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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024080436
(43)【公開日】2024-06-13
(54)【発明の名称】銅粉
(51)【国際特許分類】
B22F 1/102 20220101AFI20240606BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20240606BHJP
B22F 1/05 20220101ALI20240606BHJP
B22F 9/00 20060101ALI20240606BHJP
B22F 9/24 20060101ALI20240606BHJP
【ＦＩ】
B22F1/102
B22F1/00 L
B22F1/05
B22F9/00 A
B22F9/24 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022193622
(22)【出願日】2022-12-02
(71)【出願人】
【識別番号】502362758
【氏名又は名称】ＪＸ金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】森脇 和弘
(72)【発明者】
【氏名】前西原 修
(72)【発明者】
【氏名】船橋 泰知
【テーマコード（参考）】
4K017
4K018
【Ｆターム（参考）】
4K017AA01
4K017CA01
4K017DA08
4K017EJ02
4K017FB07
4K018BA02
4K018BB04
4K018BC29
4K018BD04
4K018KA33
(57)【要約】
【課題】優れた低温焼結性を有する銅粉を提供する。
【解決手段】銅粉は、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇであり、分子量が５００以下である有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有するものである。
【選択図】なし
【解決手段】銅粉は、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇであり、分子量が５００以下である有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有するものである。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇであり、
分子量が５００以下である有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有する銅粉。
分子量が５００以下である有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有する銅粉。
【請求項2】
前記ポリエーテルとして、下記一般式（１）で表される化合物、及び／又は、下記一般式（２）で表される化合物を含有する請求項１に記載の銅粉。
ＲＯ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）nＨ （１）
（一般式（１）中、Ｒは、Ｈ又は、Ｃ４～１８の飽和もしくは不飽和炭化水素であり、ｎは２～３０の整数である。）
ＲＯ（Ｃ3Ｈ6Ｏ）nＨ （２）
（一般式（２）中、Ｒは、Ｈ又は、Ｃ４～１８の飽和もしくは不飽和炭化水素であり、ｎは２～３０の整数である。）
ＲＯ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）nＨ （１）
（一般式（１）中、Ｒは、Ｈ又は、Ｃ４～１８の飽和もしくは不飽和炭化水素であり、ｎは２～３０の整数である。）
ＲＯ（Ｃ3Ｈ6Ｏ）nＨ （２）
（一般式（２）中、Ｒは、Ｈ又は、Ｃ４～１８の飽和もしくは不飽和炭化水素であり、ｎは２～３０の整数である。）
【請求項3】
前記分子量が５００以下である有機物が、カルボン酸、カルボン酸塩、グルコース、マルトース、スクロース及びラクトースからなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１又は２に記載の銅粉。
【請求項4】
前記分子量が５００以下である有機物が、クエン酸及び／又はクエン酸塩を含有する請求項１又は２に記載の銅粉。
【請求項5】
アルキル鎖を有する前記ポリエーテルを含有する請求項１又は２に記載の銅粉。
【請求項6】
前記ポリオールとして、グリセリンを含有する請求項１又は２に記載の銅粉。
【請求項7】
炭素含有量が０．１５質量％～１．００質量％である請求項１又は２に記載の銅粉。
【請求項8】
不活性ガス中での焼結開始温度が３００℃以下である請求項１又は２に記載の銅粉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書は、銅粉に関する技術を開示するものである。
【背景技術】
【0002】
たとえば、粒径が１μｍ以下であるサブミクロンサイズの銅粉は、導電性ペーストに含ませた状態で、積層セラミックコンデンサないしインダクタその他の電子部品の内外電極用材料や、インクジェット配線の製造に使用することがある。
【0003】
銅粉を含む導電性ペーストは、回路の形成や半導体素子と基板との接合等を目的として、基板上に印刷して加熱され、銅粉を焼結させることに用いられる。導電性ペーストに用いる銅粉は、低温で焼結すること、すなわち低温焼結性が要求され得る。低温で焼結する銅粉は、高温で焼結するものよりも加熱時のコスト面で有利である他、耐熱性の低い基板に対しても適用できるからである。
【0004】
これに関連する技術としては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、「優れた低温焼結性を有する銅粉」を提供するとの課題の下、「固めかさ密度が１．３０ｇ／ｃｍ3～２．９６ｇ／ｃｍ3であり、銅粒子の体積基準の粒子径ヒストグラムで累積頻度が５０％になるときの５０％粒子径Ｄ５０と、当該銅粉に対する粉末Ｘ線回折法で得られるＸ線回折プロファイル中のＣｕ（１１１）面の回折ピークから、シェラーの式を用いて求めた結晶子径Ｄとが、Ｄ／Ｄ５０≧０．０６０を満たす銅粉」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第７１２２４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載された銅粉は、比較的低い温度で焼結できるものであるが、それとは異なる手法ないし観点で銅粉の低温焼結性を有効に高めることが求められる場合がある。
【0007】
この明細書では、優れた低温焼結性を有する銅粉を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この明細書で開示する銅粉は、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇであり、分子量が５００以下である有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有するものである。
【発明の効果】
【0009】
上述した銅粉は、優れた低温焼結性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施例１で得られた銅粉のＳＥＭ画像である。
【図2】実施例２で得られた銅粉のＳＥＭ画像である。
【図3】実施例４で得られた銅粉のＳＥＭ画像である。
【図4】比較例１で得られた銅粉のＳＥＭ画像である。
【図5】比較例２で得られた銅粉のＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、上述した銅粉の実施の形態について詳細に説明する。
一の実施形態の銅粉は、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇである。銅粉は比表面積がある程度大きく、粒径が小さいほど、焼結が低温域で起こりやすくなる傾向がある。
一の実施形態の銅粉は、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇである。銅粉は比表面積がある程度大きく、粒径が小さいほど、焼結が低温域で起こりやすくなる傾向がある。
【0012】
また、この銅粉は、分子量が５００以下である有機物（以下、「低分子有機物」ともいう。）と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有するものである。銅粉中のポリエーテルやポリオールは加熱されて熱分解する際に、銅粉の表面に生成していた銅の酸化物を還元し、それによって表面の酸化物が取り除かれた銅粉は、低い温度にて焼結が促進すると考えられる。なお実際に、銅粉の焼結体をＸ線回折法で分析したところ、銅粉に存在していた銅の酸化物が還元されていることが確認された。また、熱分析等で、ポリエーテルやポリオールの分解温度と銅粉の焼結温度とがほぼ一致することも確認している。
そして、低分子有機物は、銅粉の凝集抑制効果がある。そのような低分子有機物が銅粉の製造時に添加されると、低分子有機物によって分散した銅粒子の大部分に、上記のポリエーテルやポリオールが十分に付着すると推測される。これにより、ポリエーテルやポリオールによる低温焼結効果が顕著に発揮され得る。したがって、銅粉は、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとの両方を含むことが、低温焼結性の向上の観点から肝要である。加えて、低分子有機物は分子量が５００以下であり、熱分解時に、銅粉の焼結を阻害し得る炭素の残留量が少ない。
そして、低分子有機物は、銅粉の凝集抑制効果がある。そのような低分子有機物が銅粉の製造時に添加されると、低分子有機物によって分散した銅粒子の大部分に、上記のポリエーテルやポリオールが十分に付着すると推測される。これにより、ポリエーテルやポリオールによる低温焼結効果が顕著に発揮され得る。したがって、銅粉は、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとの両方を含むことが、低温焼結性の向上の観点から肝要である。加えて、低分子有機物は分子量が５００以下であり、熱分解時に、銅粉の焼結を阻害し得る炭素の残留量が少ない。
【0013】
それらの結果として、この実施形態の銅粉は、低温焼結性に優れたものになると考えられる。但し、上述したような理論に限定されるものではない。
【0014】
（比表面積）
銅粉のＢＥＴ比表面積は、１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇである。このようにＢＥＴ比表面積がある程度大きい銅粉は、粒径が小さく、不活性ガス中での焼結開始温度が比較的低いものである。なお、ＢＥＴ比表面積が大きすぎる場合は、耐酸化性を担保することが難しく、また吸湿や凝集などにより、導電性ペースト等のペースト特性に問題が生じることが懸念される。この観点から、銅粉のＢＥＴ比表面積は、２．０ｍ2／ｇ～７．０ｍ2／ｇであることがより一層好ましい。
銅粉のＢＥＴ比表面積は、１．０ｍ2／ｇ～１０．０ｍ2／ｇである。このようにＢＥＴ比表面積がある程度大きい銅粉は、粒径が小さく、不活性ガス中での焼結開始温度が比較的低いものである。なお、ＢＥＴ比表面積が大きすぎる場合は、耐酸化性を担保することが難しく、また吸湿や凝集などにより、導電性ペースト等のペースト特性に問題が生じることが懸念される。この観点から、銅粉のＢＥＴ比表面積は、２．０ｍ2／ｇ～７．０ｍ2／ｇであることがより一層好ましい。
【0015】
銅粉のＢＥＴ比表面積の測定は、ＪＩＳ Ｚ８８３０：２０１３に準拠し、たとえばマイクロトラック・ベル社のＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉ ＩＩを用いて行うことができる。より詳細には、銅粉の３ｇのサンプルについて真空中にて７０℃の温度で５時間にわたって脱気した後、窒素吸着等温線を測定し、それにより得られた結果をＢＥＴ法で解析することで、ＢＥＴ比表面積が算出される。
【0016】
（組成）
銅粉は、大部分が銅であり、さらに、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有するものである。典型的には、銅粉は、その銅粒子の表面の少なくとも一部が、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとで被覆されたものである。
銅粉は、大部分が銅であり、さらに、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとを含有するものである。典型的には、銅粉は、その銅粒子の表面の少なくとも一部が、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとで被覆されたものである。
【0017】
銅粉は低分子有機物を含有することにより、上述したように凝集が抑制されて、分散性が高いものになる。銅粉の製造時のポリエーテル及び／又はポリオールの表面処理が施される際に、低分子有機物が含まれていると、ポリエーテル及び／又はポリオールが有効に付着した銅粉が得られる。ポリエーテルやポリオールは、銅粉の低温焼結性の向上をもたらすものであり、ポリエーテル及び／又はポリオールだけでなく低分子有機物をも含む銅粉は、ポリエーテルやポリオールによる焼結の低温化が有効に達成されたものになる。
【0018】
また、低分子有機物は、分子量が５００以下であって、酸素含有量が５０質量％以上である場合があり、炭素をそれほど含まないものである。このため、焼結のために銅粉を加熱したとき、低分子有機物が熱分解した際に残留する炭素は比較的少量となり、焼結の妨げとなり難い。
【0019】
なお参考として、低分子有機物の具体例の酸素含有量を以下に示す。
グルコース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）：５３．２９質量％
ガラクトース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）：５３．２９質量％
マンノース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）：５３．２９質量％
マルトース（Ｃ12Ｈ22Ｏ11）：５１．４２質量％
スクロース（Ｃ12Ｈ22Ｏ11）：５１．４２質量％
ラクトース（Ｃ12Ｈ22Ｏ11）：５１．４２質量％
クエン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ7）：５８．２９質量％
酢酸（Ｃ2Ｈ4Ｏ2）：５３．２９質量％
リンゴ酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ5）：５９．６６質量％
マロン酸（Ｃ3Ｈ4Ｏ4）：６１．５０質量％
コハク酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ4）：５４．１９質量％
フマル酸（Ｃ4Ｈ4Ｏ4）：５５．１４質量％
酒石酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ6）：６３．９６質量％
グルコン酸（Ｃ6Ｈ12Ｏ7）：５７．１０質量％
ギ酸（ＣＨ2Ｏ2）：６９．５２質量％
シュウ酸（Ｃ2Ｈ2Ｏ4）：７１．０８質量％
アコニット酸（Ｃ6Ｈ6Ｏ6）：５５．１４質量％
ピルビン酸（Ｃ3Ｈ4Ｏ3）：５４．５０質量％
オキサロ酢酸（Ｃ4Ｈ4Ｏ5）：６０．５７質量％
乳酸（Ｃ3Ｈ6Ｏ3）：５３．２９質量％
アスコルビン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ6）：５４．５０質量％
グルコース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）：５３．２９質量％
ガラクトース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）：５３．２９質量％
マンノース（Ｃ6Ｈ12Ｏ6）：５３．２９質量％
マルトース（Ｃ12Ｈ22Ｏ11）：５１．４２質量％
スクロース（Ｃ12Ｈ22Ｏ11）：５１．４２質量％
ラクトース（Ｃ12Ｈ22Ｏ11）：５１．４２質量％
クエン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ7）：５８．２９質量％
酢酸（Ｃ2Ｈ4Ｏ2）：５３．２９質量％
リンゴ酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ5）：５９．６６質量％
マロン酸（Ｃ3Ｈ4Ｏ4）：６１．５０質量％
コハク酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ4）：５４．１９質量％
フマル酸（Ｃ4Ｈ4Ｏ4）：５５．１４質量％
酒石酸（Ｃ4Ｈ6Ｏ6）：６３．９６質量％
グルコン酸（Ｃ6Ｈ12Ｏ7）：５７．１０質量％
ギ酸（ＣＨ2Ｏ2）：６９．５２質量％
シュウ酸（Ｃ2Ｈ2Ｏ4）：７１．０８質量％
アコニット酸（Ｃ6Ｈ6Ｏ6）：５５．１４質量％
ピルビン酸（Ｃ3Ｈ4Ｏ3）：５４．５０質量％
オキサロ酢酸（Ｃ4Ｈ4Ｏ5）：６０．５７質量％
乳酸（Ｃ3Ｈ6Ｏ3）：５３．２９質量％
アスコルビン酸（Ｃ6Ｈ8Ｏ6）：５４．５０質量％
【0020】
銅粉は、低分子有機物のなかでも、カルボン酸、カルボン酸塩、グルコース、マルトース、スクロース及びラクトースからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。それにより、凝集を抑制しつつ、焼結が阻害されない銅粉とすることができる。
【0021】
上述した低分子有機物のうち、カルボン酸は、銅粉の製造時に添加されると、銅に配位して反応速度ないし銅粒子の成長速度を低下させる。これにより、銅粉は、粒子形状が球形に近くなり、粒度分布が狭くなる他、凝集が少ないものになる。それ故に、銅粉は、低分子有機物のなかでもカルボン酸を含有することが好適である。
【0022】
カルボン酸として具体的には、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、メバロン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、グルコン酸、ギ酸、シュウ酸、アコニット酸、ピルビン酸、オキサロ酢酸、乳酸、それらの塩等が挙げられる。特に銅粉は、低分子有機物としてクエン酸及び／又はクエン酸塩を含有することがより一層好ましい。クエン酸やクエン酸塩は、凝集を抑制しつつ、焼結を阻害しない効果が高い。
【0023】
なお、銅粉は、アラビアゴム等の高分子有機物（分子量が５００を超える有機物）を含まないことが望ましい。高分子有機物は、加熱時の熱分解で多量の炭素の残留を招き、これが比較的低温での銅粉の焼結を阻害するおそれがあるからである。
【0024】
銅粉は、上記の低分子有機物の他、ポリエーテル及び／又はポリオールを含有するものである。銅粉中のポリエーテルやポリオールは加熱時に、銅粉の表面に自然に生成され得る酸化銅を銅に還元するべく作用する。これにより、低温での銅粉の焼結が促進される。ポリエーテルやポリオールは、低分子有機物よりも銅粉表面の還元力が強いと考えられる。
【0025】
銅粉がポリエーテルを含有する場合、そのポリエーテルは、一般式（１）：ＲＯ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）nＨ（Ｒは、Ｈ又は、Ｃ４～１８の飽和もしくは不飽和炭化水素であり、ｎは２～３０の整数である。）で表される化合物、及び／又は、一般式（２）：ＲＯ（Ｃ3Ｈ6Ｏ）nＨ（Ｒは、Ｈ又は、Ｃ４～１８の飽和もしくは不飽和炭化水素であり、ｎは２～３０の整数である。）で表される化合物を含むことが好ましい。銅粉が上記一般式（１）や一般式（２）の化合物を含有する場合、比較的低温で銅酸化物を還元することができる。一般式（１）の化合物としては、ＨＯ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）nＨのポリエチレングリコール、Ｈ2m+1ＣmＯ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）nＨ（ｍ：４～１８の整数）のポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。また、一般式（２）の化合物としては、ＨＯ（Ｃ3Ｈ6Ｏ）nＨのポリプロピレングリコール、Ｈ2m+1ＣmＯ（Ｃ3Ｈ6Ｏ）nＨ（ｍ：４～１８の整数）のポリオキシプロピレンアルキルエーテル等が挙げられる。また、ポリオキシエチレン部位とポリオキシプロピレン部位が組み合わさった、Ｈ2m+1ＣmＯ（Ｃ2Ｈ4Ｏ）n（Ｃ3Ｈ6Ｏ）lＨのポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等も挙げられる。
【0026】
銅粉に含有され得るポリエーテルは、アルキル鎖（すなわち直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基）を有することが好適である。アルキル鎖を有するものであれば、ペースト中での銅粉の分散性が向上する。アルキル鎖は疎水性の官能基であるため、ペーストの、同じく疎水性である有機溶媒との馴染みが良いからである。そのため、アルキル鎖を有する銅粉を、有機溶媒と混合した場合、銅粉の分散状態を長時間維持することができると考えられる。
【0027】
また、銅粉はポリオールを含有するものであってもよい。ポリオールとしては、グリセリン（グリセロール）、ポリグリセリン、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ペンタエリトリオール、ジペンタエリトリオール等が挙げられる。
【0028】
銅粉が、低分子有機物やポリエーテル、ポリオールを含有することは、赤外分光法や質量分析法等によって確認することができる。
【0029】
赤外分光法による同定では拡散反射法が用いられ、以下の測定条件とすることができる。
測定機種：日本分光株式会社製のＦＴ／ＩＲ－６７００
測定法：拡散反射法
積算回数：オート
分解：４ｃｍ-1
波長：４００～４０００ｃｍ-1
測定機種：日本分光株式会社製のＦＴ／ＩＲ－６７００
測定法：拡散反射法
積算回数：オート
分解：４ｃｍ-1
波長：４００～４０００ｃｍ-1
【0030】
銅粉が、先述した一般式（１）や一般式（２）で表されるポリエーテルを含有する場合、上記の赤外分光法を用いると、飽和炭化水素（アルキル基）に由来するピークが３０００～２８４０ｃｍ-1に検出され、エーテル結合に由来するピークが１２６０～１０００ｃｍ-1に検出される。したがって、これにより、銅粉がポリエーテルを含有すると判断することができる。また、低分子有機物のうちのカルボン酸やカルボン酸塩に由来するピークは、１５００～１７５０ｃｍ-1に検出されるので、銅粉がカルボン酸やカルボン酸塩を含有するかどうかについても確認可能である。
【0031】
また、質量分析法による同定では、液体クロマトグラフ－飛行時間型質量分析計（ＬＣ－ＴＯＦ／ＭＳ）を用いることができる。これにより、銅粉がポリオールや低分子有機物を含有するものであるかどうかを確認可能である。測定条件は次のとおりである。１０ｍｍｏｌ／Ｌの酢酸アンモニウム水溶液とアセトニトリルとを混合した溶液に銅粉を入れ、振とう機および超音波洗浄機による抽出操作を行い、遠心分離で銅粉と抽出液とに分離し、シリンジフィルターろ過により抽出液を採取する。この抽出液をＬＣ－ＴＯＦ／ＭＳにて測定する。カラムには、Ｈｙｐｅｒｓｉｌ ＧＯＬＤ（Ｃ１８）を用い、移動相は１０ｍｍｏｌ／Ｌの酢酸アンモニウム水溶液からアセトニトリルへと変化させるように導入し、カラム温度は４０℃とすることができる。Ｎｅｇａｔｉｖｅイオン検出モードにおいて、ｍ／ｚ値５００以下のピークが検出された場合、銅粉は分子量５００以下の有機物を含有していると言える。また、一例としてＰｏｓｉｔｉｖｅイオン検出モードにおいてＣ3Ｈ8Ｏ3にイオン付加されたピークが検出された場合、銅粉は、ポリオールの一種であるグリセリンを含有していると言える。
【0032】
銅粉は、炭素含有量が０．１５質量％～１．００質量％であることが好ましい。銅粉中の炭素には、低分子有機物に由来するものと、ポリオール及び／又はポリエーテルに由来するものが含まれる。銅粉の炭素含有量が少なすぎる場合、低温焼結に必要な低分子有機物及び／又は、ポリオールないしポリエーテルが不足している可能性がある。一方、炭素含有量が多すぎると、銅粉の焼結後に炭素の残留量が多くなり、焼結性が低下することや、低抵抗の妨げとなることが懸念される。この観点から、銅粉の炭素含有量は、０．１５質量％～０．７０質量％であることがより一層好ましい。
【0033】
銅粉の炭素含有量は、高周波誘導加熱炉燃焼－赤外線吸収法により測定する。具体的には、ＬＥＣＯ製ＣＳ８４４型等の炭素硫黄分析装置を用いて、助燃剤をＬＥＣＯ製ＬＥＣＯＣＥＬ ＩＩ及びＦｅチップとし、検量線にスチールピンを使用して、銅粉の炭素含有量を測定することができる。
【0034】
（焼結開始温度）
上述したような銅粉は、不活性ガス中で加熱した場合、比較的低い温度で焼結し、たとえば焼結開始温度が３００℃以下になることがある。銅粉の不活性ガス中での焼結開始温度は、好ましくは２５０℃以下である。
上述したような銅粉は、不活性ガス中で加熱した場合、比較的低い温度で焼結し、たとえば焼結開始温度が３００℃以下になることがある。銅粉の不活性ガス中での焼結開始温度は、好ましくは２５０℃以下である。
【0035】
上記の焼結開始温度は、熱機械分析（ＴＭＡ；Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて測定する。具体的には、直径５ｍｍの穴が開いたペレットダイに銅粉（約０．３ｇ）を入れ、１ｋＮの力で圧縮し、円柱状（高さ：約３ｍｍ、直径：約５ｍｍ）の銅粉ペレットを作製する。その高さをマイクロメーターで測定し、これを初期高さとする。このペレットを、熱機械分析装置（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、ＴＭＡ３０００）にセットし、Ｎ2雰囲気下で１０ｇ重の荷重をかけながら、１０℃／分の昇温速度で室温から７００℃まで昇温する。このとき、１秒毎にペレット高さを測定し、初期高さから２％収縮した時の温度を焼結開始温度とする。
【0036】
（製造方法）
銅粉を製造するには、化学還元法や不均化法等の液相法その他の種々の手法を採用することができるが、たとえば液相法の場合、所定の有機物を添加すること、並びに、好ましくは反応により銅粒子が生成した後に、銅粒子を表面処理剤と接触させることが重要である。以下に、化学還元法を採用する場合の具体例について詳説する。
銅粉を製造するには、化学還元法や不均化法等の液相法その他の種々の手法を採用することができるが、たとえば液相法の場合、所定の有機物を添加すること、並びに、好ましくは反応により銅粒子が生成した後に、銅粒子を表面処理剤と接触させることが重要である。以下に、化学還元法を採用する場合の具体例について詳説する。
【0037】
化学還元法では、硫酸銅等の銅塩、低分子有機物（分子量が５００以下である有機物）、還元剤及び、アルカリを液中で混合して反応させることにより、銅粒子を生成させ、銅粒子を含む銅スラリーを得る工程を行う。低分子有機物は、先述したとおりであり、たとえばクエン酸や、クエン酸ナトリウムやクエン酸カリウム等のクエン酸塩が含まれる。還元剤としては、ヒドラジンや水素化ホウ素ナトリウム等が挙げられ、また、アルカリとしては、水酸化ナトリウムやアンモニア等が挙げられる。
【0038】
この工程のより詳細な一例としては、硫酸銅水溶液を、適切な反応温度に昇温した後、水酸化ナトリウム水溶液やアンモニア水溶液でｐＨを調整した後、ヒドラジン水溶液を一気に添加して反応を行い、硫酸銅を粒径１００ｎｍ程度の亜酸化銅粒子へ還元する。亜酸化銅粒子を含む亜酸化銅スラリーを反応温度に昇温した後、水酸化ナトリウムとヒドラジンとを含む水溶液を滴下し、さらにその後にヒドラジン水溶液を滴下することで亜酸化銅粒子を銅粒子へ還元させる。
【0039】
次いで、上記の銅スラリーを洗浄し、洗浄後銅スラリーを得る工程を行う。洗浄方法は特に限らないが、フィルタープレスやデカンテーション等を採用可能である。
【0040】
次いで、上記の洗浄後銅スラリーに、たとえばポリオキシエチレンアルキルエーテル等の表面処理剤を添加し、洗浄後銅スラリー中の銅粒子に表面処理を施す。このとき、洗浄後銅スラリーに含まれる低分子有機物により、銅粒子の凝集が抑制されるので、多数の銅粒子のほぼ全体が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等によって有効に処理される。銅粒子が凝集している場合、凝集している箇所は銅粒子どうしが接触しているため、表面処理が十分に施されない。
【0041】
このように表面処理は、銅粒子が生成する反応後に行うことが好適である。反応時にポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加すると、発泡により反応容器から液体が溢れ出すおそれがある。還元剤としてヒドラジンを用いる場合は、安全性の観点から発泡は望ましくない。消泡剤を使用した場合は、そのコストが嵩む他、消泡剤の成分が銅粉に残留して、焼結特性やペースト分散性に影響を及ぼす可能性がある。
【0042】
表面処理剤は、スラリー中で銅粒子と均一に接触させるため、水溶性のポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。非水溶性のものではスラリーと分離し、均一に混合できないことや、付着量のコントロールができなくなることが懸念される。
【0043】
次いで、表面処理後銅スラリーを乾燥させ、乾燥粉末を得る工程を行う。乾燥方法は特に限らないが、表面処理剤の付着量を制御する観点から全量乾燥できる方法、たとえば、スプレードライ乾燥、ＦＭミキサー、真空乾燥、真空加熱乾燥、又は、不活性ガス雰囲気下の加熱乾燥等が好ましい。
【0044】
次いで、ジェットミル、遊星ボールミル又は乳鉢等を用いて、乾燥粉末を解砕する工程を行う。その後、真空乾燥、真空加熱乾燥又は、不活性ガス雰囲気下の加熱乾燥等により、解砕粉末を乾燥させる工程を行う。これにより、銅粉を製造することができる。
【0045】
上述したところでは、洗浄後銅スラリー中の銅粒子を乾燥前に、表面処理剤と接触させたが、銅粒子と表面処理剤との接触時期は、それ以降であってもかまわない。たとえば、解砕粉末の乾燥工程を行った後に、銅粒子を、表面処理剤としてのポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルエーテル水溶液等と接触させてもよい。この場合、その後に必要に応じて乾燥や解砕等が行われ得る。
【実施例0046】
次に、上述したような銅粉を試作し、その特性を確認したので、以下に説明する。但し、ここでの説明は単なる例示を目的としたものであり、これに限定されることを意図するものではない。
【0047】
（実施例１）
溶液Ａとして、１ｍｏｌ／Ｌ硫酸銅水溶液１ｋｇに、クエン酸２．７ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｂとして、純水１Ｌに、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液３６９ｇ、８０質量％ヒドラジン水溶液３７．５ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｃとして、純水１Ｌに、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液３７４ｇ、８０質量％ヒドラジン水溶液３１．４ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｄとして、純水１Ｌに、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液４８９ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｅとして、純水１Ｌに、クエン酸２００ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｆとして、純水１Ｌに、８０質量％ヒドラジン水溶液７６．７ｇの比率で混合した液を準備した。
溶液Ａとして、１ｍｏｌ／Ｌ硫酸銅水溶液１ｋｇに、クエン酸２．７ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｂとして、純水１Ｌに、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液３６９ｇ、８０質量％ヒドラジン水溶液３７．５ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｃとして、純水１Ｌに、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液３７４ｇ、８０質量％ヒドラジン水溶液３１．４ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｄとして、純水１Ｌに、３０質量％水酸化ナトリウム水溶液４８９ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｅとして、純水１Ｌに、クエン酸２００ｇの比率で混合した液を準備した。溶液Ｆとして、純水１Ｌに、８０質量％ヒドラジン水溶液７６．７ｇの比率で混合した液を準備した。
【0048】
以下の添加比率は、特段の記述が無い限りは１Ｌの溶液Ａに対する添加比率を記載するものとする。
溶液Ａを反応容器に入れ、５０℃に加温し、溶液Ｂを０．６６Ｌの比率になるように添加した。次いで７０℃に加温し、溶液Ｃを０．２４ｋｇの比率になるように添加した。次に溶液ＤをｐＨが１０．５になるように添加し、溶液Ｅをクエン酸分として１．５ｇの比率になるように添加した。次いで溶液Ｆを０．１８ｋｇの比率になるように添加し、銅スラリーを得た。これを水洗することで洗浄後銅スラリーを得た。
溶液Ａを反応容器に入れ、５０℃に加温し、溶液Ｂを０．６６Ｌの比率になるように添加した。次いで７０℃に加温し、溶液Ｃを０．２４ｋｇの比率になるように添加した。次に溶液ＤをｐＨが１０．５になるように添加し、溶液Ｅをクエン酸分として１．５ｇの比率になるように添加した。次いで溶液Ｆを０．１８ｋｇの比率になるように添加し、銅スラリーを得た。これを水洗することで洗浄後銅スラリーを得た。
【0049】
赤外線水分計による水分蒸発量測定により、前記洗浄後銅スラリー中の銅質量％を算出し、表面処理剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ、三洋化成工業株式会社製のエマルミンＮＬ－７０）を１０質量％に希釈した水溶液を、前記洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが１質量％となる量を添加後攪拌し、表面処理後銅スラリーを得た。前記表面処理後銅スラリーを乾燥、気流解砕、真空乾燥を行って、銅粉を得た。
【0050】
（実施例２）
溶液Ｂを０．６５Ｌの比率になるように添加したこと、溶液Ｄを３０質量％水酸化ナトリウム水溶液に替え、ｐＨが１０．３になるように添加したこと、洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．６５質量％となる量を添加したこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、銅粉を得た。
溶液Ｂを０．６５Ｌの比率になるように添加したこと、溶液Ｄを３０質量％水酸化ナトリウム水溶液に替え、ｐＨが１０．３になるように添加したこと、洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．６５質量％となる量を添加したこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0051】
（実施例３）
洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．１４質量％となる量を添加したこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、銅粉を得た。
洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．１４質量％となる量を添加したこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0052】
（実施例４）
溶液Ｂを０．６７Ｌの比率になるように添加したこと、溶液Ｃを０．２５ｋｇの比率になるように添加したこと、洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．０３質量％となる量を添加したこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、銅粉を得た。
溶液Ｂを０．６７Ｌの比率になるように添加したこと、溶液Ｃを０．２５ｋｇの比率になるように添加したこと、洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．０３質量％となる量を添加したこと以外は、実施例２と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0053】
（実施例５）
洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．５５質量％となる量を添加したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、銅粉を得た。
洗浄後銅スラリー中の銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが０．５５質量％となる量を添加したこと以外は、実施例４と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0054】
（実施例６）
溶液Ｄの添加前に３０質量％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが８．０になるように添加したこと、溶液ＤをｐＨが１０．４になるように添加したこと、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加しなかったこと以外は実施例２と同様の操作を行った。これにより得られた銅粉に、表面処理剤としてポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ ２００、富士フイルム和光純薬株式会社製）の水溶液を、銅質量に対してポリエチレングリコール２００が１質量％となる量を添加して乾燥、解砕を行い、銅粉を得た。
溶液Ｄの添加前に３０質量％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが８．０になるように添加したこと、溶液ＤをｐＨが１０．４になるように添加したこと、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加しなかったこと以外は実施例２と同様の操作を行った。これにより得られた銅粉に、表面処理剤としてポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ ２００、富士フイルム和光純薬株式会社製）の水溶液を、銅質量に対してポリエチレングリコール２００が１質量％となる量を添加して乾燥、解砕を行い、銅粉を得た。
【0055】
（実施例７）
表面処理剤をポリエチレングリコール４００（ＰＥＧ ４００、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
表面処理剤をポリエチレングリコール４００（ＰＥＧ ４００、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0056】
（実施例８）
表面処理剤をポリエチレングリコール１０００（ＰＥＧ １０００、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
表面処理剤をポリエチレングリコール１０００（ＰＥＧ １０００、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0057】
（実施例９）
表面処理剤をポリプロピレングリコール４００ジオール型（ＰＰＧ ４００ ジオール型、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
表面処理剤をポリプロピレングリコール４００ジオール型（ＰＰＧ ４００ ジオール型、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0058】
（実施例１０）
表面処理剤をポリプロピレングリコール７００ジオール型（ＰＰＧ ７００ ジオール型、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
表面処理剤をポリプロピレングリコール７００ジオール型（ＰＰＧ ７００ ジオール型、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0059】
（実施例１１）
表面処理剤をポリプロピレングリコール１０００ジオール型（ＰＰＧ １０００ ジオール型、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
表面処理剤をポリプロピレングリコール１０００ジオール型（ＰＰＧ １０００ ジオール型、富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0060】
（実施例１２）
表面処理剤をグリセリン（富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
表面処理剤をグリセリン（富士フイルム和光純薬株式会社製）に変えたこと以外は、実施例６と同様の操作を行い、銅粉を得た。
【0061】
（比較例１）
表面処理剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様の操作で行い、銅粉を得た。
表面処理剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加しなかったこと以外は、実施例１と同様の操作で行い、銅粉を得た。
【0062】
（比較例２）
比較例２での添加比率は、亜酸化銅１ｋｇに対する添加比率を記載するものとする。
亜酸化銅と純水を混合し、１５．８質量％の亜酸化銅スラリーを用意し、０．０１６質量％のアラビアゴム水溶液を、アラビアゴムとして６ｇの比率になるように添加した。これに３２質量％硫酸を１．８ｋｇの比率になるように添加した。その後、０．０１６質量％のアラビアゴム水溶液を、アラビアゴムとして４ｇの比率になるように添加し、銅スラリーを得た。これを水洗することで洗浄後銅スラリーを得た。この洗浄後銅スラリーを乾燥、気流解砕、真空乾燥を行い、銅粉を得た。
比較例２での添加比率は、亜酸化銅１ｋｇに対する添加比率を記載するものとする。
亜酸化銅と純水を混合し、１５．８質量％の亜酸化銅スラリーを用意し、０．０１６質量％のアラビアゴム水溶液を、アラビアゴムとして６ｇの比率になるように添加した。これに３２質量％硫酸を１．８ｋｇの比率になるように添加した。その後、０．０１６質量％のアラビアゴム水溶液を、アラビアゴムとして４ｇの比率になるように添加し、銅スラリーを得た。これを水洗することで洗浄後銅スラリーを得た。この洗浄後銅スラリーを乾燥、気流解砕、真空乾燥を行い、銅粉を得た。
【0063】
（比較例３）
比較例２の製造条件で合成した銅粉を準備し、この銅粉に、表面処理剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ、三洋化成工業株式会社製のエマルミンＮＬ－７０）の水溶液を、銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが１質量％となる量を添加して乾燥、解砕を行い、銅粉を得た。
比較例２の製造条件で合成した銅粉を準備し、この銅粉に、表面処理剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル（ＡＥ、三洋化成工業株式会社製のエマルミンＮＬ－７０）の水溶液を、銅質量に対して上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルが１質量％となる量を添加して乾燥、解砕を行い、銅粉を得た。
【0064】
（比較例４）
比較例１における原料の比率を変更して比較例１の銅粉よりもＢＥＴ比表面積の大きい銅粉を得た。
比較例１における原料の比率を変更して比較例１の銅粉よりもＢＥＴ比表面積の大きい銅粉を得た。
【0065】
（有機物の同定）
一例として、実施例５の銅粉を、先述した赤外分光法で分析したところ、２９００ｃｍ-1付近（飽和炭化水素由来）、１６００ｃｍ-1付近（カルボン酸、カルボン酸塩由来）、１１００ｃｍ-1付近（エーテル結合由来）、のピークが観測された。この結果から、実施例５の銅粉は、一般式（１）または一般式（２）に記載のポリエーテル（に由来する炭化水素およびエーテル結合）、およびカルボン酸またはカルボン酸塩を含有することが分かった。
一例として、実施例５の銅粉を、先述した赤外分光法で分析したところ、２９００ｃｍ-1付近（飽和炭化水素由来）、１６００ｃｍ-1付近（カルボン酸、カルボン酸塩由来）、１１００ｃｍ-1付近（エーテル結合由来）、のピークが観測された。この結果から、実施例５の銅粉は、一般式（１）または一般式（２）に記載のポリエーテル（に由来する炭化水素およびエーテル結合）、およびカルボン酸またはカルボン酸塩を含有することが分かった。
【0066】
また、一例として、実施例５の銅粉を、先述した質量分析法で分析した結果、Ｐｏｓｉｔｉｖｅイオン検出モードにおいて、ｍ／ｚ値が２７５．２５７９から１０４０．７２９９にかけて、ｍ／ｚ値が４４刻みで検出された。ｍ／ｚ値５５６．４４１８が最も強度が大きく、これは、一般式（１）のｎ＝８に相当する化学式にアンモニウムイオンが付加した、［Ｃ28Ｈ58Ｏ9＋ＮＨ4］+のＭｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓである５５６．４４２５とほぼ一致する。また、Ｎｅｇａｔｉｖｅイオン検出モードにおいて、ｍ／ｚ値１９１．０１９６が検出された。これは、クエン酸に相当する化学式からプロトンが脱離した、［Ｃ6Ｈ8Ｏ7－Ｈ］-のＭｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓである１９１．０１９２とほぼ一致する。この結果から、実施例５の銅粉は、一般式（１）で表される化合物および、クエン酸を含有していることが分かった。
【0067】
（比表面積）
実施例１～１２及び比較例１～４で得られた各銅粉のＢＥＴ比表面積を、先述した方法で測定した。その結果を表１および表２に示す。
実施例１～１２及び比較例１～４で得られた各銅粉のＢＥＴ比表面積を、先述した方法で測定した。その結果を表１および表２に示す。
【0068】
（ＳＥＭ画像）
実施例１、２及び４並びに比較例１及び２で得られた各銅粉の走査電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）をそれぞれ、図１～５に示す。
実施例１、２及び４並びに比較例１及び２で得られた各銅粉の走査電子顕微鏡画像（ＳＥＭ画像）をそれぞれ、図１～５に示す。
【0069】
実施例１、２及び４並びに比較例１及び２の各銅粉の表１に示すＢＥＴ比表面積と、図１～５とを比較すると、ＢＥＴ比表面積は粒子サイズに依存していることがわかる。表１でＢＥＴ比表面積を「１～１０」とした実施例６～１２及び比較例３の銅粉は、ＢＥＴ比表面積の測定を行っていないが、粒子サイズは銅粒子を生成させる工程で決まるため、実施例２と同様にして銅粒子を生成させた実施例６～１２の銅粉及び、比較例２と同様にして銅粒子を生成させた比較例３の銅粉は、ＢＥＴ比表面積が１ｍ2／ｇ～１０ｍ2／ｇの範囲内にある可能性が極めて高い。
【0070】
また、図１及び４と図５を比較すると、実施例１及び比較例１のクエン酸で被覆された各銅粉（図１及び４）は、比較例２のクエン酸で被覆されていない銅粉（図５）に比べて、粒子間のネッキングが低減され、個々の粒子が真球に近づくことが分かる。このことから、クエン酸で被覆された銅粉は、ペースト中での分散性が向上すると考えられる。
【0071】
（炭素含有量）
実施例１～１２及び比較例１～４で得られた各銅粉の炭素含有量を、先述した方法で測定した。その結果を表１および表２に示す。
実施例１～１２及び比較例１～４で得られた各銅粉の炭素含有量を、先述した方法で測定した。その結果を表１および表２に示す。
【0072】
（低温焼結性）
実施例１～１２及び比較例１～４で得られた各銅粉について、先述した方法により、不活性ガス中での焼結開始温度を確認したところ、表１に示すとおりであった。
実施例１～１２及び比較例１～４で得られた各銅粉について、先述した方法により、不活性ガス中での焼結開始温度を確認したところ、表１に示すとおりであった。
【0073】
表１からわかるように、実施例１～１２の銅粉は、低分子有機物と、ポリエーテル及び／又はポリオールとの両方を含有することから、比較例１～４の銅粉に比して、焼結開始温度が低くなった。
【0074】
（銅粉ペーストの調整）
実施例３および比較例４のそれぞれの銅粉について銅粉ペーストを作成した。具体的には、α－テルピネオール（８０．５ｇ）、オレイン酸（６．５ｇ）、およびエチルセルロース（４９％エトキシ）１０（１３．０ｇ）を自転公転ミキサーで混合し、これをビヒクルとした。その後、銅粉（８．０ｇ）とビヒクル（２．０ｇ）とを自転公転ミキサーで混合し、銅粉ペーストを得た。
実施例３および比較例４のそれぞれの銅粉について銅粉ペーストを作成した。具体的には、α－テルピネオール（８０．５ｇ）、オレイン酸（６．５ｇ）、およびエチルセルロース（４９％エトキシ）１０（１３．０ｇ）を自転公転ミキサーで混合し、これをビヒクルとした。その後、銅粉（８．０ｇ）とビヒクル（２．０ｇ）とを自転公転ミキサーで混合し、銅粉ペーストを得た。
【0075】
（ペーストの粘度）
作成した銅粉ペーストの粘度を以下の方法で測定した。銅粉ペーストの粘度は、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の回転式粘度計ＭＣＲ１０２を用いて行った。設定温度２５℃とした恒温プレートに銅粉ペーストを乗せ、コーン角度２°のコーンプレート（型番：ＣＰ２５－２）を測定治具に使用し、測定位置のギャップ設定は１ｍｍにし、コーンプレートを銅粉ペーストに押し付け、その後、コーンプレートからはみ出した銅粉ペーストを除去した。測定プログラムは、３９２秒の時間をかけ、せん断速度０から１０００ｓ-1まで徐々に上げていった。これにより、各せん断速度におけるペースト粘度を測定した。せん断速度１ｓ-1における銅粉ペーストの粘度を表２に示す。
作成した銅粉ペーストの粘度を以下の方法で測定した。銅粉ペーストの粘度は、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の回転式粘度計ＭＣＲ１０２を用いて行った。設定温度２５℃とした恒温プレートに銅粉ペーストを乗せ、コーン角度２°のコーンプレート（型番：ＣＰ２５－２）を測定治具に使用し、測定位置のギャップ設定は１ｍｍにし、コーンプレートを銅粉ペーストに押し付け、その後、コーンプレートからはみ出した銅粉ペーストを除去した。測定プログラムは、３９２秒の時間をかけ、せん断速度０から１０００ｓ-1まで徐々に上げていった。これにより、各せん断速度におけるペースト粘度を測定した。せん断速度１ｓ-1における銅粉ペーストの粘度を表２に示す。
【0076】
表２から分かるように、実施例３の銅粉と比較例４の銅粉との違いは、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加したか否かであって、両者のＢＥＴ比表面積は等しい。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加した実施例３の銅粉を用いた銅粉ペーストの粘度は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加していない比較例４の銅粉を用いた銅粉ペーストの粘度よりも低かった。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加した実施例３の銅粉を用いた銅粉ペーストの粘度は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを添加していない比較例４の銅粉を用いた銅粉ペーストの粘度よりも低かった。
【0077】
銅粉ペーストの粘度は、ペースト中で銅粉が分散しているほど低くなる。したがって、実施例３の銅粉の方が、比較例４の銅粉よりもペースト中での分散性が高いと言える。この理由として、発明者は、疎水性のアルキル鎖を含むポリオキシエチレンアルキルエーテルを銅粉に添加することで、同じく疎水性であるビヒクルと銅粉との相溶性が高くなり、ペースト中における銅粉の分散性が高くなった、と考えている。
【0078】
【表1】
【0079】
【表2】
【0080】
以上より、先述した銅粉は、優れた低温焼結性を有するものである可能性が示唆された。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
