含磷铜粉及其制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供即便减小粒径、通过将氧量抑制在较低水平也能够使体积电阻率良好并且碳量也少的含磷铜粉及其制造方法。提供一种含磷铜粉及其相关技术，该含磷铜粉为含有磷的含磷铜粉，其氧量(wt％)与BET比表面积(m

Phosphor copper powder and its manufacturing method

The subject of the invention is to provide phosphorus containing copper powder with even smaller particle size and lower oxygen content and lower volume. It can also cause volume resistivity and carbon content to be low. A phosphorous copper powder and its related technology are provided. The phosphor copper powder is phosphorous containing copper powder, its oxygen content (wt%) and the surface area of BET (M

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含磷铜粉及其制造方法
本专利技术涉及含有磷的铜粉(以下，称为含磷铜粉)及其制造方法。
技术介绍
铜粉通过糊剂化被用作导体电路和电极的触点构件的材料。使该铜粉含有磷(P)是已知的(例如专利文献1的第0015、0016段)。专利文献1的该段记载了利用磷对于铜氧化物的还原性，及其结果耐氧化性优异、体积电阻率低，进而在半导体元件和半导体元件安装用支撑构件之间形成具有高粘接力的粘接层。并且，专利文献1中，通过水雾化法形成含磷铜合金颗粒。另外，虽然没有关于含磷铜粉的记载，但是专利文献2也公开了通过水雾化法形成金属粉末的技术。专利文献2的第0016段记载了作为水雾化法中的喷雾水，采用含有有机酸的pH7～11的水溶液。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2014-77101号公报专利文献2:日本特开平5-195024号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术人对减小构成含磷铜粉的颗粒的粒径进行了研究。当时，本专利技术人试图通过提高水雾化法使用时的熔液温度和喷雾压力来实现减小颗粒的粒径。但是发现采用该方法时，受水喷雾影响而变成颗粒状的铜的耐氧化性降低，其结果含磷铜粉的氧含量(wt％)增加。若含磷铜粉的氧含量增加，使用含磷铜粉作为电材料时，体积电阻率会升高。除此之外，本专利技术人发现在含磷铜粉的制造工序中喷雾水的液性会影响氧含量。具体而言，通过水雾化法制造含磷铜粉时，颗粒中的磷会溶出。发现此时喷雾水的pH低的话，浆料的pH会偏离铜的钝态范围，颗粒的腐蚀加剧，其结果氧化加剧。另外，发现由于颗粒的表面积随着粒径减小而增大，因此粒径越减小、该氧化越显著。另外，像专利文件2那样在水雾化法中采用有机酸时，存在如下的风险：所得铜粉的碳含量变高，将铜粉糊剂化，将其涂布在基板上，进行烧结等而形成的导体电路等的体积电阻率升高。其中，专利文献2中并未制造铜粉。本专利技术的课题为，提供即便减小粒径，通过将氧的量抑制在较低水平，也能够使体积电阻率良好并且碳量也少的含磷铜粉及其制造方法。用于解决问题的方案经过对上述课题的研究，作为制造方法，本专利技术人想到采用以下方案。·通过水雾化法由在熔融的铜中添加了磷的熔液制造含磷铜粉。·使水雾化法中采用的喷雾水为碱性水溶液。其中，专利文献2中记载了作为水雾化法中的喷雾水(含有有机酸)，为了提高利用有机酸防止氧化的效果而使用pH7～11的水溶液。但是，本专利技术的对象为“含磷铜粉”。一般对于本领域技术人员来说，为了消除由源自喷雾水并混入颗粒中的杂质带来的电阻增加等不良影响，使水雾化法中采用的喷雾水为纯水，这是常识。但是，本专利技术人颠覆了该常识，在含磷铜粉的制造工序中，采用了将碱性水溶液用作喷雾水的水雾化法。其结果，如以下方案所示，得到了即便减小粒径、氧的量也抑制在较低水平且碳量也少的含磷铜粉。具体而言，本专利技术人着眼于制造工序中颗粒中的磷溶出。也就是说，正因为发现不仅是制造工序后制造的含磷铜粉本身的耐氧化性，还得考虑制造工序中喷雾水的pH的控制，才产生了颠覆常识的动机，其结果想到了本专利技术。使用磷时通过控制喷雾水的pH，磷的脱氧效果最大限度地提高，不需要使用有机酸。其结果，能够同时降低含磷铜粉的氧量和碳量。基于上述发现而完成的本专利技术的方案如下。本专利技术的第1方案为一种含有磷的含磷铜粉，其为含有磷的含磷铜粉，其氧量(wt％)与BET比表面积(m2/g)的比(氧量/BET比表面积)为0.90wt％·g/m2以下，在构成含磷铜粉的颗粒的表面存在二价铜化合物，碳量为0.10wt％以下，D50为7.11μm以下。本专利技术的第2方案为在第1方案所述专利技术中，含有的磷的量为10～1000ppm。本专利技术的第3方案为在第1或第2方案所述专利技术中，含磷铜粉中的氧量×D50的值为1.40wt％·μm以下。本专利技术的第4方案为第1～第3的任一方案所述专利技术中，D50不足1.0μm。本专利技术的第5方案为第1～第4的任一方案所述专利技术中，含磷铜粉的碳量(wt％)与BET比表面积(m2/g)的比(碳量/BET比表面积)为0.03wt％·g/m2以下。本专利技术的第6方案为一种含磷铜粉的制造方法，其为通过水雾化法由在熔融的铜中添加了磷的熔液制造含磷铜粉的方法，所述水雾化法中采用的喷雾水为碱性水溶液。本专利技术的第7方案为第6方案所述专利技术中，添加的磷的量是使所述熔液中的磷的比例为10～2000ppm的量。本专利技术的第8方案为第6或第7方案所述专利技术中，所述碱性水溶液的碱性主要通过无机盐而调整为pH8～12。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供即便减小粒径、通过将氧的量抑制在较低水平也能够使体积电阻率良好并且碳量少的含磷铜粉及其制造方法。附图说明图1为展示通过ESCA对实施例2涉及的样品进行测定而得到的铜的状态分析结果的附图。图2为展示通过ESCA对比较例1涉及的样品进行测定而得到的铜的状态分析结果的附图。具体实施方式以下，按照如下顺序对本实施方式进行说明。1.含磷铜粉的制造方法1-1.铜原料熔融工序1-2.磷添加工序1-3.喷雾水的pH调整工序1-4.水雾化工序1-5.干燥及其它工序2.含磷铜粉3.实施方式带来的效果本说明书中“～”指规定值以上且规定值以下。＜1.含磷铜粉的制造方法＞1-1.铜原料熔融工序本工序中，将制造含磷铜粉的基础即铜原料熔融，形成熔液。其中，作为铜原料可以使用公知的原料，例如可以将铜合金熔融。作为构成合金的铜以外的元素，可以举出锌、镍、锰、铝、银、锡。这些元素在铜合金中的含量通常为1～50重量％，优选5～40重量％。另外，关于熔融时使用的设备和各种条件也没有特别限制，可以使用公知的设备和条件。1-2.磷添加工序本工序中，向上述熔液中添加磷。添加的方法没有特别的限制。例如可以在熔液中加入磷，也可以加入磷和铜的合金。其中，添加的磷的量优选添加了磷的熔液中的磷量为10～2000ppm。另外，含磷铜粉中含有的磷的量优选10～1000ppm(更优选305～405ppm)。即使在该范围外也可以起到本专利技术的效果，但是为10ppm以上时，能够充分发挥含有磷而带来的耐氧化性，1000ppm以下时，采用含磷铜粉作为电材料时也能够有效地实现适度的体积电阻率。特别是，磷的添加量为1200～1600ppm左右时(含磷铜粉中的磷含量为500～650ppm左右)，能够特别好地发挥磷的耐氧化性，降低含磷铜粉的氧量或碳量/BET比表面积，因此优选。另外，磷的添加量为850～1200ppm左右时(含磷铜粉中的磷含量为380～550ppm左右)，还能够减小所得含磷铜粉的D50。另外，本工序中的熔液的温度优选1700℃以下。由此能够有效地抑制含磷铜粉的氧化。另一方面，从减小含磷铜粉粒径的角度，优选熔液的温度较高，优选使其为1200～1700℃。1-3.喷雾水的pH调整工序本工序中，调整水雾化工序中使用的喷雾水的pH。具体而言，作为喷雾水采用碱性水溶液，调整pH使pH大于7。由此，能够有效地带来耐氧化性。即，通过使喷雾水pH为碱性，即使磷溶出，浆料pH也能够保持在铜的钝态范围，能够抑制颗粒的氧化。其结果，即便减小颗粒粒径的情况下也能够有效地减少含磷铜粉的氧量。由此，本专利技术的含磷铜粉的制造方法中，不需要像专利文献2那样为抑制氧化而使用有机酸。因此，本实施方式中，使用实质上不含有机酸(喷雾水中有机酸为1质量％以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含磷铜粉，其为含有磷的含磷铜粉，其氧量(wt％)与BET比表面积(m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.03 JP 2015-1737301.一种含磷铜粉，其为含有磷的含磷铜粉，其氧量(wt％)与BET比表面积(m2/g)的比(氧量/BET比表面积)为0.90wt％·g/m2以下，在构成含磷铜粉的颗粒的表面存在二价铜化合物，碳量为0.10wt％以下，D50为7.11μm以下。2.根据权利要求1所述的含磷铜粉，含有的磷的量为10～1000ppm。3.根据权利要求1或2所述的含磷铜粉，含磷铜粉中的氧量×D50的值为1.40wt％·μm以下。4.根据权利要求1～3任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上健一，江原厚志，吉田昌弘，增田恭三，山田雄大，内山真一，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP