coat | covered Sn with the conventional flat copper powder was evaluated, and it compared with the characteristic of the conductive paste produced using the flat Sn coat copper particle aggregate powder in an Example. .
平板状銅粉は、粒状の電解銅粉を機械的に扁平化させて作製した。具体的には、平均粒子径7.9μmの粒状アトマイズ銅粉(メイキンメタルパウダーズ社製)500gにステアリン酸5gを添加し、ボールミルで扁平化処理を行った。ボールミルには3mmのジルコニアビーズを5kg投入し、500rpmの回転速度で90分間回転させることによって扁平化処理を行った。 The flat copper powder was prepared by mechanically flattening granular electrolytic copper powder. Specifically, 5 g of stearic acid was added to 500 g of granular atomized copper powder (manufactured by Mekin Metal Powders Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7.9 μm, and flattened with a ball mill. The ball mill was charged with 5 kg of 3 mm zirconia beads, and flattened by rotating for 90 minutes at a rotation speed of 500 rpm.
得られた平板状銅粉に対して、実施例25と同じ方法でその銅粉表面にSnを被覆した。作製した平板状Snコート銅粉のSnの被覆量は、当該平板状Snコート銅粉の質量100%に対して12.9質量%であった。 For the obtained flat copper powder, Sn was coated on the surface of the copper powder in the same manner as in Example 25. The coating amount of Sn of the produced flat Sn-coated copper powder was 12.9% by mass with respect to 100% by mass of the flat Sn-coated copper powder.
このようにして作製した平板状のSnコート銅粉について、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器で測定した結果、平均粒子径(D50)が23.8μmであり、SEMで観察した結果、その断面平均厚さは0.40μmであった。 The flat Sn-coated copper powder thus produced was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring instrument. As a result, the average particle diameter (D50) was 23.8 μm, and the cross section was observed with SEM. The average thickness was 0.40 μm.
次に、得られた平板状のSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 Next, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the obtained flat Sn-coated copper powder. Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), it was made into a paste by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、35.5×10-5Ω・cmであり、実施例1にて得られた銅ペーストと比較して比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 35.5 × 10 −5 Ω · cm, which is higher in specific resistance value and inferior in conductivity than the copper paste obtained in Example 1. there were.
≪実施例、比較例≫
(5)第5の実施形態に係るSnコート銅粉を用いた試験
[実施例33]
<電解銅粉の作製>
容量が100Lの電解槽に、電極面積が200mm×200mmのチタン製の電極板を陰極とし、電極面積が200mm×200mmの銅製の電極板を陽極として用い、その電解槽中に電解液を装入し、これに直流電流を通電して銅粉を陰極板上に析出させた。
≪Example, comparative example≫
(5) Test using Sn-coated copper powder according to the fifth embodiment [Example 33]
<Preparation of electrolytic copper powder>
An electrolytic cell with a capacity of 100 L is used with a titanium electrode plate having an electrode area of 200 mm × 200 mm as a cathode and a copper electrode plate with an electrode area of 200 mm × 200 mm as an anode, and an electrolytic solution is charged into the electrolytic cell. Then, a direct current was applied thereto to deposit copper powder on the cathode plate.
このとき、電解液としては、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用いた。また、この電解液に、添加剤としてヤヌスグリーンB(関東化学株式会社製)を電解液中の濃度として80mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液(和光純薬工業株式会社製)を電解液中の塩化物イオン(塩素イオン)濃度として30mg/Lとなるように添加した。 At this time, as the electrolytic solution, a composition having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L was used. In addition, Janus Green B (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) as an additive is added to the electrolytic solution so that the concentration in the electrolytic solution is 80 mg / L, and a hydrochloric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is further added. It added so that it might become 30 mg / L as chloride ion (chlorine ion) density | concentration in electrolyte solution.
そして、上述のように濃度調整した電解液を、定量ポンプを用いて15L/minの流量で循環しながら、温度を25℃に維持した条件で、陰極の電流密度が15A/dm2になるように通電して陰極板上に銅粉を析出させた。 Then, the current density of the cathode is set to 15 A / dm 2 under the condition that the temperature is maintained at 25 ° C. while circulating the electrolytic solution whose concentration is adjusted as described above at a flow rate of 15 L / min using a metering pump. Was energized to deposit copper powder on the cathode plate.
陰極板上に析出した電解銅粉を、スクレーパーを用いて機械的に電解槽の槽底に掻き落として回収し、回収した銅粉を純水で洗浄した後、減圧乾燥器に入れて乾燥した。 The electrolytic copper powder deposited on the cathode plate was recovered by mechanically scraping it off the bottom of the electrolytic cell using a scraper, and the recovered copper powder was washed with pure water and then put in a vacuum dryer and dried. .
こうして得られた銅粉の形状を、上述した走査型電子顕微鏡(SEM)による方法で倍率1,000倍の視野で観察した結果、析出した銅粉は、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する形状の銅粒子が集合してなる、2次元又は3次元の樹枝状形状を呈した樹枝状銅粉であった。 As a result of observing the shape of the copper powder thus obtained in the field of view with a magnification of 1,000 times by the method using the scanning electron microscope (SEM) described above, the deposited copper powder was a main chain that grew linearly and the main trunk. It was a dendritic copper powder exhibiting a two-dimensional or three-dimensional dendritic shape in which copper particles having a shape having a plurality of branches branched linearly from the branch and branches further branched from the branch were collected. .
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的には、無電解Snめっき液として、ホウフッ化第一スズ20g/L、ホウフッ酸200g/L、チオ尿素50g/L、水素化ホウ素ナトリウム40g/L、ホウ酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を60℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution, stannous borofluoride 20 g / L, borofluoric acid 200 g / L, thiourea 50 g / L, sodium borohydride 40 g / L, sodium borate 10 g / L at each concentration. The plating solution added in was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 60 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して10.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 10.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉を走査型電子顕微鏡(SEM)により倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Snを被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Further, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a scanning electron microscope (SEM) in a field of view of 5,000 times, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder was dendritic before coating with Sn. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape in which Sn is uniformly coated on the surface of copper powder, a main trunk that grows linearly, and a plurality of branches that branch straight from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、断面厚さが平均で0.09μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.05μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having an average cross-sectional thickness of 0.09 μm, and had fine convex portions on the surface thereof. The height of the convex portions formed on the surface was 0.05 μm on average.
また、その樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は21.3μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 21.3 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.22g/cm3であった。また、BET比表面積は1.68m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.22 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 1.68 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.5×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.5 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例34]
<電解銅粉の作製>
電解液として、銅イオン濃度が10g/L、硫酸濃度が125g/Lの組成のものを用い、その電解液に、添加剤としてヤヌスグリーンBを電解液中の濃度として150mg/Lとなるように添加し、さらに塩酸溶液を電解液中の塩素イオン濃度として100mg/Lとなるように添加したこと以外は、実施例33と同じ条件で銅粉を陰極板上に析出させた。
[Example 34]
<Preparation of electrolytic copper powder>
An electrolytic solution having a copper ion concentration of 10 g / L and a sulfuric acid concentration of 125 g / L is used, and Janus Green B as an additive is added to the electrolytic solution to a concentration of 150 mg / L in the electrolytic solution. Copper powder was deposited on the cathode plate under the same conditions as in Example 33 except that the hydrochloric acid solution was further added so that the chlorine ion concentration in the electrolytic solution was 100 mg / L.
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
次に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉を用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Next, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating using the dendritic copper powder prepared by the above-described method to prepare Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、塩化チタン50g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を65℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium citrate 40 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, and titanium chloride 50 g / L were added at respective concentrations was prepared. In this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 65 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して17.6質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 17.6% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Snを被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of the Sn-coated copper powder is uniform on the surface of the dendritic copper powder before coating with Sn. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape coated with Sn, a plurality of branches branched linearly from the trunk, and branches further branched from the branches It was a dendritic Sn-coated copper powder exhibiting a dendritic shape having
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.11μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.25μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat cross section with an average thickness of 0.11 μm and had fine convex portions on the surface. The height of the convex portions formed on the surface was 0.25 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は8.5μmであった。 The average particle size (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 8.5 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.26g/cm3であった。また、BET比表面積は2.79m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.26 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.79 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.1×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.1 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[実施例35]
<樹枝状Snコート銅粉の作製>
実施例34で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解Snめっきによりその銅粉表面にSn被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 35]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 34, Sn coating was performed on the surface of the copper powder by electroless Sn plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、水酸化ナトリウム100g/L、クエン酸ナトリウム40g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を80℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution, a plating solution in which stannous chloride 10 g / L, sodium hydroxide 100 g / L, and sodium citrate 40 g / L were added at respective concentrations was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 80 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSnが被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して8.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder having a dendritic copper powder coated with Sn was obtained. When the Sn-coated copper powder was recovered and the Sn coating amount was measured, it was 8.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSnが被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 In addition, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view of 5,000 times by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder is uniformly on the surface of the dendritic copper powder before Sn coating A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape covered with Sn, a main trunk that grows linearly, a plurality of branches that branch linearly from the main trunk, and branches that branch further from the branch This was a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.16μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.28μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having a cross-sectional thickness of 0.16 μm on average, and had fine convex portions on the surface. The height of the convex portions formed on the surface was 0.28 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は8.8μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 8.8 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.24g/cm3であった。また、BET比表面積は2.81m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.24 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.81 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.8×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.8 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例36]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag合金をコート)>
実施例34で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 36]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Ag alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 34, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, 50 g / L of stannous methanesulfonate, 20 g / L of silver citrate, 100 g / L of thiourea, and 30 g / L of sodium hypophosphite were added at various concentrations as the electroless Sn plating solution for alloys. A plating solution was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Ag合金の被覆量を測定した。その結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.2質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して14.2質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Ag alloy was measured. As a result, it was 18.2% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Moreover, content of Ag contained in Sn alloy was 14.2 mass% with respect to 100 mass of Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Ag合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was found on the surface of the dendritic copper powder before coating with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape uniformly coated with a Sn—Ag alloy, and a main trunk that grows linearly, a plurality of branches that linearly branch from the main trunk, and It was a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having branched branches.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.14μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.31μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat cross section with an average thickness of 0.14 μm, and had fine convex portions on the surface. The height of the convex portions formed on the surface was 0.31 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.1μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 9.1 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.25g/cm3であった。また、BET比表面積は2.83m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.25 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.83 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.3×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.3 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that the film exhibited excellent conductivity.
[実施例37]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Bi合金をコート)>
実施例34で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 37]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 34, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、メタンスルホン酸第一スズ40g/L、メタンスルホン酸ビスマス40g/L、チオ尿素100g/L、エチレンジアミン四酢酸20g/L、次亜リン酸ナトリウム80g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous methanesulfonate 40 g / L, bismuth methanesulfonate 40 g / L, thiourea 100 g / L, ethylenediaminetetraacetic acid 20 g / L, sodium hypophosphite 80 g A plating solution to which / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Bi合金の被覆量を測定した。その結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して41.6質量%であった。また、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して40.2質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Bi alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Bi alloy was measured. As a result, it was 41.6 mass% with respect to 100 mass of the whole Sn coat copper powder. Moreover, the content of Bi contained in the Sn alloy was 40.2% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Bi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was found on the surface of the dendritic copper powder before coating with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape uniformly coated with a Sn—Bi alloy, a main trunk that grows linearly, a plurality of branches that branch linearly from the main trunk, and It was a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having branched branches.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.18μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.30μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder had a flat cross section with an average thickness of 0.18 μm, and had fine protrusions on the surface. The height of the convex portions formed on the surface was 0.30 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は9.0μmであった。 The average particle size (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 9.0 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.29g/cm3であった。また、BET比表面積は2.76m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.29 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 2.76 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.0×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.0 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例38]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn合金をコート)>
実施例34で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 38]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (Coating with Sn-Zn alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 34, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, and sodium hypophosphite 70 g / L. A plating solution added at a concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Zn合金の被覆量を測定した。その結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.0質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.8質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Zn alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Zn alloy was measured. As a result, the content was 11.0% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy was 2.8% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Zn合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was found on the surface of the dendritic copper powder before coating with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape uniformly coated with a Sn—Zn alloy, and a main trunk that grows linearly, a plurality of branches that branch linearly from the main trunk, and It was a dendritic Sn-coated copper powder having a dendritic shape having branched branches.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.16μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.26μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having a cross-sectional thickness of 0.16 μm on average, and had fine convex portions on the surface. The height of the convex portions formed on the surface was 0.26 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は8.5μmであった。 The average particle size (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 8.5 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.28g/cm3であった。また、BET比表面積は2.71m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.28 g / cm 3 . Further, the BET specific surface area was 2.71 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.7×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.7 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例39]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Ag-Bi合金をコート)>
実施例34で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Ag-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 39]
<Preparation of Dendritic Sn Coated Copper Powder (Coating with Sn—Ag—Bi Alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 34, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Ag—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液としては、メタンスルホン酸第一スズ50g/L、メタンスルホン酸ビスマス5g/L、クエン酸銀20g/L、チオ尿素100g/L、次亜リン酸ナトリウム30g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に、上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as the electroless Sn plating solution for alloys, 50 g / L of stannous methanesulfonate, 5 g / L of bismuth methanesulfonate, 20 g / L of silver citrate, 100 g / L of thiourea, sodium hypophosphite A plating solution to which 30 g / L was added at each concentration was prepared. To this electroless Sn plating solution, 100 g of the dendritic copper powder prepared by the above-described method was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Ag-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Ag-Bi合金の被覆量を測定した。その結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して18.9質量%であった。また、Sn合金中に含まれるAgの含有量はSn合金の質量100%に対して12.4質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して3.1質量%であった。 After completion of the reaction, the powder was filtered, washed with water, and dried through ethanol. As a result, Sn-coated copper powder with the surface of the dendritic copper powder coated with Sn—Ag—Bi alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Ag—Bi alloy was measured. As a result, it was 18.9 mass% with respect to 100 mass of the whole Sn coat copper powder. Moreover, the content of Ag contained in the Sn alloy is 12.4% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. 3.1% by mass.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Ag-Bi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was found on the surface of the dendritic copper powder before coating with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape uniformly coated with a Sn—Ag—Bi alloy, a main trunk that grows linearly, a plurality of branches that branch straight from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.16μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.26μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having a cross-sectional thickness of 0.16 μm on average, and had fine convex portions on the surface. The height of the convex portions formed on the surface was 0.26 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は8.5μmであった。 The average particle size (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 8.5 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.31g/cm3であった。また、BET比表面積は2.89m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.31 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.89 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、8.7×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 8.7 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent conductivity was exhibited.
[実施例40]
<樹枝状Snコート銅粉の作製(Sn-Zn-Bi合金をコート)>
実施例34で得られた樹枝状銅粉100gを用いて、無電解めっきによりその銅粉表面にSn合金(Sn-Zn-Bi合金)被覆を行い、Snコート銅粉を作製した。
[Example 40]
<Preparation of dendritic Sn-coated copper powder (coated with Sn—Zn—Bi alloy)>
Using 100 g of the dendritic copper powder obtained in Example 34, the surface of the copper powder was coated with Sn alloy (Sn—Zn—Bi alloy) by electroless plating to produce Sn-coated copper powder.
具体的に、合金用無電解Snめっき液として、塩化第一スズ10g/L、塩化ビスマス5g/L、硫酸亜鉛5g/L、チオ尿素100g/L、クエン酸ナトリウム40g/L、次亜リン酸ナトリウム70g/Lを各濃度で添加しためっき液を用意した。この無電解Snめっき液に,上述した方法で作製した樹枝状銅粉100gを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を70℃まで加熱して60分間撹拌した。 Specifically, as an electroless Sn plating solution for alloys, stannous chloride 10 g / L, bismuth chloride 5 g / L, zinc sulfate 5 g / L, thiourea 100 g / L, sodium citrate 40 g / L, hypophosphorous acid A plating solution to which sodium 70 g / L was added at each concentration was prepared. The electroless Sn plating solution was charged with 100 g of the dendritic copper powder prepared by the method described above, stirred for 10 minutes at 25 ° C., then heated to 70 ° C. and stirred for 60 minutes.
反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させたところ、樹枝状銅粉の表面にSn-Zn-Bi合金が被覆されたSnコート銅粉が得られた。そのSnコート銅粉を回収してSn-Zn-Bi合金の被覆量を測定した。その結果、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して11.1質量%であった。また、Sn合金中に含まれるZnの含有量はSn合金の質量100%に対して2.0質量%であり、Sn合金中に含まれるBiの含有量はSn合金の質量100%に対して1.4質量%であった。 After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water, and dried with ethanol. As a result, Sn-coated copper powder in which the surface of the dendritic copper powder was coated with Sn—Zn—Bi alloy was obtained. The Sn-coated copper powder was recovered and the coating amount of the Sn—Zn—Bi alloy was measured. As a result, it was 11.1 mass% with respect to 100 mass of the whole Sn coat copper powder. Further, the content of Zn contained in the Sn alloy is 2.0% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy, and the content of Bi contained in the Sn alloy is based on 100% by mass of the Sn alloy. It was 1.4% by mass.
また、得られたSnコート銅粉をSEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果、少なくとも90個数%以上のSnコート銅粉は、Sn合金を被覆する前の樹枝状銅粉の表面に均一にSn-Zn-Bi合金が被覆された、2次元又は3次元の樹枝状の形状であって、直線的に成長した主幹と、その主幹から直線的に分岐した複数の枝と、その枝からさらに分岐した枝とを有する樹枝状形状を呈した樹枝状Snコート銅粉であった。 Moreover, as a result of observing the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM, at least 90% by number or more of Sn-coated copper powder was found on the surface of the dendritic copper powder before coating with the Sn alloy. A two-dimensional or three-dimensional dendritic shape uniformly coated with a Sn—Zn—Bi alloy, a main trunk that grows linearly, a plurality of branches that branch straight from the main trunk, and the branches It was dendritic Sn coat | covered copper powder which exhibited the dendritic shape which has the branch further branched from.
また、その樹枝状Snコート銅粉の主幹及び枝を構成する銅粒子は、その断面厚さが平均0.21μmの平板状であり、その表面に微細な凸部を有していた。なお、その表面に形成されている凸部の高さは平均で0.31μmであった。 Further, the copper particles constituting the main trunk and branches of the dendritic Sn-coated copper powder were flat plate having a cross-sectional thickness of 0.21 μm on average, and had fine convex portions on the surface thereof. The height of the convex portions formed on the surface was 0.31 μm on average.
また、この樹枝状Snコート銅粉の平均粒子径(D50)は8.7μmであった。 The average particle diameter (D50) of the dendritic Sn-coated copper powder was 8.7 μm.
さらに、得られた樹枝状Snコート銅粉の嵩密度は1.34g/cm3であった。また、BET比表面積は2.91m2/gであった。 Furthermore, the bulk density of the obtained dendritic Sn-coated copper powder was 1.34 g / cm 3 . The BET specific surface area was 2.91 m 2 / g.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製した樹枝状Snコート銅粉をペースト化して導電性ペーストを作製した。
<Conductive paste>
Next, the dendritic Sn-coated copper powder produced by the method described above was made into a paste to produce a conductive paste.
すなわち、作製した樹枝状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。 That is, 20 g of phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the prepared dendritic Sn-coated copper powder to produce a small size. Using a kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), kneading at 1200 rpm for 3 minutes was repeated three times to form a paste. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、9.9×10-5Ω・cmであり、優れた導電性を示すことが分かった。 The specific resistance value of the film obtained by curing was 9.9 × 10 −5 Ω · cm, and it was found that excellent electrical conductivity was exhibited.
[比較例9]
<電解銅粉の作製>
電解液中に、添加剤としてのヤヌスグリーンBと、塩素イオンとを添加しない条件としたこと以外は、実施例33と同様にして銅粉を陰極板上に析出させた。得られた銅粉の形状は、粒子状の銅が集合した樹枝状の形状であって、微細な凸部は形成されていなかった。
[Comparative Example 9]
<Preparation of electrolytic copper powder>
Copper powder was deposited on the cathode plate in the same manner as in Example 33 except that Janus Green B as an additive and chlorine ions were not added to the electrolytic solution. The shape of the obtained copper powder was a dendritic shape in which particulate copper was gathered, and no fine convex portions were formed.
<Snコート銅粉の作製>
次に、得られた銅粉を用いて、実施例33と同様にしてその銅表面にSnを被覆し、Snコート銅粉を得た。そのSnコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該Snコート銅粉全体の質量100%に対して12.5質量%であった。
<Preparation of Sn-coated copper powder>
Next, Sn was coated on the copper surface using the obtained copper powder in the same manner as in Example 33 to obtain Sn-coated copper powder. When the Sn coating amount of the Sn-coated copper powder was measured, it was 12.5% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder.
図26に、得られたSnコート銅粉の形状を、SEMにより倍率5,000倍の視野で観察した結果を示す。図26の写真図に示すように、得られたSnコート銅粉の形状は、粒状の銅粒子が集合した樹枝状の形状であって、その銅粉の表面にSnが被覆された状態となっていた。また、そのSnコート銅粉の平均粒子径(D50)は21.3μmであった。なお、樹枝状の部分には、微細な凸部は形成されていなかった。 FIG. 26 shows the result of observing the shape of the obtained Sn-coated copper powder with a field of view at a magnification of 5,000 by SEM. As shown in the photograph of FIG. 26, the shape of the obtained Sn-coated copper powder is a dendritic shape in which granular copper particles are gathered, and the surface of the copper powder is covered with Sn. It was. Moreover, the average particle diameter (D50) of the Sn-coated copper powder was 21.3 μm. In addition, the fine convex part was not formed in the dendritic part.
<導電性ペースト化>
次に、上述した方法で作製したSnコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、混練を繰り返す毎に粘度の上昇が発生した。このことは銅粉の一部が凝集していることが原因であると考えられ、均一分散が困難であった。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。
<Conductive paste>
Next, 40 g of Sn-coated copper powder prepared by the above-described method is mixed with 20 g of phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade). Then, using a small kneader (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), the mixture was kneaded at 1200 rpm for 3 minutes three times to obtain a paste. During pasting, the viscosity increased every time kneading was repeated. This is considered to be caused by a part of the copper powder being aggregated, and uniform dispersion was difficult. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、81.6×10-5Ω・cmであり、実施例にて得られた導電性ペーストと比較して極めて比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 81.6 × 10 −5 Ω · cm, which is extremely high in specific resistance value and inferior in conductivity compared to the conductive paste obtained in the examples. Met.
[比較例10]
<機械的に扁平化した平板状銅粉の作製>
従来の平板状銅粉にSnを被覆させたSnコート銅粉による導電性ペーストの特性を評価し、実施例における樹枝状Snコート銅粉を用いて作製した導電性ペーストの特性と比較した。
[Comparative Example 10]
<Production of mechanically flattened flat copper powder>
The characteristic of the conductive paste by Sn coat copper powder which coat | covered Sn on the conventional flat copper powder was evaluated, and it compared with the characteristic of the conductive paste produced using the dendritic Sn coat copper powder in an Example.
平板状銅粉は、粒状の電解銅粉を機械的に扁平化させて作製した。具体的には、平均粒子径7.9μmの粒状アトマイズ銅粉(メイキンメタルパウダーズ社製)500gにステアリン酸5gを添加し、ボールミルで扁平化処理を行った。ボールミルには3mmのジルコニアビーズを5kg投入し、500rpmの回転速度で90分間回転した。 The flat copper powder was prepared by mechanically flattening granular electrolytic copper powder. Specifically, 5 g of stearic acid was added to 500 g of granular atomized copper powder (manufactured by Mekin Metal Powders Co., Ltd.) having an average particle diameter of 7.9 μm, and flattened with a ball mill. The ball mill was charged with 5 kg of 3 mm zirconia beads and rotated for 90 minutes at a rotation speed of 500 rpm.
<Snコート銅粉の作製>
得られた平板状銅粉に対して、実施例33と同様の方法でその表面にSnを被覆し、Snコート銅粉を得た。作製した平板状Snコート銅粉のSnの被覆量を測定したところ、当該平板状Snコート銅粉の質量100%に対して12.6質量%であった。
<Preparation of Sn-coated copper powder>
The obtained tabular copper powder was coated with Sn on the surface in the same manner as in Example 33 to obtain Sn-coated copper powder. When the coated amount of Sn of the produced flat Sn-coated copper powder was measured, it was 12.6% by mass with respect to 100% by mass of the flat Sn-coated copper powder.
また、このようにして作製した平板状Snコート銅粉について、レーザー回折・散乱法粒度分布測定器により測定した結果、平均粒子径(D50)が23.1μmであり、SEM観察により測定した平板状Snコート銅粉の厚さ(断面平均厚さ)は0.40μmであった。なお、その平板状Snコート銅粉には、表面に微細な凸部は観察されなかった。 The flat Sn-coated copper powder thus prepared was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring instrument. As a result, the average particle size (D50) was 23.1 μm, and the flat shape was measured by SEM observation. The thickness (average cross-sectional thickness) of the Sn-coated copper powder was 0.40 μm. In the flat Sn-coated copper powder, no fine protrusions were observed on the surface.
<導電性ペースト化>
次に、得られた平板状Snコート銅粉40gに対して、フェノール樹脂(群栄化学株式会社製,PL-2211)20gと、ブチルセロソルブ(関東化学株式会社製,鹿特級)10gとを混合し、小型ニーダー(株式会社日本精機製作所製,ノンバブリングニーダーNBK-1)を用いて、1200rpm、3分間の混錬を3回繰り返すことによってペースト化した。ペースト化に際しては、銅粉が凝集することなく、樹脂中に均一に分散した。得られた導電ペーストを金属スキージでガラス上に印刷し、大気雰囲気中にて200℃で30分間かけて硬化させた。
<Conductive paste>
Next, 20 g of a phenolic resin (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., PL-2211) and 10 g of butyl cellosolve (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., deer special grade) are mixed with 40 g of the obtained flat Sn-coated copper powder. Using a small kneader (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., non-bubbling kneader NBK-1), a paste was formed by repeating kneading at 1200 rpm for 3 minutes three times. During pasting, the copper powder was uniformly dispersed in the resin without agglomeration. The obtained conductive paste was printed on a glass with a metal squeegee and cured at 200 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere.
硬化により得られた被膜の比抵抗値は、34.9×10-5Ω・cmであり、実施例33にて得られた銅ペーストと比較して比抵抗値が高く導電性が劣るものであった。 The specific resistance value of the film obtained by curing is 34.9 × 10 −5 Ω · cm, which is higher in specific resistance value and inferior in conductivity than the copper paste obtained in Example 33. there were.
11 Snコート銅粉(樹枝状Snコート銅粉)
12 主幹
13,13a,13b 枝
14 平板状の面に対して水平方向(X-Y方向)への最大長さ
15 平板状の面(X-Y面)に対して垂直方向への最大高さ
21 銅粉(樹枝状銅粉)
22 銅粒子
D1 枝部分の太さ
31 Snコート銅粉(樹枝状Snコート銅粉)
32 主幹
33,33a,33b 枝
41 Snコート銅粉(平板状Snコート銅粒子凝集粉)
42 銅粒子
d 平板状のSnコート銅粒子の長軸径
51 銅粒子
52 (銅粒子の)主幹
53,53a,53b (銅粒子の)枝
11 Sn-coated copper powder (dendritic Sn-coated copper powder)
12
22 Copper particle D1 Thickness of
32 trunk 33, 33a,
42 Copper particles d Long axis diameter of flat Sn-coated
Claims (18)
前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、走査電子顕微鏡(SEM)観察より求められる断面平均厚さが0.02μm~5.0μmである平板状であり、
前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmであり、
前記銅粒子の平板状の面に対して垂直方向への最大高さが、該平板状の面の水平方向への最大長さに対して1/10以下である
Snコート銅粉。 Copper powder coated with tin (Sn) or Sn alloy on the surface is an Sn-coated copper powder having a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. And
The copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface are in the form of a flat plate having an average cross-sectional thickness of 0.02 μm to 5.0 μm determined by observation with a scanning electron microscope (SEM).
The Sn-coated copper powder constituted by aggregating the copper particles has an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 100 μm,
The Sn-coated copper powder, wherein the maximum height in the vertical direction of the flat surface of the copper particles is 1/10 or less with respect to the maximum length of the flat surface in the horizontal direction.
前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、短軸平均径が0.2μm~0.5μm、かつ、長軸平均径が0.5μm~2.0μmの範囲の大きさの楕円体であり、
前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が5.0μm~20μmである
Snコート銅粉。 Copper particles coated with tin (Sn) or Sn alloy on the surface are assembled to form a dendritic shape having a plurality of branches, Sn-coated copper powder,
The copper particles whose surface is coated with Sn or Sn alloy have an ellipsoid with a minor axis average diameter of 0.2 μm to 0.5 μm and a major axis average diameter of 0.5 μm to 2.0 μm. And
The Sn-coated copper powder constituted by aggregating the copper particles has an average particle diameter (D50) of 5.0 μm to 20 μm.
請求項2に記載のSnコート銅粉。 The Sn-coated copper powder according to claim 2, wherein an average thickness of the branch portions constituting the dendritic shape is 0.5 μm to 2.0 μm.
前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、断面平均厚さが0.2μm~5.0μmの平板状であり、
前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~100μmである
Snコート銅粉。 Copper powder coated with tin (Sn) or Sn alloy on the surface is an Sn-coated copper powder having a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. And
The copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface have a flat plate shape with an average cross-sectional thickness of 0.2 μm to 5.0 μm,
The Sn-coated copper powder composed of the copper particles is an Sn-coated copper powder having an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 100 μm.
前記Sn又はSn合金が被覆された銅粒子は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により求められる平均長軸径が0.5μm~5.0μmで、断面平均厚さが0.02μm~1.0μmである平板状であり、
前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである
Snコート銅粉。 A Sn-coated copper powder comprising a plurality of pieces of individual copper particles coated with tin (Sn) or Sn alloy on the surface and having a form of an aggregate,
The copper particles coated with Sn or Sn alloy have an average major axis diameter of 0.5 μm to 5.0 μm determined by observation with a scanning electron microscope (SEM), and an average cross-sectional thickness of 0.02 μm to 1.0 μm. Is a flat plate shape,
The Sn-coated copper powder composed of the copper particles is an Sn-coated copper powder having an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 30 μm.
前記表面にSn又はSn合金が被覆された銅粒子は、樹枝状に成長した主幹と該主幹から分かれた複数の枝とを有する樹枝状であって、該銅粒子の主幹及び枝の断面平均厚さが0.02μm~0.5μmの平板状であり、
前記銅粒子が集合して構成された当該Snコート銅粉は、平均粒子径(D50)が1.0μm~30μmである
Snコート銅粉。 Copper powder coated with tin (Sn) or Sn alloy on the surface is an Sn-coated copper powder having a dendritic shape having a main trunk that grows linearly and a plurality of branches separated from the main trunk. And
The copper particles coated with Sn or Sn alloy on the surface are dendritic having a main trunk grown in a dendritic shape and a plurality of branches separated from the main trunk, and the cross-sectional average thickness of the main trunk and branches of the copper particle Is a flat plate of 0.02 μm to 0.5 μm,
The Sn-coated copper powder composed of the copper particles is an Sn-coated copper powder having an average particle diameter (D50) of 1.0 μm to 30 μm.
請求項6に記載のSnコート銅粉。 The Sn-coated copper powder according to claim 6, wherein the surface of the copper particles has fine convex portions, and the average height of the convex portions is 0.01 μm to 0.4 μm.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載のSnコート銅粉。 The Sn content coated as Sn or Sn alloy is 1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the entire Sn-coated copper powder coated with Sn or Sn alloy. 2. Sn-coated copper powder according to item 1.
コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、スズ、リン、及びボロンからなる群から選ばれる少なくとも1種以上を、前記Sn合金の質量100%に対して0.1質量%~50質量%の含有量で含むSn合金で被覆されている
請求項1乃至8のいずれか1項に記載のSnコート銅粉。 Sn alloy is coated on the surface of the copper particles,
At least one selected from the group consisting of cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus, and boron is 0.1% by mass to 50% by mass with respect to 100% by mass of the Sn alloy. The Sn-coated copper powder according to any one of claims 1 to 8, wherein the Sn-coated copper powder is coated with a Sn alloy containing the content.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載のSnコート銅粉。 The Sn-coated copper powder according to any one of claims 1 to 9, wherein a bulk density is in a range of 0.5 g / cm 3 to 5.0 g / cm 3 .
請求項1乃至10のいずれか1項に記載のSnコート銅粉。 Sn-coated copper powder according to any one of claims 1 to 10 BET specific surface area is 0.2m 2 /g~5.0m 2 / g.
電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、
前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、
前記電解液に、
銅イオンと、
下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物、下記式(2)で表されるアゾベンゼン構造を有する化合物、及び下記式(3)で表される、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物からなる群から選ばれる1種又は2種以上と、
ノニオン界面活性剤の1種類以上と、
を含有させて電解を行う
Snコート銅粉の製造方法。
A step of depositing copper powder on the cathode from the electrolyte by an electrolytic method;
Coating the copper powder with tin (Sn) or Sn alloy,
In the electrolyte,
Copper ions,
A compound having a phenazine structure represented by the following formula (1), a compound having an azobenzene structure represented by the following formula (2), and a compound having a phenazine structure and an azobenzene structure represented by the following formula (3) One or more selected from the group consisting of:
One or more types of nonionic surfactants;
The manufacturing method of Sn coat | cover copper powder which electrolyzes by containing.
請求項14に記載のSnコート銅粉の製造方法。 The method for producing Sn-coated copper powder according to claim 14, further comprising chloride ions in the electrolytic solution.
電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、
前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、
前記電解液に、
銅イオンと、ポリエーテル化合物と、を含有させて電解を行う
Snコート銅粉の製造方法。 A method for producing the Sn-coated copper powder according to claim 2 or 3,
A step of depositing copper powder on the cathode from the electrolyte by an electrolytic method;
Coating the copper powder with tin (Sn) or Sn alloy,
In the electrolyte,
The manufacturing method of Sn coat | cover copper powder which electrolyzes containing a copper ion and a polyether compound.
電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、
前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、
前記電解液に、
銅イオンと、
下記式(1)で表されるフェナジン構造を有する化合物から選択される1種又は2種以上と、
を含有させて電解を行う
Snコート銅粉の製造方法。
A step of depositing copper powder on the cathode from the electrolyte by an electrolytic method;
Coating the copper powder with tin (Sn) or Sn alloy,
In the electrolyte,
Copper ions,
One or more selected from compounds having a phenazine structure represented by the following formula (1);
The manufacturing method of Sn coat | cover copper powder which electrolyzes by containing.
電解法により電解液から陰極上に銅粉を析出させる工程と、
前記銅粉にスズ(Sn)又はSn合金を被覆する工程と、を有し、
前記電解液に、
銅イオンと、
下記式(3)で表される、フェナジン構造とアゾベンゼン構造とを有する化合物から選択される1種又は2種以上と、
を含有させて電解を行う
Snコート銅粉の製造方法。
A method for producing the Sn-coated copper powder according to claim 6 or 7,
A step of depositing copper powder on the cathode from the electrolyte by an electrolytic method;
Coating the copper powder with tin (Sn) or Sn alloy,
In the electrolyte,
Copper ions,
One or more selected from compounds having a phenazine structure and an azobenzene structure represented by the following formula (3);
The manufacturing method of Sn coat | cover copper powder which electrolyzes by containing.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019017467A1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | 三井金属鉱業株式会社 | Copper powder, method for producing stereolithographic model using same, and stereolithographic model using copper |
| CN114378299A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 安徽壹石通材料科学研究院有限公司 | Preparation method of core-shell structure metal composite material |
| WO2023088795A1 (en) | 2021-11-22 | 2023-05-25 | Basf Se | Composition for tin or tin alloy electroplating comprising a pyrazole-type antioxidant |
| US12290882B2 (en) * | 2022-05-27 | 2025-05-06 | Zhengzhou Research Institute Of Mechanical Engineering Co., Ltd. | Copper-phosphorus-zinc-tin brazing sheet and preparation method and use thereof |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004156061A (en) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Tin-coated copper powder, method for producing the tin-coated copper powder, and conductive paste using the tin-coated copper powder |
| JP2006225691A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Tin-coated copper powder and conductive paste using the tin-coated copper powder |
| JP2012092376A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Ishihara Chem Co Ltd | Method of manufacturing tin plated copper powder |
| WO2016031286A1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver-coated copper powder, and conductive paste, conductive coating material and conductive sheet each of which uses same |
| WO2016038914A1 (en) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver-coated copper powder, and conductive paste, conductive coating material and conductive sheet, each of which uses said silver-coated copper powder |
| JP5907301B1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-04-26 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver-coated copper powder, copper paste using the same, conductive paint, conductive sheet, and method for producing silver-coated copper powder |
| JP2016089199A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 住友金属鉱山株式会社 | Copper powder and copper paste, conductive paint, conductive sheet using the same |
| JP2016139598A (en) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver coated copper powder, and copper paste, conductive coating and conductive sheet using the same |
-
2016
- 2016-10-04 WO PCT/JP2016/079541 patent/WO2017061443A1/en not_active Ceased
- 2016-10-05 TW TW105132138A patent/TW201726279A/en unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004156061A (en) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Tin-coated copper powder, method for producing the tin-coated copper powder, and conductive paste using the tin-coated copper powder |
| JP2006225691A (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Tin-coated copper powder and conductive paste using the tin-coated copper powder |
| JP2012092376A (en) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Ishihara Chem Co Ltd | Method of manufacturing tin plated copper powder |
| WO2016031286A1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-03-03 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver-coated copper powder, and conductive paste, conductive coating material and conductive sheet each of which uses same |
| WO2016038914A1 (en) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver-coated copper powder, and conductive paste, conductive coating material and conductive sheet, each of which uses said silver-coated copper powder |
| JP2016089199A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | 住友金属鉱山株式会社 | Copper powder and copper paste, conductive paint, conductive sheet using the same |
| JP2016139598A (en) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver coated copper powder, and copper paste, conductive coating and conductive sheet using the same |
| JP5907301B1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-04-26 | 住友金属鉱山株式会社 | Silver-coated copper powder, copper paste using the same, conductive paint, conductive sheet, and method for producing silver-coated copper powder |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019017467A1 (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | 三井金属鉱業株式会社 | Copper powder, method for producing stereolithographic model using same, and stereolithographic model using copper |
| JPWO2019017467A1 (en) * | 2017-07-21 | 2020-05-28 | 三井金属鉱業株式会社 | Copper powder, method of manufacturing stereolithography product using the same, and stereolithography product of copper |
| JP7143223B2 (en) | 2017-07-21 | 2022-09-28 | 三井金属鉱業株式会社 | Copper powder, method for manufacturing stereolithographic object using the same, and stereolithographic object using copper |
| WO2023088795A1 (en) | 2021-11-22 | 2023-05-25 | Basf Se | Composition for tin or tin alloy electroplating comprising a pyrazole-type antioxidant |
| CN114378299A (en) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 安徽壹石通材料科学研究院有限公司 | Preparation method of core-shell structure metal composite material |
| CN114378299B (en) * | 2021-12-30 | 2023-09-05 | 安徽壹石通材料科学研究院有限公司 | Preparation method of core-shell structure metal composite material |
| US12290882B2 (en) * | 2022-05-27 | 2025-05-06 | Zhengzhou Research Institute Of Mechanical Engineering Co., Ltd. | Copper-phosphorus-zinc-tin brazing sheet and preparation method and use thereof |
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