[發(fā)明專利]銅粉及使用該銅粉的銅膏、導(dǎo)電性涂料、導(dǎo)電性片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580077860.8
• 申請日: 2015-03-26
• 公開（公告）號: CN107405683A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岡田浩;山下雄
• 申請（專利權(quán)）人: 住友金屬礦山株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C09C1/62;C09D5/24;C09D201/00;C25C5/02;H01B1/00;H01B1/22;H01B5/00
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 李英艷,張永康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用作導(dǎo)電性膏等的材料的銅粉，更詳細(xì)而言涉及一種可改善導(dǎo)電性的具有新穎的形狀的銅粉及使用該銅粉的銅膏、導(dǎo)電性涂料、導(dǎo)電性片。

背景技術(shù)

在電子機(jī)器的配線層或電極等的形成中，多使用有如樹脂型膏或燒成型膏那樣的使用銀粉或銅粉等金屬填料而成的膏。由銀粉或銅粉等構(gòu)成的金屬填料膏被涂布或印刷在電子機(jī)器的各種基材上，并且接受加熱固化或加熱燒成的處理，由此，形成成為配線層或電極等的導(dǎo)電膜。

例如，樹脂型導(dǎo)電性膏是由金屬填料、及樹脂、固化劑、溶劑等構(gòu)成，其被印刷在導(dǎo)電體電路圖案或端子上，并以100℃～200℃進(jìn)行加熱固化而以導(dǎo)電膜的形式形成配線或電極。關(guān)于樹脂型導(dǎo)電性膏，由于熱固化型樹脂通過熱而固化收縮，使金屬填料壓接而接觸，由此，金屬填料重疊，而形成電性連接的電流路徑。該樹脂型導(dǎo)電性膏是在固化溫度為200℃以下被處理，因此，被用在印刷配線板等使用有耐熱性較差的材料的基板。

另外，燒成型導(dǎo)電性膏是由金屬填料與玻璃、溶劑等構(gòu)成，將其印刷在導(dǎo)電體電路圖案或端子上，并在600℃～800℃條件下加熱燒成而以導(dǎo)電膜的形式形成配線或電極。燒成型導(dǎo)電性膏通過利用較高的溫度進(jìn)行處理，而將金屬填料燒結(jié)從而確保導(dǎo)通性。該燒成型導(dǎo)電性膏由于燒成溫度較高，因此，無法用于如使用樹脂材料那樣的印刷配線基板，但由于通過高溫處理將金屬填料燒結(jié)，因此，可實(shí)現(xiàn)低電阻。因此，燒成型導(dǎo)電性膏可用于積層陶瓷電容器的外部電極等。

另外，作為用在這些樹脂型導(dǎo)電性膏或燒成型導(dǎo)電性膏的金屬填料，以往以來多使用銀的粉末。但是，近年來，貴金屬價(jià)格高漲，為了低成本化，逐漸偏向使用價(jià)格低于銀粉的銅粉。

此處，作為用作金屬填料的銅等的粉末，如上所述，為了使粒子彼此連接而導(dǎo)電，而使用有粒狀、樹枝狀、或平板狀等形狀。尤其在就縱向、橫向、厚度方向3個方向的尺寸評價(jià)粒子的情形時(shí)，厚度薄的平板狀形狀具有如下優(yōu)點(diǎn)：因厚度減少而有助于達(dá)成配線材料的薄型化，并且可確保粒子彼此接觸的面積大于具有一定厚度的立方體狀或球狀的粒子，而可相應(yīng)地達(dá)成低電阻、即高導(dǎo)電率。因此，平板狀的形狀的銅粉尤其適于欲維持導(dǎo)電性的導(dǎo)電涂料或?qū)щ娦愿嗟挠猛尽Ａ硗猓谳^薄地涂布導(dǎo)電性膏而使用的情形時(shí)，優(yōu)選為也考慮銅粉所含的雜質(zhì)的影響。

為了制作此種平板狀的銅粉，例如在專利文獻(xiàn)1中，公開有獲得適于導(dǎo)電性膏的金屬填料的片狀(flake shape)銅粉的方法。具體而言，以平均粒徑0.5μm～10μm的球狀銅粉為原料，并使用球磨機(jī)或振動磨機(jī)，通過裝填在磨機(jī)內(nèi)的介質(zhì)的機(jī)械能而機(jī)械性地加工成平板狀。

另外，例如在專利文獻(xiàn)2中公開有關(guān)于導(dǎo)電性膏用銅粉末、詳細(xì)而言為作為通孔用及外部電極用銅膏可獲得高性能的圓盤狀銅粉末及其制造方法的技術(shù)。具體而言，將粒狀霧化銅粉末投入至介質(zhì)攪拌磨機(jī)，使用直徑1/8英寸～1/4英寸的鋼球作為粉碎介質(zhì)，對銅粉末添加以重量計(jì)為0.5％～1％的脂肪酸，并在空氣中或非活性環(huán)境中進(jìn)行粉碎，由此，加工成平板狀。

進(jìn)一步地，例如在專利文獻(xiàn)3中，公開有不使電解銅粉的樹枝超過需要地生長，而獲得相較以往的電解銅粉而成型性提高、并且能夠以較高的強(qiáng)度成型的電解銅粉的方法。具體而言，為了使電解銅粉本身的強(qiáng)度增加而能夠以較高的強(qiáng)度成型的電解銅粉析出，以使構(gòu)成電解銅粉的微晶的尺寸微細(xì)化為目的，向作為電解液的硫酸銅水溶液中添加從鎢酸鹽、鉬酸鹽、及含硫有機(jī)化合物中選出的一種或兩種以上，而使電解銅粉析出。

這些專利文獻(xiàn)所公開的方法均為通過使用球等介質(zhì)使獲得的粒狀銅粉機(jī)械性地變形(加工)而制成平板狀。因此，關(guān)于進(jìn)行加工而制成的平板狀銅粉的大小，例如在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中平均粒徑為1μm～30μm，在專利文獻(xiàn)3的技術(shù)中平均粒徑為7μm～12μm。

另一方面，已知以被稱為枝晶(dendrite)狀的樹枝狀析出的電解銅粉，而且由于形狀為樹枝狀，因此，表面積較大，且成型性或燒結(jié)性優(yōu)異，而作為粉末冶金用途被用作含油軸承或機(jī)械零件等的原料。尤其是在含油軸承等中，越來越小型化，且伴隨于此要求多孔質(zhì)化或薄壁化、以及復(fù)雜的形狀。為了滿足這些要求，例如在專利文獻(xiàn)4中，公開有為復(fù)雜三維形狀且尺寸精度高的金屬粉末射出成型用銅粉末及使用其的射出成型品的制造方法。具體而言，公開有通過使樹枝狀的形狀更發(fā)達(dá)，而在加壓成型時(shí)鄰接的電解銅粉的樹枝相互纏繞而牢固地連結(jié)，因此能夠以較高的強(qiáng)度成型。進(jìn)一步地，在用作導(dǎo)電性膏或電磁波遮蔽體用金屬填料的情形時(shí)，可利用如下情況：由于為樹枝狀的形狀，因此，與球狀者相比可使接觸點(diǎn)增多。