[发明专利]被覆铜颗粒

说明书

本发明涉及一种表面被覆有脂肪族羧酸的被覆铜颗粒，该被覆铜颗粒如下得到：得到包含甲酸铜、氨基醇、具有碳原子数为5以上的脂肪族基团的脂肪族羧酸和溶剂的反应液；和对反应液中生成的络合物进行热分解处理而生成金属铜，其中，氨基醇与溶剂的SP值之差ΔSP值为4.2以上。

本申请是分案申请，其原申请的申请号为201580028643.X，申请日为2015年05月14日，发明名称为“被覆铜颗粒的制造方法”。

技术领域

本发明涉及被覆铜颗粒。

背景技术

在近年来的电子设备相关领域中，被称为可印刷电子的技术领域受到关注，该可印刷电子不需要利用曝光对配线或保护膜等进行图案化，而通过喷墨或印刷法直接形成微米级的微细配线。最初，金、银等的微粒为中心，但金存在成本问题，银存在电迁移的问题并且在硫化气体等导致的腐蚀等耐腐蚀性方面存在课题。作为解决这些问题的手段，铜系材料受到关注。铜系材料除了与金、银同样地显示出高导电性以外，在电迁移方面与银相比格外优异，耐腐蚀性也优异。

作为贵金属的金、银具有比较难以受到氧化的特性，因此，在制作金属微粒分散液时，容易维持所含有的金属微粒而不使其表面形成氧化覆膜。与此相对，铜具有比较容易被氧化的特性，特别是若为粒径在200nm以下的微细的铜微粒，则由于尺寸效应和比表面积的关系，该倾向变得更为显著。在制备铜微粒分散液时，所含有的铜微粒在短时间内形成其表面被氧化膜覆盖的状态，进而氧化覆膜的厚度也经时地增加，还有不少情况下铜微粒的一大半粒径被转变为氧化铜的氧化膜。另外，在200nm以下的铜微粒的情况下，颗粒表面的活性达到非常高的状态，即便是在氮气等非活性气氛下或真空条件下进行加热烧制的方法，也会因气氛中存在的微量的氧而使氧化进行，有时会抑制铜微粒彼此的烧结。此外，关于烧制中的氧化膜的增大，在烧制的最终阶段利用氢气等进行还原烧制的情况下，会增大还原时的体积收缩，有时会引起烧制密度的降低。

另一方面，着眼于金属微粒的技术的理由之一在于尺寸效应引起的熔点降低。关于尺寸效应引起的熔点降低，以金为例，单质的熔点为1,064℃，但若粒径为2nm左右，则熔点变为约300℃，熔点降低至电子材料等中可使用的温度。但是，据报道，若粒径超过20nm，则基本上确认不到熔点降低。因此，若是粒径为2nm左右的一位数纳米级，则可以充分期待熔点降低。但是，在铜微粒的情况下，需要防止氧化的表面保护剂。根据铜微粒的比表面积的关系，表面保护剂的所需量为铜体积的几倍以上，这会引起烧结时的大幅的体积收缩，难以得到高密度的烧结体。与此相对，已知下述方法：在烧结阶段在还原气氛下由金属氧化物生成一位数纳米级的颗粒，利用尺寸效应引起的熔点降低，在300℃～400℃左右的温度进行烧结。另外，有文献提出了下述方法：利用有机羧酸等熔剂去除与焊料的熔剂效果同样地被覆微粒表面的氧化膜，使还原金属表面露出并进行烧结(例如参照日本特开2013-047365号公报)。

此外，在将铜微粒适用于可印刷电子的情况下，为了进行浆料化而供给，制作粒径分布显示出单分散的颗粒，要求制成分散稳定性良好的铜浆。作为制造粒径统一的金属微粒或金属氧化物微粒的方法，提出了一些方案。例如，在对金属微粒进行液相合成的情况下，大多参照表示作为金属核的溶质的溶解度与时间的关系的LaMer模型。根据该模型，若溶解度低的金属核的生成速度过快，则因凝聚机制而发生颗粒生长，因此形成结晶核的生长不充分的凝聚体颗粒，是不优选的。作为其对策，考虑了对作为溶质的金属核的生成速度进行控制的方法。例如，由储存单元(reservoir)(固体或金属螯合物)慢慢地释放出颗粒生长所需要的物质，由此对溶液的过饱和度进行控制，抑制颗粒生长中的新的核生成，从而将成核期和颗粒生长期分离，仅在极初期生成的核发生生长，由此能够制作显示出单分散的颗粒。作为在颗粒生长中供给溶质的储存单元的选择方法，选择溶解度或溶解速度足够低的固体或络合物。