JP6297018B2 - 表面処理された金属粉、及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、チップ積層セラミックコンデンサー用電極の製造に好適に使用可能な、焼結遅延性に優れた、表面処理された銅粉、及びその製造方法を、提供することにある。
(1)
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Si厚みが1〜25nmである、表面処理された銅粉。
(2)
Si厚みが、全原子に対するSi原子の存在比が最大となる深さでのSi原子の存在量を100%としたときに、Si原子の存在量が10%以上である範囲である、(1)に記載の銅粉。
(3)
銅粉が、シランカップリング剤で表面処理された銅粉である、(1)又は(2)に記載の銅粉。
(4)
シランカップリング剤がアミノシランである、(3)に記載の銅粉。
(5)
焼結開始温度が400℃以上である(1)〜(4)のいずれかに記載の銅粉。
(6)
(1)〜(5)の何れかに記載の銅粉を熱処理してNを除去した銅粉。
(7)
酸素雰囲気または不活性雰囲気下で(1)〜(6)のいずれかに記載の銅粉を熱処理して得られる銅粉。
(8)
アミノシランの水溶液と銅粉を混合、攪拌後に乾固して得られる(1)〜(7)のいずれかに記載の銅粉。
(9)
銅粉1 gに対して、表面処理に供するアミノシランの量が0.01 mL以上である(1)〜(8)のいずれかに記載の銅粉。
(10)
アミノシランの量が0.05 mL以上で、銅粉との混合、攪拌時間が30分以下である(9)に記載の銅粉。
(11)
アミノシランがモノアミノシラン又はジアミノシランである(1)〜(10)のいずれかに記載の銅粉。
(12)
原料銅粉が湿式法で得られた(1)〜(11)のいずれかに記載の銅粉。
(13)
D50≦1.5μmである(1)〜(12)のいずれかに記載の銅粉。
(14)
D50≦1.0μmである(1)〜(12)のいずれかに記載の銅粉。
(15)
D50≦0.5μm、Dmax≦1.0μmである(1)〜(12)のいずれかに記載の銅粉。
(16)
粒度分布が一山である(1)〜(15)のいずれかに記載の銅粉。
(17)
(1)〜(16)のいずれかに記載の特徴を備えた内部電極用銅粉。
(18)
(1)〜(16)のいずれかに記載の特徴を備えた外部電極用銅粉。
(19)
(1)〜(18)のいずれかに記載の銅粉が、さらに有機化合物で表面処理されてなる、表面処理された銅粉。
(20)
(1)〜(19)のいずれかに記載の銅粉を使用した導電性ペースト。
(21)
(20)のペーストを使用して製造されたチップ積層セラミックコンデンサー。
(22)
内部電極断面に直径が10nm以上のSiO2が存在している、(21)に記載のチップ積層セラミックコンデンサー。
(23)
内部電極断面に最大径0.5μm以上のSiO2が0.5個/cm2以下で存在している、(21)又は(22)に記載のチップ積層セラミックコンデンサー。
(24)
(21)〜(23)のいずれかに記載のチップ積層セラミックコンデンサーを最外層に実装した多層基板。
(25)
(21)〜(23)のいずれかに記載のチップ積層セラミックコンデンサーを内層に実装した多層基板。
(26)
(24)又は(25)に記載の多層基板を搭載した電子部品。
(31)
銅粉を、アミノシラン水溶液と混合して、銅粉分散液を調製する工程、
を含む、表面処理された銅粉を製造する方法。
(32)
銅粉分散液を撹拌する工程を含む、(31)に記載の方法。
(33)
銅粉分散液を超音波処理する工程を含む、(31)又は(32)に記載の方法。
(34)
超音波処理する工程が、1〜180分間の超音波処理を行う工程である、(33)に記載の方法。
(35)
銅粉分散液をろ過して銅粉を回収する工程、
ろ過して回収された銅粉を乾燥して、表面処理された銅粉を得る工程、
を含む、(31)〜(34)のいずれかに記載の方法。
(36)
乾燥が、50〜90℃で30〜120分間の加熱処理によって行われる、(35)に記載の方法。
(37)
乾燥が、酸素雰囲気又は不活性雰囲気下で行われる、(35)又は(36)に記載の方法。
(38)
銅分散液が、銅粉1gに対してアミノシラン0.025g以上を含んでいる、(31)〜(37)のいずれかに記載の方法。
(39)
アミノシラン水溶液が、次の式I:
H2N−R1−Si(OR2)2(R3) (式I)
(ただし、上記式Iにおいて、
R1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
R2は、C1〜C5のアルキル基であり、
R3は、C1〜C5のアルキル基、又はC1〜C5のアルコキシ基である。)
で表されるアミノシランの水溶液である、(31)〜(38)のいずれかに記載の方法。
(40)
R1が、置換又は非置換の、C1〜C12の直鎖状飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の分枝状飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の直鎖状不飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の分枝状不飽和炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の環式炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の複素環式炭化水素の二価基、置換又は非置換の、C1〜C12の芳香族炭化水素の二価基、からなる群から選択された基である、(39)に記載の方法。
(41)
R1が、 −(CH2)n−、−(CH2)n−(CH)m−(CH2)j-1−、−(CH2)n−(CC)−(CH2)n-1−、−(CH2)n−NH−(CH2)m−、−(CH2)n−NH−(CH2)m−NH−(CH2)j−、−(CH2)n-1−(CH)NH2−(CH2)m-1−、−(CH2)n-1−(CH)NH2−(CH2)m-1−NH−(CH2)j− からなる群から選択された基である(ただし、n、m、jは、1以上の整数である)、(39)に記載の方法。
(42)
R1が、−(CH2)n−、又は−(CH2)n−NH−(CH2)m−である、(39)に記載の方法。
(43)
n、m、jが、それぞれ独立に、1、2又は3である、(41)〜(42)のいずれかに記載の方法。
(44)
R2が、メチル基又はエチル基である、(39)〜(43)のいずれかに記載の方法。
(45)
R3が、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエトキシ基である、(39)〜(44)のいずれかに記載の方法。
(46)
銅粉が、湿式法によって製造された銅粉である、(31)〜(45)のいずれかに記載の方法。
(47)
(31)〜(46)のいずれかに記載の製造方法によって製造された表面処理された銅粉を、溶媒及び/又はバインダーと配合して、導電性銅ペーストを製造する方法。
(48)
(31)〜(46)のいずれかに記載の製造方法によって製造された表面処理された銅粉を、溶媒及び/又はバインダーと配合して、導電性銅ペーストを得る工程、
導電性銅ペーストを基材に塗布する工程、
基材に塗布された導電性銅ペーストを加熱焼成する工程、
を含む、電極を製造する方法。
(49)
電極が、チップ積層セラミックコンデンサー用電極である、(48)に記載の方法。
(50)
表面処理された銅粉を、さらに有機化合物で表面処理する工程、
を含む、(31)〜(49)のいずれかに記載の方法。
(51)
(31)〜(46)のいずれかに記載の製造方法によって製造された、表面処理された銅粉。
(52)
(45)に記載の製造方法によって製造された、導電性銅ペースト。
(53)
(46)に記載の製造方法によって製造された、電極。
(54)
(47)に記載の製造方法によって製造された、チップ積層セラミックコンデンサー用電極。
(61)
(31)〜(46)のいずれかに記載の製造方法によって製造された、表面処理された銅粉であって、
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Si厚みが1〜25nmであり、
焼結開始温度が400℃以上である、銅粉。
(62)
(61)に記載の表面処理された銅粉が、配合されてなる、導電性銅ペースト。
(63)
(62)に記載の導電性銅ペーストが塗布されて加熱焼成されてなる、電極であって、
電極断面に最大径0.5μm以上のSiO2が0.5個/cm2以下で存在している、電極。
(71)
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Ti、Al、Si、Zr、Ce、Snのいずれかの厚みが1〜25nmである、表面処理された金属粉。
(72)
金属粉がCu、Pt、Pd、Ag、Niのいずれかである(71)の金属粉。
(73)
Ti、Al、Si、Zr、Ce、Snをカップリング剤処理で吸着させ(71)または(72)の金属粉。
(74)
カップリング剤がシラン、チタネート、アルミネートのいずれかである(73)の金属粉。
(75)
末端がアミノ基であるカップリング剤で処理された(74)の金属粉。
(76)
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Ti、Al、Si、Zr、Ce、Snのいずれかの厚みが1〜25nmである、焼結開始温度が400℃以上である、金属粉。
(77)
(71)〜(76)に記載の表面処理された金属粉が、配合されてなる、導電性金属粉ペースト。
(78)
(77)に記載の導電性金属粉ペーストが塗布されて加熱焼成されてなる、電極であって、
電極断面に最大径0.5μm以上のSiO2、TiO2、Al2O3が0.5個/μm2以下で存在している、電極。
(101)
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Ti、Al、Si、Zr、Ce、Snのいずれかの厚みが1〜25nmである、表面処理された金属粉。
(102)
金属粉がCu、Pt、Pd、Ag、Niのいずれかの金属粉である、(101)に記載の金属粉。
(103)
金属粉が銅粉である、(101)に記載の金属粉。
(104)
Ti、Al、Si、Zr、Ce、Snをカップリング剤処理で吸着させた、(101)〜(103)のいずれかに記載の金属粉。
(105)
カップリング剤がシラン、チタネート、アルミネートのいずれかである、(104)に記載の金属粉。
(106)
末端がアミノ基であるカップリング剤で処理された、(104)〜(105)のいずれかに記載の金属粉。
(107)
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Si厚み、Ti厚み又はAl厚みが1〜25nmである、(101)〜(106)のいずれかに記載の金属粉。
(108)
金属粉が、シランカップリング剤で表面処理された金属粉である、(101)〜(107)のいずれかに記載の金属粉。
(109)
シランカップリング剤がアミノシランである、(108)に記載の金属粉。
(110)
焼結開始温度が400℃以上である、(101)〜(109)のいずれかに記載の金属粉。
(111)
アミノシランが、モノアミノシラン又はジアミノシランである、(109)〜(110)のいずれかに記載の金属粉。
(112)
(101)〜(111)のいずれかに記載の金属粉が、さらに有機化合物で表面処理されてなる、表面処理された金属粉。
(113)
(101)〜(112)のいずれかに記載の金属粉を使用した導電性金属粉ペースト。
(114)
(113)に記載の導電性金属粉ペーストが塗布されて加熱焼成されてなる、電極であって、
電極断面に最大径0.5μm以上のSiO2、TiO2、Al2O3が0.5個/μm2以下で存在している、電極。
(115)
(113)のペーストを使用して製造されたチップ積層セラミックコンデンサー。
(116)
内部電極断面に直径が10nm以上のSiO2、TiO2、又はAl2O3が存在している、(115)に記載のチップ積層セラミックコンデンサー。
(117)
内部電極断面に最大径0.5μm以上のSiO2、TiO2、又はAl2O3が0.5個/μm2以下で存在している、(115又は(116)に記載のチップ積層セラミックコンデンサー。
(118)
(115)〜(117)のいずれかに記載のチップ積層セラミックコンデンサーを最外層に実装した多層基板。
(119)
(115)〜(117)のいずれかに記載のチップ積層セラミックコンデンサーを内層に実装した多層基板。
(120)
(118又は(119)に記載の多層基板を搭載した電子部品。
(121)
金属粉を、カップリング剤水溶液と混合して、金属粉分散液を調製する工程、
を含む、表面処理された金属粉を製造する方法。
(122)
金属粉がCu、Pt、Pd、Ag、Niのいずれかの金属粉である、(121)に記載の方法。
(123)
金属粉が銅粉である、(121)に記載の方法。
(124)
金属粉分散液を撹拌する工程を含む、(121)〜(123)のいずれかに記載の方法。
(125)
金属粉分散液を超音波処理する工程を含む、(121)〜(124)のいずれかに記載の方法。
(126)
超音波処理する工程が、1〜180分間の超音波処理を行う工程である、(125)に記載の方法。
(127)
金属粉分散液をろ過して銅粉を回収する工程、
ろ過して回収された金属粉を乾燥して、表面処理された金属粉を得る工程、
を含む、(121)〜(126)のいずれかに記載の方法。
(128)
乾燥が、酸素雰囲気又は不活性雰囲気下で行われる、(127)に記載の方法。
(129)
金属粉分散液が、銅粉1gに対してカップリング剤0.025g以上を含んでいる、(121)〜(128)のいずれかに記載の方法。
(130)
カップリング剤水溶液が、次の式I:
H2N−R1−Si(OR2)2(R3) (式I)
(ただし、上記式Iにおいて、
R1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
R2は、C1〜C5のアルキル基であり、
R3は、C1〜C5のアルキル基、又はC1〜C5のアルコキシ基である。)
で表されるアミノシランの水溶液である、(121)〜(129)のいずれかに記載の方法。
(131)
R1が、−(CH2)n−、−(CH2)n−(CH)m−(CH2)j-1−、−(CH2)n−(CC)−(CH2)n-1−、−(CH2)n−NH−(CH2)m−、−(CH2)n−NH−(CH2)m−NH−(CH2)j−、−(CH2)n-1−(CH)NH2−(CH2)m-1−、−(CH2)n-1−(CH)NH2−(CH2)m-1−NH−(CH2)j−からなる群から選択された基である(ただし、n、m、jは、1以上の整数である)、(130)に記載の方法。
(132)
カップリング剤水溶液が、次の式II:
(H2N−R1−O)pTi(OR2)q (式II)
(ただし、上記式IIにおいて、
R1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
R2は、直鎖状又は分枝を有する、C1〜C5のアルキル基であり、
p及びqは、1〜3の整数であり、p+q=4である。)
で表されるアミノ基含有チタネートの水溶液である、(121)〜(129)のいずれかに記載の方法。
(133)
R1が、 −(CH2)n−、−(CH2)n−(CH)m−(CH2)j-1−、−(CH2)n−(CC)−(CH2)n-1−、−(CH2)n−NH−(CH2)m−、−(CH2)n−NH−(CH2)m−NH−(CH2)j−、−(CH2)n-1−(CH)NH2−(CH2)m-1−、−(CH2)n-1−(CH)NH2−(CH2)m-1−NH−(CH2)j− からなる群から選択された基である(ただし、n、m、jは、1以上の整数である)、(132)に記載の方法。
(134)
金属粉が、湿式法によって製造された銅粉である、(121)〜(133)のいずれかに記載の方法。
(135)
(121)〜(134)のいずれかに記載の製造方法によって製造された表面処理された金属粉を、溶媒及び/又はバインダーと配合して、導電性金属粉ペーストを製造する方法。
(136)
(121)〜(134)のいずれかに記載の製造方法によって製造された表面処理された金属粉を、溶媒及び/又はバインダーと配合して、導電性金属粉ペーストを得る工程、
導電性金属粉ペーストを基材に塗布する工程、
基材に塗布された導電性金属粉ペーストを加熱焼成する工程、
を含む、電極を製造する方法。
(137)
(121)〜(134)のいずれかに記載の製造方法によって製造された、表面処理された金属粉。
(138)
(135)に記載の製造方法によって製造された、導電性金属粉ペースト。
(139)
(136)に記載の製造方法によって製造された、電極。
(140)
(121)〜(134)のいずれかに記載の製造方法によって製造された、表面処理された金属粉であって、
STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Si厚み、Ti厚み又はAl厚みが1〜25nmであり、
焼結開始温度が400℃以上である、金属粉。
(141)
(140)に記載の表面処理された金属粉が、配合されてなる、導電性金属粉ペースト。
(142)
(141)に記載の導電性金属粉ペーストが塗布されて加熱焼成されてなる、電極であって、
電極断面に最大径0.5μm以上のSiO2、TiO2、又はAl2O3が0.5個/μm2以で存在している、電極。
本発明においては、銅粉を、アミノシラン水溶液と混合して、銅粉分散液を調製する工程、を行って、この銅粉分散液から、表面処理された銅粉を得ることができる。
R1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
R2は、C1〜C5のアルキル基であり、
R3は、C1〜C5のアルキル基、又はC1〜C5のアルコキシ基である。
Cu2O+H2SO4 → Cu↓+CuSO4+H2O
この不均化によって得られた銅粉は、所望により、洗浄、防錆、ろ過、乾燥、解砕、分級を行って、その後にアミノシランと混合することもできるが、好ましい実施の態様において、所望により、洗浄、防錆、ろ過を行った後に、乾燥を行うことなく、そのままアミノシラン水溶液と混合することができる。
(H2N−R1−O)pTi(OR2)q (式II)
(ただし、上記式IIにおいて、
R1は、直鎖状又は分枝を有する、飽和又は不飽和の、置換又は非置換の、環式又は非環式の、複素環を有する又は複素環を有しない、C1〜C12の炭化水素の二価基であり、
R2は、直鎖状又は分枝を有する、C1〜C5のアルキル基であり、
p及びqは、1〜3の整数であり、p+q=4である。)
で表されるアミノ基含有チタネートを挙げることができる。
[表面処理銅粉の製造]
以下のように表面処理された銅粉を製造した。
[湿式法による製粉]
表面処理に供される銅粉20gを、湿式法によって製造した。得られた銅粉は、次のような特性であった。測定は、レーザー回折式粒度分布測定装置(島津製作所製SALD−2100)を使用した。
D50 0.12μm
分布一山
次の各種のシランを使用したシラン水溶液をそれぞれ50ml調製した。
シラン:ジアミノシランA−1120(MOMENTIVE社製)
アミノシランA−1110(MOMENTIVE社製)
エポキシシランZ−6040(東レダウコーニング社製)
メチルトリメトキシシランKBM−13(信越シリコーン社製)
3-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(MOMENTIVE社製)
濃度は0.5〜15vol%の範囲で調製した。また、アミノ系シラン以外は希硫酸でpHを4に調整した。
銅粉20gと各シラン水溶液50mlを混合撹拌して、銅粉分散液を調製し、直ちに60分間(又は120分間)の超音波処理を行った(株式会社テックジャム製、超音波洗浄器 3周波タイプ / W−113)(出力100W、周波数100kHz)。この60分間の所要時間を表1では、混合撹拌時間と記載した。操作は室温で行った。
また、表1の記載のように、いくつかの実施例では回転羽による攪拌混合(300rpm)を上記超音波攪拌と併用するか、回転羽による攪拌のみでシランカップリング剤を銅粉に吸着させた。
銅粉分散液をろ過して、表面処理された銅粉を回収し、70℃1時間で加熱乾燥して、表面処理された銅粉を得た。
各実施例及び比較例についての表面処理された銅粉で行った処理を、表1にまとめた。
上述の操作によって得られた、表面処理された銅粉に対して、以下の方法によって評価を行った。
銅粉の大きさについて、次の手段で測定を行った。その結果は、表2にまとめた。
レーザー回折式粒度分布測定(島津製作所SLAD−2100)
表面処理された銅粉によって、サンプルを作製して、TMA(Thermomechanical Analyzer)を使用して、焼結開始温度を、次の条件で測定した。
サンプル作製条件
圧粉体サイズ:7mmφ×5mm高さ
成型圧力:1Ton/cm2(1000kg重/cm2)
(潤滑剤として0.5wt%のステアリン酸亜鉛を添加)
測定条件
装置:島津製作所TMA−50
昇温:5℃/分
雰囲気:2vol%H2−N2(300cc/分)
荷重:98.0mN
装置:STEM
断面TEM像倍率:200000倍(20万倍)
表面処理された銅粉の表面のSiO2厚みを、EDS(エネルギー分散型X線分析)によって、次の条件で分析した。この結果は、表3にまとめた。
SiO2厚み
装置:STEM
断面TEM像倍率:2000000倍(200万倍)
特性X線
照射電子のビーム径:1nm
走査距離:500nm(銅粉の断面を走査)の5点平均
SiO2層定義:特性X線の深さ方向濃度プロファイルの最大値の10%となる領域。
上記実施例4で得た表面処理された銅粉に対して、さらに防錆処理を行っても、本発明の焼結遅延性が維持されることを確認するために、以下の実験を行った(実施例9)。
実施例4の銅粉を得た後、防錆処理を行うため、ベンゾトリアゾール水溶液(0.1g / L)100 mL中に分散させ、回転羽で500rpmで10分間攪拌し、ろ過、乾燥(窒素雰囲気下で70℃×1h)させ、さらに、防錆処理された銅粉を得た(実施例9)。
上記防錆処理された銅粉に対して、上述した実施例4と同様に評価を行って、その結果を、表1〜3にまとめた。なお、表2における処理後の銅粉のサイズは、実施例9については、防錆処理後の銅粉のサイズであり、表3の各評価も、防錆処理した銅粉についての結果である。
以下のように、微細な銅粉を製造し、さらに製造した銅粉をアミノシランによって表面処理して、本発明に係る、表面処理された銅粉を、湿式法による一貫製造を行った。
(2) 次に、希硫酸(25wt%)50 mLを一時に添加した。
(3) これを、回転羽で攪拌後(300rpm×10分)、60分放置した。
(4) 次に、沈殿に対して、洗浄を行った。
洗浄は、最初に、上澄み液を除去し、純水350 mLを加えて攪拌( 300rpm×10分)後、60分放置し、上澄み液を除去し、純水350 mLを加えて攪拌( 300rpm×10分)後、60分放置し、上澄み液を除去することによって行った。
(5) 次に、アミノシラン処理を行った。
アミノシラン処理は、アミノシラン水溶液(50mL)を加えて60分攪拌し、この際に、回転羽(300rpm)+超音波(株式会社テックジャム製、超音波洗浄器 3周波タイプ / W−113)(出力100W、周波数100kHz)の処理を、行った。これとは別に、回転羽のみ(300rpm)の処理、超音波のみの処理を別途行った。アミノシランとして、ジアミノシランA−1120(MOMENTIVE社製)、アミノシランA−1110(MOMENTIVE社製)を、それぞれ使用した。
(6) 次に、ろ過を行って、沈殿を分離した。
(7) 次に、分離した沈殿を、乾燥した。乾燥(70℃×2h)は、大気雰囲気での乾燥、及び窒素中で乾燥を、それぞれ行った。
すでに上述した実施例に加えて、以下の実施例をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
[金属粉]
金属粉として、銅微粉、ニッケル粉、銀粉を以下の手順で用意した。
・実施例15〜17、比較例9
表面処理に供される銅粉20gを、上述した湿式法によって製造した。すなわち、
(1) アラビアゴム 0.4 g + 純水 350 mL に、亜酸化銅 50 g を添加した。
(2) 次に、希硫酸(25wt%)50 mLを一時に添加した。
(3) これを、回転羽で攪拌後(300rpm×10分)、60分放置した。
(4) 次に、沈殿に対して、洗浄を行った。
洗浄は、最初に、上澄み液を除去し、純水350 mLを加えて攪拌( 300rpm×10分)後、60分放置し、上澄み液を除去し、純水350 mLを加えて攪拌( 300rpm×10分)後、60分放置し、銅微粉を沈降させた。この状態で粒度測定をレーザー回折式粒度分布測定(島津製作所SLAD−2100)で行い、表面処理前の粒度測定とした。
得られた銅粉の粒子サイズ(D50、Dmax)を表3に示す。測定は、レーザー回折式粒度分布測定装置(島津製作所製SALD−2100)を使用した。
特許第4164009号公報に従い、化学還元法によって銅粉を得た。すなわち、アラビアゴム2gを2900mLの純水に添加した後、硫酸銅125gを添加し撹拌しながら、80%ヒドラジン一水和物を360mL添加した。ヒドラジン一水和物の添加後〜3時間かけて室温から60℃に昇温し、更に3時間かけて酸化銅を反応させた。反応終了後、得られたスラリーをヌッチェでろ過し、次いで純水及びメタノールで洗浄し、更に乾燥させて銅粉を得た。この銅粉と実施例1の手順でジアミノシランカップリング剤水溶液とを混合し、表面処理銀粉を得た。この特性を実施例1の手順で評価した。
ニッケル粉は東邦チタニウム製のNF32(D50 0.3μm)を用いた。
特開2007−291513に従って製粉した。すなわち、0.8Lの純水に硝酸銀12.6gを溶解させ、25%アンモニア水を24mL,さらに硝酸アンモニウムを40g添加し、銀アンミン錯塩水溶液を調整した。これに1g/Lの割合でゼラチンを添加し、これを電解液とし、陽極、陰極ともにDSE極板を使用し、電流密度200A/m2、溶液温度20℃で電解し、電析した銀粒子を局番から掻き落としながら1時間電解した。こうして得られた銀粉をヌッチェでろ過し、純水、アルコールの順に洗浄を行い、70℃で12時間大気雰囲気下で乾燥させた。この銀粉を乾式分級し、最終的にD50 0.1μm、Dmax 0.5μmの銀粉を得た。
次の各種のシランを使用したシラン水溶液をそれぞれ50ml調製した。
シラン:ジアミノシランA−1120(MOMENTIVE社製)
メチルトリメトキシシランKBM−13(信越シリコーン社製)
チタネート:アミノ基含有 プレインアクト KR44(味の素ファインテクノ社製)
アミノ基非含有 プレインアクト KR TTS (味の素ファインテクノ社製)
濃度は1〜10vol%の範囲で調製した。また、アミノ系カップリング剤以外は希硫酸でpHを4に調整した。
ジアミノシランA−1120:
H2N−C2H4−NH−C3H6−Si(OCH3)3
メチルトリメトキシシランKBM−13:
H3C−Si(OCH3)3
アミノ基含有 プレインアクト KR44
疎水基の側鎖有機官能基
(CH3)2CH−O−
親水基の側鎖有機官能基
−O−(C2H4)−NH−(C2H4)−NH2
アミノ基非含有 プレインアクト KR TTS
疎水基の側鎖有機官能基
(CH3)2CH−O−
親水基の側鎖有機官能基
−O−CO−(C17H35)
上記(銅微粉)の手順で得られた銅微粉スラリーから上澄み液を除去し、銅微粉を乾燥させることなく、上記(カップリング剤水溶液の調製)で調整したカップリング剤と60分間、以下のいずれかの方法で混合させた(実施例15〜17、比較例9)。
(1)回転羽(300rpm)+超音波(株式会社テックジャム製、超音波洗浄器 3周波タイプ / W−113)(出力100W、周波数100kHz)
(2)回転羽(300rpm)のみ
(3)超音波のみ
次にこれらのカップリング剤水溶液をそれぞれアスピレーターで吸引ろ過したのち、銅微粉の上に純水350mLを加え、さらにろ過した。これを窒素雰囲気下で70℃で1時間乾燥し、乳鉢で粉砕した。この状態で再度粒度測定を行った。
実施例10については、上記(銅微粉)に記載の通りとして、上述の(1)の手順で表面処理を行った。
上記(ニッケル粉)で得られたニッケル粉、上記(銀粉)の手順で得られた銀粉については、上記(カップリング剤水溶液の調製)で調整したカップリング剤と60分間、上述の(1)の手順で混合させて、表面処理を行った(実施例11〜14及び18〜23、比較例6、8,10、11)。
得られた結果を、次の表4〜6に示す。
Claims (12)
- STEMで得られる表面近傍のEDSの濃度profileにおいて、Siの厚みが1〜25nmである(ただし、Siの厚みとは、表面処理された金属粉表面近傍の断面において、EDS(エネルギー分散型X線分析)による測定を行って、全原子に対する対象元素の原子の存在比が最大となる深さでの対象元素の原子の存在量を100%としたときに、対象元素の原子の存在量が10%以上である範囲であり、Siの厚みがシランカップリング剤処理で吸着されたSiの厚みである)、表面処理された金属粉であって、
金属粉がAg、Niのいずれかの金属粉であり、
シランカップリング剤が、末端にアミノ基を有するシランカップリング剤である、表面処理された金属粉。 - シランカップリング剤がアミノシランである、請求項1に記載の金属粉。
- 焼結開始温度が400℃以上である(ただし、TMAによる測定において、1%の体積収縮が起こるときの温度を焼結開始温度とする)、請求項1〜2のいずれかに記載の金属粉。
- アミノシランが、モノアミノシラン又はジアミノシランである、請求項2に記載の金属粉。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の金属粉が、さらに有機化合物で表面処理されてなる、表面処理された金属粉。
- TMA測定後の焼結体の断面に直径が10nm以上のSiO 2 が存在している、請求項1〜5のいずれかに記載の金属粉。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の金属粉を使用した導電性金属粉ペースト。
- 請求項7に記載の導電性金属粉ペーストが塗布されて加熱焼成されてなる、電極。
- 請求項7に記載のペーストを使用して製造されたチップ積層セラミックコンデンサー。
- 請求項9に記載のチップ積層セラミックコンデンサーを最外層に実装した多層基板。
- 請求項9に記載のチップ積層セラミックコンデンサーを内層に実装した多層基板。
- 請求項10又は請求項11に記載の多層基板を搭載した電子部品。
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