[发明专利]铜粉及使用该铜粉的铜膏、导电性涂料、导电性片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用作导电性膏等的材料的铜粉，更详细而言涉及一种可改善导电性的具有新颖的形状的铜粉及使用该铜粉的铜膏、导电性涂料、导电性片。

背景技术

在电子机器的配线层或电极等的形成中，多使用有如树脂型膏或烧成型膏那样的使用银粉或铜粉等金属填料而成的膏。由银粉或铜粉等构成的金属填料膏被涂布或印刷在电子机器的各种基材上，并且接受加热固化或加热烧成的处理，由此，形成成为配线层或电极等的导电膜。

例如，树脂型导电性膏是由金属填料、及树脂、固化剂、溶剂等构成，其被印刷在导电体电路图案或端子上，并以100℃～200℃进行加热固化而以导电膜的形式形成配线或电极。关于树脂型导电性膏，由于热固化型树脂通过热而固化收缩，使金属填料压接而接触，由此，金属填料重叠，而形成电性连接的电流路径。该树脂型导电性膏是在固化温度为200℃以下被处理，因此，被用在印刷配线板等使用有耐热性较差的材料的基板。

另外，烧成型导电性膏是由金属填料与玻璃、溶剂等构成，将其印刷在导电体电路图案或端子上，并在600℃～800℃条件下加热烧成而以导电膜的形式形成配线或电极。烧成型导电性膏通过利用较高的温度进行处理，而将金属填料烧结从而确保导通性。该烧成型导电性膏由于烧成温度较高，因此，无法用于如使用树脂材料那样的印刷配线基板，但由于通过高温处理将金属填料烧结，因此，可实现低电阻。因此，烧成型导电性膏可用于积层陶瓷电容器的外部电极等。

另外，作为用在这些树脂型导电性膏或烧成型导电性膏的金属填料，以往以来多使用银的粉末。但是，近年来，贵金属价格高涨，为了低成本化，逐渐偏向使用价格低于银粉的铜粉。

此处，作为用作金属填料的铜等的粉末，如上所述，为了使粒子彼此连接而导电，而使用有粒状、树枝状、或平板状等形状。尤其在就纵向、横向、厚度方向3个方向的尺寸评价粒子的情形时，厚度薄的平板状形状具有如下优点：因厚度减少而有助于达成配线材料的薄型化，并且可确保粒子彼此接触的面积大于具有一定厚度的立方体状或球状的粒子，而可相应地达成低电阻、即高导电率。因此，平板状的形状的铜粉尤其适于欲维持导电性的导电涂料或导电性膏的用途。另外，在较薄地涂布导电性膏而使用的情形时，优选为也考虑铜粉所含的杂质的影响。

为了制作此种平板状的铜粉，例如在专利文献1中，公开有获得适于导电性膏的金属填料的片状(flake shape)铜粉的方法。具体而言，以平均粒径0.5μm～10μm的球状铜粉为原料，并使用球磨机或振动磨机，通过装填在磨机内的介质的机械能而机械性地加工成平板状。

另外，例如在专利文献2中公开有关于导电性膏用铜粉末、详细而言为作为通孔用及外部电极用铜膏可获得高性能的圆盘状铜粉末及其制造方法的技术。具体而言，将粒状雾化铜粉末投入至介质搅拌磨机，使用直径1/8英寸～1/4英寸的钢球作为粉碎介质，对铜粉末添加以重量计为0.5％～1％的脂肪酸，并在空气中或非活性环境中进行粉碎，由此，加工成平板状。

进一步地，例如在专利文献3中，公开有不使电解铜粉的树枝超过需要地生长，而获得相较以往的电解铜粉而成型性提高、并且能够以较高的强度成型的电解铜粉的方法。具体而言，为了使电解铜粉本身的强度增加而能够以较高的强度成型的电解铜粉析出，以使构成电解铜粉的微晶的尺寸微细化为目的，向作为电解液的硫酸铜水溶液中添加从钨酸盐、钼酸盐、及含硫有机化合物中选出的一种或两种以上，而使电解铜粉析出。

这些专利文献所公开的方法均为通过使用球等介质使获得的粒状铜粉机械性地变形(加工)而制成平板状。因此，关于进行加工而制成的平板状铜粉的大小，例如在专利文献1的技术中平均粒径为1μm～30μm，在专利文献3的技术中平均粒径为7μm～12μm。

另一方面，已知以被称为枝晶(dendrite)状的树枝状析出的电解铜粉，而且由于形状为树枝状，因此，表面积较大，且成型性或烧结性优异，而作为粉末冶金用途被用作含油轴承或机械零件等的原料。尤其是在含油轴承等中，越来越小型化，且伴随于此要求多孔质化或薄壁化、以及复杂的形状。为了满足这些要求，例如在专利文献4中，公开有为复杂三维形状且尺寸精度高的金属粉末射出成型用铜粉末及使用其的射出成型品的制造方法。具体而言，公开有通过使树枝状的形状更发达，而在加压成型时邻接的电解铜粉的树枝相互缠绕而牢固地连结，因此能够以较高的强度成型。进一步地，在用作导电性膏或电磁波遮蔽体用金属填料的情形时，可利用如下情况：由于为树枝状的形状，因此，与球状者相比可使接触点增多。