(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解法で得られた樹脂状電解銅粉を原料とし、平均長軸径４〜１０μｍ、扁平率２〜２０、嵩密度２〜４ｇ／ｃｍ3、ＢＥＴ比表面積０．４〜１．５ｍ2／ｇであることを特徴とする扁平状微小銅粉。
【請求項２】
電解法で得られた樹脂状電解銅粉を衝突板式又は粒子相互を衝突する方式のジェットミルで粉砕、微細化させて、平均粒径３〜５μｍの粒状微小銅粉を得、次いで該粒状微小銅粉を水に分散させた銅スラリーを媒体型撹拌ミルに導入し、該微小銅粉を扁平化する扁平状微小銅粉の製造方法であって、
上記媒体型撹拌ミルがビーズミルであり、該ビーズミルに用いられるビーズが直径０．３〜１．０ｍｍのジルコニアビーズであり、運転時間が３０分〜２時間である扁平状微小銅粉の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、扁平状微小銅粉及びその製造方法に関し、詳しくは導電性ペースト、導電性接着剤に用いられたときに好適な特性を示す扁平状微小銅粉及びその安価、かつ簡便な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、ＯＡ機器、携帯通信機器等の電子部品実装技術においてチップ部品、接点材料等の分野で使用される導電性ペーストとしては、銀あるいは銀−パラジウムを主成分とする導電性金属粉末あるいはフレークを樹脂バインダー、もしくはガラスフリット等に配合したものがある。さらに導電性ペーストは、プリント配線基板のスルーホール用、配線クロスオーバー用、電極用等にも使用されている。これら銀あるいは銀−パラジウムを主成分とする導電性金属粉末あるいはフレークを使用する導電性ペーストは導電性に優れ、かつ耐酸化性にも優れているが、銀、パラジウム等の金属粉末は高価であり、また安定した入手が困難であり、しかも耐マイグレーション性に問題がある。そこで、高価な銀、パラジウムに代えて、安価でかつ導電性に優れた銅粉の需要が高まってきている。
【０００３】
この銅粉の製造方法には、アトマイズ法、電解法、湿式合成法等が採用されている。これらの製造方法の中でアトマイズ法、電解法によって得られる銅粉は、主に粉末冶金用に用いられ、その平均粒径は数十μｍ程度である。一方、湿式合成法においては、平均粒径が０．２〜４μｍ程度の粒径が揃った粒度分布の狭い銅粉が得られるが、高コストであり、経済性に問題がある。
【０００４】
電子機器等の小型化、軽量化に伴って、導電性回路もファインピッチ化され、これに伴ってプリント基板のスルーホール用導電性ペーストに用いられる銅粉もより微小化されたもの、具体的には平均粒径１０μｍ以下、好ましくは平均粒径３〜５μｍ程度の銅粉が要求されている。上記のように湿式合成法においては、このような平均粒径の銅粉は得られるが、経済的に不利であり、工業的製造方法とはいい難い。また、アトマイズ法により得られた銅粉の平均粒径は、上記のように一般に数十μｍであり、これから１０μｍ以下の銅粉を分級した場合には、収率が悪く、結果的にコスト高となる。
【０００５】
上記要求に対応すべく、平均粒径２０〜３５μｍ程度の電解銅粉をアトマイザーにより粉砕することによって、平均粒径８μｍ程度の銅粉が得られているが、導電性ペースト用銅粉としてさらなる微小なものが要求されている。また、高圧水アトマイザーを用いることによって、平均粒径５μｍ程度の銅粉は得られるが、製造歩留りが悪く、経済的に不利である。
【０００６】
特開昭６２−１９９７０５号公報及び特開平２−１８２８０９号公報には、電解銅粉を銅粉粒子相互の衝突で解砕、微粉化し、平均粒径１０μｍ以下の銅粉を得ることが記載されている。すなわち、粒子相互を衝突する方式のジェットミルを用いて電解銅粉を解砕、微粉化し、平均粒径１０μｍ以下の銅粉を得る方法が記載されている。また、電解銅粉を衝突板方式ジェットミルによって粉砕、微粉化することによって、平均粒径３〜５μｍの微小銅粉を得ることもできる。
【０００７】
しかし、この方法においては、得られた微小銅粉は、粒状又は粒状と枝状が混在したものであった。導電性ペーストに用いられる微小銅粉には、粒状等のみならず、ダレ防止、導電性の向上の観点から扁平状のものも要望されている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、導電性ペースト、導電性接着剤に用いられたときに好適な特性、特に良好な導電性やダレ防止効果を有する扁平状微小銅粉及びその安価、かつ簡便な製造方法を提供することにある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、検討の結果、粒状微小銅粉を媒体型撹拌ミルによって扁平化させることによって、上記目的が達成し得ることを知見した。
【００１０】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、電解法で得られた樹脂状電解銅粉を原料とし、平均長軸径４〜１０μｍ、扁平率２〜２０、嵩密度２〜４ｇ／ｃｍ3、ＢＥＴ比表面積０．４〜１．５ｍ2／ｇであることを特徴とする扁平状微小銅粉を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記の扁平状微小銅粉の好ましい製造方法として、電解法で得られた樹脂状電解銅粉を衝突板式又は粒子相互を衝突する方式のジェットミルで粉砕、微細化させて、平均粒径３〜５μｍの粒状微小銅粉を得、次いで該粒状微小銅粉を水に分散させた銅スラリーを媒体型撹拌ミルに導入し、該微小銅粉を扁平化する扁平状微小銅粉の製造方法であって、
上記媒体型撹拌ミルがビーズミルであり、該ビーズミルに用いられるビーズが直径０．３〜１．０ｍｍのジルコニアビーズであり、運転時間が３０分〜２時間である扁平状微小銅粉の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の扁平状微小銅粉は、平均長軸径４〜１０μｍ、扁平率２〜２０であることが必要である。この範囲の平均長軸径及び扁平率を有することによって、導電性ペーストに用いたときに、良好な導電性が得られ、またダレの防止に効果を有する。
【００１３】
また、本発明の扁平状微小銅粉は、嵩密度が２〜４ｇ／ｃｍ3 、ＢＥＴ比表面積が０．４〜１．５ｍ2 ／ｇであることが望ましい。この範囲の性状を有することによって、好適な扁平化が達成でき、また導電性ペーストとしたときに良好な導電性が得られ、またダレが防止される。
【００１４】
次に、本発明の製造方法について説明する。
本発明では平均粒径３〜５μｍの粒状微小銅粉を水に分散させ銅スラリーとする。ここで用いられる微小銅粉は、特に制限はなくアトマイズ法や湿式合成法で得られたものでもよいが、経済的な見地から電解法で得られた樹枝状電解銅粉を衝突板式又は粒子相互を衝突する方式のジェットミルで粉砕、微細化させて得られたものが好ましく、特に最終的に得られる導電性ペーストの特性から衝突板方式ジェットミルで粉砕、微粉化したものが好ましい。また、ここでいう粒状とは粒状を主体としたもののみならず、粒状と枝状とが混在したものを包含するものとする。また、平均粒径を上記範囲とするのは、上記範囲を外れた場合には、所望とする長軸径、扁平率を有する扁平状微小銅粉が得られないからである。上記粒状微小銅粉はステアリン酸、オレイン酸等の油脂が均一に被覆されていることが望ましい。
【００１５】
粒状微小銅粉を水に分散させ銅スラリー中には、脂肪酸塩等の滑剤や分散剤等を添加することが望ましい。滑剤や分散剤を銅スラリー中に添加することによって、微小銅粉同士の付着により粒径が増大するのを防止することができる。ここで滑剤としての脂肪酸塩としてはオレイン酸ナトリウム等が例示される。また、分散剤としてはエマルゲン９１０（花王社製）等が例示される。
【００１６】
次に、この粒状微小銅粉を分散させた銅スラリーを媒体型撹拌ミルに導入し、該微小銅粉を扁平化する。媒体型撹拌ミルとしてはビーズミルを代表的に挙げることができる。銅スラリー供給速度はこの体積が１．４リットルの場合で０．５〜１．０リットル／分が好ましい。また、ビーズは直径０．３〜１．０ｍｍのものが使用され、ジルコニア、アルミナ等のセラミック、ガラス、ステンレス鋼等のものが使用される。銅粉同士の付着により粒径が増大するのを防止するためには、直径が小さく、比重の小さいものを用いることが望ましい。扁平化のための運転時間は、得ようとする扁平率にもよるが３０分〜２時間が一般的である。
【００１７】
このようにして上記扁平状微小銅粉が得られる。本発明の扁平状微小銅粉は単独で、或いは他の銅粉と組み合わせて、スルーホール基板用や電子部品電極用導電性ペーストや導電性接着剤に用いられる。特に導電性回路のファインピッチ化に伴うスルーホール基板用導電性ペーストに好適に用いられる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
【００１９】
〔実施例１〕
電解銅粉を衝突板方式ジェットミルで粉砕、微粉化することによって得られた平均粒径３．２５μｍの粒状微小銅粉３０重量部、水７０重量部、滑剤（オレイン酸ナトリウム）０．２重量部、分散剤（花王社製エマルゲン９１０）０．１重量部を混合、撹拌して分散させ、銅スラリーを調製した。この銅スラリーをビーズミルに投入し、粒状微小銅粉を扁平化した。ビーズミルは、スイスＷＴＢ社製ダイノーミル（ＫＤＬ−ＰＩＬＯＴ型、空隙容量１．４リットル）を用い、ビーズとして直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ（ビーズ内充填密度８０％）を使用した。銅スラリーの供給速度は０．７リットル／分、運転時間１ｋｇ／ｈｒとし、銅スラリーは容器内で撹拌させながら容器とビーズミルを循環させた。この結果、平均粒径５．９７μｍ、扁平率１０、嵩密度が２．５７ｇ／ｃｍ3 、ＢＥＴ比表面積が０．８９ｍ2 ／ｇの扁平状微小銅粉が得られた。得られた扁平状微小銅粉の走査電子顕微鏡写真を図１に示す。
【００２０】
このようにして得られた扁平状微小銅粉７４重量部、レゾール型フェノール樹脂２６重量部、溶剤（ブチルセロソルブ）９重量部を加え、３本ロールミルでペースト化した後、ガラスエポキシ基板上にスクリーン印刷し、エアーオーブン中にて１５０℃、３０分熱硬化した。この導電性ペーストの比抵抗は０．９×１０-4Ω・ｃｍであった。
【００２１】
〔実施例２〕
平均粒径４．４３μｍの粒状微小銅粉を用いた以外は、実施例１と同様にして扁平状微小銅粉を得た。この扁平状微小銅粉は、平均粒径７．０１μｍ、扁平率１０、嵩密度が３．２８ｇ／ｃｍ3 、ＢＥＴ比表面積が０．７６ｍ2 ／ｇであった。
【００２２】
〔実施例３〕
平均粒径３．２５μｍの粒状微小銅粉を用い、ビーズとして直径１．０ｍｍのノンアルカリガラスビーズ（ビーズ内充填密度８３％）を使用し、運転時間を２．０ｋｇ／ｈｒとした以外は、実施例１と同様にして扁平状微小銅粉を得た。この扁平状微小銅粉は、平均粒径５．３６μｍ、扁平率１０、嵩密度が２．３８ｇ／ｃｍ3 、ＢＥＴ比表面積が０．９０ｍ2 ／ｇであった。
【００２３】
〔実施例４〕
実施例１で得られた扁平状微小銅粉３９重量部、平均粒径４．７８μｍの粒状微小銅粉３９重量部、レゾール型フェノール樹脂２２重量部、溶剤（ブチルセロソルブ）９重量部を加え、実施例１と同様にペースト化した後、ガラスエポキシ基板上にスクリーン印刷し、エアーオーブン中にて熱硬化した。この導電性ペーストの比抵抗は０．８×１０-4Ω・ｃｍであった。
【００２４】
〔比較例１〕
平均粒径４．７８μｍの粒状微小銅粉７８重量部、レゾール型フェノール樹脂２２重量部、溶剤（ブチルセロソルブ）９重量部を加え、実施例１と同様にペースト化した後、ガラスエポキシ基板上にスクリーン印刷し、エアーオーブン中にて熱硬化した。この導電性ペーストの比抵抗は１．０×１０-4Ω・ｃｍであった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の扁平状微小銅粉は、導電性ペースト、導電性接着剤等に用いられたときに、良好な導電性を有し、かつダレを防止することができる。また、本発明の製造方法によって、上記扁平状微小銅粉が、安価、かつ簡便に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１における扁平状微小銅粉の走査電子顕微鏡写真。
【図１】
0004136106.tif 000002