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公開番号2025169080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024074071
出願日2024-04-30
発明の名称炭素被覆金属粉末及びペースト
出願人JX金属株式会社
代理人アクシス国際弁理士法人
主分類B22F 1/16 20220101AFI20251105BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】比較的小さい粒径を有し、表面酸化の抑制や粉末またはペースト等の液体中での凝集を有効に抑制することができる炭素被覆金属粉末、及び、ペーストを提供する。
【解決手段】金属粒子と、金属粒子の表面の少なくとも一部を覆い、炭素を含有する被覆層と、を有し、
金属粒子は、
(1)錫、銅もしくは銀及び不可避的不純物、又は、(2)錫、銅もしくは銀の含有量がそれぞれ50質量%以上の錫、銅もしくは銀の合金、及び、不可避的不純物からなり、
BET比表面積から算出される平均粒径が150nm以下である、炭素被覆金属粉末。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
金属粒子と、前記金属粒子の表面の少なくとも一部を覆い、炭素を含有する被覆層と、を有し、
前記金属粒子は、
（１）錫、銅もしくは銀及び不可避的不純物、又は、（２）錫、銅もしくは銀の含有量がそれぞれ５０質量％以上の錫、銅もしくは銀の合金、及び、不可避的不純物からなり、
ＢＥＴ比表面積から算出される平均粒径が１５０ｎｍ以下である、炭素被覆金属粉末。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
炭素含有量が０．５～３．０質量％である、請求項１に記載の炭素被覆金属粉末。
【請求項３】
水素含有量が０．０１～０．２５質量％である、請求項１に記載の炭素被覆金属粉末。
【請求項４】
前記炭素を含有する被覆層が、グラファイト系炭素と炭化水素との混合物で構成されている、請求項１に記載の炭素被覆金属粉末。
【請求項５】
酸素含有量が３．０質量％以下である、請求項１に記載の炭素被覆金属粉末。
【請求項６】
ペーストに用いられる、請求項１に記載の炭素被覆金属粉末。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の炭素被覆金属粉末と、有機物を含有する液体と、を含む、ペースト。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書は、炭素被覆金属粉末及びペーストについて記載したものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
所定の純金属もしくは合金からなる金属粉末は、有機バインダーや有機溶剤等の有機物を含有する液体と混合させてペースト状にすることがある。このようなペーストは、たとえば、印刷等による配線の形成、穴埋めないし接合等をするための導電性ペーストに代表される電子機器材料用もしくはエネルギーデバイス向け材料用のペースト、又は、はんだ付けに使用されるソルダーペースト等として用いられ得る。
【０００３】
ペースト用の金属粉末に関するものではないが、たとえば特許文献１には、「流動性に優れているとともに、エネルギー線の効率的な吸収が可能であって、付加製造用の粉末材料に適した炭素被覆金属紛体等を提供する。」との課題の下、「平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下である金属粒子の表面に有機化合物由来の炭素により化学的に被覆された炭素被覆を有する炭素被覆金属粉末であって、炭素被覆金属粉末における炭素被覆の量が、０．００１質量％以上２．０質量％以下である炭素被覆金属紛体」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１９９８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属粉末は、用途によっては、特許文献１に記載された「平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下」よりも小さい粒径のものが求められる場合がある。金属粉末の粒径を小さくすることにより、例えば、表面積を増やし、より活性にすることで低融点となり、溶融温度が低下すること、ペーストにした際に薄膜または狭いエリアに塗布することが可能となること等の利点がある。
【０００６】
しかしながら、そのような極めて微細な金属粉末は、表面積が大きくなるため、酸化しやすくなり、酸化すると全金属粒子中の金属の割合が低下する。例えば、ＣｕやＡｇの微細な金属粉末をペースト化し、配線材料として用いた場合には、酸化のため導電性が低下するという問題が発生する。Ｓｎの微細な金属粉末の場合、表面の酸化によりＳｎの溶融が少なくなり、半田ペーストとしての機能が低下する。また、極めて微細な金属粉末はそのままの状態で、またはペースト等の液体と混合させたときに、金属粒子同士で凝集が起こりやすくなる。たとえば、金属粉末の凝集を含むペーストは、薄くまたは狭いエリア塗布した際に、当該凝集の存在によって塗布が不均一になり、それに起因する不具合の発生を招くおそれがある。
【０００７】
本発明の実施形態はこのような問題に鑑み、比較的小さい粒径を有し、表面酸化の抑制や粉末またはペースト等の液体中での凝集を有効に抑制することができる炭素被覆金属粉末、及び、ペーストを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の実施形態は、以下で規定される。
１．金属粒子と、前記金属粒子の表面の少なくとも一部を覆い、炭素を含有する被覆層と、を有し、
前記金属粒子は、
（１）錫、銅もしくは銀及び不可避的不純物、又は、（２）錫、銅もしくは銀の含有量がそれぞれ５０質量％以上の錫、銅もしくは銀の合金、及び、不可避的不純物からなり、
ＢＥＴ比表面積から算出される平均粒径が１５０ｎｍ以下である、炭素被覆金属粉末。
２．炭素含有量が０．５～３．０質量％である、前記１に記載の炭素被覆金属粉末。
３．水素含有量が０．０１～０．２５質量％である、前記１又は２に記載の炭素被覆金属粉末。
４．前記炭素を含有する被覆層が、グラファイト系炭素と炭化水素との混合物で構成されている、前記１～３のいずれかに記載の炭素被覆金属粉末。
５．酸素含有量が３．０質量％以下である、前記１～４のいずれかに記載の炭素被覆金属粉末。
６．ペーストに用いられる、前記１～５のいずれかに記載の炭素被覆金属粉末。
７．前記１～６のいずれかに記載の炭素被覆金属粉末と、有機物を含有する液体と、を含む、ペースト。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、比較的小さい粒径を有し、表面酸化の抑制や粉末またはペースト等の液体中での凝集を有効に抑制することができる炭素被覆金属粉末、及び、ペーストを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態に係る炭素被覆金属粉末に含まれる表面被覆粒子を模式的に示す断面図である。
実施例１に係る炭素被覆金属粉末のＸＲＤスペクトルである。
実施例２に係る炭素被覆金属粉末のＸＲＤスペクトルである。
実施例３に係る炭素被覆金属粉末のＸＲＤスペクトルである。
実施例１～３に係る炭素被覆金属粉末のＳＥＭ画像である。
比較例１に係る金属粉末のＳＥＭ画像である。
実施例１に係る炭素被覆金属粉末の粗大粒子のＳＥＭ画像である。
比較例１に係る金属粉末の粗大粒子のＳＥＭ画像である。
実施例３に係る炭素被覆金属粉末のラマンスペクトルである。
比較例１に係る金属粉末のラマンスペクトルである。
実施例１に係る炭素被覆金属粉末をシリコンオイルに混合したときの外観観察写真である。
実施例１に係る炭素被覆金属粉末をＰＥＧ１０００に混合したときの外観観察写真である。
実施例１に係る炭素被覆金属粉末をカーボンぺーストに混合したときの外観観察写真である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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