[發明專利]微小銀粒子粉末及其制造方法以及使用該粉末的銀糊料及其使用方法

有效

• 申請號: 200980153148.6
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102264494A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 金田秀治;本村公一;苅安達也;久枝穰;伊波興祐
• 申請（專利權）人: 同和電子科技有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;B22F9/00;C09C1/62;C09C3/06;C09C3/08;C09D17/00;C22C5/08;H01B1/22;H01B5/00;H01B13/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉多益

技術領域

本發明涉及可良好地用于電子器件等的布線和電極等的銀粒子、含銀粒子的分散液、糊料及該銀粒子的制造方法。

背景技術

已知粒徑低于100nm的粒子(以下稱為納米粒子)與粒徑在1μm以上的粒子相比，顯示出不同的性質。最近，在電氣和電子設備領域中，逐漸開始利用這樣的性質(例如粒子在低溫下相互燒結)來實現小型化。

作為納米粒子的制造方法，大致分為在液體中生成的液相法和在氣相中形成的氣相法這2類。在氣相中的制造一般大多在高真空狀態下進行，因而需要大規模的裝置。因此，存在初期投資昂貴且不適合大量生產的問題。另一方面，液相法雖然較少有氣相法中產生的問題，但所生成的粒子可能會出現較大的偏差，難以在有些用途中利用。

特別是納米粒子的情況下，就向金屬鹽的溶液一次性添加還原劑的以往的生成方法而言，金屬粒子的核形成及其生長的控制不易，難以獲得粒徑均一的粒子。

另外，對于納米粒子，為了避免粒子間的自然燒結，必須在粒子的表面形成被覆成分來實施防燒結處理。為了保持粒子的獨立性，從反應的初期階段就需要該防燒結處理。但是，這樣的表面被覆成分在如上所述的生成反應一次性進行的環境下不作為任何處理就進行使用的話，會導致更加難以獲得粒子的均一性。

為了消除這樣的問題，一直以來采用了各種方法。具體來說，可例舉還原采用緩慢的形式的方法(例如參照專利文獻1)和采用連續流動方式的制造方法的方案(例如參照專利文獻2)等。此外，雖然粒徑范圍不同，但揭示有為了獲得粒徑均一的銀薄片而使異種成分(銅)介于其中來提高粒徑和結晶性的技術(參照專利文獻3)。

專利文獻1：日本專利特開2007-146279號公報

專利文獻2：日本專利特開2004-068072號公報

專利文獻3：日本專利特開2006-111903號公報

發明的概要

專利文獻1或2中，在獲得粒徑的均一性方面取得了一定的成果。但是，使還原緩慢進行的專利文獻1這樣的反應形式有時使反應耗費相當多的時間，在需要大量生產性的用途上并不一定理想。此外，對于以連續生產的方式實施的專利文獻2的方法，特別是納米粒子的情況下可確認突然發生的問題的手段少，所以可能會生產出大量的不合格品。因此，可以說通過目前已知的方法難以獲得均一性高的粒子。

此外，著眼于分散液的情況下，例如專利文獻1所記載，需要進行溶劑的置換作業。另外，所得的溶劑中的銀濃度較稀，為1.5～9.5％，因此需要進行濃縮而使其達到適合使用的濃度。因此，存在其采用超濾的濃縮工序花費時間的問題。因此，從量產性的觀點來看，需要進一步進行改善。

另一方面，如果使用專利文獻3的技術，顯示其反應為分批式，可獲得粒徑均一的粒子。但是，可形成的粒子的粒徑停留在300nm左右，對于密間距的布線的繪制而言稍大。此外，為了減小粒徑，需要添加大量的銅。另外，記載有如果反應液中的銅的添加量低于0.1重量％則無法獲得小粒徑的粒子的情況。因此，可以說僅僅采用該方法，難以大量地獲得納米粒子。

于是，本發明的目的在于提供適合于粒徑均一的納米粒子的大量生產的方法。此外，本發明的目的還在于提供通過該方法獲得的納米粒子粉末及含該納米粒子的分散液以及含該納米粒子的糊料。

根據本發明人的研究發現，通過采用添加有相對于銀量為1～1000ppm的銅和由有機物形成的保護劑的溶液來還原銀，可實現上述目的。通過進行這樣的操作，可以獲得由透射型電子顯微鏡測得的平均粒徑為5～100nm的銀納米粒子。

另外，為了確保低溫燒結性，被覆金屬納米粒子表面的保護劑使用碳數為5～8的有機酸。這時的保護劑可以是飽和的有機酸，也可以是不飽和的有機酸。

本發明具體如下所述。即，一種銀納米粒子的制造方法，該方法在通過混合銀溶液、保護劑、還原劑來獲得銀納米粒子的反應中包括：向反應液中混合保護劑、還原劑、相對于銀量為1～1000ppm左右的銅成分的工序；向該溶液中添加銀溶液，使表面被有機物被覆了的銀納米粒子析出的工序。

更具體的形態為一種銀納米粒子的制造方法，該方法在通過混合銀溶液、保護劑、還原劑來獲得銀納米粒子的反應中包括：將保護劑與還原劑混合的工序；將銀溶液與相對于銀溶液中的銀量為1～1000ppm左右的銅成分混合的工序；將這些混合溶液相互混合，使表面被有機物被覆了的銀納米粒子析出的工序。