JP2018141180A - Nickel-coated copper powder, method for producing the same, and conductive paste - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面にニッケル(Ni)又はニッケル合金を被覆した銅粉(ニッケルコート銅粉)とその製造方法、及び導電性ペーストに関し、より詳しくは、導電性ペースト等の材料として好適に用いることができる、焼結性と耐酸化性とを兼ね備えた微細で高結晶なニッケルコート銅粉とその製造方法、及び導電性ペーストに関する。 The present invention relates to a copper powder (nickel-coated copper powder) coated with nickel (Ni) or a nickel alloy on the surface, a method for producing the same, and a conductive paste. More specifically, the present invention is suitably used as a material such as a conductive paste. The present invention relates to a fine and highly crystalline nickel-coated copper powder having both sinterability and oxidation resistance, a method for producing the same, and a conductive paste.
従来、金属粉末は、導電性ペーストのような電子部品の配線形成材料として、プリント配線、半導体の内部配線、プリント配線板と電子部品との接続等に利用されている。そして近年では、太陽電池用電極やLED等の分野において、配線の細線化に対する需要が高まってきており、そのため、細線化に対応できる導電性ペースト向けの金属粉末が求められている。 Conventionally, metal powder has been used as a wiring forming material for electronic parts such as conductive paste for printed wiring, semiconductor internal wiring, connection between a printed wiring board and electronic parts, and the like. In recent years, in the fields of solar cell electrodes, LEDs, and the like, demand for thinning of wiring has increased, and therefore metal powders for conductive paste that can cope with thinning are demanded.
電子機器における配線層や電極等を形成するために、樹脂型ペーストや焼成型ペーストのような、銀粉や銅粉等の金属フィラーを使用した導電性ペーストが多用されている。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℃で加熱硬化されて導電膜となり、配線や電極を形成する。樹脂型導電性ペーストでは、熱によって熱硬化型樹脂が硬化収縮するために金属フィラーが圧着され相互に接触することで金属フィラー同士が重なり、その結果、電気的に接続した電流パスが形成される。さらに、金属粉は一般的に粒径が微細になるほど焼結性が向上するので、粒径がより小さい金属フィラーを用いると、焼結の効果も加わり低抵抗となる。この樹脂型導電性ペーストは、200℃以下の硬化温度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用いる基板に使用されている。 In order to form wiring layers, electrodes, and the like in electronic devices, conductive pastes using metal fillers such as silver powder and copper powder, such as resin pastes and fired pastes, are frequently used. The 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. to form a conductive film. Form. In the resin-type conductive paste, since the thermosetting resin is cured and contracted by heat, the metal fillers are pressed and brought into contact with each other, so that the metal fillers overlap each other, and as a result, an electrically connected current path is formed. . Furthermore, since the metal powder generally has a higher sinterability as the particle size becomes finer, the use of a metal filler having a smaller particle size also increases the sintering effect and lowers the resistance. Since this resin-type conductive paste is processed at a curing temperature of 200 ° C. or lower, it is used for a substrate using a heat-sensitive material such as a printed wiring board.
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℃の高温に加熱焼成されて導電膜となり、配線や電極を形成する。焼成型導電性ペーストでは、高温で処理され、金属フィラーが焼結して導通性が確保される。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、樹脂材料を使用するようなプリント配線基板には使用できないものの、高温処理で金属フィラーが焼結することから低抵抗を実現できる。そのため、焼成型導電性ペーストは、積層セラミックコンデンサの外部電極等に好適に用いることができる。 Firing type conductive paste is made of a metal filler, glass, solvent, etc., printed on a conductor circuit pattern or terminal, and heated and fired at a high temperature of 600 ° C. to 800 ° C. to form a conductive film. Form. In the firing type conductive paste, it is processed at a high temperature, and the metal filler is sintered to ensure conductivity. Firing-type conductive paste is processed at such a high firing temperature, so it cannot be used for printed wiring boards that use resin materials, but the metal filler sinters during high-temperature processing, resulting in low resistance. it can. Therefore, the fired conductive paste can be suitably used for an external electrode of a multilayer ceramic capacitor.
また、銀粉や銅粉の金属フィラーを使用したペーストは、各種基材上に塗布又は印刷され、加熱硬化あるいは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。従来では、主に銀粉が用いられてきた。しかしながら、銀の地金価格は高価であることから、銅粉への代替が活発に検討されている。 Moreover, the paste using the metal filler of silver powder or copper powder is applied or printed on various base materials, and is subjected to heat curing or heat baking treatment to form a conductive film to be a wiring layer or an electrode. Conventionally, silver powder has been mainly used. However, since the price of silver bullion is expensive, alternatives to copper powder are being actively investigated.
このような導電性ペーストの金属フィラーとして用いられる金属粉材料としての銅粉を用いた場合、酸化して表面が酸化銅で覆われ、焼結性、耐食性、耐候性あるいは導電性に悪影響を及ぼすことがある。このため、銅粉の酸化を防止するために、銅粒子表面にプラチナ、パラジウム、銀、金等の貴金属でコートしたものや、シリカ系の酸化物でコートしたもの、またはニッケルでコートして耐酸化性を高めたもの等が知られている。 When copper powder as a metal powder material used as a metal filler of such conductive paste is used, it is oxidized and the surface is covered with copper oxide, which adversely affects sinterability, corrosion resistance, weather resistance or conductivity. Sometimes. For this reason, in order to prevent oxidation of the copper powder, the surface of the copper particles is coated with a noble metal such as platinum, palladium, silver, gold, etc., coated with a silica-based oxide, or coated with nickel to resist oxidation. Those with improved chemical properties are known.
しかしながら、銅粉の表面に貴金属をコートすれば、これら貴金属が高価であるためにコストアップになる。その中でも、銅粉に対して銀をコートしたものでは、比較的低価格に抑えることも可能であるが、銀ではマイグレーションが発生しやすいといった問題がある。また、酸化物でコートした銅粉は、耐酸化性の確保はできるものの、焼結性が悪くなる等の問題がある。そこで、耐酸化性等を確保しつつ、低価格であって、しかも耐候性や焼結性が比較的良好なものとして、例えば特許文献1に開示されている銅粉に対してニッケルをコートする方法が着目されている。 However, if a noble metal is coated on the surface of the copper powder, the cost increases because these noble metals are expensive. Among them, the copper powder coated with silver can be kept at a relatively low price, but silver has a problem that migration is likely to occur. Moreover, although the copper powder coated with the oxide can ensure oxidation resistance, it has problems such as poor sinterability. Therefore, for example, nickel powder is coated on the copper powder disclosed in Patent Document 1 as a low-cost and relatively good weather resistance and sinterability while ensuring oxidation resistance and the like. The method is drawing attention.
銅粉の表面にニッケルを被覆する方法としては、無電解ニッケルめっきによる方法が挙げられる。無電解ニッケルめっきによる被覆方法は、めっき液中のニッケルイオンを還元剤により還元することによって銅粉表面にニッケル被覆を行うもので、還元剤の種類としては、次亜リン酸塩、ホウ水素化合物、及びヒドラジン化合物等が挙げられる。具体的に、還元剤として次亜リン酸塩を用いたニッケル被膜処理では、還元反応中にリン(P)が被膜中に含まれるようになるため、Ni−P合金被膜が形成される。また、還元剤としてホウ水素化合物を用いたニッケル被膜処理では、還元反応中にボロン(B)が被膜中に含まれるようになるため、Ni−B合金被膜が形成される。また、還元剤としてヒドラジン化合物を用いたニッケル被膜処理では、不純物の少ない高純度なNi被膜が形成される。 As a method for coating the surface of the copper powder with nickel, a method by electroless nickel plating may be mentioned. The coating method by electroless nickel plating is to perform nickel coating on the copper powder surface by reducing nickel ions in the plating solution with a reducing agent. The types of reducing agents are hypophosphites and borohydrides. And hydrazine compounds. Specifically, in the nickel coating treatment using hypophosphite as the reducing agent, phosphorus (P) is included in the coating during the reduction reaction, so that a Ni-P alloy coating is formed. Further, in the nickel coating treatment using a borohydride compound as a reducing agent, boron (B) is included in the coating during the reduction reaction, and thus a Ni-B alloy coating is formed. Further, in the nickel coating process using a hydrazine compound as a reducing agent, a high-purity Ni coating with few impurities is formed.
このようなニッケルを表面に被覆する原料となる銅粉末としては、形状が粒状で、粒径が0.1μm〜3.0μmであって均一であり、耐酸化性に優れた銅粉であることが望まれるが、そのような銅粉を工業的な大量生産に適した製造方法で製造することは難しかった。そのため、上述した特性を有し、配線の細線化に適した導電性ペーストに有用な銅粉を効率的に製造でき、工業的な大量生産に適した方法が望まれている。 The copper powder as a raw material for coating the surface of such nickel is a copper powder having a granular shape, a uniform particle size of 0.1 μm to 3.0 μm, and excellent in oxidation resistance. However, it has been difficult to produce such copper powder by a production method suitable for industrial mass production. Therefore, there is a demand for a method suitable for industrial mass production that can efficiently produce copper powder that has the above-described characteristics and that is useful for a conductive paste suitable for thinning of wiring.
そのような製造方法の候補としては、銅イオンを含有する電解液を電気分解して陰極上に銅粉を析出させる電解法や、銅原料を熔解しその熔湯を液滴化して急冷、凝固させることで銅粉を生成するアトマイズ法、溶液中で還元剤を添加して銅粉を生成する湿式法等が知られている。これらの製造方法は、生産性が高く、製造コストも安価であるため、工業的生産法として採用されている。 Candidates for such a production method include an electrolytic method in which an electrolytic solution containing copper ions is electrolyzed to deposit copper powder on the cathode, a copper raw material is melted, and the molten metal is made into droplets to rapidly cool and solidify. There are known an atomizing method for producing copper powder by making it, a wet method for producing a copper powder by adding a reducing agent in a solution, and the like. These manufacturing methods are employed as industrial production methods because of their high productivity and low manufacturing costs.
ここで、電解法で得られる銅粉は、高純度なものになるという特長があるが、その電解銅粉の多くは樹枝状の形状で析出し、しかも粒径が10μm以上と粗大なものになりやすい。また、粒度分布が広く、導電性ペーストで特に低抵抗が求められる配線等の用途には適していない。 Here, the copper powder obtained by the electrolysis method has a feature that it becomes highly pure, but most of the electrolytic copper powder is precipitated in a dendritic shape and has a coarse particle size of 10 μm or more. Prone. In addition, the particle size distribution is wide and the conductive paste is not suitable for applications such as wiring that requires particularly low resistance.
また、アトマイズ法は、例えば特許文献2に示されるように、金属を高温で熔解した熔湯の流れにジェット流体を吹き付けて微粉末化する方法であるが、金属を熔解するときに不純物が含まれやすく、また噴霧するときに酸化されやすいこと、さらに1μm以下の銅微粒子を作製できないといった問題がある。 In addition, the atomizing method is a method in which a jet fluid is blown into a molten metal melted at a high temperature to form a fine powder as shown in Patent Document 2, for example, and impurities are included when the metal is melted. There is a problem that it is easy to be oxidized, is easily oxidized when sprayed, and copper fine particles of 1 μm or less cannot be produced.
上述したように、アトマイズ法、電解法で得られた銅粉は、粒径が2μm以上で焼結性が劣るために低抵抗になりにくいこと、多結晶で粒界を持つため耐酸化性に劣ること等の欠点があり、導電性ペーストとして使用分野が限定されている。さらに、特許文献3では、BET径が3μm以下であり、真球状で、かつ結晶子サイズが0.1μm〜10μmである金属銅粒子が開示されている。この特許文献3に記載の方法によれば、結晶子径が大きい銅粉を作製することは可能であるが、走査電子顕微鏡写真の観察では、0.3μm〜7μmの粒子が観察されており、粒径が3μmを超える粒子が混在したものとなっている。細線用銅ペーストに用いられる銅粉としては、上述したように、粒径が0.1μm〜3.0μmの銅粒子が求められているため、この特許文献3に記載の銅粒子を用いることは困難となる。さらに、この製造方法は、1120℃以上で溶融させた銅にアンモニアガスを吹き込むという方法であり、高温で有害ガスを使用するという点で、工業的な大量生産に適した製造方法ではない。 As described above, the copper powder obtained by the atomization method and the electrolytic method has a grain size of 2 μm or more and is inferior in sinterability, so it is difficult to have low resistance. There are drawbacks such as inferiority, and the field of use as a conductive paste is limited. Furthermore, Patent Document 3 discloses metal copper particles having a BET diameter of 3 μm or less, a spherical shape, and a crystallite size of 0.1 μm to 10 μm. According to the method described in Patent Document 3, it is possible to produce a copper powder having a large crystallite diameter, but in observation of a scanning electron micrograph, particles of 0.3 μm to 7 μm are observed, Particles having a particle size exceeding 3 μm are mixed. As described above, since copper particles having a particle size of 0.1 μm to 3.0 μm are required as the copper powder used in the thin wire copper paste, the use of the copper particles described in Patent Document 3 It becomes difficult. Furthermore, this manufacturing method is a method in which ammonia gas is blown into copper melted at 1120 ° C. or higher, and is not a manufacturing method suitable for industrial mass production in that a harmful gas is used at a high temperature.
これに対して、湿式法は、溶液中の銅イオン等を還元剤により還元析出させる方法である。例えば、特許文献4には、亜酸化銅粉のスラリーをヒドロキシカルボン酸と硫酸の混合酸と混合する工程と、混合溶液を撹拌保持する工程とからなり、亜酸化銅粉スラリーと混合酸の混合時間が5分未満であって、得られる銅微粉の平均粒径が10nm〜50nmであり、かつ結晶子径と平均粒径との比が0.5以下である銅微粉の製造方法が開示されている。しかしながら、この製造方法では、粒径が50nm以下の銅粒子しか作製できず、50nm以下の粒子は凝集が強いためにペースト化しにくい。よって、この文献に記載の銅粒子を、細線用銅ペーストの銅粉として用いることも困難となる。 On the other hand, the wet method is a method of reducing and precipitating copper ions or the like in a solution with a reducing agent. For example, Patent Document 4 includes a step of mixing a slurry of cuprous oxide powder with a mixed acid of hydroxycarboxylic acid and sulfuric acid and a step of stirring and holding the mixed solution, and mixing the cuprous oxide powder slurry and the mixed acid. Disclosed is a method for producing copper fine powder in which the time is less than 5 minutes, the average particle diameter of the obtained copper fine powder is 10 nm to 50 nm, and the ratio of the crystallite diameter to the average particle diameter is 0.5 or less. ing. However, in this manufacturing method, only copper particles having a particle size of 50 nm or less can be produced, and particles having a particle size of 50 nm or less are not easily pasted because of strong aggregation. Therefore, it becomes difficult to use the copper particles described in this document as the copper powder of the copper paste for fine wires.
また、特許文献5に示されるように、銅塩を含む溶液中にアルカリ剤を添加し反応させて水酸化銅を析出させ、次いでブドウ糖のような還元剤を添加して亜酸化銅まで還元させ、さらにヒドラジンのような二次還元剤を添加して金属銅にまで還元させて銅粉を得る方法が提案されている。このような湿式法では、サブミクロンの非常に微細な球状の銅微粉を作製できるという特長があるが、特許文献2と同じく多結晶で粒界を持つものとなるため耐酸化性が劣り、同じく導電性ペーストとして使用分野が限定されてしまう。 In addition, as shown in Patent Document 5, an alkali agent is added to a solution containing a copper salt and reacted to precipitate copper hydroxide, and then a reducing agent such as glucose is added to reduce to cuprous oxide. Further, a method has been proposed in which a secondary reducing agent such as hydrazine is further added to reduce the metal copper to obtain copper powder. Such a wet method has a feature that a very fine spherical copper fine powder of submicron can be produced. However, as in Patent Document 2, it is polycrystalline and has grain boundaries, resulting in poor oxidation resistance. The field of use is limited as a conductive paste.
一方で、特許文献6、7には、一定の結晶方位を持つ単結晶銅粉末を得る方法が提案されているが、主な粒径は2μm〜5μm程度であり、また硬化温度100℃〜200℃のものであって、樹脂型導電性ペーストとしては低抵抗化を満足できていない。また、低抵抗とするために硬化温度を200℃以上とすると、耐酸化性が不十分となる。 On the other hand, Patent Documents 6 and 7 propose a method for obtaining single crystal copper powder having a constant crystal orientation, but the main particle size is about 2 μm to 5 μm, and the curing temperature is 100 ° C. to 200 ° C. The resin type conductive paste does not satisfy the low resistance. On the other hand, if the curing temperature is 200 ° C. or higher in order to reduce the resistance, the oxidation resistance becomes insufficient.
この特許文献6には、正八角錐型の単結晶となった銅粉末を製造するために、銅塩と銅に対して1倍〜5倍のモル比の酒石酸と水酸化アルカリとを含む溶液に、還元剤としてホルムアルデヒドを1分間以内に加えることが記載されている。 In Patent Document 6, in order to produce a copper powder having a regular octagonal pyramidal single crystal, a solution containing tartaric acid and alkali hydroxide in a molar ratio of 1 to 5 times the copper salt and copper is used. It is described that formaldehyde is added as a reducing agent within 1 minute.
また、特許文献7の製造方法は、酒石酸塩等のキレート剤が銅に対して1倍〜5倍のモル比で必要とされるため、薬液コストが高くなり、同時に廃液処理のコストも高くなるため、製造コストが高くなるという問題もある。さらに、還元剤であるホルムアルデヒドを1分以内に加えて還元するとの条件もあり、工業的に大量生産するには不向きである。一方、この特許文献7に記載の方法により得られる銅粉は、高結晶ではあるが板状であり、比表面積が高くなって酸化されやすく、また配線エッジが凸凹となることから、導電膜の用途には不向きである。 Moreover, since the manufacturing method of patent document 7 requires chelating agents, such as tartrate, in the molar ratio of 1 time-5 times with respect to copper, chemical | medical solution cost becomes high, and the cost of waste liquid processing also becomes high simultaneously. Therefore, there is also a problem that the manufacturing cost becomes high. Furthermore, there is a condition that formaldehyde as a reducing agent is added within 1 minute for reduction, which is not suitable for industrial mass production. On the other hand, the copper powder obtained by the method described in Patent Document 7 is highly crystalline but plate-like, has a high specific surface area and is easily oxidized, and the wiring edge becomes uneven. Not suitable for use.
一般に、導電性ペーストをIC基板やプリント基板等に利用する際には、微細なパターンを形成するために、例えば、熱重量(TG)分析で大気中200℃の酸化増量1質量%以下という耐酸化性に優れ、微細で分散性の良い金属フィラーが要求される。また、基板耐熱性等から、低温で樹脂硬化させて収縮させた際の接触抵抗が低くなり、またフィラーを大気中で焼成すると、例えば、大気中で焼成した圧粉抵抗率500μΩ・cm以下という低抵抗になることが求められる。しかしながら、金属の粉末、特に銅粉末の場合には顕著に、粒径が微細になるほど酸化が進みやすくなる傾向があるため、微細であり、しかも耐酸化性に優れた銅粉末を得る方法が求められている。 In general, when a conductive paste is used for an IC substrate, a printed circuit board, or the like, in order to form a fine pattern, for example, an acid resistance of 1% by mass or less at an oxidation increase of 200 ° C. in the atmosphere by thermogravimetric (TG) analysis. There is a demand for metal fillers that are excellent in chemical properties, fine, and have good dispersibility. In addition, the contact resistance when the resin is cured at a low temperature and contracted is reduced due to the heat resistance of the substrate, and when the filler is baked in the air, for example, the powder resistivity baked in the air is 500 μΩ · cm or less. Low resistance is required. However, in the case of metal powders, particularly copper powders, there is a tendency to oxidize more easily as the particle size becomes finer. Therefore, a method for obtaining copper powders that are fine and excellent in oxidation resistance is desired. It has been.
そのため、特許文献8には、気相反応によって単結晶の銅微粉を得る方法が提案されており、得られる銅粉は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察したとき、面取りされた多面体の単結晶であり、しかもその粉末粒子は単結晶であるために表面が滑らかで欠陥がなく耐酸化性に優れているとしている。しかしながら、気相反応による銅粉の製造では、塩化第一銅を還元性ガスと700℃以上の高温で反応させて単結晶銅粉を得るため、装置の機構が複雑となって製造コストがかかり、さらに得られた銅粉末が再溶融して連結する等、収率が悪いという問題がある。 Therefore, Patent Document 8 proposes a method for obtaining single crystal copper fine powder by gas phase reaction, and the obtained copper powder is chamfered polyhedron when observed using a scanning electron microscope (SEM). In addition, since the powder particles are single crystals, the surface is smooth, there are no defects, and the oxidation resistance is excellent. However, in the production of copper powder by gas phase reaction, cuprous chloride is reacted with a reducing gas at a high temperature of 700 ° C. or higher to obtain single crystal copper powder, which complicates the mechanism of the apparatus and increases production costs. Furthermore, there is a problem that the yield is poor, for example, the obtained copper powder is remelted and connected.
このようなことから、耐酸化性に優れた微細な銅粉とし、その表面をニッケル又はニッケル合金で被覆することで焼結性を損なわず、耐候性も高めたニッケルコート銅粉が求められ、さらに工業的に安価に製造するのに適した方法も求められている。 Therefore, a fine copper powder excellent in oxidation resistance, nickel-coated copper powder with improved weather resistance is required without sinterability by covering the surface with nickel or a nickel alloy, There is also a need for a method suitable for industrially inexpensive production.
本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、導電性ペースト等の材料として好適に用いることができる、焼結性と耐酸化性を兼ね備え、さらに耐候性にも優れた微細で高結晶なニッケルコート銅粉とその製造方法、及び導電性ペーストを提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention can be suitably used as a material such as a conductive paste, and has fine and highly crystalline nickel having both sinterability and oxidation resistance and excellent weather resistance. It aims at providing a coated copper powder, its manufacturing method, and an electrically conductive paste.
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、分散剤を含有させた銅塩溶液を調製し、その銅塩溶液と還元剤水溶液の温度を特定の範囲に制御し、銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加して、その温度条件を維持しながら還元反応を生じさせることで、粒径が0.1μm以上3.0μm以下であって均一で、結晶子径が大きい銅粒子(銅粉)を得ることができ、得られた銅粒子の表面にニッケル又はニッケル合金を被覆することで、より耐候性を高めたニッケルコート銅粉を比較的安価に得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 This inventor repeated earnest examination in order to solve the subject mentioned above. As a result, a copper salt solution containing a dispersant was prepared, the temperature of the copper salt solution and the reducing agent aqueous solution was controlled within a specific range, the reducing agent solution was added to the copper salt solution, and the temperature By causing a reduction reaction while maintaining the conditions, it was possible to obtain copper particles (copper powder) having a uniform particle size of 0.1 μm to 3.0 μm and a large crystallite size. It has been found that nickel-coated copper powder with higher weather resistance can be obtained at a relatively low cost by coating the surface of the copper particles with nickel or a nickel alloy, and the present invention has been completed.
(1)本発明の第1の発明は、銅粒子の表面にニッケル又はニッケル合金が被覆されたニッケルコート銅粉であって、走査型電子顕微鏡により測定される一次粒子の平均粒径が0.1μm以上3.0μm以下であり、前記一次粒子の粒径の標準偏差値を、前記平均粒径で除した値である粒径の相対標準偏差値が0.3以下であり、銅粒子の結晶子径を前記平均粒径で除した値が0.07以上である、ニッケルコート銅粉である。 (1) The first invention of the present invention is nickel-coated copper powder in which the surface of copper particles is coated with nickel or a nickel alloy, and the average particle size of primary particles measured by a scanning electron microscope is 0.00. 1 μm or more and 3.0 μm or less, the standard deviation value of the particle size of the primary particles divided by the average particle size is a relative standard deviation value of the particle size of 0.3 or less, and crystals of copper particles It is nickel coat copper powder whose value which remove | divided the child diameter by the said average particle diameter is 0.07 or more.
(2)本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記銅粒子の結晶子径が、60nm以上である、ニッケルコート銅粉である。 (2) 2nd invention of this invention is nickel coat copper powder whose crystallite diameter of the said copper particle is 60 nm or more in 1st invention.
(3)本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、当該ニッケルコート銅粉の形状が、粒状である、ニッケルコート銅粉である。 (3) 3rd invention of this invention is nickel coat copper powder whose shape of the said nickel coat copper powder is a granular form in 1st or 2nd invention.
(4)本発明の第4の発明は、第1乃至第3のいずれかの発明において、当該ニッケルコート銅粉の炭素含有量が、0.05質量%以上0.5質量%以下である、ニッケルコート銅粉である。 (4) According to a fourth invention of the present invention, in any of the first to third inventions, the carbon content of the nickel-coated copper powder is 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less. Nickel-coated copper powder.
(5)本発明の第5の発明は、第1乃至第4のいずれかの発明において、ニッケル又はニッケル合金の被覆量が、当該ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜33質量%である、ニッケルコート銅粉である。 (5) According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the coating amount of nickel or a nickel alloy is 1% by mass to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. It is a nickel coat copper powder which is 33 mass%.
(6)本発明の第6の発明は、第5の発明において、前記銅粒子の表面にニッケル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、錫、リン、及びボロンから選ばれる少なくとも1種以上を、前記ニッケル合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%の割合で含有したニッケル合金で被覆されている、ニッケルコート銅粉である。 (6) According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the surface of the copper particles is coated with a nickel alloy, and cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus, and boron It is nickel coat copper powder coat | covered with the nickel alloy which contained at least 1 sort (s) chosen from 0.1 to 20 mass% with respect to 100 mass of the said nickel alloy.
(7)本発明の第7の発明は、第1乃至第6のいずれかの発明において、熱分析装置を用いた測定による、大気中において室温から10℃/分の昇温速度で加熱したときの0.5%重量増加温度が230℃を超える、ニッケルコート銅粉である。 (7) According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, when heating is performed at a temperature rising rate of 10 ° C./min from room temperature in the atmosphere by measurement using a thermal analyzer. The nickel-coated copper powder has a 0.5% weight increase temperature exceeding 230 ° C.
(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係るニッケルコート銅粉と、樹脂と、溶媒とを混練してなる、導電性ペーストである。 (8) An eighth invention of the present invention is a conductive paste formed by kneading the nickel-coated copper powder according to any one of the first to seventh inventions, a resin, and a solvent.
(9)本発明の第9の発明は、銅粒子の表面にニッケル又はニッケル合金が被覆されたニッケルコート銅粉の製造方法であって、銅化合物を含む溶液と、アルカリ金属の水酸化物を含む溶液と、分散剤を含む溶液とを混合して銅塩溶液を作製する銅塩溶液作製工程と、前記銅塩溶液と還元剤溶液とを混合して銅粒子を生成させる銅粒子生成工程と、前記銅粒子にニッケル又はニッケル合金を被覆するニッケル被覆工程と、を有し、前記銅粒子生成工程では、前記銅塩溶液及び前記還元剤溶液の温度を50℃以上90℃以下の範囲として、該銅塩溶液へ該還元剤溶液を添加することによって混合する、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (9) A ninth invention of the present invention is a method for producing nickel-coated copper powder in which the surface of copper particles is coated with nickel or a nickel alloy, comprising a solution containing a copper compound and an alkali metal hydroxide. A copper salt solution production step of producing a copper salt solution by mixing a solution containing and a solution containing a dispersant; and a copper particle production step of producing copper particles by mixing the copper salt solution and the reducing agent solution. And a nickel coating step of coating the copper particles with nickel or a nickel alloy, and in the copper particle generation step, the temperature of the copper salt solution and the reducing agent solution is in the range of 50 ° C. or more and 90 ° C. or less, It is a manufacturing method of nickel coat copper powder which mixes by adding this reducing agent solution to this copper salt solution.
(10)本発明の第10の発明は、第9の発明において、前記銅塩溶液作製工程では、前記分散剤の添加量を、前記銅化合物中の銅量に対して0.01質量%以上10質量%以下の範囲とする、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (10) According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, in the copper salt solution preparation step, the amount of the dispersant added is 0.01% by mass or more based on the amount of copper in the copper compound. It is a manufacturing method of nickel coat copper powder made into the range of 10 mass% or less.
(11)本発明の第11の発明は、第9又は第10の発明において、前記分散剤が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、変性シリコーンオイル系界面活性剤、及びポリエーテル系界面活性剤から選択される少なくとも1種である、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (11) In an eleventh aspect of the present invention, in the ninth or tenth aspect, the dispersant is polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, polyvinyl pyrrolidone, a modified silicone oil surfactant, or a polyether surfactant. It is a manufacturing method of nickel coat copper powder which is at least 1 sort chosen from.
(12)本発明の第12の発明は、第9乃至第12のいずれかの発明において、前記銅化合物は、硫酸銅五水和物である、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (12) A twelfth aspect of the present invention is the method for producing nickel-coated copper powder according to any one of the ninth to twelfth aspects, wherein the copper compound is copper sulfate pentahydrate.
(13)本発明の第13の発明は、第9乃至第12のいずれかの発明において、前記アルカリ金属の水酸化物は、水酸化ナトリウムである、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (13) The thirteenth aspect of the present invention is the method for producing nickel-coated copper powder according to any one of the ninth to twelfth aspects, wherein the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide.
(14)本発明の第14の発明は、第9乃至第13のいずれかの発明において、前記銅粒子生成工程では、前記還元剤の添加量を、前記銅化合物中の銅量に対して1当量以上7当量以下とする、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (14) In a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the ninth to thirteenth aspects, in the copper particle generation step, the amount of the reducing agent added is 1 with respect to the amount of copper in the copper compound. It is a manufacturing method of nickel coat copper powder made into an equivalent or more and 7 equivalent or less.
(15)本発明の第15の発明は、第9乃至第14のいずれかの発明において、前記還元剤は、ラクトン構造を有する有機化合物、ホルマリン、ブドウ糖、及び多糖類から選ばれる1種類以上である、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (15) In a fifteenth aspect of the present invention, in any one of the ninth to fourteenth aspects, the reducing agent is one or more selected from organic compounds having a lactone structure, formalin, glucose, and polysaccharides. This is a method for producing a nickel-coated copper powder.
(16)本発明の第16の発明は、第15の発明において、前記還元剤は、アスコルビン酸又はその誘導体から選ばれる1種類以上を含む、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (16) The sixteenth invention of the present invention is the method for producing nickel-coated copper powder in the fifteenth invention, wherein the reducing agent comprises one or more selected from ascorbic acid or a derivative thereof.
(17)本発明の第17の発明は、第9乃至第16のいずれかの発明において、前記ニッケルコート銅粉は、該ニッケルコート銅粉銅粉の結晶子径を、該ニッケルコート銅粉を走査型電子顕微鏡により観察して測定される一次粒子の平均粒径で除した値が0.07以上である、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (17) According to a seventeenth aspect of the present invention, in any one of the ninth to sixteenth aspects, the nickel-coated copper powder has a crystallite diameter of the nickel-coated copper powder, the nickel-coated copper powder It is a manufacturing method of nickel coat copper powder whose value divided by the average particle diameter of the primary particle measured by observation with a scanning electron microscope is 0.07 or more.
(18)本発明の第18の発明は、第17の発明において、前記銅粒子の結晶子径が、60nm以上である、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (18) The eighteenth aspect of the present invention is the method for producing nickel-coated copper powder according to the seventeenth aspect, wherein the crystallite diameter of the copper particles is 60 nm or more.
(19)本発明の第19の発明は、第17又は第18の発明において、前記ニッケルコート銅粉は、該ニッケルコート銅粉の一次粒子の粒径の標準偏差値を、前記平均粒径で除した値である粒径の相対標準偏差値が0.3以下である、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (19) According to a nineteenth aspect of the present invention, in the seventeenth or eighteenth aspect, the nickel-coated copper powder has a standard deviation value of a particle diameter of primary particles of the nickel-coated copper powder as the average particle diameter. It is a manufacturing method of nickel coat copper powder whose relative standard deviation value of the particle size which is the value which divided is 0.3 or less.
(20)本発明の第20の発明は、第9乃至第19のいずれかの発明において、前記ニッケル被覆工程では、前記銅粒子に対するニッケル又はニッケル合金の被覆量を、前記ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜33質量%とする、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (20) In a twentieth aspect of the present invention according to any one of the ninth to nineteenth aspects, in the nickel coating step, a coating amount of nickel or a nickel alloy on the copper particles It is a manufacturing method of nickel coat copper powder made into 1 mass%-33 mass% to mass 100%.
(21)本発明の第21の発明は、第20の発明において、前記ニッケル被覆工程では、前記銅粒子の表面にニッケル合金を被覆し、コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、錫、リン、及びボロンから選ばれる少なくとも1種以上を、前記ニッケル合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%の割合で含有したニッケル合金を被覆する、ニッケルコート銅粉の製造方法である。 (21) According to a twenty-first aspect of the present invention, in the twentieth aspect, in the nickel coating step, a surface of the copper particles is coated with a nickel alloy, and cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, The manufacturing method of the nickel coat copper powder which coat | covers the nickel alloy which contains at least 1 sort (s) chosen from phosphorus and boron in the ratio of 0.1 mass%-20 mass% with respect to 100 mass of the said nickel alloy It is.
(22)本発明の第22の発明は、第9乃至第21のいずれかの発明において、前記ニッケルコート銅粉は、炭素含有量が0.05質量%以上0.5質量%以下である、ニッケルコート銅粉の製造方法。 (22) In a twenty-second aspect of the present invention, in any one of the ninth to twenty-first aspects, the nickel-coated copper powder has a carbon content of 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less. Method for producing nickel-coated copper powder.
(23)本発明の第23の発明は、第1乃至第7のいずれかの発明に係るニッケルコート銅粉と、樹脂と、溶媒とを混練することによって製造する、導電性ペーストの製造方法である。 (23) A twenty-third invention of the present invention is a method for producing a conductive paste, which is produced by kneading a nickel-coated copper powder, a resin, and a solvent according to any one of the first to seventh inventions. is there.
本発明によれば、形状が粒状で、粒径が0.1μm〜3.0μmであって均一であり、耐酸化性に優れており、表面にニッケル又はニッケル合金が被覆されて耐候性も高い、ニッケルコート銅粉及びその製造方法を提供することができる。そして、そのニッケルコート銅粉は、配線材料等に用いられる導電性ペースト等の金属フィラーとして好適に用いることができる。また、本発明に係るニッケルコート銅粉の製造方法によれば、銅粒子の生成において、製造コストが高くなる気相反応によらず、湿式法による方法であるため、比較的安価な原料、簡易な工程により製造することができ、工業的に低コストとなる。 According to the present invention, the shape is granular, the particle size is 0.1 μm to 3.0 μm, uniform, excellent in oxidation resistance, nickel or nickel alloy is coated on the surface, and weather resistance is also high. In addition, a nickel-coated copper powder and a method for producing the same can be provided. And the nickel coat | court copper powder can be used suitably as metal fillers, such as an electrically conductive paste used for wiring materials etc. Further, according to the method for producing nickel-coated copper powder according to the present invention, in the production of copper particles, since it is a method by a wet method, not a gas phase reaction that increases the production cost, a relatively inexpensive raw material, simple It can be manufactured by a simple process and is industrially low cost.
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、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。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. However, the present invention is not limited to the following embodiments and does not depart from the gist of the present invention. As long as it can be changed as appropriate. In this specification, “X to Y” (X and Y are arbitrary numerical values) means “X or more and Y or less”.
≪1.ニッケルコート銅粉≫
本実施の形態に係るニッケル(Ni)コート銅粉は、銅粒子の表面にニッケル又はニッケル合金が被覆されたものであって、走査型電子顕微鏡(SEM)により測定される一次粒子の平均粒径が0.1μm以上3.0μm以下であり、一次粒子の粒径の標準偏差値を平均粒径で除した値である粒径の相対標準偏差値が0.3以下であり、また、銅粒子の結晶子径を当該ニッケルコート銅粉の平均粒径で除した値が0.07以上であることを特徴としている。
<< 1. Nickel-coated copper powder >>
The nickel (Ni) -coated copper powder according to the present embodiment is obtained by coating the surface of copper particles with nickel or a nickel alloy, and the average particle diameter of primary particles measured by a scanning electron microscope (SEM) Is 0.1 μm or more and 3.0 μm or less, and the relative standard deviation value of the particle size, which is a value obtained by dividing the standard deviation value of the particle size of the primary particles by the average particle size, is 0.3 or less, and the copper particles The value obtained by dividing the crystallite diameter by the average particle diameter of the nickel-coated copper powder is 0.07 or more.
より具体的に、このニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有しており、平均粒径が0.1μm以上3.0μm以下の範囲であり、より好ましくは0.3μm以上2.5μm以下の範囲である。平均粒径がこのような範囲のニッケルコート銅粉であることにより、細線化された配線を形成するのに適した導電性(ニッケルコート銅粉)ペーストとすることができる。 More specifically, the nickel-coated copper powder has a granular shape, and the average particle size is in the range of 0.1 μm to 3.0 μm, more preferably 0.3 μm to 2.5 μm. It is a range. By using the nickel-coated copper powder having an average particle diameter in such a range, a conductive (nickel-coated copper powder) paste suitable for forming a thinned wiring can be obtained.
ここで、平均粒径は、SEMにより一定数のニッケルコート銅粉を観察して、その観察により測定した一次粒子の粒径から求められる平均値である。また、一次粒子は、そのSEM観察像より単位粒子と考えられるものを指し、単位粒子が凝集、結合してできた粒子、いわゆる二次粒子を意味するものではない。 Here, an average particle diameter is an average value calculated | required from the particle diameter of the primary particle which observed the fixed number nickel-coated copper powder with SEM, and was measured by the observation. The primary particles refer to those considered as unit particles from the SEM observation image, and do not mean so-called secondary particles formed by aggregation and bonding of the unit particles.
このニッケルコート銅粉の平均粒径が0.1μm未満であると、粒子が凝集しやすくなり、ペースト化し難くなる。一方で、平均粒径が3.0μmを超えると、そのニッケルコート銅粉を含むペーストにより配線を形成させたときに線幅を狭くすることが難しくなり、配線を細線化することが困難となる。 When the average particle size of the nickel-coated copper powder is less than 0.1 μm, the particles are likely to aggregate and difficult to form a paste. On the other hand, when the average particle size exceeds 3.0 μm, it becomes difficult to narrow the line width when the wiring is formed by the paste containing the nickel-coated copper powder, and it is difficult to make the wiring thin. .
また、このニッケルコート銅粉は、一次粒子の粒径の標準偏差値を、上述したSEMにより測定される平均粒径で除した値である、粒径の相対標準偏差値が0.3以下である。この粒径の相対標準偏差値が0.3を超えると、印刷膜中にニッケルコート銅粉の粒子が均一に存在しなくなるため、配線や電極の太さや厚さが不均一となる。また、そればかりか、硬化あるいは焼成が不均一となるため、導電膜の抵抗が大きくなったり、導電膜が脆く弱いものになりやすい。 The nickel-coated copper powder has a relative standard deviation value of 0.3 or less, which is a value obtained by dividing the standard deviation value of the primary particle diameter by the average particle diameter measured by the SEM described above. is there. When the relative standard deviation value of the particle diameter exceeds 0.3, the nickel-coated copper powder particles do not exist uniformly in the printed film, so that the thickness and thickness of the wiring and electrodes are not uniform. In addition, since the curing or firing is not uniform, the resistance of the conductive film is increased, and the conductive film tends to be brittle and weak.
また、このニッケルコート銅粉は、銅粒子の結晶子径を、上述したSEMにより測定される平均粒径で除した値(銅粒子の結晶子径/ニッケルコート銅粉の平均粒径)が0.07以上である。結晶子径は、X線回折結果からScherrer法を用いて計算することができる。結晶子径/平均粒径で表される指標が高いほど、ニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶粒の個数が少ないことを意味し、つまり高い結晶性を有しているものとなる。このように、結晶子径/平均粒径が0.07以上の高結晶性を有する銅粒子を芯材とするニッケルコート銅粉であることにより、ニッケルが被覆されることによる耐酸化性の向上に加え、銅粒子の結晶粒界が少なくなり、酸化し難くいものとなる。また、詳細は不明ではあるが、結晶粒界の少ない銅粒子の表面上へのニッケルコートやニッケル合金コートは、粒界が少なく、結晶性が高くなる傾向があり、さらに耐酸化性が向上して導電性ペースト用金属材料としてより望ましいものとなる。 The nickel-coated copper powder has a value obtained by dividing the crystallite diameter of the copper particles by the average particle diameter measured by the SEM described above (the crystallite diameter of the copper particles / the average particle diameter of the nickel-coated copper powder) is 0. .07 or more. The crystallite diameter can be calculated from the X-ray diffraction result using the Scherrer method. The higher the index expressed by crystallite diameter / average particle diameter, the smaller the number of crystal grains of the copper particles constituting the nickel-coated copper powder, that is, the higher the crystallinity. As described above, the nickel-coated copper powder having a high crystallinity of crystallite diameter / average particle diameter of 0.07 or more as a core material improves the oxidation resistance by being coated with nickel. In addition, the crystal grain boundaries of the copper particles are reduced, making it difficult to oxidize. Although details are unknown, nickel coating or nickel alloy coating on the surface of copper particles with few crystal grain boundaries tends to have few grain boundaries and high crystallinity, and further improves oxidation resistance. Therefore, it becomes more desirable as a metal material for conductive paste.
ここで、本実施の形態に係るニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶子径は、60nm以上であり、好ましくは130nm以上である。なお、結晶子径の上限値としては、特に限定されないが、900nm以下であることが好ましい。 Here, the crystallite diameter of the copper particles constituting the nickel-coated copper powder according to the present embodiment is 60 nm or more, and preferably 130 nm or more. The upper limit value of the crystallite diameter is not particularly limited, but is preferably 900 nm or less.
また、上述した、銅粒子の結晶子径/平均粒径の値として、その上限値は特に限定されないが、0.3以下であることが好ましい。また、銅粒子の結晶子径/平均粒径としては、0.08以上0.3以下であることがより好ましく、0.1以上0.2以下であることが特に好ましい。 Further, the upper limit value of the crystallite diameter / average particle diameter value of the copper particles is not particularly limited, but is preferably 0.3 or less. The crystallite diameter / average particle diameter of the copper particles is more preferably 0.08 or more and 0.3 or less, and particularly preferably 0.1 or more and 0.2 or less.
また、本実施の形態に係るニッケルコート銅粉は、炭素含有量が0.05質量%以上0.5質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上0.4質量%以下であることがより好ましい。炭素含有量は、そのニッケルコート銅粉表面における分散剤等に由来する有機物の付着量を示すものである。後述するように、本実施の形態においては、銅粒子、及びその銅粒子に基づきニッケルコート銅粉を生成させる際に、生成する各粒子の凝集を抑制することを目的の1つとして分散剤を用いるが、得られるニッケルコート銅粉においてもその表面に適切な量の分散剤を付着させておくことで、凝集を抑制することができる。また、そのニッケルコート銅粉を用いて導電性ペーストとしたときの分散性を高めることができる。 The nickel-coated copper powder according to the present embodiment preferably has a carbon content of 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less, and is 0.1% by mass or more and 0.4% by mass or less. It is more preferable. Carbon content shows the adhesion amount of the organic substance derived from the dispersing agent etc. in the nickel coat copper powder surface. As will be described later, in the present embodiment, when producing nickel-coated copper powder based on the copper particles and the copper particles, a dispersant is used as one of the purposes to suppress aggregation of the produced particles. Although it is used, agglomeration can be suppressed by attaching an appropriate amount of a dispersant to the surface of the obtained nickel-coated copper powder. Moreover, the dispersibility when it is set as the electrically conductive paste using the nickel coat copper powder can be improved.
ニッケルコート銅粉の炭素含有量が0.05質量%未満であると、十分な凝集抑制効果が得られず、導電性ペーストとしたときに所望の分散性が得られない可能性がある。一方で、炭素含有量が多くなると、凝集抑制効果や分散性向上効果等は高まるものの、そのニッケルコート銅粉の表面に付着した有機物は導電性ペーストを加熱硬化させたときの、ニッケルコート銅粉の焼結を阻害する要因となる。このことから、炭素含有量が0.5質量%を超えると、焼結性が低下することがある。 If the carbon content of the nickel-coated copper powder is less than 0.05% by mass, a sufficient aggregation suppressing effect cannot be obtained, and the desired dispersibility may not be obtained when a conductive paste is obtained. On the other hand, as the carbon content increases, the aggregation suppressing effect and the dispersibility improving effect increase, but the organic matter adhered to the surface of the nickel-coated copper powder is a nickel-coated copper powder when the conductive paste is heat-cured. This is a factor that hinders sintering. From this, when carbon content exceeds 0.5 mass%, sinterability may fall.
また、本実施の形態に係るニッケルコート銅粉は、耐酸化性に優れており、細線用導電性ペーストに用いられるニッケルコート銅粉として好適である。具体的に、その耐酸化性については、例えば、熱分析装置を用いた測定による「0.5%重量増加温度」によって定量的に評価することができ、このニッケルコート銅粉においては、好ましくは、大気中において室温から10℃/分の昇温速度で加熱したときの0.5%重量増加温度が230℃を超える。 Moreover, the nickel coat copper powder which concerns on this Embodiment is excellent in oxidation resistance, and is suitable as a nickel coat copper powder used for the electrically conductive paste for fine wires. Specifically, the oxidation resistance can be quantitatively evaluated by, for example, “0.5% weight increase temperature” by measurement using a thermal analyzer. In this nickel-coated copper powder, In addition, the 0.5% weight increase temperature exceeds 230 ° C. when heated from room temperature to 10 ° C./min in the atmosphere.
これらの形状を有したニッケルコート銅粉においては、その表面は滑らかな面であり、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したときに、視野中にこの高結晶性構造を有するニッケルコート銅粉が全ニッケルコート銅粉個数の60%以上の数を占めていることが好ましい。この個数は、70%以上の数を占めることがより好ましく、80%以上がさらに好ましい。全ニッケルコート銅粉個数の60%以上がこのようなニッケルコート銅粉であれば、後述するように高い焼結性と高い耐酸化性を十分に発揮することができる。全ニッケルコート銅粉個数の上限値は、限定されないものの、例えば95%以下が好ましい。 In the nickel-coated copper powder having these shapes, the surface is a smooth surface, and when observed with a scanning electron microscope (SEM), the nickel-coated copper powder having this highly crystalline structure in the visual field. Accounts for 60% or more of the total number of nickel-coated copper powders. This number occupies a number of 70% or more, and more preferably 80% or more. If 60% or more of the total number of nickel-coated copper powders is such a nickel-coated copper powder, high sinterability and high oxidation resistance can be sufficiently exhibited as will be described later. The upper limit of the number of all nickel-coated copper powders is not limited, but is preferably 95% or less, for example.
本実施に係るニッケルコート銅粉は、ニッケル又はニッケル合金を被覆する前の銅粒子に、好ましくはニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜33質量%の割合でニッケル又はニッケル合金が被覆されたものである。ニッケル又はニッケル合金の厚さ(被覆厚み)としては、例えば、平均粒径が1μmの場合では、0.05μm以下、好ましくは0.03μm以下の極薄い被膜である。このことから、ニッケルコート銅粉は、ニッケル又はニッケル合金を被覆する前の銅粒子の形状である粒状がそのまま保持される。 The nickel-coated copper powder according to this embodiment is preferably nickel or nickel at a ratio of 1% by mass to 33% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder on the copper particles before being coated with nickel or a nickel alloy. The alloy is coated. As the thickness (coating thickness) of nickel or nickel alloy, for example, when the average particle diameter is 1 μm, it is an extremely thin film having a thickness of 0.05 μm or less, preferably 0.03 μm or less. For this reason, the nickel-coated copper powder retains the granular shape of the copper particles before being coated with nickel or a nickel alloy.
ニッケルコート銅粉におけるニッケルまたはニッケル合金の被覆量は、上述したように、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して1質量%〜33質量%の範囲であることが好ましい。ニッケル又はニッケル合金の被覆量は、コストの観点からはできるだけ少ない方が好ましいが、少なすぎると銅粒子の表面に均一なニッケル又はニッケル合金の被膜を確保できず、耐候性の向上が見込めなくなる。そのため、ニッケル又はニッケル合金の被覆量としては、ニッケル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 coating amount of nickel or nickel alloy in the nickel-coated copper powder is preferably in the range of 1% by mass to 33% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. The coating amount of nickel or nickel alloy is preferably as small as possible from the viewpoint of cost. However, if it is too small, a uniform nickel or nickel alloy coating cannot be secured on the surface of the copper particles, and improvement in weather resistance cannot be expected. Therefore, the coating amount of nickel or nickel alloy is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, more preferably 5% by mass or more with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. More preferably it is.
一方で、ニッケル又はニッケル合金の被覆量が多くなり過ぎると、コストの観点から好ましくない。このことから、ニッケル又はニッケル合金の被覆量としては、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して33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、15質量%以下であることがさらに好ましい。 On the other hand, if the coating amount of nickel or nickel alloy becomes too large, it is not preferable from the viewpoint of cost. From this, the coating amount of nickel or nickel alloy is preferably 33% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and more preferably 15% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. More preferably, it is as follows.
さらに、詳しくは後述するように、ニッケルコート銅粉において、銅粒子の表面に被覆されるニッケルとしては、ニッケル合金であってもよい。ニッケル合金として添加される元素としては、亜鉛、コバルト、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、錫、リン、及びボロンから選ばれる1種以上が好ましい。 Further, as will be described in detail later, in the nickel-coated copper powder, the nickel coated on the surface of the copper particles may be a nickel alloy. The element added as the nickel alloy is preferably at least one selected from zinc, cobalt, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus, and boron.
≪2.ニッケルコート銅粉の湿式法による製造方法≫
次に、上述した特徴的な構成を有するニッケルコート銅粉の製造方法を説明する。
≪2. Manufacturing method of nickel-coated copper powder by wet method >>
Next, the manufacturing method of the nickel coat copper powder which has the characteristic structure mentioned above is demonstrated.
本実施の形態に係るニッケルコート銅粉は、銅塩溶液を作製する工程と、作製した銅塩溶液と還元剤溶液とを混合して銅粒子を生成させる工程と、生成した銅粒子にニッケル又はニッケル合金を被覆する工程とを有する。そして、この製造方法においては、銅塩溶液と還元剤溶液とを特定の温度範囲に調整して維持しながら、その銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加して銅粒子を生成させることを特徴としている。 The nickel-coated copper powder according to the present embodiment includes a step of producing a copper salt solution, a step of mixing the produced copper salt solution and a reducing agent solution to produce copper particles, and nickel or And coating a nickel alloy. And in this manufacturing method, while adjusting and maintaining the copper salt solution and the reducing agent solution in a specific temperature range, the reducing agent solution is added to the copper salt solution to produce copper particles. It is a feature.
ここで、従来の銅粒子の製造方法では、形状が粒状で、粒径が小さくかつ均一であり、結晶子径が大きい銅粉を、工業的な製造に適した方法で製造できないという問題があった。しかしながら、本発明者の研究により、分散剤を含有させた銅塩溶液を調製し、その銅塩溶液と還元剤水溶液の温度を特定の範囲に調整し、原料である銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加していき、その温度条件を維持しながら還元反応を生じさせることで、粒状形状を有し、粒径の小さく、結晶子径が大きい銅粒子を得ることができることを見出した。 Here, the conventional method for producing copper particles has a problem that copper powder having a granular shape, a small particle size, a uniform particle size, and a large crystallite diameter cannot be produced by a method suitable for industrial production. It was. However, according to the inventor's research, a copper salt solution containing a dispersant is prepared, the temperature of the copper salt solution and the reducing agent aqueous solution is adjusted to a specific range, and the copper salt solution as a raw material is reduced. It was found that copper particles having a granular shape, a small particle diameter, and a large crystallite diameter can be obtained by adding an agent solution and causing a reduction reaction while maintaining the temperature condition.
より具体的には、銅塩溶液と還元剤溶液の温度を50℃以上90℃以下の範囲に調整し、それを維持した状態で、銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加して銅粒子を生成させる。このような製造方法によれば、粒状形状で、粒径が小さくかつ均一であり、結晶子径が大きい銅粒子であって、配線の細線化に適した導電性ペーストに有用な銅粒子を、工業的に製造することができる。 More specifically, the temperature of the copper salt solution and the reducing agent solution is adjusted to the range of 50 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and the copper salt solution is added to the copper salt solution while maintaining the temperature. Is generated. According to such a manufacturing method, copper particles having a granular shape, small and uniform particle size, and large crystallite diameter, which are useful for conductive paste suitable for thinning of wiring, It can be manufactured industrially.
<2−1.銅粒子の製造方法>
以下、銅粒子の製造方法についてより具体的に説明する。なお、以下の説明においては、銅塩溶液と還元剤溶液とを混合させた後の液を「反応液」ともいう。なお、銅粒子とは、ニッケル又はニッケル合金を被覆する前の銅粉と同義である。
<2-1. Method for producing copper particles>
Hereinafter, the manufacturing method of a copper particle is demonstrated more concretely. In the following description, the liquid after the copper salt solution and the reducing agent solution are mixed is also referred to as “reaction liquid”. In addition, copper particle is synonymous with the copper powder before coat | covering nickel or a nickel alloy.
(1)銅塩溶液の作製
銅粒子の製造方法においては、先ず、銅粒子を製造する原料溶液である銅塩溶液を作製する。具体的には、銅化合物を含む溶液と、アルカリ金属の水酸化物を含む溶液と、分散剤を含む溶液とを混合して銅塩溶液を作製する。
(1) Production of copper salt solution In the method for producing copper particles, first, a copper salt solution which is a raw material solution for producing copper particles is produced. Specifically, a solution containing a copper compound, a solution containing an alkali metal hydroxide, and a solution containing a dispersant are mixed to prepare a copper salt solution.
(銅化合物溶液)
銅化合物を含む溶液に関して、出発原料である銅化合物としては、特に限定されるものではなく、各種の銅化合物、例えば硫酸銅、塩化銅、炭酸銅、酢酸銅、リン酸銅等、水溶液として溶解すればいずれの塩でもよく、また、1種類単独でも、複数種類を併用することもできる。その中でも、好ましくは、銅粉に陰イオン元素が混入せず不純物が少なく、排水処理費も含めて安価であるという観点から、硫酸銅、塩化銅、炭酸銅が好適である。さらには、導電性ペーストが使用される電子部品の信頼性等を考慮すれば、硫酸銅、炭酸銅がより好ましい。なお、これらの銅塩を溶解して銅化合物溶液とするが、溶解に用いる溶媒は不純物の混入を防ぐために純水とするのが好ましい。
(Copper compound solution)
With respect to the solution containing the copper compound, the copper compound as a starting material is not particularly limited, and various copper compounds such as copper sulfate, copper chloride, copper carbonate, copper acetate, copper phosphate, etc. are dissolved in an aqueous solution. Any salt can be used, and one kind can be used alone, or a plurality of kinds can be used in combination. Among these, copper sulfate, copper chloride, and copper carbonate are preferable from the viewpoint that the anionic elements are not mixed in the copper powder, the impurities are small, and the wastewater treatment cost is low. Furthermore, copper sulfate and copper carbonate are more preferable in view of the reliability of electronic components in which the conductive paste is used. In addition, although these copper salts are melt | dissolved and it is set as a copper compound solution, it is preferable that the solvent used for melt | dissolution is a pure water in order to prevent mixing of an impurity.
溶液中の銅濃度としては、特に限定されない。一旦は均一な溶液となり、過飽和にならない程度に銅が溶解している溶液を、pHを調整する等して調整すればよい。 The copper concentration in the solution is not particularly limited. A solution in which copper is dissolved to such an extent that the solution once becomes uniform and does not become supersaturated may be adjusted by adjusting the pH.
また、銅化合物の濃度としては、特に限定されないが、得られる銅塩溶液中における銅濃度として工業的に生産性が高く、安定して製造できるという点で、銅濃度は5g/L〜2000g/Lの範囲となるようにすることが好ましい。さらには、100g/L〜250Lg/Lの範囲となるようにすることがより好ましい。銅の濃度が低い場合であっても、粒子の成長は生じて銅粒子を得ることができるが、銅塩溶液中において銅濃度が5g/L未満であると、生産性を高めることができず、また排水量が増大してコストが高くなる。一方で、銅の濃度が2000g/Lを越えると、水に対する溶解度に近くなり、十分に溶解しない可能性がある。 Further, the concentration of the copper compound is not particularly limited, but the copper concentration is 5 g / L to 2000 g / in that the copper concentration in the obtained copper salt solution is industrially high and can be stably produced. It is preferable to be in the range of L. Furthermore, it is more preferable to make it become the range of 100g / L-250Lg / L. Even if the concentration of copper is low, particle growth occurs and copper particles can be obtained. However, if the copper concentration in the copper salt solution is less than 5 g / L, productivity cannot be increased. In addition, the amount of drainage increases and the cost increases. On the other hand, when the concentration of copper exceeds 2000 g / L, it is close to solubility in water and may not be sufficiently dissolved.
(アルカリ金属の水酸化物溶液)
アルカリ金属の水酸化物を含む溶液に関して、そのアルカリ金属の水酸化物としては、各種の水酸化物を用いることができるが、その中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを用いることが好ましく、水酸化ナトリウムを用いることがより好ましい。これらのアルカリ金属の水酸化物は、入手が容易で、他の水酸化物よりも安価である。
(Alkali metal hydroxide solution)
With respect to a solution containing an alkali metal hydroxide, various hydroxides can be used as the alkali metal hydroxide. Among them, sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferably used, It is more preferable to use sodium oxide. These alkali metal hydroxides are readily available and are less expensive than other hydroxides.
また、アルカリ金属の水酸化物の濃度としては、後述する還元剤溶液を銅塩溶液に添加した後にその反応液中で還元剤の還元反応が十分に進行するpHとなるように、その銅塩溶液中の濃度を調整することが好ましい。具体的には、例えば還元剤としてアスコルビン酸を用いる場合は、反応液のpHが3.0以上となるようにすることが好ましい。反応液のpHが3.0未満であると、還元剤であるアスコルビン酸による還元反応が進行しにくくなる可能性がある。 The concentration of the alkali metal hydroxide is such that the copper salt has a pH at which the reduction reaction of the reducing agent proceeds sufficiently in the reaction solution after adding the reducing agent solution described later to the copper salt solution. It is preferable to adjust the concentration in the solution. Specifically, for example, when ascorbic acid is used as the reducing agent, it is preferable that the pH of the reaction solution is 3.0 or more. If the pH of the reaction solution is less than 3.0, the reduction reaction with ascorbic acid that is a reducing agent may not easily proceed.
反応液のpHが高くなると、反応液中に水酸化銅が形成されるようになり、その水酸化銅からの還元反応により銅粒子が生成される。水酸化銅から銅粒子が生成される反応は、銅イオンから銅粒子が生成される反応よりも速度が低下するため、徐々に結晶が成長することになり、高結晶性の銅粒子が得られやすくなる。このことから、反応液のpHが4.0以上となるようにすることがより好ましい。 When the pH of the reaction solution is increased, copper hydroxide is formed in the reaction solution, and copper particles are generated by the reduction reaction from the copper hydroxide. The reaction in which copper particles are produced from copper hydroxide has a lower rate than the reaction in which copper particles are produced from copper ions, so that crystals grow gradually, resulting in highly crystalline copper particles. It becomes easy. For this reason, it is more preferable that the pH of the reaction solution is 4.0 or more.
(分散剤溶液)
銅粒子の製造方法においては、銅塩溶液を作製するにあたり、還元剤との還元反応により生成した銅粒子が凝集を起こさないように、分散剤の水溶液を混合させる。また、分散剤は、反応液中の濃度が高くなるほど、還元反応の速度を遅くする作用を有している。このことから、銅塩溶液に分散剤を含有させることで、還元反応の反応速度を低下させ、高結晶性の銅粒子を得ることができる。
(Dispersant solution)
In the method for producing copper particles, in preparing a copper salt solution, an aqueous solution of a dispersant is mixed so that the copper particles generated by the reduction reaction with the reducing agent do not aggregate. In addition, the dispersant has an effect of slowing down the reduction reaction as the concentration in the reaction solution increases. From this, by making a copper salt solution contain a dispersing agent, the reaction rate of a reductive reaction can be reduced and a highly crystalline copper particle can be obtained.
ここで、結晶粒界が少なく結晶子径が大きい銅粒子を得ることが重要であり、そのためには、結晶性が高いことにより銅粒子の各結晶の成長が優先されて結晶粒界が相対的に少なくなる条件とすることが好ましい。このような点から、還元反応の速度を制御することが好ましく、反応液中の分散剤濃度が適切な範囲となるように制御することが好ましい。 Here, it is important to obtain copper particles having a small crystal grain boundary and a large crystallite diameter. For this purpose, the crystal grain boundaries are given priority by the growth of each crystal of the copper particles due to the high crystallinity. It is preferable to set the conditions to be less. From such a point, it is preferable to control the rate of the reduction reaction, and it is preferable to control the concentration of the dispersant in the reaction solution to be within an appropriate range.
具体的に、分散剤の濃度としては、反応液中において銅化合物の銅量に対して0.1質量%以上10質量%以下となるようにすることが好ましく、0.3質量%以上7質量%以下とすることがより好ましく、0.5質量%以上5質量%以下とすることが特に好ましい。分散剤の濃度が反応液中において0.1質量%未満であると、還元反応の速度が速くなり、高結晶性の銅粉が得られない可能性がある。一方で、分散剤の濃度が反応液中において10質量%を超えると、還元反応の速度が低下しすぎて生産性が悪化し、また場合によっては還元反応が進行しない可能性もある。 Specifically, the concentration of the dispersant is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.3% by mass or more and 7% by mass with respect to the copper amount of the copper compound in the reaction solution. % Or less, more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. When the concentration of the dispersing agent is less than 0.1% by mass in the reaction solution, the rate of the reduction reaction is increased, and a highly crystalline copper powder may not be obtained. On the other hand, if the concentration of the dispersant exceeds 10% by mass in the reaction solution, the rate of the reduction reaction is too low, the productivity is deteriorated, and in some cases, the reduction reaction may not proceed.
分散剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、変性シリコーンオイル系界面活性剤、ポリエーテル系界面活性剤等から選択される少なくとも1種であることが好ましい。また、これらの分散剤の2種以上を併用してもよい。 The dispersant is not particularly limited and may be, for example, at least one selected from polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, polyvinylpyrrolidone, modified silicone oil surfactants, polyether surfactants, and the like. preferable. Two or more of these dispersants may be used in combination.
(2)還元剤の添加による銅粒子の生成
次に、作製した銅塩溶液と還元剤溶液とを混合して銅粒子を生成させる。このとき、本実施の形態においては、銅塩溶液と還元剤溶液の温度を特定の範囲に制御し、その原料溶液である銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加していく。
(2) Production of copper particles by addition of reducing agent Next, the produced copper salt solution and the reducing agent solution are mixed to produce copper particles. At this time, in the present embodiment, the temperatures of the copper salt solution and the reducing agent solution are controlled within a specific range, and the reducing agent solution is added to the copper salt solution that is the raw material solution.
(還元剤溶液)
還元剤としては、特に限定されないが、比較的還元力の弱い化合物を用いることが好ましく、例えば、アスコルビン酸、アスコルビン酸の酸誘導体等のラクトン構造を有する有機化合物、ホルマリン、ブドウ糖、多糖類から選ばれる1種類以上とすればよい。特に、アスコルビン酸又はその誘導体は、還元作用が緩やかであり、そのようなラクトン構造を有する有機化合物を用いることがより好ましく、結晶性の高い銅粒子を効率的に生じさせることができる。したがって、還元剤としては、アスコルビン酸又はその誘導体から選ばれる1種類以上を含むことが好ましい。
(Reducing agent solution)
The reducing agent is not particularly limited, but it is preferable to use a compound having a relatively low reducing power. For example, ascorbic acid, an organic compound having a lactone structure such as an acid derivative of ascorbic acid, formalin, glucose, and polysaccharides One or more types may be used. In particular, ascorbic acid or a derivative thereof has a slow reducing action, and it is more preferable to use an organic compound having such a lactone structure, and copper particles having high crystallinity can be efficiently generated. Therefore, as a reducing agent, it is preferable to contain 1 or more types chosen from ascorbic acid or its derivative (s).
この銅粉の製造方法においては、上述した還元剤を含有する溶液を銅塩溶液に添加していくが、その還元剤の添加量としては、反応液中において銅化合物の銅量に対して1当量以上7当量以下に相当する量とすることが好ましい。還元剤の添加量を、銅化合物の銅量に対して1当量未満とすると、未還元の銅塩が残留することがあり、一方で、7当量を超えると、製造コストが高くなる。 In this method for producing copper powder, the solution containing the reducing agent described above is added to the copper salt solution. The amount of the reducing agent added is 1 in the reaction solution relative to the copper amount of the copper compound. It is preferable to set the amount corresponding to an equivalent amount or more and 7 equivalents or less. When the amount of the reducing agent added is less than 1 equivalent with respect to the copper amount of the copper compound, an unreduced copper salt may remain, whereas when it exceeds 7 equivalents, the production cost increases.
ここで、本実施の形態においては、銅粒子を生成させるに際して、原料溶液である銅塩溶液へ還元剤溶液を添加していくことが重要であり、これにより、結晶性の高い銅粒子を効果的に生成させることができる。 Here, in the present embodiment, when producing copper particles, it is important to add a reducing agent solution to a copper salt solution that is a raw material solution. Can be generated automatically.
また、銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加していくに際しては、その銅塩溶液と還元剤溶液の温度を特定の範囲に制御する。具体的には、50℃以上90℃以下の範囲とする。また、好ましく、60℃以上80℃以下の範囲とする。銅塩溶液と還元剤溶液の温度をこのような温度範囲に制御し、この温度範囲を維持して還元反応を生じさせることによって、高い結晶性を有する銅粒子を生成させることができる。反応温度が50℃未満であると、銅粒子の結晶性が低くなる。一方で、反応温度が90℃を超えると、反応速度が速くなるために粒径が不均一になりやすくなる。 Moreover, when adding a reducing agent solution with respect to a copper salt solution, the temperature of the copper salt solution and a reducing agent solution is controlled to a specific range. Specifically, the range is from 50 ° C. to 90 ° C. Moreover, it is preferable to set it as the range of 60 degreeC or more and 80 degrees C or less. By controlling the temperature of the copper salt solution and the reducing agent solution in such a temperature range and maintaining this temperature range to cause a reduction reaction, copper particles having high crystallinity can be generated. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the crystallinity of the copper particles is lowered. On the other hand, when the reaction temperature exceeds 90 ° C., the reaction rate increases and the particle size tends to become non-uniform.
また、銅塩溶液に対して還元剤溶液を添加した後の反応液の保持時間としては、特に限定されないが、1時間以上とすることが好ましい。反応液の保持時間が1時間未満であると、還元反応が終了していない可能性があり、未還元の銅塩が残留することがある。一方で、反応液の保持時間の上限としては特に限定されないが、アスコルビン酸のような比較的還元力の弱い還元剤による還元反応が完全に終了するまでという観点から、例えば5時間以内とすることが好ましい。なお、この反応液の保持時間としては、1時間以上4時間以下とすることがより好ましく、2時間以上3時間以下とすることが特に好ましい。 Moreover, the retention time of the reaction solution after adding the reducing agent solution to the copper salt solution is not particularly limited, but is preferably 1 hour or longer. If the retention time of the reaction solution is less than 1 hour, the reduction reaction may not be completed, and an unreduced copper salt may remain. On the other hand, the upper limit of the retention time of the reaction solution is not particularly limited, but it should be, for example, within 5 hours from the viewpoint that the reduction reaction with a reducing agent having a relatively low reducing power such as ascorbic acid is completely completed. Is preferred. The holding time of the reaction solution is more preferably 1 hour or more and 4 hours or less, and particularly preferably 2 hours or more and 3 hours or less.
反応液には、必要に応じてpH調整剤、錯化剤、消泡剤等の添加剤を適宜添加することもできる。これらの添加剤の添加量も、その目的に応じて適宜調整すればよい。 If necessary, additives such as a pH adjuster, a complexing agent, and an antifoaming agent can be appropriately added to the reaction solution. What is necessary is just to adjust suitably the addition amount of these additives according to the objective.
(3)銅粒子生成後の処理
以上のようにして、銅粒子を含む銅粒子スラリーを生成させると、そのスラリーを濾過することによって銅粒子を分離し、洗浄して乾燥し、乾燥させた銅粒子として取り出してもよく、または、銅粒子スラリーをデカンテーション等により還元剤等を除去してから洗浄し、銅粒子の水スラリーとしてもよい。
(3) Treatment after copper particle generation When copper particle slurry containing copper particles is generated as described above, copper particles are separated by washing the slurry, washed and dried, and dried copper. The copper particle slurry may be taken out as a particle, or the copper particle slurry may be washed after removing the reducing agent by decantation or the like to obtain an aqueous slurry of copper particles.
洗浄方法としては、特に限定されないが、例えば、銅粒子や銅粒子スラリーに水を投入し、撹拌機又は超音波洗浄器等を使用して撹拌した後、必要に応じて吸引濾過機やフィルタープレス等で濾過する方法により行うことができる。また、その洗浄方法においては、水への投入、撹拌洗浄からなる操作を、数回繰り返して行うことが好ましい。なお、洗浄水としては、銅粒子に対して有害な不純物元素を含有しない水、特に純水を用いることが好ましい。 The cleaning method is not particularly limited. For example, after adding water to copper particles or a copper particle slurry and stirring using a stirrer or an ultrasonic cleaner, a suction filter or a filter press is used as necessary. It can carry out by the method of filtering by etc. Further, in the cleaning method, it is preferable to repeat the operation consisting of charging into water and stirring and cleaning several times. As cleaning water, it is preferable to use water that does not contain an impurity element harmful to copper particles, particularly pure water.
また、銅粒子の凝集等を防止するために、洗浄処理において洗浄水等に表面処理剤を添加して、その洗浄中に銅粉を表面処理するようにしてもよい。例えば、洗浄処理中にカルボン酸溶液による表面処理を追加することができる。なお、このような表面処理を行った場合には、その後に洗浄を行い、余剰な表面処理剤を除去することが好ましい。 In order to prevent aggregation of copper particles, a surface treatment agent may be added to washing water or the like in the washing treatment, and the copper powder may be surface treated during the washing. For example, a surface treatment with a carboxylic acid solution can be added during the cleaning treatment. In addition, when such a surface treatment is performed, it is preferable to wash | clean after that and to remove an excess surface treating agent.
次に、銅粒子として取り出す場合の乾燥処理において、その乾燥方法としては特に限定されず、例えば、洗浄後の銅粒子をステンレスバット上に置き、大気オーブン又は真空乾燥機等の市販の乾燥装置を用いて、40℃〜80℃程度の温度で加熱することにより行うことができる。 Next, in the drying process in the case of taking out as copper particles, the drying method is not particularly limited. For example, the cleaned copper particles are placed on a stainless steel vat and a commercially available drying apparatus such as an atmospheric oven or a vacuum dryer is used. And can be performed by heating at a temperature of about 40 ° C. to 80 ° C.
<2−2.ニッケル又はニッケル合金の被覆方法>
本実施に係るニッケルコート銅粉の製造方法においては、上述した工程の操作により作製した銅粒子の表面に、例えば、無電解めっき法を用いて、ニッケル又はニッケル合金を被覆することによりニッケルコート銅粉を製造することができる。
<2-2. Method of coating nickel or nickel alloy>
In the method for producing the nickel-coated copper powder according to the present embodiment, the surface of the copper particles produced by the operation of the above-described process is coated with nickel or a nickel alloy by using, for example, an electroless plating method. Powder can be produced.
銅粉の表面に均一な厚みでニッケル又はニッケル合金を被覆するためには、ニッケルめっき処理の前に洗浄を行うことが好ましく、銅粒子を洗浄液中に分散させたり、銅粒子の水スラリーに洗浄液を投入して、撹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、銅粒子のろ過、分離と、水洗とを適宜繰り返して、水中に銅粒子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 nickel or a nickel alloy with a uniform thickness on the surface of the copper powder, it is preferable to perform the washing before the nickel plating treatment, and the copper particles are dispersed in the washing liquid, or the copper particles are washed in a water slurry. And washing can be performed while stirring. This washing treatment is preferably carried out in an acidic solution. After washing, filtration and separation of copper particles and washing with water are repeated as appropriate to obtain a water slurry in which copper particles are 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、無電解めっき法により銅粒子表面にニッケルを被覆(コート)する場合には、例えば、洗浄処理後に得られた銅粒子スラリーに無電解ニッケルめっき液を加えるか、無電解ニッケルめっき液中に銅粒子スラリーを加え、均一に撹拌することによって銅粒子の表面にニッケル又はニッケル合金をより均一に被覆させることができる。 Specifically, when nickel is coated (coated) on the surface of the copper particles by the electroless plating method, for example, an electroless nickel plating solution is added to the copper particle slurry obtained after the cleaning treatment, or the electroless nickel plating solution The surface of the copper particles can be more uniformly coated with nickel or a nickel alloy by adding the copper particle slurry therein and stirring uniformly.
無電解ニッケルめっき液としては、特に限定されない。無電解ニッケルめっき液は、めっき液中のニッケル源から得られたニッケルイオンを還元剤によって還元してニッケルの被覆を行うものであり、還元剤の種類としては、次亜リン酸塩、ホウ水素化合物、及びヒドラジン化合物が挙げられる。 The electroless nickel plating solution is not particularly limited. The electroless nickel plating solution is a coating of nickel by reducing nickel ions obtained from the nickel source in the plating solution with a reducing agent. The types of reducing agents are hypophosphite and borohydride. Compounds, and hydrazine compounds.
具体的に、次亜リン酸塩としては、例えば、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム等の次亜リン酸塩、亜リン酸カリウム、亜リン酸ナトリウム等の亜リン酸塩が挙げられる。 Specifically, examples of hypophosphites include hypophosphites such as potassium hypophosphite and sodium hypophosphite, and phosphites such as potassium phosphite and sodium phosphite. It is done.
また、ホウ水素化合物としては、例えば、ジメチルヘキサボラン、ジメチルアミンボラン(DMAB)、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、及びホウ水素化ナトリウム等が挙げられる。 Examples of the borohydride compound include dimethylhexaborane, dimethylamineborane (DMAB), diethylamineborane, morpholineborane, pyridineamineborane, piperidineborane, ethylenediamineborane, ethylenediaminebisborane, t-butylamineborane, imidazoleborane, methoxy Examples include ethylamine borane and sodium borohydride.
また、ヒドラジン化合物としては、ヒドラジン及びその水和物や、例えば硫酸ヒドラジン、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。これらのヒドラジン誘導体の中で、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。また、ヒドラジン類としては、特に、硫酸ヒドラジン、塩酸ヒドラジン、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。 As the hydrazine compound, hydrazine and hydrates thereof, hydrazine salts such as hydrazine sulfate and hydrazine hydrochloride, hydrazine derivatives such as pyrazoles, triazoles, and hydrazides can be used. Among these hydrazine derivatives, pyrazoles such as 3,5-dimethylpyrazole and 3-methyl-5-pyrazolone can be used as pyrazoles in addition to pyrazole. 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. As hydrazines, hydrazine sulfate, hydrazine hydrochloride, adipic hydrazide, maleic hydrazide, carbohydrazide, and the like can be used.
ニッケル源としては、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、酢酸ニッケル、スルファミン酸ニッケル等のニッケル塩が挙げられる。 Examples of the nickel source include nickel salts such as nickel sulfate, nickel chloride, nickel acetate, and nickel sulfamate.
また、めっき液には、錯化剤、pH緩衝剤、pH調整剤を含有させることができる。 Further, the plating solution can contain a complexing agent, a pH buffering agent, and a pH adjusting agent.
具体的に、錯化剤としては、公知の錯化剤を使用することができる。例えば、グリシン等のアミノ酸、クエン酸ナトリウムやクエン酸アンモニウム等のクエン酸塩、乳酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルコン酸等のナトリウム塩又はアンモニウム塩、アンモニア等が挙げられる。 Specifically, a known complexing agent can be used as the complexing agent. For example, amino acids such as glycine, citrates such as sodium citrate and ammonium citrate, lactic acid, oxalic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, aspartic acid, glutamic acid, gluconic acid, sodium salts or ammonium salts, ammonia, etc. Is mentioned.
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.
また、さらに必要に応じて、消泡剤や分散剤を使用してもよい。 Moreover, you may use an antifoamer and a dispersing agent as needed.
さらに、めっき液の浸透性を向上させるために、界面活性剤を含有させることができる。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種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 Furthermore, in order to improve the permeability of the plating solution, a surfactant can be contained. As the surfactant, any of nonionic, cationic, anionic and amphoteric surfactants can be used, and one kind can be used alone, or two or more kinds can be used in combination.
ここで、無電解めっきによるニッケルコートでは、無電解ニッケルめっき液中の還元剤である次亜リン酸浴塩、ホウ水素化合物、及びヒドラジン化合物によって、析出するニッケル被膜が異なる。具体的に、還元剤として次亜リン酸浴塩を用いた場合、還元反応中にリン(P)が被膜中に含まれるようになるため、Ni−P合金被膜が形成される。また、還元剤としてホウ水素化合物を用いた場合、還元反応中にボロン(B)が被膜中に含まれるようになるため、Ni−B合金被膜が形成される。また、還元剤としてヒドラジン化合物を用いた場合は、不純物の少ない高純度なニッケル被膜が形成される。 Here, in the nickel coating by electroless plating, the deposited nickel film differs depending on the hypophosphorous acid bath salt, the borohydride compound, and the hydrazine compound which are reducing agents in the electroless nickel plating solution. Specifically, when hypophosphorous acid bath salt is used as the reducing agent, phosphorus (P) is included in the coating during the reduction reaction, and thus a Ni-P alloy coating is formed. Further, when a borohydride compound is used as the reducing agent, boron (B) is included in the coating during the reduction reaction, so that a Ni-B alloy coating is formed. Moreover, when a hydrazine compound is used as the reducing agent, a high-purity nickel film with few impurities is formed.
さらに、形成するニッケル被膜中にその他の元素が含有されるようにすることで、すなわち、銅粒子の表面にニッケル合金被膜を形成させることで、そのニッケルコート銅粉を用いて、耐熱性、耐食性にも優れた導電性ペースト等を実現することができる。 Furthermore, by making the nickel coating to contain other elements, that is, by forming a nickel alloy coating on the surface of the copper particles, using the nickel-coated copper powder, heat resistance and corrosion resistance In addition, an excellent conductive paste or the like can be realized.
具体的に、ニッケルの被膜中に含有させる元素としては、つまりニッケル合金を構成するニッケル以外の元素としては、周期表の第6族から第14族の元素が挙げられ、その中でも、亜鉛、パラジウム、コバルト、ロジウム、鉄、白金、イリジウム、タングステン、モリブデン、クロム、及び錫等が挙げられる。特に、亜鉛、コバルト、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及び錫から選ばれる1種類以上の元素が好ましく、これらの元素を含有するニッケル合金とすることで、導電性の優れたニッケル合金被膜を形成することができる。 Specifically, as an element to be included in the nickel film, that is, as an element other than nickel constituting the nickel alloy, elements of Groups 6 to 14 of the periodic table can be mentioned, and among them, zinc, palladium , Cobalt, rhodium, iron, platinum, iridium, tungsten, molybdenum, chromium, tin, and the like. In particular, one or more elements selected from zinc, cobalt, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin are preferable. By forming a nickel alloy containing these elements, a nickel alloy film having excellent conductivity is formed. can do.
これらニッケル合金を構成する元素の含有量は、導電性や分散性の観点から、ニッケル合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%であることが好ましく、1質量%〜15質量%であることがより好ましく、2質量%〜10質量%であることがさらに好ましい。なお、上述した還元剤の種類によってそれぞれ形成されるNi−P合金やNi−B合金についても、そのリンやボロンの含有量は、同じくニッケル合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%であることが好ましく、1質量%〜15質量%であることがより好ましく、2質量%〜10質量%であることがさらに好ましい。 The content of the elements constituting the nickel alloy is preferably 0.1% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy from the viewpoint of conductivity and dispersibility, and preferably 1% by mass to 15%. More preferably, it is more preferably 2% by mass to 10% by mass. In addition, also about the Ni-P alloy and Ni-B alloy which are each formed with the kind of reducing agent mentioned above, the content of the phosphorus and boron is 0.1 mass%-100 mass of nickel alloy similarly. It is preferably 20% by mass, more preferably 1% by mass to 15% by mass, and further preferably 2% by mass to 10% by mass.
ニッケル合金としたときにニッケル以外の元素の含有量が多くなり過ぎると、導電性が低下する原因となることから、20質量%以下とすることが好ましい。一方で、含有量が0.1質量%未満では、それらの元素をニッケルと共に含有させてニッケル合金としても、耐熱性や耐食性を向上させる効果が十分に得られない。なお、ニッケル合金中の元素の含有量は、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、ニッケル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、ニッケルコート銅粉の断面等からニッケル合金被膜中の各元素を定量分析することもできる。 When the content of an element other than nickel is excessive when a nickel alloy is used, the conductivity is lowered, so that the content is preferably 20% by mass or less. On the other hand, if the content is less than 0.1% by mass, the effect of improving heat resistance and corrosion resistance cannot be sufficiently obtained even if these elements are contained together with nickel to form a nickel alloy. In addition, content of the element in a nickel alloy can be measured by converting content of each element which comprises nickel coat | court copper powder, for example with a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy analysis method. In addition, each element in the nickel alloy coating can be quantitatively analyzed from the cross section of the nickel-coated copper powder or the like by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) method or Auger electron spectroscopy (AES) method.
ニッケル合金の被膜を形成する方法としては、上述した無電解ニッケルめっき液にコバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及び錫等のイオンを添加し、そのめっき液を用いた無電解めっきにより形成することができる。コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、及び錫等のイオン源としては、可溶性となるそれぞれの金属塩であれば特に限定されない。 As a method of forming a nickel alloy film, an ion such as cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin is added to the above-described electroless nickel plating solution, and electroless plating using the plating solution is performed. Can be formed. The ion source such as cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, and tin is not particularly limited as long as it is a soluble metal salt.
具体的に、コバルトイオン源としては、コバルト化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、硫酸コバルト、塩化コバルト、スルファミン酸コバルト等が挙げられる。これらのコバルト化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 Specifically, the cobalt ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a cobalt compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. Examples thereof include cobalt sulfate, cobalt chloride, and cobalt sulfamate. These cobalt compounds can be used alone or in combination of two or more.
亜鉛イオン源としては、亜鉛化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、塩化亜鉛、スルファミン酸亜鉛、硫酸亜鉛、酢酸亜鉛等が挙げられる。これらの亜鉛化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 The zinc ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a zinc compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, zinc chloride, zinc sulfamate, zinc sulfate, zinc acetate and the like can be mentioned. These zinc compounds can be used alone or in combination of two or more.
タングステンイオン源としては、タングステン化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウム、タングステン酸アンモニウム等が挙げられる。これらのタングステン化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 The tungsten ion source is not particularly limited as long as it is soluble in a plating solution as a tungsten compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. Examples thereof include sodium tungstate, potassium tungstate, and ammonium tungstate. These tungsten compounds can be used alone or in combination of two or more.
モリブデンイオン源としては、モリブデン化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、三酸化モリブデン、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸二アンモニウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸、リンモリブデン酸、モリブデン酸グルコン酸錯体が挙げられる。これらのモリブデン化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 The molybdenum ion source is not particularly limited as long as it is soluble in a plating solution as a molybdenum compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. Examples thereof include molybdenum trioxide, sodium molybdate, diammonium molybdate, calcium molybdate, molybdic acid, phosphomolybdic acid, and molybdate gluconic acid complex. These molybdenum compounds can be used alone or in combination of two or more.
パラジウムイオン源としては、パラジウム化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、硫酸パラジウム、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、ジクロロジエチンレジアミンパラジウム、テトラアンミンパラジウムジクロライド等の水溶性パラジウム化合物を用いることができる。また、パラジウム化合物として、パラジウムを溶液化した、いわゆるパラジウム溶液を使用することもできる。パラジウム溶液としては、例えば、ジクロロジエチレンジアミンパラジウム溶液やテトラアンミンパラジウムジクロライド溶液等を使用することができる。これらのパラジウム化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 The palladium ion source is not particularly limited as long as it is soluble in the plating solution as a palladium compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, water-soluble palladium compounds such as palladium sulfate, palladium chloride, palladium acetate, dichlorodiethine rediamine palladium, and tetraammine palladium dichloride can be used. Further, as the palladium compound, a so-called palladium solution in which palladium is made into a solution can also be used. As the palladium solution, for example, a dichlorodiethylenediamine palladium solution or a tetraammine palladium dichloride solution can be used. These palladium compounds can be used alone or in combination of two or more.
白金イオン源としては、白金化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、塩化白金、塩化白金酸、塩化白金酸塩、水酸化白金酸、水酸化白金酸塩、ジニトロジアンミン白金錯塩、ジニトロスルフィト白金錯塩、テトラアンミン白金錯塩、ヘキサアンミン白金錯塩が挙げられる。白金化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 The platinum ion source is not particularly limited as long as it is soluble in a plating solution as a platinum compound and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, platinum chloride, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid salt, platinum hydroxide acid, platinum hydroxide salt, dinitrodiammine platinum complex salt, dinitrosulfitoplatinum complex salt, tetraammine platinum complex salt, hexaammine platinum complex salt can be mentioned. A platinum compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
錫イオン源としては、錫化合物としてめっき液に可溶性のものであって、所定の濃度の水溶液が得られるものであれば特に限定されずに使用できる。例えば、塩化第一錫、塩化第二錫、硫酸第一錫、硫酸第二錫、ピロ燐酸錫等のスズの無機酸塩やクエン酸第一錫、クエン酸第二錫、シュウ酸第一錫、シュウ酸第二錫等の錫のカルボン酸塩やメタンスルホン酸錫、1−エタンスルホン酸錫、2−エタンスルホン酸錫、1−プロパンスルホン酸錫、3−プロパンスルホン酸錫等の錫のアルカンスルホン酸塩やメタノールスルホン酸錫、ヒドロキシエタン−1−スルホン酸錫、1−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸錫、ヒドロキシエタン−2−スルホン酸錫、1−ヒドロキシプロパン−3−スルホン酸錫等のアルカノールスルホン酸塩、水酸化第一錫、水酸化第二錫等の錫の水酸化物、メタ錫酸等が挙げられる。錫化合物は、1種類単独で、あるいは2種類以上を併せて用いることができる。 The tin ion source is not particularly limited as long as it is a tin compound that is soluble in the plating solution and can obtain an aqueous solution having a predetermined concentration. For example, stannous chloride, stannous chloride, stannous sulfate, stannous sulfate, tin pyrophosphate and other inorganic acid salts of tin, stannous citrate, stannous citrate, stannous oxalate Of tin carboxylates such as stannic oxalate, tin methanesulfonate, tin 1-ethanesulfonate, tin 2-ethanesulfonate, tin 1-propanesulfonate, tin 3-propanesulfonate Alkane sulfonate, tin methanol sulfonate, tin hydroxyethane-1-sulfonate, tin 1-hydroxypropane-1-sulfonate, tin hydroxyethane-2-sulfonate, tin 1-hydroxypropane-3-sulfonate, etc. Alkanol sulfonates of the above, stannous hydroxides such as stannous hydroxide and stannic hydroxide, and metastannic acid. A tin compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
なお、ニッケル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、ニッケルを被覆する前の銅粒子中にニッケル合金を構成するニッケル以外の元素を含有させておき、ニッケルのみからなる被膜(ニッケル被膜)を形成させた後に、あらかじめ銅粒子に含有させておいた元素をそのニッケル被膜に拡散させることによって、ニッケル合金被膜を形成させることもできる。 In addition, as a method of forming a nickel alloy film, it is not limited to the method by the electroless plating method mentioned above. For example, an element other than nickel constituting the nickel alloy is contained in the copper particles before being coated with nickel, and after forming a coating made only of nickel (nickel coating), it is previously contained in the copper particles. The nickel alloy film can also be formed by diffusing the element in the nickel film.
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るニッケルコート銅粉の製造方法によれば、粒状で、粒径が小さく均一であり、銅粒子の結晶子径の大きい高結晶性のニッケルコート銅粉を製造することができる。このようなニッケルコート銅粉では、微細で比較的粒度分布が狭い一方で、高結晶性の粒子であるために外観が滑らかで欠陥が無く、結晶性が良好で安定性(表面安定性)が高いものとなり、優れた耐酸化性を有する。 As described above in detail, according to the manufacturing method of the nickel-coated copper powder according to the present embodiment, it is granular, has a small and uniform particle size, and has a high crystalline nickel coat with a large crystallite size of copper particles. Copper powder can be produced. Such nickel-coated copper powder is fine and has a relatively narrow particle size distribution, but is a highly crystalline particle, so it has a smooth appearance, no defects, good crystallinity, and stability (surface stability). It becomes high and has excellent oxidation resistance.
このことから、例えば導電性ペーストの材料(金属フィラー)として用いた場合、樹脂中において凝集せずに均一に分散する優れた分散性を示す。また、耐酸化性を有することにより、この電解銅粉を金属フィラーとして用いた導電性ペーストは、例えば酸化性雰囲気下であっても高温焼成等の焼成処理を適切に施すことができる。 From this, for example, when used as a material (metal filler) of a conductive paste, it exhibits excellent dispersibility in which it is uniformly dispersed without agglomeration in the resin. Further, by having oxidation resistance, the conductive paste using the electrolytic copper powder as a metal filler can be appropriately subjected to a baking treatment such as high-temperature baking even in an oxidizing atmosphere.
≪3.導電性ペースト≫
本実施の形態に係るニッケルコート銅粉は、上述したように、銅粒子の表面にニッケル又はニッケル合金が被覆されたものであって、SEMにより測定される一次粒子の平均粒径が0.1μm以上3.0μm以下であり、一次粒子の粒径の標準偏差値を平均粒径で除した値である粒径の相対標準偏差値が0.3以下であり、また、銅粒子の結晶子径を平均粒径で除した値が0.07以上である。このようなニッケルコート銅粉によれば、凝集を抑えながら、配線の細線化に適した導電性ペーストの原料として好適に用いることができる。
≪3. Conductive paste >>
As described above, the nickel-coated copper powder according to the present embodiment is obtained by coating the surface of copper particles with nickel or a nickel alloy, and the average particle size of primary particles measured by SEM is 0.1 μm. The relative standard deviation of the particle size, which is a value obtained by dividing the standard deviation value of the primary particle size by the average particle size, is 0.3 or less, and the crystallite size of the copper particles is 3.0 μm or less. The value obtained by dividing by the average particle size is 0.07 or more. Such nickel-coated copper powder can be suitably used as a raw material for a conductive paste suitable for thinning wiring while suppressing aggregation.
導電性ペーストは、少なくとも、上述したニッケルコート銅粉と、樹脂(バインダ樹脂)と、溶剤とを混合し、それらを混錬することで製造することができる。また、必要に応じて、硬化後の導電性を改善するために、酸化防止剤やカップリング剤等の添加剤を配合することができる。 The conductive paste can be manufactured by mixing at least the nickel-coated copper powder, the resin (binder resin), and the solvent, and kneading them. Moreover, in order to improve the electroconductivity after hardening, additives, such as antioxidant and a coupling agent, can be mix | blended as needed.
樹脂の種類は、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エチルセルロース樹脂等を用いることができる。 Although the kind of resin is not specifically limited, An epoxy resin, a phenol resin, an ethyl cellulose resin, etc. can be used.
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、その有機溶剤の量は、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、ニッケルコート銅粉の平均粒径を考慮して添加量を調整することができる。 Moreover, as a solvent, organic solvents, such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerol, and terpineol, can be used. Further, the amount of the organic solvent is not particularly limited, but the addition amount is adjusted in consideration of the average particle diameter of the nickel-coated copper powder so as to have a viscosity suitable for a conductive film forming method such as screen printing or a dispenser. be able to.
また、酸化防止剤の種類は、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、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。なお、添加剤としては、酸化防止剤の他に、カップリング剤、粘度調整剤、分散剤、難燃剤、沈降防止剤等を使用することができる。 Moreover, the kind of antioxidant is not specifically limited, For example, 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 having a high adsorptive power to copper is particularly preferable. In addition to the antioxidant, a coupling agent, a viscosity modifier, a dispersant, a flame retardant, an anti-settling agent, and the like can be used as the additive.
この導電性ペーストは、上述した構成成分を均一に分散させることができる限り、従来技術と同様の方法により製造することができる。たとえば、上述した各構成成分を、3本ロールミル等により均一に混練することができる。 This conductive paste can be manufactured by a method similar to the conventional technique as long as the above-described constituent components can be uniformly dispersed. For example, the above-described constituent components can be uniformly kneaded by a three roll mill or the like.
なお、上述した添加剤を添加するタイミングも特に制限されることはなく、ニッケルコート銅粉やバインダ樹脂と同時に溶剤に添加して混練してもよく、あるいは、ニッケルコート銅粉とバインダ樹脂とを溶剤に混ぜて混練させ、その後、自公転ミキサ等を用いて添加してもよい。 The timing of adding the above-mentioned additives is not particularly limited, and the nickel-coated copper powder and the binder resin may be added to the solvent and kneaded at the same time, or the nickel-coated copper powder and the binder resin may be mixed. It may be mixed in a solvent and kneaded, and then added using a self-revolving mixer or the like.
以下に、本発明の実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
<評価方法>
下記実施例及び比較例にて得られたニッケルコート銅粉について、以下の方法により、形状の観察、平均粒径、銅粒子の結晶子径、耐酸化性の評価に関する0.5%重量増加温度、炭素含有量、焼結抵抗、耐候性の測定を行った。
<Evaluation method>
About the nickel coat copper powder obtained by the following Example and the comparative example, 0.5% weight increase temperature regarding the observation of the shape, the average particle diameter, the crystallite diameter of the copper particle, and the evaluation of oxidation resistance by the following method The carbon content, sintering resistance, and weather resistance were measured.
(形状の観察)
走査型電子顕微鏡(SEM、日本電子株式会社製,JSM−7100F)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ニッケルコート銅粉を観察した。
(Observation of shape)
Using a scanning electron microscope (SEM, manufactured by JEOL Ltd., JSM-7100F), 20 visual fields were arbitrarily observed at a predetermined magnification, and nickel-coated copper powder contained in the visual field was observed.
(平均粒径)
得られたニッケルコート銅粉の平均粒径については、SEMを用いて観察し、銅粉300個以上の一次粒子の粒径を測長することで、その平均値を求めて平均粒径とした。
(Average particle size)
About the average particle diameter of the obtained nickel coat copper powder, it observed using SEM, and the average value was calculated | required and made into the average particle diameter by measuring the particle diameter of 300 or more primary particles of copper powder. .
(結晶子径)
得られたニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶子径については、X線回折装置(PAN alytical社製,X‘pert PRO)を用いて測定し、得られたX線回折パターンから、一般にScherrerの式として知られる公知の方法を用いて算出した。
(Crystallite diameter)
About the crystallite diameter of the copper particle which comprises the obtained nickel coat copper powder, it measured using the X-ray-diffraction apparatus (the product made by PAN, X'pert PRO), and generally from the obtained X-ray-diffraction pattern, Calculations were made using a known method known as the Scherrer equation.
(0.5%重量増加温度)
得られたニッケルコート銅粉の0.5%重量増加温度については、乾燥して得られたニッケルコート銅粉を、打錠プレスにより直径約3mm、厚さ2mmの円筒状ペレットとし、熱分析装置(ブルカー社製,TG−DTA2000SR)を用いて、空気流量を100mL/分とし、10℃/分で昇温させたときの重量増加量を測定し、0.5%重量が増加したときの温度を、0.5%重量増加温度として求めた。
(0.5% weight increase temperature)
About the 0.5% weight increase temperature of the obtained nickel-coated copper powder, the nickel-coated copper powder obtained by drying was made into a cylindrical pellet having a diameter of about 3 mm and a thickness of 2 mm by a tableting press, and a thermal analyzer (Bruker, TG-DTA2000SR), the air flow rate is 100 mL / min, the weight increase when the temperature is raised at 10 ° C./min is measured, and the temperature when the weight increases by 0.5% Was determined as a 0.5% weight gain temperature.
(炭素含有量)
得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量については、炭素硫黄分析装置(LECO社製,CS−600)を用いて、高周波燃焼−赤外吸収法により測定した。
(Carbon content)
About the carbon content of the obtained nickel coat copper powder, it measured by the high frequency combustion-infrared absorption method using the carbon sulfur analyzer (the LECO company make, CS-600).
(焼結抵抗)
耐酸化性に関するTG評価後のペレットを、4端子法抵抗測定器(株式会社三菱化学アナリティカル製)により抵抗値を測定し、ペレット形状から抵抗率(μΩ・cm)を算出した。
(Sintering resistance)
The resistance value of the pellet after TG evaluation related to oxidation resistance was measured by a four-terminal resistance measuring instrument (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytical Co., Ltd.), and the resistivity (μΩ · cm) was calculated from the pellet shape.
(耐候性)
焼結抵抗を測定したペレットを、85℃、相対湿度85%(R.H.)の恒温恒湿下で500時間保持した後、抵抗測定と同様の手法でペレットの抵抗率を算出し、抵抗率の上昇率を算出した。上昇率は、恒温恒湿下に暴露された時間である500時間後の抵抗率と、暴露前の0時間における抵抗率との差をパーセント表示し、20%以下が信頼のおける導電性ペーストとして評価した。
(Weatherability)
The pellets whose sintering resistance was measured were held at a constant temperature and humidity of 85 ° C. and a relative humidity of 85% (RH) for 500 hours, and then the resistivity of the pellet was calculated by the same method as that for resistance measurement. The rate of increase was calculated. The rate of increase is the percentage difference between the resistivity after 500 hours of exposure to constant temperature and humidity and the resistivity at 0 hours before exposure, and 20% or less is a reliable conductive paste. evaluated.
[実施例1](ニッケル被膜:Ni−P合金)
硫酸銅五水和物(住友金属鉱山株式会社製)500gを純水3Lに溶解させ、そこへ、25%水酸化ナトリウム水溶液(関東化学株式会社製)600mLと、分散剤であるポリビニルアルコール(株式会社クラレ製,PVA205)1.28gを純水1Lに溶解させた分散剤溶液とを添加した。さらに、消泡剤(株式会社アデカ製,アデカノールLG−126)を体積比で100倍に希釈し、この消泡剤希釈液10mLを添加した。これにより、銅塩溶液を調製した。
[Example 1] (Nickel coating: Ni-P alloy)
500 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) is dissolved in 3 L of pure water, to which 600 mL of 25% aqueous sodium hydroxide solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and polyvinyl alcohol (stock) A dispersant solution prepared by dissolving 1.28 g of PVA205 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) in 1 L of pure water was added. Further, an antifoaming agent (manufactured by Adeka Co., Ltd., Adecanol LG-126) was diluted 100 times by volume, and 10 mL of this antifoaming agent dilution was added. Thereby, a copper salt solution was prepared.
次に、調製した銅塩溶液を撹拌しながら60℃で保持し、そこへ、アスコルビン酸(和光純薬工業株式会社製)881gを純水2Lに溶解させて60℃に加熱した還元剤溶液を投入し、60℃で3時間撹拌しながら保持した。 Next, while maintaining the prepared copper salt solution at 60 ° C. while stirring, a reducing agent solution obtained by dissolving 881 g of ascorbic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 2 L of pure water and heating to 60 ° C. The mixture was added and held at 60 ° C. with stirring for 3 hours.
撹拌終了後、その反応液を、吸引濾過機を使用して濾過し、反応液中の銅粒子を固液分離した。続いて、回収した銅粒子を純水2L中に投入し、そこへ、ステアリン酸エマルジョン(中京油脂株式会社製,セロゾール920)2.5gを添加して15分間撹拌した後、吸引濾過機で濾過して回収した。続いて、回収した銅粒子を純水2L中に投入し、15分間の撹拌による洗浄と吸引濾過機による濾過からなる操作を行った。その後、銅粒子をステンレスバット上に移し、真空乾燥機にて60℃で10時間乾燥して、銅粉を得た。なお、図1は、実施例1にて得られた銅粉(ニッケル被覆前の銅粉)のSEM観察像である。図1に示されるように、得られた銅粉は粒状の形状を有するものであった。 After completion of the stirring, the reaction solution was filtered using a suction filter, and the copper particles in the reaction solution were separated into solid and liquid. Subsequently, the recovered copper particles are put into 2 L of pure water, and 2.5 g of stearic acid emulsion (manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd., Cellosol 920) is added thereto and stirred for 15 minutes, followed by filtration with a suction filter. And recovered. Subsequently, the recovered copper particles were put into 2 L of pure water, and an operation including washing by stirring for 15 minutes and filtration by a suction filter was performed. Thereafter, the copper particles were transferred onto a stainless bat and dried at 60 ° C. for 10 hours with a vacuum dryer to obtain copper powder. 1 is an SEM observation image of the copper powder (copper powder before nickel coating) obtained in Example 1. FIG. As shown in FIG. 1, the obtained copper powder had a granular shape.
次に、上述した方法で作製した銅粉を用いて、無電解ニッケルめっきによりその銅粉表面にニッケルの被覆を行い、ニッケルコート銅粉を作製した。なお、還元剤として次亜リン酸塩を含有する無電解ニッケルめっき液を用いたため、得られた被膜はNi−P合金被膜となる。 Next, using the copper powder produced by the method described above, the surface of the copper powder was coated with nickel by electroless nickel plating to produce a nickel-coated copper powder. In addition, since the electroless nickel plating solution containing a hypophosphite as a reducing agent was used, the obtained film turns into a Ni-P alloy film.
具体的には、無電解ニッケルめっき液として、硫酸ニッケル20g/L、次亜リン酸ナトリウム25g/L、酢酸ナトリウム10g/L、クエン酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加し、さらに水酸化ナトリウムを添加してpH5.0に調整しためっき液を500mL用意した。 Specifically, as an electroless nickel plating solution, nickel sulfate 20 g / L, sodium hypophosphite 25 g / L, sodium acetate 10 g / L, sodium citrate 10 g / L are added at each concentration, and sodium hydroxide is further added. 500 mL of a plating solution adjusted to pH 5.0 by adding the above was prepared.
この無電解ニッケルめっき液に、上述した方法で作製した銅粉100gを水100mL中に分散させたスラリーを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を90℃まで加熱して60分間撹拌した。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。 In this electroless nickel plating solution, a slurry in which 100 g of copper powder prepared by the above-described method is dispersed in 100 mL of water is stirred and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature is heated to 90 ° C. and stirred for 60 minutes. did. After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol.
このようして得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有するものであった。また、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the nickel-coated copper powder thus obtained was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder had a granular shape. The number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
また、そのSEM像より300個以上の一次粒子の粒径を測長して粒子数で平均することで求めた平均粒径は1.80μmであり、一次粒子の粒径の標準偏差値を平均粒径で除した粒径の相対標準偏差値は0.19であった。また、ニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶子径は153nmであり、結晶子径/平均粒径で表される値は0.08であった。 In addition, the average particle size obtained by measuring the particle size of 300 or more primary particles from the SEM image and averaging them by the number of particles is 1.80 μm, and the standard deviation value of the particle size of the primary particles is averaged. The relative standard deviation value of the particle size divided by the particle size was 0.19. Moreover, the crystallite diameter of the copper particle which comprises nickel coat copper powder was 153 nm, and the value represented by crystallite diameter / average particle diameter was 0.08.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケル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、ニッケル合金に含まれるリンの含有量は、ニッケル合金の質量100%に対して6.1質量%であった。また、0.5%重量増加温度は、240℃であり、230℃を超えるものとなり、良好な耐酸化性を有するものであった。また、抵抗率は、205μΩ・cmと低抵抗となった。また、耐候性に関しては、抵抗率の差が7%であり、良好であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は、0.25質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 10.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. Further, the content of phosphorus contained in the nickel alloy was 6.1% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. Further, the 0.5% weight increase temperature was 240 ° C., which exceeded 230 ° C., and had good oxidation resistance. The resistivity was as low as 205 μΩ · cm. Moreover, regarding the weather resistance, the difference in resistivity was 7%, which was favorable. Moreover, carbon content of the obtained nickel coat copper powder was 0.25 mass%.
[実施例2]
硫酸銅五水和物(住友金属鉱山株式会社製)25.0gを純水150mLに溶解させ、そこへ、25%水酸化ナトリウム水溶液(関東化学株式会社製)30mLと、分散剤であるポリビニルアルコール(株式会社クラレ製,PVA205)0.06gを純水50mLに溶解させた分散剤溶液とを添加した。さらに、消泡剤(株式会社アデカ製,アデカノールLG−126)を体積比で100倍に希釈し、この消泡剤希釈液5mLを添加した。これにより、銅塩溶液を調製した。
[Example 2]
25.0 g of copper sulfate pentahydrate (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) is dissolved in 150 mL of pure water, and 30 mL of 25% sodium hydroxide aqueous solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and polyvinyl alcohol as a dispersant are added thereto. A dispersant solution in which 0.06 g (manufactured by Kuraray Co., Ltd., PVA205) was dissolved in 50 mL of pure water was added. Furthermore, an antifoaming agent (manufactured by Adeka Co., Ltd., Adecanol LG-126) was diluted 100 times by volume, and 5 mL of this antifoaming agent dilution was added. Thereby, a copper salt solution was prepared.
次に、調製した銅塩溶液を撹拌しながら80℃で保持し、そこへ、アスコルビン酸(和光純薬工業株式会社製)44gを純水100mLに溶解させて80℃に加熱した還元剤溶液を投入し、80℃で3時間撹拌しながら保持した。そして、反応液の温度を80℃としたこと以外の条件は、実施例1と同様に行った。 Next, the prepared copper salt solution is kept at 80 ° C. while stirring, and 44 g of ascorbic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is dissolved in 100 mL of pure water and heated to 80 ° C. The mixture was added and held at 80 ° C. with stirring for 3 hours. And conditions other than having made the temperature of a reaction liquid into 80 degreeC were performed similarly to Example 1. FIG.
撹拌終了後、その反応液を、吸引濾過機を使用して濾過し、反応液中の銅粒子を固液分離した。続いて、回収した銅粒子を純水200mL中に投入し、そこへ、ステアリン酸エマルジョン(中京油脂株式会社製,セロゾール920)0.13gを添加して15分間撹拌した後、吸引濾過機で濾過して回収した。続いて、回収した銅粒子を純水200mL中に投入し、15分間の撹拌による洗浄と吸引濾過機による濾過からなる操作を行った。その後、銅粒子をステンレスバット上に移し、真空乾燥機にて60℃で10時間乾燥して、銅粉を得た。 After completion of the stirring, the reaction solution was filtered using a suction filter, and the copper particles in the reaction solution were separated into solid and liquid. Subsequently, the recovered copper particles are put into 200 mL of pure water, and 0.13 g of stearic acid emulsion (manufactured by Chukyo Yushi Co., Ltd., Cellosol 920) is added thereto and stirred for 15 minutes, followed by filtration with a suction filter. And recovered. Subsequently, the recovered copper particles were put into 200 mL of pure water, and an operation consisting of washing with stirring for 15 minutes and filtration with a suction filter was performed. Thereafter, the copper particles were transferred onto a stainless bat and dried at 60 ° C. for 10 hours with a vacuum dryer to obtain copper powder.
その後、実施例1と同じく、無電解ニッケルめっきによりその銅粉表面にニッケルの被覆を行い、ニッケルコート銅粉を作製した。 Thereafter, similarly to Example 1, the surface of the copper powder was coated with nickel by electroless nickel plating to produce a nickel-coated copper powder.
このようして得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有するものであった。また、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the nickel-coated copper powder thus obtained was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder had a granular shape. The number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
また、SEM像より300個以上の一次粒子の粒径を測長して粒子数で平均することで求めた平均粒径は2.28μmであり、一次粒子の粒径の標準偏差値を平均粒径で除した粒径の相対標準偏差値は0.23であった。また、ニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶子径は296nmであり、結晶子径/平均粒径で表される値は0.12であった。 In addition, the average particle size obtained by measuring the particle size of 300 or more primary particles from the SEM image and averaging them by the number of particles is 2.28 μm, and the standard deviation value of the particle size of the primary particles is the average particle size. The relative standard deviation value of the particle diameter divided by the diameter was 0.23. Moreover, the crystallite diameter of the copper particle which comprises nickel coat copper powder was 296 nm, and the value represented by crystallite diameter / average particle diameter was 0.12.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して12.2質量%であった。また、ニッケル合金に含まれるリンの含有量は、ニッケル合金の質量100%に対して7.8質量%であった。また、0.5%重量増加温度は、258℃であり、230℃を超えるものとなり、良好な耐酸化性を有するものであった。また、抵抗率は、190μΩ・cmと低抵抗となった。また、耐候性に関しては、抵抗率の差が6%であり、良好であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は0.28質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 12.2% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. Moreover, content of phosphorus contained in the nickel alloy was 7.8% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. The 0.5% weight increase temperature was 258 ° C., which exceeded 230 ° C., and had good oxidation resistance. The resistivity was as low as 190 μΩ · cm. Moreover, regarding the weather resistance, the difference in resistivity was 6%, which was favorable. Moreover, the carbon content of the obtained nickel-coated copper powder was 0.28% by mass.
[実施例3](ニッケル被膜:Ni−B合金)
実施例1において得られた銅粉を用い、還元剤としてホウ水素化合物を含有する無電解ニッケルめっき液を用いて、その銅粉の表面にニッケル被膜を形成させた。なお、得られるニッケル被膜としては、Ni−B合金被膜となる。
[Example 3] (Nickel coating: Ni-B alloy)
Using the copper powder obtained in Example 1, a nickel coating was formed on the surface of the copper powder using an electroless nickel plating solution containing a borohydride compound as a reducing agent. In addition, as a nickel film obtained, it becomes a Ni-B alloy film.
具体的には、無電解ニッケルめっき液として、硫酸ニッケル30g/L、コハク酸ナトリウム50g/L、ホウ酸30g/L、塩化アンモニウム30g/L、ジメチルアミンボラン4g/Lを各濃度で添加し、さらに水酸化ナトリウムを添加してpH6.0に調整しためっき液を500mL用意した。 Specifically, as an electroless nickel plating solution, nickel sulfate 30 g / L, sodium succinate 50 g / L, boric acid 30 g / L, ammonium chloride 30 g / L, dimethylamine borane 4 g / L were added at each concentration, Further, 500 mL of a plating solution adjusted to pH 6.0 by adding sodium hydroxide was prepared.
この無電解ニッケルめっき液に、銅粉100gを水100mL中に分散させたスラリーを入れ、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。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。 To this electroless nickel plating solution, a slurry in which 100 g of copper powder was dispersed in 100 mL of water 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. After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol.
このようして得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有するものであった。また、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the nickel-coated copper powder thus obtained was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder had a granular shape. The number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して14.0質量%であった。また、ニッケル合金に含まれるボロンの含有量は、ニッケル合金の質量100%に対して4.9質量%であった。また、0.5%重量増加温度は、260℃であり、230℃を超えるものとなり、良好な耐酸化性を有するものであった。また、抵抗率は、330μΩ・cmと低抵抗となった。また、耐候性に関しては、抵抗率の差が10%であり、良好であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は、0.26質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 14.0% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. Further, the content of boron contained in the nickel alloy was 4.9% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. The 0.5% weight increase temperature was 260 ° C., which exceeded 230 ° C., and had good oxidation resistance. The resistivity was as low as 330 μΩ · cm. Moreover, regarding the weather resistance, the difference in resistivity was 10%, which was favorable. Moreover, carbon content of the obtained nickel coat copper powder was 0.26 mass%.
[実施例4](ニッケル被膜:純Ni)
実施例1において得られた銅粉を用い、還元剤としてヒドラジン化合物を含有する無電解ニッケルめっき液を用いて、その銅粉の表面にニッケル被膜を形成させた。なお、得られたニッケル被膜としては、合金化されていないニッケル(純ニッケル)となる。
[Example 4] (Nickel coating: pure Ni)
Using the copper powder obtained in Example 1, an electroless nickel plating solution containing a hydrazine compound as a reducing agent was used to form a nickel coating on the surface of the copper powder. The obtained nickel coating is nickel that has not been alloyed (pure nickel).
具体的には、銅粉100gを水500mL中に分散させたスラリーに、酢酸ニッケルを濃度12.4g/Lとなるよう添加し、ヒドラジン一水和物80質量%水溶液6gをその浴中に60分間にわたり徐々に撹拌しながら滴下した。このとき、浴温は60℃になるように管理した。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。 Specifically, nickel acetate was added to a slurry in which 100 g of copper powder was dispersed in 500 mL of water so as to have a concentration of 12.4 g / L, and 6 g of an 80% by mass aqueous solution of hydrazine monohydrate was added to the bath. The solution was added dropwise with gradual stirring over a period of minutes. At this time, the bath temperature was controlled to 60 ° C. After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol.
このようして得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有するものであった。また、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the nickel-coated copper powder thus obtained was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder had a granular shape. The number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して9.4質量%であった。また、0.5%重量増加温度は、239℃であり、230℃を超えるものとなり、良好な耐酸化性を有するものであった。また、抵抗率は、175μΩ・cmと低抵抗となった。また、耐候性に関しては、抵抗率の差が5.8%であり、良好であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は、0.26質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 9.4% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. The 0.5% weight increase temperature was 239 ° C., which exceeded 230 ° C., and had good oxidation resistance. The resistivity was as low as 175 μΩ · cm. Moreover, regarding the weather resistance, the difference in resistivity was 5.8%, which was favorable. Moreover, carbon content of the obtained nickel coat copper powder was 0.26 mass%.
[実施例5〜11](ニッケル被膜:Ni−金属元素の合金)
実施例1において得られた銅粉を用い、種々の無電解ニッケルめっき液を用いて、その銅粉の表面にニッケル合金の被膜を形成させた。
[Examples 5 to 11] (Nickel coating: Ni-metal element alloy)
Using the copper powder obtained in Example 1, a nickel alloy film was formed on the surface of the copper powder using various electroless nickel plating solutions.
合金用の無電解ニッケルめっき液としては、銅粉100gを水500mL中に分散させたスラリーに、酢酸ニッケルを濃度12.4g/Lとなるよう添加し、ヒドラジン3.2gをその浴中に60分間にわたり徐々に撹拌しながら滴下した。なお、浴温は60℃になるように管理した。 As an electroless nickel plating solution for an alloy, nickel acetate was added to a slurry in which 100 g of copper powder was dispersed in 500 mL of water to a concentration of 12.4 g / L, and 3.2 g of hydrazine was added to the bath. The solution was added dropwise with gradual stirring over a period of minutes. The bath temperature was controlled to 60 ° C.
このとき、それぞれ所望とするニッケル合金被膜が形成されるように、それぞれの金属化合物を銅粉のスラリーと酢酸ニッケルとを含む浴中に添加し、さらにヒドラジンを徐々に添加した。 At this time, each metal compound was added to a bath containing a slurry of copper powder and nickel acetate so that a desired nickel alloy film was formed, and hydrazine was gradually added.
金属化合物としては、実施例5では、タングステン酸ナトリウムを1.5g添加してNi−W合金被膜を形成させた。また、実施例6では、硫酸コバルトを2g添加してNi−Co合金被膜を形成させた。また、実施例7では、硫酸亜鉛七水和物とクエン酸ナトリウムとをそれぞれ4gずつ添加してNi−Zn合金被膜を形成させた。また、実施例8では、塩化パラジウムを2g添加してNi−Pd合金被膜を形成させた。また、実施例9では、テトラクロロ白金酸カリウム2gとグリシン1gとをそれぞれ添加してNi−Pt合金被膜を形成させた。また、実施例10では、モリブデン酸ナトリウムとクエン酸三ナトリウムとをそれぞれ1gずつ添加してNi−Mo合金被膜を形成させた。また、実施例11では、錫酸ナトリウムを1g添加してNi−Sn合金被膜を形成させた。 As a metal compound, in Example 5, 1.5 g of sodium tungstate was added to form a Ni—W alloy film. In Example 6, 2 g of cobalt sulfate was added to form a Ni—Co alloy film. In Example 7, 4 g each of zinc sulfate heptahydrate and sodium citrate were added to form a Ni—Zn alloy film. In Example 8, 2 g of palladium chloride was added to form a Ni—Pd alloy film. In Example 9, 2 g of potassium tetrachloroplatinate and 1 g of glycine were added to form a Ni—Pt alloy film. In Example 10, 1 g each of sodium molybdate and trisodium citrate was added to form a Ni—Mo alloy coating. In Example 11, 1 g of sodium stannate was added to form a Ni—Sn alloy film.
それぞれ反応が終了した後、粉末をろ過、水洗してエタノールを通じて乾燥させた。 After completion of each reaction, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol.
このようして得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有するものであった。また、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the nickel-coated copper powder thus obtained was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder had a granular shape. The number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
次いで、ニッケル合金の被覆量の測定、ニッケル合金の被覆量、合金元素の含有量、0.5%重量増加温度、抵抗率、耐候性、炭素含有量の各測定を行った。下記表1に、それらの各測定結果をまとめて示す。 Subsequently, the measurement of the nickel alloy coating amount, the nickel alloy coating amount, the alloy element content, the 0.5% weight increase temperature, the resistivity, the weather resistance, and the carbon content were measured. Table 1 below summarizes each measurement result.
[実施例12](ニッケル被膜:Ni−P−W合金)
実施例1において得られた銅粉を用い、還元剤として次亜リン酸塩を含有し、さらにタングステン酸塩を含有する無電解ニッケルめっき液を用い、その銅粉の表面にニッケル被膜を形成させた。なお、得られるニッケル被膜としては、Ni−P−W合金被膜となる。
[Example 12] (Nickel coating: Ni-P-W alloy)
Using the copper powder obtained in Example 1, using an electroless nickel plating solution containing hypophosphite as a reducing agent and further containing tungstate, a nickel coating is formed on the surface of the copper powder. It was. In addition, as a nickel film obtained, it becomes a Ni-P-W alloy film.
具体的には、無電解ニッケルめっき液として、硫酸ニッケル20g/L、次亜リン酸ナトリウム25g/L、酢酸ナトリウム10g/L、クエン酸ナトリウム10g/Lを各濃度で添加しためっき液に、さらにタングステン酸ナトリウムを1.5g添加し、水酸化ナトリウムを添加してpH5.0に調整しためっき液を500mL用意した。 Specifically, as an electroless nickel plating solution, a plating solution in which nickel sulfate 20 g / L, sodium hypophosphite 25 g / L, sodium acetate 10 g / L, and sodium citrate 10 g / L are added at each concentration, 500 g of a plating solution prepared by adding 1.5 g of sodium tungstate and adjusting the pH to 5.0 by adding sodium hydroxide was prepared.
この無電解ニッケルめっき液に、銅粉100gを水100mL中に分散させたスラリーを入れ、25℃で10分間撹拌した後、浴温を90℃まで加熱して60分間撹拌した。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。 To this electroless nickel plating solution, a slurry in which 100 g of copper powder was dispersed in 100 mL of water was added and stirred at 25 ° C. for 10 minutes, and then the bath temperature was heated to 90 ° C. and stirred for 60 minutes. After the reaction was completed, the powder was filtered, washed with water and dried through ethanol.
このようして得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状を有するものであった。また、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the nickel-coated copper powder thus obtained was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder had a granular shape. The number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケル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、ニッケル合金に含まれるリン、タングステンの含有量は、ニッケル合金の質量100%に対してそれぞれ3.8質量%、2.0質量%であった。また、0.5%重量増加温度は、260℃であり、230℃を超えるものとなり、良好な耐酸化性を有するものであった。また、抵抗率は、351μΩ・cmと低抵抗となった。また、耐候性に関しては、抵抗率の差が9.7%であり、良好であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は、0.26質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 11.1% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. The contents of phosphorus and tungsten contained in the nickel alloy were 3.8% by mass and 2.0% by mass, respectively, with respect to 100% by mass of the nickel alloy. The 0.5% weight increase temperature was 260 ° C., which exceeded 230 ° C., and had good oxidation resistance. The resistivity was as low as 351 μΩ · cm. Moreover, regarding the weather resistance, the difference in resistivity was 9.7%, which was favorable. Moreover, carbon content of the obtained nickel coat copper powder was 0.26 mass%.
[比較例1]
銅粉の製造に際して、銅塩溶液、還元剤水溶液、保持時間中の反応液の温度を、それぞれ40℃としたこと以外は、実施例2と同様にして銅粉を製造した。そして、得られた銅粉に、実施例2と同様の条件でニッケル被膜を形成させニッケルコート銅粉を作製した。
[Comparative Example 1]
In the production of copper powder, copper powder was produced in the same manner as in Example 2, except that the temperature of the copper salt solution, the reducing agent aqueous solution, and the reaction solution during the holding time was 40 ° C., respectively. And the nickel coating was formed on the obtained copper powder on the conditions similar to Example 2, and the nickel coat copper powder was produced.
得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、粒状の形状であった。さらに、SEMにより観察したニッケルコート銅粉は、表面が凹凸で丸みを帯び結晶性が低くことが予想されたが、ニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the obtained nickel-coated copper powder was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder was in a granular shape. Furthermore, it was expected that the nickel-coated copper powder observed by SEM had a rough surface and was rounded and had low crystallinity, but the number of nickel-coated copper powders was 80% or more of the total number.
また、SEM像より300個以上の一次粒子の粒径を測長して粒子数で平均することで求めた平均粒径は1.81μmであり、一次粒子の粒径の標準偏差値を平均粒径で除した粒径の相対標準偏差値は0.29であった。ただし、ニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶子径は97nmと小さく、そのことにより、結晶子径/平均粒径で表される値は0.05となり多結晶構造であった。 In addition, the average particle size obtained by measuring the particle size of 300 or more primary particles from the SEM image and averaging them by the number of particles is 1.81 μm, and the standard deviation value of the particle size of the primary particles is the average particle size. The relative standard deviation value of the particle diameter divided by the diameter was 0.29. However, the crystallite diameter of the copper particles constituting the nickel-coated copper powder was as small as 97 nm, and as a result, the value represented by crystallite diameter / average particle diameter was 0.05, which was a polycrystalline structure.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して13.0質量%であった。また、ニッケル合金に含まれるリンの含有量は、ニッケル合金の質量100%に対して8.0質量%であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は、0.25質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 13.0% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. The content of phosphorus contained in the nickel alloy was 8.0% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. Moreover, carbon content of the obtained nickel coat copper powder was 0.25 mass%.
このような多結晶構造のニッケルコート銅粉では、0.5%重量増加温度が、220℃であり、230℃以下と耐酸化性は満足いくものではなかった。さらに、抵抗率についても、520μΩ・cmと高抵抗となり、耐候性に関しても抵抗率の差が25%となり、悪化した。 In such a nickel-coated copper powder having a polycrystalline structure, the 0.5% weight increase temperature was 220 ° C., and the oxidation resistance of 230 ° C. or less was not satisfactory. Furthermore, the resistivity was as high as 520 μΩ · cm, and the weather resistance was also deteriorated by a difference in resistivity of 25%.
[比較例2]
銅粉の製造に際して、ポリビニルアルコールを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして銅粉を製造した。そして、得られた銅粉に、実施例1と同様の条件でニッケル被膜を形成させニッケルコート銅粉を作製した。
[Comparative Example 2]
A copper powder was produced in the same manner as in Example 1 except that polyvinyl alcohol was not added during the production of the copper powder. And the nickel coating was formed on the obtained copper powder on the conditions similar to Example 1, and the nickel coat copper powder was produced.
得られたニッケルコート銅粉の形状を、上述したSEMを用いた方法で観察した。ニッケルコート銅粉は、比較的高結晶の外観を有しており、この構造を有するニッケルコート銅粉の個数は、全個数の80%以上であった。 The shape of the obtained nickel-coated copper powder was observed by the method using the SEM described above. The nickel-coated copper powder has a relatively high crystal appearance, and the number of nickel-coated copper powders having this structure was 80% or more of the total number.
また、SEM像より300個以上の一次粒子の粒径を測長して粒子数で平均することで求めた平均粒径は3.8μmであり、一次粒子の粒径の標準偏差値を平均粒径で除した粒径の相対標準偏差値は0.19であった。また、ニッケルコート銅粉を構成する銅粒子の結晶子径は187nmであり、結晶子径/平均粒径で表される値は0.05であった。 In addition, the average particle size obtained by measuring the particle size of 300 or more primary particles from the SEM image and averaging them by the number of particles is 3.8 μm, and the standard deviation value of the particle size of the primary particles is the average particle size. The relative standard deviation value of the particle diameter divided by the diameter was 0.19. Moreover, the crystallite diameter of the copper particle which comprises nickel coat copper powder was 187 nm, and the value represented by crystallite diameter / average particle diameter was 0.05.
次いで、ニッケル合金の被覆量を測定したところ、ニッケルコート銅粉全体の質量100%に対して10.0質量%であった。また、ニッケル合金に含まれるリンの含有量は、ニッケル合金の質量100%に対して7.0質量%であった。また、0.5%重量増加温度は、220℃であり、230℃以下と耐酸化性は悪化した。また、抵抗率についても、600μΩ・cmと高抵抗となった。なお、耐候性に関しては、抵抗率の差が14%となり、良好であった。また、得られたニッケルコート銅粉の炭素含有量は、0.20質量%であった。 Subsequently, when the coating amount of the nickel alloy was measured, it was 10.0% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder. The content of phosphorus contained in the nickel alloy was 7.0% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. Moreover, the 0.5% weight increase temperature was 220 degreeC, and the oxidation resistance deteriorated to 230 degrees C or less. Also, the resistivity was as high as 600 μΩ · cm. In addition, regarding the weather resistance, the difference in resistivity was 14%, which was favorable. Moreover, the carbon content of the obtained nickel-coated copper powder was 0.20% by mass.
本発明のニッケルコート銅粉は、電子機器における配線層や電極等を形成するために、樹脂型ペーストや低温焼成型ペーストの原料の金属フィラーとして好適に使用することができる。 The nickel-coated copper powder of the present invention can be suitably used as a metal filler as a raw material for resin-type pastes and low-temperature firing-type pastes in order to form wiring layers and electrodes in electronic devices.
Claims (23)
走査型電子顕微鏡により測定される一次粒子の平均粒径が0.1μm以上3.0μm以下であり、
前記一次粒子の粒径の標準偏差値を、前記平均粒径で除した値である粒径の相対標準偏差値が0.3以下であり、
銅粒子の結晶子径を前記平均粒径で除した値が0.07以上である
ことを特徴とするニッケルコート銅粉。 A nickel-coated copper powder in which nickel or a nickel alloy is coated on the surface of copper particles,
The average particle size of primary particles measured by a scanning electron microscope is 0.1 μm or more and 3.0 μm or less,
The standard deviation value of the particle size of the primary particles divided by the average particle size is a relative standard deviation value of the particle size of 0.3 or less,
A value obtained by dividing the crystallite diameter of copper particles by the average particle diameter is 0.07 or more.
請求項1に記載のニッケルコート銅粉。 The nickel coat copper powder according to claim 1 whose crystallite diameter of said copper particles is 60 nm or more.
請求項1又は2に記載のニッケルコート銅粉。 The nickel-coated copper powder according to claim 1 or 2, wherein the shape of the nickel-coated copper powder is granular.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉。 The nickel-coated copper powder according to any one of claims 1 to 3, wherein a carbon content of the nickel-coated copper powder is 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉。 The nickel-coated copper powder according to any one of claims 1 to 4, wherein a coating amount of nickel or a nickel alloy is 1% by mass to 33% by mass with respect to 100% by mass of the entire nickel-coated copper powder.
コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、錫、リン、及びボロンから選ばれる少なくとも1種以上を、前記ニッケル合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%の割合で含有したニッケル合金で被覆されている
請求項5に記載のニッケルコート銅粉。 The surface of the copper particles is coated with a nickel alloy,
Contains at least one selected from cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus, and boron in a proportion of 0.1% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. The nickel-coated copper powder according to claim 5, wherein the nickel-coated copper powder is coated with a nickel alloy.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉。 The 0.5% weight increase temperature when heated at a rate of temperature increase from room temperature to 10 ° C / min in the air by measurement using a thermal analyzer exceeds 230 ° C. The nickel-coated copper powder described.
導電性ペースト。 A conductive paste obtained by kneading the nickel-coated copper powder according to any one of claims 1 to 7, a resin, and a solvent.
銅化合物を含む溶液と、アルカリ金属の水酸化物を含む溶液と、分散剤を含む溶液とを混合して銅塩溶液を作製する銅塩溶液作製工程と、
前記銅塩溶液と還元剤溶液とを混合して銅粒子を生成させる銅粒子生成工程と、
前記銅粒子にニッケル又はニッケル合金を被覆するニッケル被覆工程と、を有し、
前記銅粒子生成工程では、前記銅塩溶液及び前記還元剤溶液の温度を50℃以上90℃以下の範囲として、該銅塩溶液へ該還元剤溶液を添加することによって混合する
ことを特徴とするニッケルコート銅粉の製造方法。 A method for producing nickel-coated copper powder in which the surface of copper particles is coated with nickel or a nickel alloy,
A copper salt solution preparation step of preparing a copper salt solution by mixing a solution containing a copper compound, a solution containing an alkali metal hydroxide, and a solution containing a dispersant;
A copper particle production step of producing copper particles by mixing the copper salt solution and the reducing agent solution;
A nickel coating step of coating the copper particles with nickel or a nickel alloy,
In the copper particle generation step, the temperature of the copper salt solution and the reducing agent solution is set in a range of 50 ° C. or more and 90 ° C. or less, and mixing is performed by adding the reducing agent solution to the copper salt solution. Method for producing nickel-coated copper powder.
請求項9に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 10. The nickel-coated copper powder according to claim 9, wherein in the copper salt solution preparation step, the amount of the dispersant added is in the range of 0.01% by mass to 10% by mass with respect to the amount of copper in the copper compound. Manufacturing method.
請求項9又は10に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The nickel-coated copper powder according to claim 9 or 10, wherein the dispersant is at least one selected from polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, polyvinylpyrrolidone, a modified silicone oil surfactant, and a polyether surfactant. Manufacturing method.
請求項9乃至11のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The method for producing nickel-coated copper powder according to claim 9, wherein the copper compound is copper sulfate pentahydrate.
請求項9乃至12のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The method for producing nickel-coated copper powder according to any one of claims 9 to 12, wherein the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide.
請求項9乃至13のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 14. The nickel-coated copper powder according to claim 9, wherein in the copper particle generation step, the amount of the reducing agent added is 1 equivalent to 7 equivalents with respect to the amount of copper in the copper compound. Manufacturing method.
請求項9乃至14のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The method for producing nickel-coated copper powder according to any one of claims 9 to 14, wherein the reducing agent is at least one selected from organic compounds having a lactone structure, formalin, glucose, and polysaccharides.
請求項15に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The method for producing a nickel-coated copper powder according to claim 15, wherein the reducing agent includes one or more selected from ascorbic acid or a derivative thereof.
請求項9乃至16のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The nickel-coated copper powder has a value obtained by dividing the crystallite diameter of the nickel-coated copper powder by the average particle diameter of primary particles measured by observing the nickel-coated copper powder with a scanning electron microscope. It is 07 or more. The manufacturing method of the nickel coat copper powder of any one of Claims 9 thru | or 16.
請求項17に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The method for producing nickel-coated copper powder according to claim 17, wherein the crystallite diameter of the copper particles is 60 nm or more.
請求項17又は18に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The nickel-coated copper powder has a relative standard deviation value of a particle diameter, which is a value obtained by dividing a standard deviation value of a particle diameter of primary particles of the nickel-coated copper powder by the average particle diameter, of 0.3 or less. The manufacturing method of the nickel coat copper powder of 17 or 18.
請求項9乃至19のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 In the said nickel coating process, the coating amount of the nickel or nickel alloy with respect to the said copper particle shall be 1 mass%-33 mass% with respect to 100 mass of the said nickel coat copper powder whole, The any one of Claim 9 thru | or 19 The manufacturing method of the nickel coat copper powder of description.
前記銅粒子の表面にニッケル合金を被覆し、
コバルト、亜鉛、タングステン、モリブデン、パラジウム、白金、錫、リン、及びボロンから選ばれる少なくとも1種以上を、前記ニッケル合金の質量100%に対して0.1質量%〜20質量%の割合で含有したニッケル合金を被覆する
請求項20に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 In the nickel coating step,
The surface of the copper particles is coated with a nickel alloy,
Contains at least one selected from cobalt, zinc, tungsten, molybdenum, palladium, platinum, tin, phosphorus, and boron in a proportion of 0.1% by mass to 20% by mass with respect to 100% by mass of the nickel alloy. The method for producing a nickel-coated copper powder according to claim 20, wherein the nickel alloy is coated.
請求項9乃至21のいずれか1項に記載のニッケルコート銅粉の製造方法。 The method for producing the nickel-coated copper powder according to any one of claims 9 to 21, wherein the nickel-coated copper powder has a carbon content of 0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less.
導電性ペーストの製造方法。 The manufacturing method of the electrically conductive paste manufactured by knead | mixing the nickel coat | court copper powder in any one of Claims 1 thru | or 7, resin, and a solvent.
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