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JP6716809B2 - Method for producing copper paste composition - Google Patents
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Description

本発明は、銅核粒子を含む複合粒子、銅ペースト組成物とその製造方法、および、銅ペースト組成物を用いて製造される導電体に関するものである。 The present invention relates to composite particles containing copper core particles, a copper paste composition and a method for producing the same, and a conductor produced using the copper paste composition.

近年、配線および導電体層等の導電体のパターン形成方法として、工程数の多いフォトリソグラフィ法に代わり、金属粉と焼結剤と媒体とを含む導電性ペースト組成物を直接パターン印刷する印刷法が注目されている。印刷法としては、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、およびディスペンス印刷法等が挙げられる In recent years, as a method of forming a pattern of a conductor such as wiring and a conductor layer, a printing method of directly pattern-printing a conductive paste composition containing a metal powder, a sintering agent and a medium instead of the photolithography method, which has many steps. Is attracting attention. Examples of the printing method include an inkjet printing method, a screen printing method, a flexo printing method, and a dispense printing method.

導電性ペースト組成物の焼結剤としては、金属粉よりも粒子径の小さい金属粒子が好ましく用いられる。焼結剤用の金属粒子の粒子径は好ましくは、0.02μm(20nm)〜5.0μm程度である。
本明細書において、特に明記しない限り、「粒子径」は一次粒子径を意味するものとする。
As the sintering agent for the conductive paste composition, metal particles having a smaller particle size than the metal powder are preferably used. The particle size of the metal particles for the sintering agent is preferably about 0.02 μm (20 nm) to 5.0 μm.
In the present specification, “particle size” means the primary particle size unless otherwise specified.

従来、一般的に、焼結剤用の金属粒子としては、金粒子または銀粒子が用いられている。しかしながら、金粒子は高コストである。銀粒子は、マイグレーション(ここで言う「マイグレーション」には、イオンマイグレーションおよびエレクトロマイグレーションが含まれる)、および硫化ガス等による腐食の課題がある。 Conventionally, gold particles or silver particles are generally used as the metal particles for the sintering agent. However, gold particles are expensive. The silver particles have a problem of migration (“migration” here includes ion migration and electromigration), and corrosion by a sulfide gas or the like.

近年、焼結剤用の金属粒子として、高導電性を有し、マイグレーションの問題を生じにくく、耐蝕性に優れることから、銅粒子が検討されている。
しかしながら、貴金属である金および銀に比して、もともと銅は比較的酸化されやすく、表面に酸化皮膜が形成されやすい傾向がある。
焼結剤用の粒子径の小さい銅粒子は、単位質量当たりの比表面積が大きく、個々の粒子に占める酸化皮膜の割合が大きくなる傾向がある。
特に粒子径が200nm以下の銅粒子を用いる場合、粒子表面の活性が非常に高く、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下での加熱においても、雰囲気中に存在する微量の酸素で酸化が進行して、導電性ペースト組成物の焼結が阻害される恐れがある。
導電性ペースト組成物の加熱焼成の最終段階で水素ガス等を用いて還元焼成を行うことが考えられる。しかしながら、個々の粒子に占める酸化皮膜の割合が大きい場合、還元時の体積収縮が大きく、焼結後に密度低下が生じてしまう。
In recent years, copper particles have been studied as metal particles for a sintering agent because they have high conductivity, are less likely to cause migration problems, and have excellent corrosion resistance.
However, compared with gold and silver which are noble metals, copper is originally relatively easily oxidized and an oxide film tends to be easily formed on the surface.
Copper particles having a small particle size for the sintering agent have a large specific surface area per unit mass, and the proportion of the oxide film in each particle tends to increase.
In particular, when copper particles having a particle size of 200 nm or less are used, the activity of the particle surface is very high, and even when heated in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or in a vacuum atmosphere, a small amount of oxygen existing in the atmosphere Oxidation may progress, and sintering of the conductive paste composition may be hindered.
It is conceivable to perform reduction firing using hydrogen gas or the like at the final stage of heating and firing the conductive paste composition. However, when the ratio of the oxide film to each particle is large, the volume shrinkage at the time of reduction is large and the density is lowered after sintering.

本発明者らは、特許文献1において、銅核粒子と、長鎖脂肪族アミンを主成分とする被覆層とを含む被覆銅粒子とその製造方法を開示している(請求項1、請求項4等)。この被覆銅粒子は、耐酸化性と焼結性のバランスに優れる([発明の効果]の項等)。
本発明者らはまた、特願2014−112794号(本件出願時において未公開)および特願2014−203242号(本件出願時において未公開)において、耐酸化性に優れた被覆銅粒子とその製造方法に関する発明を出願している。
The present inventors disclose, in Patent Document 1, a coated copper particle including a copper core particle and a coating layer containing a long-chain aliphatic amine as a main component, and a method for producing the same (claim 1, claim 1). 4 etc.). The coated copper particles have an excellent balance between oxidation resistance and sinterability (the effect of the invention, etc.).
The present inventors have also disclosed in Japanese Patent Application No. 2014-112794 (unpublished at the time of the present application) and Japanese Patent Application No. 2014-203242 (not published at the time of the present application) coated copper particles having excellent oxidation resistance and their production. I have applied for an invention relating to a method.

特開2014−001443号公報JP, 2014-001443, A

印刷法に用いられる導電性ペースト組成物では、良好な印刷特性を有することが重要である。具体的には、塗工速度等の塗工条件によらず、金属粉および焼結剤としての金属粒子が均一に分散した状態で、導電性ペースト組成物が均一な厚みで塗工されることが好ましい。これにより、媒体の乾燥後に金属粉および焼結剤としての金属粒子が最密充填した均一層が形成され、これを焼結することで、高密度な導電体を形成することができる。 It is important that the conductive paste composition used in the printing method has good printing characteristics. Specifically, regardless of the coating conditions such as coating speed, the conductive paste composition should be coated with a uniform thickness in a state in which the metal powder and the metal particles as the sintering agent are uniformly dispersed. Is preferred. As a result, a uniform layer in which the metal powder and the metal particles as a sintering agent are most closely packed is formed after the medium is dried, and by sintering this, a high-density conductor can be formed.

金属粉および焼結剤としての金属粒子の分散性およびペースト組成物のレベリング性が良好となることから、導電性ペースト組成物は、粘性と弾性を兼ね備えること、すなわち、粘弾性を有することが好ましい。 Since the dispersibility of the metal particles as the metal powder and the sintering agent and the leveling property of the paste composition are improved, the conductive paste composition preferably has both viscosity and elasticity, that is, it is preferable that it has viscoelasticity. ..

粘弾性特性は、動的粘弾性測定装置を用いたレオロジー測定によって、評価することができる。例えば、レオロジー測定を実施して、周波数に対する、複素粘度(complex viscosity)、貯蔵弾性率(storage modulus)、損失弾性率(loss modulus)、および損失係数(tanΔ、tan(delta))の変化を測定することができる。
上記測定項目のうち、貯蔵弾性率(storage modulus)のデータが、周波数に対する弾性特性を示し、損失弾性率(loss modulus)が周波数に対する粘性特性を示す。
周波数の変化は温度変化に対応しており、周波数の相対的に低い側の特性が相対的に高温側の特性、周波数の相対的に高い側の特性が相対的に低温側の特性に対応している。
The viscoelastic property can be evaluated by rheological measurement using a dynamic viscoelasticity measuring device. For example, a rheological measurement is performed to measure the change in complex viscosity, storage modulus, loss modulus, and loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) with frequency. can do.
Of the above measurement items, the data of storage modulus shows the elastic characteristic with respect to frequency, and the loss modulus shows the viscous characteristic with respect to frequency.
Changes in frequency correspond to changes in temperature.The characteristics of the lower frequency side correspond to the characteristics of the higher temperature side, and the characteristics of the higher frequency side correspond to the characteristics of the lower temperature side. ing.

金属粉および焼結剤としての金属粒子の分散性およびペースト組成物のレベリング性が良好となることから、導電性ペースト組成物は、周波数に対して、貯蔵弾性率(storage modulus)と損失弾性率(loss modulus)とが同様の挙動を示し、周波数を変化させても損失係数(tanΔ、tan(delta))がほぼ一定であることが好ましい。また、周波数を変化させても、常に、貯蔵弾性率(storage modulus)が損失弾性率(loss modulus)を上回ることが好ましい。 Since the dispersibility of the metal powder and the metal particles as the sintering agent and the leveling property of the paste composition are improved, the conductive paste composition has a storage modulus and a loss modulus with respect to frequency. (Loss modulus) behaves similarly, and it is preferable that the loss coefficients (tan Δ, tan(delta)) are substantially constant even if the frequency is changed. Further, it is preferable that the storage modulus always exceeds the loss modulus even if the frequency is changed.

また、塗工時の液垂れ防止および均一塗工の観点から、導電性ペースト組成物は、せん断応力がかからない状態で粘度が相対的に高く、せん断応力がかかることで粘度が相対的に下がるチキソトロピー性を有することが好ましい。
本明細書において、「液垂れ」とは、導電性ペースト組成物を所定のパターンで印刷する際に、印刷された部分の端部の肩部の液が垂れて、本来の印刷領域の外側に液が広がってしまうことを指す。
Further, from the viewpoint of preventing liquid dripping during coating and uniform coating, the conductive paste composition has a relatively high viscosity in the state where shear stress is not applied, and the viscosity is relatively lowered by applying shear stress. It is preferable to have a property.
In the present specification, the term "dripping" means that when the conductive paste composition is printed in a predetermined pattern, the liquid on the shoulder of the printed portion drips to the outside of the original printing area. It means that the liquid spreads.

例えば、ペースト組成物に高分子ポリマー分散剤を添加することで、金属粉および金属粒子の粒子間相互作用を高め、均一分散性およびレベリング性を向上させることができる。
例えば、ペースト組成物に高分子ポリマー増粘剤を添加することで、せん断応力がかからない状態でのペースト組成物の粘度を上げ、チキソトロピー性を発現させることができる。
For example, by adding a high molecular polymer dispersant to the paste composition, the interparticle interaction between the metal powder and the metal particles can be enhanced, and the uniform dispersibility and leveling property can be improved.
For example, by adding a high-molecular polymer thickener to the paste composition, the viscosity of the paste composition can be increased in the state where no shear stress is applied, and thixotropy can be exhibited.

しかしながら、配線または導電体層等の導電体を形成するデバイス等の製造では、プロセス温度に制限がある場合がある。この場合、導電性ペースト組成物は、比較的低温、例えば450℃以下または350℃以下で焼結する必要がある。このような低温焼結条件では、分散剤または増粘剤として添加された高分子ポリマーが完全に熱分解されずに、導電体中に残存してしまう恐れがある。 However, in manufacturing a device or the like that forms a conductor such as wiring or a conductor layer, the process temperature may be limited. In this case, the conductive paste composition needs to be sintered at a relatively low temperature, for example, 450°C or lower or 350°C or lower. Under such low temperature sintering conditions, the high molecular polymer added as the dispersant or the thickener may not be completely decomposed by heat and may remain in the conductor.

導電体中に高分子ポリマーが残存した場合、導電体と、各種基材、各種部材、または各種層等との密着性が低下する恐れがある。また、温度変化あるいは水分膨潤等による体積変化により、導電体にクラックが発生する恐れもある
そのため、導電性ペースト組成物に対する高分子ポリマーの総添加量は少ないことが好ましく、高分子ポリマーを添加しないことがより好ましい。
When the high molecular polymer remains in the conductor, the adhesion between the conductor and various base materials, various members, various layers, and the like may decrease. In addition, since the conductor may be cracked due to a volume change due to temperature change or water swelling, it is preferable that the total amount of the polymer added to the conductive paste composition is small, and the polymer is not added. Is more preferable.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、導電性ペースト組成物に焼結剤として添加することができ、耐酸化性が良好で、導電性ペースト組成物の印刷特性と焼結性を向上することが可能な、銅核粒子を含む複合粒子を提供することを目的とするものである。
本発明はまた、印刷特性と焼結性が良好で、低温焼結においても高導電性の導電体を形成することが可能な銅ペースト組成物とその製造方法を提供することを目的とするものである。
なお、本明細書においては、特に明記しない限り、「低温焼結」の焼結温度は450℃以下と定義する。
The present invention has been made in view of the above problems, can be added as a sintering agent to the conductive paste composition, good oxidation resistance, printing characteristics and sinterability of the conductive paste composition. It is an object of the present invention to provide a composite particle containing copper core particles that can be improved.
Another object of the present invention is to provide a copper paste composition having good printing characteristics and sinterability and capable of forming a highly conductive conductor even at low temperature sintering, and a method for producing the same. Is.
In addition, in the present specification, the sintering temperature of “low temperature sintering” is defined as 450° C. or lower unless otherwise specified.

本発明の複合粒子は、
銅核粒子と、
前記銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した複数の脂肪族カルボン酸分子と、
親水基および疎水基を有し、前記複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の極性有機低分子とを含むものである。
The composite particles of the present invention,
Copper nucleus particles,
A plurality of aliphatic carboxylic acid molecules adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2 ,
It has a hydrophilic group and a hydrophobic group, and contains a plurality of polar organic low-molecular molecules that interact with the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules.

本発明の銅ペースト組成物は、
銅粉と、
前記銅粉よりも粒子径の小さい銅核粒子、および、当該銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した複数の脂肪族カルボン酸分子を含む被覆銅粒子と、
親水基および疎水基を有し、前記被覆銅粒子の前記複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の極性有機低分子と、
媒体とを含むものである。
The copper paste composition of the present invention,
Copper powder,
Copper core particles having a smaller particle size than the copper powder, and coated copper particles containing a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2. When,
Having a hydrophilic group and a hydrophobic group, a plurality of polar organic small molecules that interact with the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules of the coated copper particles,
The medium is included.

本発明の銅ペースト組成物の製造方法は、
上記の本発明の銅ペースト組成物の製造方法であって、
前記銅粉よりも粒子径の小さい前記銅核粒子と、当該銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した前記複数の脂肪族カルボン酸分子とを含む前記被覆銅粒子を用意する工程(1)と、
前記銅粉と、前記被覆銅粒子と、親水基および疎水基を有し、前記被覆銅粒子の前記複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する前記複数の極性有機低分子と、前記媒体とを含む複数種の原料を混合する工程(2)とを有し、
工程(1)は、媒体中で、脂肪族カルボン酸銅錯体を熱分解する工程を含むものである。
The method for producing the copper paste composition of the present invention,
A method for producing the copper paste composition of the present invention described above,
The copper core particles having a smaller particle size than the copper powder, and the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2 A step (1) of preparing coated copper particles,
The copper powder, the coated copper particles, having a hydrophilic group and a hydrophobic group, the plurality of polar organic low molecules that interact with the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules of the coated copper particles, and the medium. A step (2) of mixing a plurality of types of raw materials including
Step (1) includes a step of thermally decomposing the aliphatic carboxylic acid copper complex in a medium.

本発明の導電体は、上記の本発明の銅ペースト組成物を焼結してなるものである。
本発明の導電体としては、配線および導電体層等が挙げられる。
The conductor of the present invention is obtained by sintering the above copper paste composition of the present invention.
Examples of the conductor of the present invention include wiring and a conductor layer.

本明細書において、特に明記しない限り、「極性有機低分子」は、疎水基の炭素数が20以下の極性有機分子と定義する。 In the present specification, unless otherwise specified, “polar organic small molecule” is defined as a polar organic molecule having a hydrophobic group having 20 or less carbon atoms.

「ギ酸銅」
本明細書において、特に明記しない限り、「ギ酸銅」には水和物と無水物とが含まれるものとする。
本明細書において、「ギ酸銅無水物」は、含水率が5質量%以下のギ酸銅と定義する。
"Copper formate"
In the present specification, unless otherwise specified, "copper formate" is meant to include a hydrate and an anhydride.
In the present specification, "copper formate anhydrous" is defined as copper formate having a water content of 5% by mass or less.

「ギ酸銅の含水率と銅含有率」
本明細書において、特に明記しない限り、「ギ酸銅の含水率と銅含有率」は熱重量・示差熱(TG−DTA)分析にて測定するものとする。
測定条件は以下の通りとする。
昇温速度:10℃/min、
測定温度範囲:25〜600℃、
測定雰囲気:窒素(100ml/min)。
"Water content and copper content of copper formate"
In the present specification, unless otherwise specified, the “water content and copper content of copper formate” shall be measured by thermogravimetric/differential thermal analysis (TG-DTA) analysis.
The measurement conditions are as follows.
Temperature rising rate: 10°C/min,
Measurement temperature range: 25-600°C
Measurement atmosphere: nitrogen (100 ml/min).

「粒子(銅核粒子、被覆銅粒子、または複合粒子)の平均一次粒子径および粒子径変動率」
本明細書において、特に明記しない限り、「粒子の平均一次粒子径」は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により求められる、任意の20個の粒子(銅核粒子、被覆銅粒子、または複合粒子)の一次粒子径の算術平均値(DSEM)である。
なお、銅核粒子の平均一次粒子径と、銅核粒子を含む被覆銅粒子または複合粒子の平均一次粒子径とは、実質的に同一とみなすことができる。
「粒子径変動率」は、SEM観察により求められる、任意の20個の粒子(銅核粒子、被覆銅粒子、または複合粒子)の一次粒子径の標準偏差(SD)/平均一次粒子径(DSEM)の値である。
"Average primary particle diameter and particle diameter fluctuation rate of particles (copper core particles, coated copper particles, or composite particles)"
In the present specification, unless otherwise specified, the “average primary particle diameter of particles” is any 20 particles (copper core particles, coated copper particles, or composite particles) determined by scanning electron microscope (SEM) observation. ) Is the arithmetic mean value (DSEM) of the primary particle diameter.
The average primary particle diameter of the copper core particles and the average primary particle diameter of the coated copper particles or the composite particles containing the copper core particles can be regarded as substantially the same.
“Particle size variation rate” is the standard deviation (SD)/average primary particle size (DSEM) of the primary particle size of any 20 particles (copper core particles, coated copper particles, or composite particles) determined by SEM observation. ) Value.

「被覆銅粒子の有機成分量」
本明細書において、特に明記しない限り、「被覆銅粒子の有機成分量」は、熱重量・示差熱(TG−DTA)分析にて測定するものとする。
測定条件は以下の通りとする。
昇温速度:10℃/min、
測定温度範囲:25〜600℃、
測定雰囲気:窒素(100ml/min)。
上記TG−DTA分析において、加熱減量を有機成分量として求める。
"Amount of organic components in coated copper particles"
In the present specification, unless otherwise specified, the “amount of organic component of coated copper particles” is measured by thermogravimetric/differential thermal analysis (TG-DTA) analysis.
The measurement conditions are as follows.
Temperature rising rate: 10°C/min,
Measurement temperature range: 25-600°C
Measurement atmosphere: nitrogen (100 ml/min).
In the TG-DTA analysis, the weight loss due to heating is determined as the amount of organic components.

「脂肪族カルボン酸分子の被覆密度」
本明細書において、特に明記しない限り、銅核粒子の表面における「脂肪族カルボン酸分子の被覆密度」は、以下の方法により算出するものとする。
"Cover density of aliphatic carboxylic acid molecules"
In the present specification, unless otherwise stated, the “coating density of aliphatic carboxylic acid molecules” on the surface of copper core particles is calculated by the following method.

特開2012−88242号公報に記載の方法に準拠し、液体クロマトグラフィ(LC)を用いて被覆銅粒子の表面に付着している有機成分を抽出し、成分分析を行う。
測定装置としては、Waters社製「ACQUITY UPLC H−Class System」を用いる。測定条件は以下の通りとする。
カラム:ACQUITY UPLC(R)BEH C18 1.7μm 2.1×50mm、
測定温度:50℃、
測定媒体:水/アセトニトリル、
流量:0.8mL/min。
According to the method described in JP 2012-88242 A, liquid chromatography (LC) is used to extract the organic components adhering to the surfaces of the coated copper particles, and the components are analyzed.
As the measuring device, "ACQUITY UPLC H-Class System" manufactured by Waters is used. The measurement conditions are as follows.
Column: ACQUITY UPLC(R) BEH C18 1.7 μm 2.1×50 mm,
Measurement temperature: 50 ℃,
Measuring medium: water/acetonitrile,
Flow rate: 0.8 mL/min.

LC測定用のサンプルは以下のようにして調製する。
サンプル瓶内に、被覆銅粒子1gとアセトニトリル9mLとを入れる。これに、0.36質量%塩酸水溶液1mLを加える。内容物に対して、超音波を30分間照射して、攪拌混合する。次いで、得られたスラリー液を静置して固液分離した後、上澄み液を採取する。この上澄み液を0.2μm径のフィルターでろ過し、LC測定用のサンプルとする。
A sample for LC measurement is prepared as follows.
In a sample bottle, 1 g of coated copper particles and 9 mL of acetonitrile are placed. To this, 1 mL of 0.36 mass% hydrochloric acid aqueous solution is added. The contents are irradiated with ultrasonic waves for 30 minutes and mixed with stirring. Next, the resulting slurry liquid is allowed to stand to perform solid-liquid separation, and then the supernatant liquid is collected. The supernatant is filtered with a filter having a diameter of 0.2 μm to prepare a sample for LC measurement.

上記方法により、熱重量・示差熱(TG−DTA)を行い、被覆銅粒子に含まれる有機成分量を測定する。
LCの分析結果とTG−DTA分析結果と合わせて、被覆銅粒子に含まれる脂肪族カルボン酸分子量を算出する。
Thermogravimetric/differential heat (TG-DTA) is performed by the above method to measure the amount of organic components contained in the coated copper particles.
The molecular weight of the aliphatic carboxylic acid contained in the coated copper particles is calculated by combining the LC analysis result and the TG-DTA analysis result.

上記方法により、銅核粒子の平均一次粒子径を測定する。 The average primary particle diameter of the copper nucleus particles is measured by the above method.

被覆銅核粒子1gに含まれる脂肪族カルボン酸分子の分子数は、下記式(a)で表される。
[脂肪族カルボン酸分子の分子数]=Macid/(Mw/NA) ・・・(a)
ここで、Macidは被覆銅粒子1gに含まれる脂肪族カルボン酸分子量(g)であり、Mwは脂肪族カルボン酸分子の分子量(g/mol)であり、NAはアボガドロ定数である。
The number of aliphatic carboxylic acid molecules contained in 1 g of the coated copper core particles is represented by the following formula (a).
[Number of molecules of aliphatic carboxylic acid molecule]=Macid/(Mw/NA) (a)
Here, Macid is the molecular weight (g) of the aliphatic carboxylic acid contained in 1 g of the coated copper particles, Mw is the molecular weight (g/mol) of the aliphatic carboxylic acid molecule, and NA is the Avogadro constant.

銅核粒子の形状を球状と近似して、被覆銅粒子の質量から有機成分量を差し引いて、銅核粒子量MCu(g)を求める。
銅核粒子量MCu(g)から、被覆銅粒子1g中の銅核粒子数は、下式(b)で表される。
[被覆銅粒子1g中の銅核粒子数]=MCu/[(4πr3/3)×d×10−21] ・・・(b)
ここで、MCuは被覆銅粒子1gに含まれる銅核粒子量(g)であり、rはSEM画像観察により算出した銅核粒子の一次粒子径の半径(nm)であり、dは銅の密度である(d=8.94(g/cm))。
The shape of the copper core particles is approximated to a spherical shape, and the amount of the organic component is subtracted from the mass of the coated copper particles to obtain the copper core particle amount MCu(g).
From the copper nucleus particle amount MCu (g), the number of copper nucleus particles in 1 g of the coated copper particles is represented by the following formula (b).
[Number of copper core particles in 1 g of coated copper particles]=MCu/[(4πr3/3)×d×10 −21 ] (b)
Here, MCu is the amount (g) of copper core particles contained in 1 g of coated copper particles, r is the radius (nm) of the primary particle diameter of the copper core particles calculated by SEM image observation, and d is the density of copper. (D=8.94 (g/cm 3 )).

被覆銅粒子1gに含まれる銅核粒子の表面積は式(b)から、下式(c)で表される。
[被覆銅粒子1gに含まれる銅核粒子の表面積(nm)]=[銅核粒子数]×4πr ・・・(c)
The surface area of the copper core particles contained in 1 g of the coated copper particles is expressed by the following expression (c) from the expression (b).
[Surface area (nm 2 ) of copper core particles contained in 1 g of coated copper particles]=[number of copper core particles]×4πr 2 (c)

脂肪族カルボン酸分子による銅核粒子の被覆密度(分子/nm)は、(a)式および(c)式を用いて、下記式(d)で算出される。
[被覆密度(分子/nm)]=[脂肪族カルボン酸分子の分子数]/[銅核粒子表面積] ・・・(d)
The coating density (molecules/nm 2 ) of the copper core particles with the aliphatic carboxylic acid molecule is calculated by the following formula (d) using the formulas (a) and (c).
[Coating density (molecule/nm 2 )]=[number of molecules of aliphatic carboxylic acid molecule]/[copper core particle surface area] (d)

本発明によれば、導電性ペースト組成物に焼結剤として添加することができ、耐酸化性が良好で、導電性ペースト組成物の印刷特性と焼結性を向上することが可能な、銅核粒子を含む複合粒子を提供することができる。
また、本発明によれば、印刷特性と焼結性が良好で、低温焼結においても高導電性の導電体を形成することが可能な銅ペースト組成物とその製造方法を提供することができる。
According to the present invention, copper can be added as a sintering agent to the conductive paste composition, has good oxidation resistance, and can improve the printing characteristics and sinterability of the conductive paste composition. Composite particles including core particles can be provided.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a copper paste composition having good printing characteristics and sinterability and capable of forming a highly conductive conductor even at low temperature sintering, and a method for producing the same. ..

本発明に係る一実施形態の銅ペースト組成物の模式図を示す。The schematic diagram of the copper paste composition of one embodiment which concerns on this invention is shown. 本発明に係る一実施形態の被覆銅粒子の模式図を示す。The schematic diagram of the coated copper particle of one Embodiment which concerns on this invention is shown. 製造例1で得られたギ酸銅無水物のTG曲線である。2 is a TG curve of the copper formate anhydride obtained in Production Example 1. 製造例1で得られたギ酸銅無水物のXRDパターンである。3 is an XRD pattern of the copper formate anhydride obtained in Production Example 1. 製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)のSEM写真である。It is a SEM photograph of the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2. 製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)のTG曲線である。It is a TG curve of the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2. 実施例1で得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を示すグラフである。3 is a graph showing the measurement results of rheology of the copper paste composition obtained in Example 1. 比較例1で得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を示すグラフである。5 is a graph showing the measurement results of rheology of the copper paste composition obtained in Comparative Example 1. 実施例1で得られた導電体層のレーザ顕微鏡表面写真である。3 is a laser microscope surface photograph of the conductor layer obtained in Example 1. 比較例2で得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を示すグラフである。7 is a graph showing the measurement results of rheology of the copper paste composition obtained in Comparative Example 2. 実施例2−1で得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the rheology of the copper paste composition obtained in Example 2-1. 実施例2−2で得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the rheology of the copper paste composition obtained in Example 2-2. 実施例3における積層体の製造方法を示す工程図である。FIG. 8 is a process chart showing the method for manufacturing the laminate according to the third embodiment. 実施例3における積層体の製造方法を示す工程図である。FIG. 8 is a process chart showing the method for manufacturing the laminate according to the third embodiment. 実施例3で得られた積層体のSEM断面写真である。7 is a SEM cross-sectional photograph of the laminate obtained in Example 3.

以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

「複合粒子」
本発明の複合粒子は、
銅核粒子と、
上記銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した複数の脂肪族カルボン酸分子と、
親水基および疎水基を有し、上記複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の極性有機低分子とを含むものである。
"Composite particles"
The composite particles of the present invention,
Copper nucleus particles,
A plurality of aliphatic carboxylic acid molecules adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2 ,
It has a hydrophilic group and a hydrophobic group, and contains a plurality of polar organic low-molecular molecules that interact with the above-mentioned plurality of aliphatic carboxylic acid molecules.

本発明の複合粒子は、銅粒子が用いられる用途に、銅粒子として、単独でまたは他の銅粒子(銅粉)と組み合わせて、用いることができる。 The composite particles of the present invention can be used alone or in combination with other copper particles (copper powder) as copper particles in applications where copper particles are used.

本発明の複合粒子は例えば、上記銅核粒子よりも粒子径の大きい銅粉と組み合わせて用いることができる。この場合、本発明の複合粒子は、銅粉の焼結剤として用いることができる。
本発明の複合粒子を上記銅核粒子よりも粒子径の大きい銅粉の焼結剤として用いる場合、本発明の複合粒子と銅粉との質量比(本発明の複合粒子:銅粉)は特に制限されず、好ましくは20:80〜80:20、より好ましくは30:70〜70:30、特に好ましくは40:60〜60:40である。
The composite particles of the present invention can be used, for example, in combination with a copper powder having a particle size larger than that of the copper core particles. In this case, the composite particles of the present invention can be used as a sintering agent for copper powder.
When using the composite particles of the present invention as a sintering agent for copper powder having a larger particle size than the copper core particles, the mass ratio of the composite particles of the present invention and copper powder (composite particles of the present invention: copper powder) is particularly It is not limited and is preferably 20:80 to 80:20, more preferably 30:70 to 70:30, and particularly preferably 40:60 to 60:40.

「銅ペースト組成物」
本発明の銅ペースト組成物は、
銅粉と、
上記銅粉よりも粒子径の小さい銅核粒子、および、この銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した複数の脂肪族カルボン酸分子を含む被覆銅粒子と、
親水基および疎水基を有し、上記被覆銅粒子の複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の極性有機低分子と、
媒体とを含むものである。
"Copper paste composition"
The copper paste composition of the present invention,
Copper powder,
Copper core particles having a smaller particle size than the copper powder, and coated copper particles containing a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2. When,
Having a hydrophilic group and a hydrophobic group, a plurality of polar organic small molecules that interact with a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules of the coated copper particles,
The medium is included.

本発明の銅ペースト組成物中において、被覆銅粒子、および、この被覆銅粒子の複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の極性有機低分子が、上記の本発明の複合粒子を形成することができる。 In the copper paste composition of the present invention, coated copper particles, and a plurality of polar organic small molecules that interact with a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules of the coated copper particles form the above-described composite particles of the present invention. be able to.

図1Aに、本発明に係る一実施形態の銅ペースト組成物の模式図を示す。
図1Bに、本発明に係る一実施形態の複合粒子の模式図を示す。
図1Bにおいて、右下図に示すように、「親水基」は丸、疎水基は棒で模式的に図示してある。
FIG. 1A shows a schematic diagram of a copper paste composition according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1B shows a schematic view of the composite particles of one embodiment according to the present invention.
In FIG. 1B, as shown in the lower right diagram, the “hydrophilic group” is schematically shown by a circle, and the hydrophobic group is schematically shown by a bar.

図1Aに示すように、本実施形態の銅ペースト組成物1は、銅粉10と複合粒子20と媒体(図示略)とを含む。
図中、銅粉10の各粒子および複合粒子20の各粒子の形状、粒子径、および分布等は、模式的なものである。
As shown in FIG. 1A, the copper paste composition 1 of the present embodiment includes copper powder 10, composite particles 20, and a medium (not shown).
In the figure, the shape, particle diameter, distribution and the like of each particle of the copper powder 10 and each particle of the composite particle 20 are schematic.

銅粉10としては、公知の導電性ペースト組成物用の銅粉を用いることができる。
銅粉10としては、平均一次粒子径の異なる複数種の銅粉を用いることが好ましい。平均一次粒子径の異なる複数種の銅粉を用いることで、平均一次粒子径の比較的大きい銅粉の隙間に、平均一次粒子径の比較的小さい銅粉が入り込み、銅粉の充填密度を向上させることができる。
As the copper powder 10, a known copper powder for a conductive paste composition can be used.
As the copper powder 10, it is preferable to use a plurality of types of copper powder having different average primary particle diameters. By using multiple types of copper powder with different average primary particle diameters, copper powder with a relatively small average primary particle diameter enters the gap between copper powders with a relatively large average primary particle diameter, improving the packing density of the copper powder. Can be made.

図1Aでは、銅粉10は、平均一次粒子径の比較的大きい第1の銅粉11と、平均一次粒子径の比較的小さい第2の銅粉12とを含む場合について、図示してある。
平均一次粒子径の比較的大きい第1の銅粉11の平均一次粒子径は特に制限されず、好ましくは1〜100μm、より好ましくは1〜50μmである。
平均一次粒子径の比較的小さい第2の銅粉12の平均一次粒子径は特に制限されず、好ましくは0.2〜10μm、より好ましくは0.2〜5μmである。
In FIG. 1A, the copper powder 10 is illustrated as including a first copper powder 11 having a relatively large average primary particle diameter and a second copper powder 12 having a relatively small average primary particle diameter.
The average primary particle diameter of the first copper powder 11 having a relatively large average primary particle diameter is not particularly limited and is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm.
The average primary particle diameter of the second copper powder 12 having a relatively small average primary particle diameter is not particularly limited and is preferably 0.2 to 10 μm, more preferably 0.2 to 5 μm.

本実施形態の銅ペースト組成物1は、焼結剤として作用する複合粒子20を含む。
図1Bに示すように、
複合粒子20は、
銅粉10よりも粒子径の小さい銅核粒子21と、
銅核粒子21の表面を被覆する複数の脂肪族カルボン酸分子22と、
親水基および疎水基を有し、複数の脂肪族カルボン酸分子22と相互作用する複数の極性有機低分子23とを含む。
図中、脂肪族カルボン酸分子22および極性有機低分子23のサイズ、数、および分布等は、模式的なものである。
The copper paste composition 1 of the present embodiment includes composite particles 20 that act as a sintering agent.
As shown in FIG. 1B,
The composite particles 20 are
Copper core particles 21 having a smaller particle size than the copper powder 10,
A plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22 coating the surface of the copper core particles 21,
A plurality of polar organic small molecules 23 having a hydrophilic group and a hydrophobic group and interacting with a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22.
In the figure, the size, number, distribution, and the like of the aliphatic carboxylic acid molecule 22 and the polar organic low molecule 23 are schematic.

図中、符号30は、必要に応じて添加される高分子ポリマー分散剤の主鎖と側鎖を模式的に示すものである。
図示するように、高分子ポリマー分散剤30の側鎖は、親水基と疎水基を含むことができる。
高分子ポリマー分散剤30としては特に制限されず、ポリエステル系分散剤およびポリアクリル酸系分散剤等が挙げられる。
In the figure, reference numeral 30 schematically shows the main chain and side chains of the high molecular polymer dispersant added as necessary.
As shown, the side chains of the polymer dispersant 30 may include hydrophilic groups and hydrophobic groups.
The high molecular polymer dispersant 30 is not particularly limited, and examples thereof include a polyester dispersant and a polyacrylic acid dispersant.

本実施形態において、複数の脂肪族カルボン酸分子22は、銅核粒子21の表面に対して吸着している。
吸着の態様としては特に制限されず、物理吸着およびイオン吸着等が挙げられる。
一態様において、複数の脂肪族カルボン酸分子22は、銅核粒子21の表面に対して、親水基であるカルボキシ基を銅核粒子21側にして物理吸着し、LB膜(Langmuir-Blodgett膜)のような単分子膜を形成することができる。
In the present embodiment, the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22 are adsorbed on the surface of the copper core particles 21.
The mode of adsorption is not particularly limited, and examples thereof include physical adsorption and ion adsorption.
In one embodiment, the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22 physically adsorb to the surface of the copper core particles 21 with a carboxyl group, which is a hydrophilic group, on the copper core particle 21 side to form an LB film (Langmuir-Blodgett film). Such a monolayer can be formed.

脂肪族カルボン酸分子22が銅核粒子21の表面に物理吸着していることは、被覆銅粒子20Xの表面組成分析により確認できる。 The physical adsorption of the aliphatic carboxylic acid molecule 22 on the surface of the copper core particle 21 can be confirmed by the surface composition analysis of the coated copper particle 20X.

例えば、被覆銅粒子20Xについて、Tof−SIMS分析(飛行時間型二次イオン質量分析)を行うことができる。
脂肪族カルボン酸分子22が銅核粒子21の表面に物理吸着していることは、Tof−SIMSスペクトルにおいて、脂肪族カルボン酸分子として実質的に遊離の脂肪族カルボン酸分子のみが検出され、63Cuまたは65Cuと結合している脂肪族カルボン酸分子が実質的に検出されないことで、確認することができる。
For example, Tof-SIMS analysis (time-of-flight secondary ion mass spectrometry) can be performed on the coated copper particles 20X.
The physical adsorption of the aliphatic carboxylic acid molecule 22 on the surface of the copper core particle 21 means that in the Tof-SIMS spectrum, only the substantially free aliphatic carboxylic acid molecule is detected as the aliphatic carboxylic acid molecule, and 63Cu Alternatively, it can be confirmed by the fact that the aliphatic carboxylic acid molecule bonded to 65Cu is not substantially detected.

ここで、「63Cuまたは65Cuと結合している脂肪族カルボン酸分子が実質的に検出されない」とは、これらの検出量が遊離の脂肪族カルボン酸分子の検出量に対して、5%以下であること意味する。これらの検出量は、遊離の脂肪族カルボン酸分子の検出量に対して、好ましくは1%以下である。 Here, "the aliphatic carboxylic acid molecule bound to 63Cu or 65Cu is not substantially detected" means that the detected amount of these is 5% or less with respect to the detected amount of the free aliphatic carboxylic acid molecule. Means there is. These detected amounts are preferably 1% or less based on the detected amounts of free aliphatic carboxylic acid molecules.

被覆銅粒子20Xについて、赤外吸収分析(IR分析)を行うことができる。
脂肪族カルボン酸分子22が銅核粒子21の表面に物理吸着していることは、赤外吸収スペクトル(IRスペクトル)において、実質的にカルボン酸−金属塩由来の伸縮振動ピークのみが観測され、遊離のカルボン酸に由来する伸縮振動ピークが実質的に観測されないことで、確認することができる。
Infrared absorption analysis (IR analysis) can be performed on the coated copper particles 20X.
Physical adsorption of the aliphatic carboxylic acid molecule 22 on the surface of the copper core particle 21 means that substantially only the stretching vibration peak derived from the carboxylic acid-metal salt is observed in the infrared absorption spectrum (IR spectrum). This can be confirmed by the fact that the stretching vibration peak derived from the free carboxylic acid is not substantially observed.

銅核粒子21が複数の脂肪族カルボン酸分子22で被覆された被覆銅粒子20Xは、最表面に脂肪族カルボン酸分子22の脂肪族基(疎水基)が存在する。
上記構造の被覆銅粒子20Xは、耐酸化性に優れる。
媒体中において、被覆銅粒子20Xの疎水基同士が相互作用して、被覆銅粒子20X同士の凝集が抑制される。そのため、上記構造の被覆銅粒子20Xは、良好な分散性を発現することができる。
本発明者が検討したところ、銅粉10と被覆銅粒子20Xと媒体とからなる銅ペースト組成物は、粘性を有するが弾性の低い粘性流体であることが分かった。
The coated copper particles 20X in which the copper core particles 21 are coated with a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22 have the aliphatic group (hydrophobic group) of the aliphatic carboxylic acid molecules 22 on the outermost surface.
The coated copper particles 20X having the above structure have excellent oxidation resistance.
In the medium, the hydrophobic groups of the coated copper particles 20X interact with each other to suppress the aggregation of the coated copper particles 20X. Therefore, the coated copper particles 20X having the above structure can exhibit good dispersibility.
As a result of studies by the present inventor, it was found that the copper paste composition including the copper powder 10, the coated copper particles 20X, and the medium is a viscous fluid having viscosity but low elasticity.

本実施形態の複合粒子20は、上記構造の被覆銅粒子20Xを基本構成とするため、耐酸化性に優れる。
本実施形態の複合粒子20ではさらに、上記構造の被覆銅粒子20Xの周りに、親水基および疎水基を有し、被覆銅粒子20Xと相互作用する複数の極性有機低分子23を配置させている。
図示するように、脂肪族カルボン酸分子22の疎水基である脂肪族基と極性有機低分子23の疎水基とが相互作用すると考えられる。この場合、本実施形態の複合粒子20の最表面には、極性有機低分子23の親水基が存在する。この極性有機低分子23の親水基と高分子ポリマー分散剤30の側鎖の親水基とが相互作用(水素結合)することができる。極性有機低分子23と高分子ポリマー分散剤30との相互作用(水素結合)により、高分子ポリマー分散剤30の添加量を少なくしても、銅ペースト組成物1は良好な粘弾性特性を発現することができると考えられる。
また、極性有機低分子23の親水基同士が相互作用(水素結合)することができる。複合粒子20同士の相互作用により、高分子ポリマー分散剤30を添加しなくても、銅ペースト組成物1は良好な粘弾性特性を発現することができると考えられる。
すなわち、本実施形態の銅ペースト組成物1では、高分子ポリマー分散剤30の添加量を0(ゼロ)またはそれに近い量とすることが可能である。
Since the composite particles 20 of the present embodiment have the basic structure of the coated copper particles 20X having the above structure, they are excellent in oxidation resistance.
In the composite particle 20 of the present embodiment, a plurality of polar organic low molecules 23 having a hydrophilic group and a hydrophobic group and interacting with the coated copper particles 20X are arranged around the coated copper particles 20X having the above structure. ..
As shown in the figure, it is considered that the aliphatic group which is the hydrophobic group of the aliphatic carboxylic acid molecule 22 and the hydrophobic group of the polar organic low molecule 23 interact with each other. In this case, the hydrophilic group of the polar organic low molecule 23 exists on the outermost surface of the composite particle 20 of the present embodiment. The hydrophilic group of the polar organic low molecule 23 and the hydrophilic group of the side chain of the polymer dispersant 30 can interact (hydrogen bond). Due to the interaction (hydrogen bond) between the polar organic low molecule 23 and the polymer dispersant 30, even if the amount of the polymer dispersant 30 added is reduced, the copper paste composition 1 exhibits good viscoelastic properties. It is thought that it can be done.
Further, the hydrophilic groups of the polar organic low molecule 23 can interact (hydrogen bond) with each other. It is considered that due to the interaction between the composite particles 20, the copper paste composition 1 can exhibit good viscoelastic properties without the addition of the polymer dispersant 30.
That is, in the copper paste composition 1 of the present embodiment, the addition amount of the high molecular polymer dispersant 30 can be set to 0 (zero) or an amount close thereto.

上記のように、高分子ポリマー分散剤30の添加量は、一般的な導電性ペースト組成物の高分子ポリマー分散剤の量よりも低減することができる。
本実施形態の銅ペースト組成物1中の高分子ポリマー分散剤30の含有量は、1質量%以下とすることができ、0質量%とすることも可能である。
本実施形態の銅ペースト組成物1中の高分子ポリマー分散剤および高分子ポリマー増粘剤を含む高分子ポリマーの総含有量は、1質量%以下とすることができ、0質量%とすることも可能である。
As described above, the amount of the high molecular polymer dispersant 30 added can be smaller than the amount of the high molecular polymer dispersant in a general conductive paste composition.
The content of the high molecular polymer dispersant 30 in the copper paste composition 1 of the present embodiment can be 1% by mass or less, and can also be 0% by mass.
The total content of the high molecular polymer including the high molecular polymer dispersant and the high molecular polymer thickener in the copper paste composition 1 of the present embodiment can be 1% by mass or less, and is 0% by mass. Is also possible.

脂肪族カルボン酸分子22は、銅核粒子21に対して単に吸着(物理吸着またはイオン吸着等)しているので、焼結時には、銅核粒子21から容易に脱離することができる。脂肪族カルボン酸分子22は、高分子ポリマーよりも炭素数の少ない有機低分子であるので、沸点が比較的低く、例えば450℃以下または350℃以下の低温焼結条件でも、容易に熱分解され得る。 Since the aliphatic carboxylic acid molecule 22 is simply adsorbed (physical adsorption, ion adsorption, etc.) to the copper core particle 21, it can be easily desorbed from the copper core particle 21 during sintering. Since the aliphatic carboxylic acid molecule 22 is an organic low molecule having a smaller number of carbon atoms than the high molecular weight polymer, it has a relatively low boiling point and is easily thermally decomposed even under low temperature sintering conditions of 450° C. or lower or 350° C. or lower. obtain.

同様に、極性有機低分子23は、脂肪族カルボン酸分子22に対して単に相互作用しているので、焼結時には、脂肪族カルボン酸分子22から容易に脱離することができる。極性有機低分子23は、高分子ポリマーよりも炭素数の少ない有機低分子であるので、沸点が比較的低く、例えば450℃以下または350℃以下の低温焼結条件でも、容易に熱分解され得る。 Similarly, the polar organic small molecule 23 simply interacts with the aliphatic carboxylic acid molecule 22, and therefore can be easily desorbed from the aliphatic carboxylic acid molecule 22 during sintering. Since the polar organic low molecule 23 is an organic low molecule having a smaller number of carbon atoms than the high molecular weight polymer, it has a relatively low boiling point and can be easily thermally decomposed even under low temperature sintering conditions of, for example, 450° C. or lower or 350° C. or lower. ..

上記のように、本実施形態の複合粒子20では、銅核粒子21の表面に複数の脂肪族カルボン酸分子22からなる被覆層が形成され、さらに、複数の脂肪族カルボン酸分子22の周りに複数の極性有機低分子23が配置されている。本実施形態では、かかる二重被覆構造を採用することで、焼結性に影響を与えることなく、媒体中での粒子分散性とペースト組成物のレオロジー特性とを好適化している。 As described above, in the composite particle 20 of the present embodiment, the coating layer composed of the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22 is formed on the surface of the copper core particle 21, and further, around the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules 22. A plurality of polar organic low molecules 23 are arranged. In this embodiment, by adopting such a double coating structure, the particle dispersibility in the medium and the rheological properties of the paste composition are optimized without affecting the sinterability.

上記構造の複合粒子20を含む本実施形態の銅ペースト組成物1は、銅粉10および焼結剤として作用する複合粒子20の粒子分散性が良好である。また、本実施形態の銅ペースト組成物1は、良好な粘弾性特性を有するため、レベリング性も良好である。
本実施形態の銅ペースト組成物1を用いて印刷を行うと、塗工速度等の塗工条件によらず、銅粉10および複合粒子20が均一に分散した状態で、銅ペースト組成物1を均一な厚みで塗工することができる。これにより、媒体の乾燥後に銅粉10および複合粒子20が最密充填した、またはそれに近い状態の均一層が形成され、これを焼結することで、高密度な導電体を形成することができる。
The copper paste composition 1 of the present embodiment including the composite particles 20 having the above structure has good particle dispersibility of the copper powder 10 and the composite particles 20 acting as a sintering agent. Moreover, since the copper paste composition 1 of the present embodiment has good viscoelastic properties, it also has good leveling properties.
When printing is performed using the copper paste composition 1 of the present embodiment, the copper paste composition 1 is dispersed in a state in which the copper powder 10 and the composite particles 20 are uniformly dispersed regardless of the coating conditions such as the coating speed. It can be applied with a uniform thickness. As a result, after the medium is dried, a uniform layer in which the copper powder 10 and the composite particles 20 are closest packed or close to that is formed, and by sintering this, a high-density conductor can be formed. ..

上記作用効果は、高分子ポリマー分散剤30の添加量が少なくても発現することができ、高分子ポリマー分散剤30を添加しなくても発現することができる。
一般的に、高分子ポリマーは、例えば450℃以下または350℃以下の低温焼結条件では、完全に熱分解されずに、導電体中に残存してしまう恐れがある。
導電体中に高分子ポリマーが残存した場合、導電体と、各種基材、各種部材、または各種層等との密着性が低下する恐れがある。また、温度変化あるいは水分膨潤等による体積変化により、導電体にクラックが発生する恐れもある。
そのため、導電性ペースト組成物に対する高分子ポリマーの添加量は少ないことが好ましく、高分子ポリマーを添加しないことがより好ましい。
本実施形態では、有機残存物が低減され、各種基材、各種部材、または各種層等との密着性が良好で、クラックがなく、高導電性の導電体を形成することができる。
The above-described effects can be exhibited even when the addition amount of the polymer dispersant 30 is small, and can be exhibited without adding the polymer dispersant 30.
Generally, a high-molecular polymer may remain in the conductor without being completely thermally decomposed under low-temperature sintering conditions of, for example, 450° C. or lower or 350° C. or lower.
When the high molecular polymer remains in the conductor, the adhesion between the conductor and various base materials, various members, various layers, and the like may decrease. In addition, cracks may occur in the conductor due to changes in volume due to temperature changes or water swelling.
Therefore, it is preferable that the amount of the polymer added to the conductive paste composition is small, and it is more preferable not to add the polymer.
In the present embodiment, an organic residue is reduced, adhesion with various base materials, various members, various layers, and the like is good, and there is no crack, and a highly conductive conductor can be formed.

本実施形態の銅ペースト組成物1は、せん断応力がかからない状態で粘度が相対的に高く、せん断応力がかかることで粘度が相対的に下がるチキソトロピー性を有することができる。そのため、本実施形態の銅ペースト組成物1は、均一塗工性が良好で、かつ、銅ペースト組成物を所定のパターンで印刷する際に、印刷された部分の端部の肩部の液が垂れて、本来の印刷領域の外側に液が広がってしまう液垂れも生じにくい。 The copper paste composition 1 of the present embodiment can have a thixotropic property in which the viscosity is relatively high when no shear stress is applied, and the viscosity is relatively decreased when a shear stress is applied. Therefore, the copper paste composition 1 of the present embodiment has good uniform coatability, and when the copper paste composition is printed in a predetermined pattern, the liquid on the shoulders of the edges of the printed portion is It is also unlikely that the liquid will drip and spread outside the original printing area.

以上説明したように、本実施形態によれば、銅ペースト組成物等の導電性ペースト組成物に焼結剤として添加することができ、耐酸化性が良好で、導電性ペースト組成物の印刷特性と焼結性を向上することが可能な、銅核粒子を含む複合粒子20を提供することができる。
また、本実施形態によれば、粒子分散性、均一塗工性、レベリング性、および液垂れ防止性等の印刷特性が良好で、焼結性が良好で、450℃以下または350℃以下の低温焼結においても高導電性の導電体を形成することが可能な銅ペースト組成物1を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it can be added as a sintering agent to a conductive paste composition such as a copper paste composition, has good oxidation resistance, and has printing characteristics of the conductive paste composition. With this, it is possible to provide the composite particles 20 including the copper nucleus particles, which can improve the sinterability.
In addition, according to the present embodiment, printing characteristics such as particle dispersibility, uniform coating property, leveling property, and liquid drop prevention property are good, sinterability is good, and low temperature of 450° C. or lower or 350° C. or lower. It is possible to provide the copper paste composition 1 capable of forming a highly conductive conductor even in sintering.

以下、銅粉を除く銅ペースト組成物の各成分について、詳述する。 Hereinafter, each component of the copper paste composition excluding the copper powder will be described in detail.

(銅核粒子)
銅核粒子の平均一次粒子径は特に制限されず、焼結剤として好適な範囲内であればよい。
銅核粒子の平均一次粒子径は、好ましくは0.02μm(20nm)〜5.0μm、より好ましくは0.02μm(20nm)〜1.0μm、さらに好ましくは0.02μm(20nm)〜0.5μm、特に好ましくは0.02μm(20nm)〜0.2μmである。
平均一次粒子径が0.02μm(20nm)未満では粒子の製造が困難であり、5.0μm超では充填効果が不充分となる恐れがある。
(Copper core particles)
The average primary particle diameter of the copper nucleus particles is not particularly limited and may be in the range suitable as a sintering agent.
The average primary particle diameter of the copper nucleus particles is preferably 0.02 μm (20 nm) to 5.0 μm, more preferably 0.02 μm (20 nm) to 1.0 μm, and further preferably 0.02 μm (20 nm) to 0.5 μm. , Particularly preferably 0.02 μm (20 nm) to 0.2 μm.
If the average primary particle size is less than 0.02 μm (20 nm), it is difficult to produce particles, and if it exceeds 5.0 μm, the filling effect may be insufficient.

銅核粒子の純度は特に制限されず、高導電性の導電体が得られることから、高い方が好ましい。銅核粒子の純度は、好ましくは95質量%以上、より好ましくは97質量%以上である。
銅核粒子に含まれる銅酸化物および銅水酸化物の総含有率は特に制限されず、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。
なお、本明細書において、特に明記しない限り、「銅酸化物」には、酸化銅(II)および亜酸化銅が含まれるものとする。
The purity of the copper core particles is not particularly limited, and a high conductivity is obtained, and thus a higher purity is preferable. The purity of the copper nucleus particles is preferably 95% by mass or more, more preferably 97% by mass or more.
The total content of copper oxides and copper hydroxides contained in the copper core particles is not particularly limited and is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less.
In the present specification, unless otherwise specified, the “copper oxide” includes copper(II) oxide and cuprous oxide.

(脂肪族カルボン酸分子)
銅核粒子の表面を被覆する脂肪族カルボン酸分子の種類は、特に制限されない。
脂肪族カルボン酸分子に含まれるカルボキシ基の数は特に制限されず、好ましくは1〜2、より好ましくは1である。
脂肪族カルボン酸分子は、飽和脂肪族カルボン酸分子であっても、不飽和脂肪族カルボン酸分子であってもよい。
脂肪族カルボン酸分子が不飽和脂肪族カルボン酸分子である場合、不飽和脂肪族基に含まれる不飽和結合の数は、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2である。
脂肪族カルボン酸分子に含まれる脂肪族基は、直鎖状でも分岐鎖状であってもよく、直鎖状であることが好ましい。
(Aliphatic carboxylic acid molecule)
The type of aliphatic carboxylic acid molecule that coats the surface of the copper core particles is not particularly limited.
The number of carboxy groups contained in the aliphatic carboxylic acid molecule is not particularly limited and is preferably 1 to 2, more preferably 1.
The aliphatic carboxylic acid molecule may be a saturated aliphatic carboxylic acid molecule or an unsaturated aliphatic carboxylic acid molecule.
When the aliphatic carboxylic acid molecule is an unsaturated aliphatic carboxylic acid molecule, the number of unsaturated bonds contained in the unsaturated aliphatic group is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2.
The aliphatic group contained in the aliphatic carboxylic acid molecule may be linear or branched, and is preferably linear.

粒子径の揃った被覆銅粒子を効率良く製造でき、被覆銅粒子の耐酸化性と粒子分散性の向上効果が効果的に発現することから、脂肪族カルボン酸分子の脂肪族基の炭素数は、好ましくは5以上である。
以下、脂肪族基の炭素数が5以上の脂肪族カルボン酸は、「長鎖カルボン酸」ともいう。
The number of carbon atoms in the aliphatic group of the aliphatic carboxylic acid molecule can be increased by efficiently producing coated copper particles having a uniform particle size, and effectively exhibiting the effect of improving the oxidation resistance and particle dispersibility of the coated copper particles. , Preferably 5 or more.
Hereinafter, the aliphatic carboxylic acid having 5 or more carbon atoms in the aliphatic group is also referred to as “long-chain carboxylic acid”.

脂肪族基の炭素数が5以上であると、被覆銅粒子の粒子径変動率が小さくなる傾向がある。一般的に、炭素鎖の長さは、会合力を左右するファンデルワールス力の大きさと相関性が高い。炭素鎖の長いカルボン酸は、会合力が強く、後記製造方法において、ミクロ反応場であるWater−in−oil Emulsion類似の相安定化に寄与することができる。これによって、粒子径の揃った被覆銅粒子を効率良く製造できると考えられる。 When the number of carbon atoms in the aliphatic group is 5 or more, the particle size variation rate of the coated copper particles tends to be small. Generally, the length of the carbon chain is highly correlated with the magnitude of the Van der Waals force that influences the association force. A carboxylic acid having a long carbon chain has a strong association force and can contribute to phase stabilization similar to Water-in-oil Emulsion which is a microreaction field in the production method described later. It is considered that this makes it possible to efficiently produce coated copper particles having a uniform particle size.

脂肪族基の炭素数が増す程、沸点が上昇し、焼結時の熱分解性が低下する傾向がある。
粒子径の揃った被覆銅粒子を効率良く製造でき、被覆銅粒子の耐酸化性と粒子分散性の向上効果が効果的に発現し、かつ、焼結時の熱分解性が良好となることから、脂肪族基の炭素数は、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜17、特に好ましくは7〜17、最も好ましくは9〜17である。
As the carbon number of the aliphatic group increases, the boiling point tends to increase, and the thermal decomposability during sintering tends to decrease.
Since the coated copper particles having a uniform particle size can be efficiently produced, the effect of improving the oxidation resistance and particle dispersibility of the coated copper particles is effectively expressed, and the thermal decomposability during sintering becomes good. The carbon number of the aliphatic group is more preferably 5 to 20, still more preferably 5 to 17, particularly preferably 7 to 17, and most preferably 9 to 17.

脂肪族カルボン酸分子の沸点は、後記製造方法における、脂肪族カルボン酸銅錯体の熱分解温度よりも高いことが好ましい。
具体的には、脂肪族カルボン酸分子の沸点は、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上である。
脂肪族カルボン酸分子の焼結時の熱分解性が良好となることから、脂肪族カルボン酸分子の沸点は、好ましくは400℃以下である。
The boiling point of the aliphatic carboxylic acid molecule is preferably higher than the thermal decomposition temperature of the aliphatic carboxylic acid copper complex in the production method described later.
Specifically, the boiling point of the aliphatic carboxylic acid molecule is preferably 120°C or higher, more preferably 130°C or higher.
The boiling point of the aliphatic carboxylic acid molecule is preferably 400° C. or lower, because the thermal decomposability of the aliphatic carboxylic acid molecule during sintering becomes good.

脂肪族カルボン酸分子としては、
オレイン酸およびリノール酸等の不飽和脂肪族カルボン酸分子;
および、
ステアリン酸、ヘプタデカン酸、ラウリン酸、およびオクタン酸等の飽和脂肪族カルボン酸分子が挙げられる。
脂肪族カルボン酸分子は、1種または2種以上用いることができる。
As the aliphatic carboxylic acid molecule,
Unsaturated aliphatic carboxylic acid molecules such as oleic acid and linoleic acid;
and,
Included are saturated aliphatic carboxylic acid molecules such as stearic acid, heptadecanoic acid, lauric acid, and octanoic acid.
The aliphatic carboxylic acid molecule may be used alone or in combination of two or more.

被覆銅粒子の耐酸化性と粒子分散性の向上効果が効果的に発現することから、銅核粒子の表面に対する複数の脂肪族カルボン酸分子の被覆密度は、2.5〜5.2分子/nm、好ましくは3.0〜5.2分子/nm、より好ましくは3.5〜5.2分子/nmである。 Since the effect of improving the oxidation resistance and particle dispersibility of the coated copper particles is effectively exhibited, the coating density of the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules on the surface of the copper core particles is 2.5 to 5.2 molecules/ nm 2 , preferably 3.0 to 5.2 molecules/nm 2 , and more preferably 3.5 to 5.2 molecules/nm 2 .

(極性有機低分子)
極性有機低分子は、親水基および疎水基を有し、脂肪族カルボン酸分子の脂肪族基と極性有機低分子の疎水基とが良好に相互作用するものであれば、特に制限されない。
(Polar organic small molecule)
The polar organic low molecule has a hydrophilic group and a hydrophobic group, and is not particularly limited as long as the aliphatic group of the aliphatic carboxylic acid molecule and the hydrophobic group of the polar organic low molecule interact well.

極性有機低分子の親水基は、アミド基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、チオール基、チオカルボニル基、チオアミド基、エーテル基、およびアミノ基からなる群より選ばれた1種または2種以上の基を含むことが好ましい。
極性有機低分子の親水基は、1種または2種以上用いることができる。
極性有機低分子は、被覆銅粒子中の脂肪族カルボン酸分子と同種または異種の脂肪族カルボン酸分子でもよい。
The hydrophilic group of the polar organic low molecule is one or more selected from the group consisting of amide group, hydroxyl group, carboxyl group, carbonyl group, thiol group, thiocarbonyl group, thioamide group, ether group, and amino group. It is preferable to include the group
As the hydrophilic group of the polar organic low molecule, one kind or two or more kinds can be used.
The polar organic small molecule may be the same or different aliphatic carboxylic acid molecule as the aliphatic carboxylic acid molecule in the coated copper particles.

脂肪族カルボン酸分子と良好に相互作用できることから、極性有機低分子の疎水基の炭素数は、脂肪族カルボン酸分子の脂肪族基の炭素数と同一またはそれに近いことが好ましい。
具体的には、極性有機低分子の疎水基の炭素数は、好ましくは5以上である。
脂肪族カルボン酸分子の脂肪族基の炭素数と同様、極性有機低分子の疎水基の炭素数が増す程、沸点が上昇し、焼結時の熱分解性が低下する傾向がある。
脂肪族カルボン酸分子と良好に相互作用でき、かつ、焼結時の熱分解性が良好となることから、極性有機低分子の疎水基の炭素数は、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜17、特に好ましくは7〜17、最も好ましくは9〜17である。
The number of carbon atoms of the hydrophobic group of the polar organic low molecular weight molecule is preferably the same as or close to the number of carbon atoms of the aliphatic group of the aliphatic carboxylic acid molecule, since it can interact well with the aliphatic carboxylic acid molecule.
Specifically, the number of carbon atoms of the hydrophobic group of the polar organic low molecule is preferably 5 or more.
Similar to the number of carbon atoms in the aliphatic group of the aliphatic carboxylic acid molecule, the higher the number of carbon atoms in the hydrophobic group of the polar organic low molecule, the higher the boiling point and the lower the thermal decomposability during sintering.
The number of carbon atoms in the hydrophobic group of the polar organic low molecule is more preferably 5 to 20, and even more preferably, because it can interact well with the aliphatic carboxylic acid molecule and has good thermal decomposability during sintering. 5 to 17, particularly preferably 7 to 17, and most preferably 9 to 17.

極性有機低分子の例は、[化1]、[化2]、[表4]に示す。
[化1]、[化2]には、各極性有機低分子について、名称、化学構造式、分子量、および化学式を示してある。
[表4]には、各極性有機低分子について、名称、分子量、分解気化温度、および脂肪族基の炭素数を示してある。
極性有機低分子は、1種または2種以上用いることができる。
Examples of polar organic small molecules are shown in [Chemical formula 1], [Chemical formula 2], and [Table 4].
[Chemical formula 1] and [Chemical formula 2] show the name, chemical structural formula, molecular weight, and chemical formula for each polar organic low molecule.
[Table 4] shows the name, molecular weight, decomposition vaporization temperature, and carbon number of the aliphatic group for each polar organic low molecule.
The polar organic low molecule can be used alone or in combination of two or more.

(媒体)
媒体としては、一般的な導電性ペースト組成物に用いられる公知の媒体を用いることができる。
媒体としては、炭化水素系溶剤、高級アルコール系溶剤、セロソルブ、およびセロソルブアセテート系溶剤等が挙げられる。
媒体は、1種または2種以上用いることができる。
銅ペースト組成物の固形分濃度は特に制限されず、印刷法に応じて選択され、例えば、10〜99質量%、好ましくは40〜95質量%である。
(Medium)
As the medium, a known medium used for general conductive paste compositions can be used.
Examples of the medium include hydrocarbon solvents, higher alcohol solvents, cellosolve, and cellosolve acetate solvents.
The medium may be used alone or in combination of two or more.
The solid content concentration of the copper paste composition is not particularly limited and is selected according to the printing method and is, for example, 10 to 99% by mass, preferably 40 to 95% by mass.

(任意成分)
本発明の銅ペースト組成物は、必要に応じて1種または2種以上の任意成分を含むことができる。
(Arbitrary ingredient)
The copper paste composition of the present invention may contain one or more optional components as required.

<分散剤>
上記したように、本発明の銅ペースト組成物では、分散剤を添加せずとも、銅粉および複合粒子の媒体中での粒子分散性が良好であり、銅ペースト組成物のレオロジー特性が良好で印刷特性が良好である。
ただし、分散剤を添加することは差し支えない。分散剤を添加する場合も、その添加量は従来一般的な導電性ペースト組成物よりも低減することができる。
分散剤としては、ポリエステル系分散剤およびポリアクリル酸系分散剤等の公知の高分子ポリマー分散剤を用いることができる。
分散剤は、1種または2種以上用いることができる。
<Dispersant>
As described above, in the copper paste composition of the present invention, even without adding a dispersant, the particle dispersibility in the medium of the copper powder and the composite particles is good, the rheological properties of the copper paste composition is good. Good printing characteristics.
However, it is possible to add a dispersant. When the dispersant is added, the amount of the dispersant added can be reduced as compared with the conventional conductive paste composition.
As the dispersant, a known polymer dispersant such as a polyester dispersant and a polyacrylic acid dispersant can be used.
The dispersant may be used alone or in combination of two or more.

<増粘剤>
本発明の銅ペースト組成物は必要に応じて、1種または2種以上の増粘剤を含むことができる。
増粘剤としては、ポリメタクリル酸系増粘剤等の公知の高分子ポリマー増粘剤を用いることができる。
増粘剤は、1種または2種以上用いることができる。
<Thickener>
The copper paste composition of the present invention may contain one or more thickeners, if necessary.
As the thickener, a known polymer thickener such as polymethacrylic acid thickener can be used.
The thickener may be used alone or in combination of two or more.

<その他の任意成分>
その他の任意成分としては、シランカップリング剤およびチタネートカップリング剤等のカップリング剤等が挙げられる。
<Other optional ingredients>
Other optional components include coupling agents such as silane coupling agents and titanate coupling agents.

[銅ペースト組成物の製造方法]
本発明の銅ペースト組成物は好ましくは、以下の本発明の銅ペースト組成物の製造方法により製造することができる。
[Method for producing copper paste composition]
The copper paste composition of the present invention can be preferably produced by the following method for producing a copper paste composition of the present invention.

本発明の銅ペースト組成物の製造方法は、
銅粉(10)よりも粒子径の小さい銅核粒子(21)と、銅核粒子(21)の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した複数の脂肪族カルボン酸分子(22)とを含む被覆銅粒子(20X)を用意する工程(1)と、
銅粉(10)と、被覆銅粒子(20X)と、親水基および疎水基を有し、被覆銅粒子(20X)の複数の脂肪族カルボン酸分子(22)と相互作用する複数の極性有機低分子(23)と、媒体とを含む複数種の原料を混合する工程(2)とを有する
(各成分の符号は、図1Aおよび図1Bを参照されたい。)。
The method for producing the copper paste composition of the present invention,
Copper core particles (21) having a smaller particle size than the copper powder (10), and a plurality of aliphatic carboxylic acids adsorbed on the surface of the copper core particles (21) at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2. A step (1) of preparing coated copper particles (20X) containing molecules (22);
Copper powder (10), coated copper particles (20X), and a plurality of polar organic compounds having hydrophilic groups and hydrophobic groups and interacting with a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules (22) of the coated copper particles (20X). It has a step (2) of mixing a plurality of kinds of raw materials including a molecule (23) and a medium (see FIGS. 1A and 1B for the reference numerals of the respective components).

(工程(1))
工程(1)は、媒体中で、脂肪族カルボン酸銅錯体を熱分解する工程を含むことが好ましい。
脂肪族カルボン酸銅錯体を熱分解処理することで、銅核粒子と脂肪族カルボン酸とが生成され、生成された1個の銅核粒子の表面に対して複数の脂肪族カルボン酸分子が吸着(物理吸着またはイオン吸着等)する。これにより、銅核粒子の表面に所定の被覆密度で複数の脂肪族カルボン酸分子が吸着(物理吸着またはイオン吸着等)した被覆銅粒子(20X)が形成される。
脂肪族カルボン酸銅錯体中の脂肪族カルボン酸の種類等によっては、脂肪族カルボン酸銅錯体の熱分解工程において、銅イオンが還元され、還元銅核粒子が生成される。
(Process (1))
Step (1) preferably includes a step of thermally decomposing the aliphatic carboxylic acid copper complex in a medium.
By thermally decomposing an aliphatic carboxylic acid copper complex, copper nucleus particles and an aliphatic carboxylic acid are produced, and a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules are adsorbed on the surface of one produced copper nucleus particle. (Physical adsorption or ion adsorption). Thereby, the coated copper particles (20X) in which a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules are adsorbed (physical adsorption, ion adsorption, or the like) at a predetermined coating density on the surface of the copper core particles are formed.
Depending on the type of the aliphatic carboxylic acid in the aliphatic carboxylic acid copper complex and the like, in the thermal decomposition step of the aliphatic carboxylic acid copper complex, copper ions are reduced and reduced copper core particles are produced.

一態様において、
工程(1)は、
カルボン酸銅と、脂肪族カルボン酸と、媒体とを含む反応液を用意する工程と、
上記反応液を加熱して反応させる工程とを含むことができる。
この方法では、上記反応液の加熱反応過程において、脂肪族カルボン酸銅錯体の生成と熱分解とが起こる。
In one aspect,
Step (1) is
A step of preparing a reaction liquid containing copper carboxylate, an aliphatic carboxylic acid, and a medium,
The process of heating and reacting the said reaction liquid can be included.
In this method, formation and thermal decomposition of the aliphatic carboxylic acid copper complex occur in the heating reaction process of the reaction solution.

上記態様において、反応液はさらに、錯化剤を含むことが好ましい。 In the above aspect, the reaction liquid preferably further contains a complexing agent.

上記態様において、脱水処理なしの条件で、上記反応液を加熱して反応させることが好ましい。 In the above aspect, it is preferable to heat and react the reaction solution under conditions without dehydration treatment.

すなわち、
工程(1)は、
カルボン酸銅と、脂肪族カルボン酸と、錯化剤と、媒体とを含む反応液を用意する工程と、
脱水処理なしの条件で、上記反応液を加熱して反応させる工程とを含むことが好ましい
That is,
Step (1) is
A step of preparing a reaction solution containing copper carboxylate, an aliphatic carboxylic acid, a complexing agent, and a medium,
It is preferable to include a step of heating and reacting the above reaction liquid under conditions without dehydration treatment .

以下、反応液の各成分について、説明する。 Hereinafter, each component of the reaction liquid will be described.

<カルボン酸銅>
原料のカルボン酸銅としては特に制限されず、銅イオンの還元性、原料の入手容易性、および原料の製造容易性等の観点から、ギ酸銅およびシュウ酸銅等が好ましい。
<Copper carboxylate>
The raw material copper carboxylate is not particularly limited, and copper formate, copper oxalate, and the like are preferable from the viewpoints of copper ion reducibility, raw material availability, raw material production easiness, and the like.

ギ酸銅は、1モルの2価の銅イオンと、2モルのギ酸イオンとから構成される。
ギ酸銅は、無水物であっても水和物であってもよく、好ましくは無水物である。
Copper formate is composed of 1 mol of divalent copper ion and 2 mol of formate ion.
Copper formate may be anhydrous or hydrated, preferably anhydrous.

ギ酸銅は、市販品を用いてもよく、公知方法により製造して用いてもよい。
ギ酸は還元性を有するので、ギ酸銅を熱分解処理すると、2価の銅イオンが還元され、還元銅粒子が生成される(特公昭61−19682号公報等を参照されたい。)。
Copper formate may be a commercially available product or may be produced by a known method before use.
Since formic acid has a reducing property, when copper formate is thermally decomposed, divalent copper ions are reduced to produce reduced copper particles (see Japanese Patent Publication No. 61-19682).

反応液中のギ酸銅の含有量は特に制限されず、製造効率等の観点から、好ましくは1.0〜2.5mol/L、より好ましくは1.5〜2.5mol/L、特に好ましくは2.0〜2.5mol/Lである。 The content of copper formate in the reaction solution is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 2.5 mol/L, more preferably 1.5 to 2.5 mol/L, particularly preferably from the viewpoint of production efficiency and the like. It is 2.0 to 2.5 mol/L.

<脂肪族カルボン酸>
原料の脂肪族カルボン酸は特に制限されず、所望の被覆銅粒子中の脂肪族カルボン酸分子の構造に合わせて選定される。
原料の脂肪族カルボン酸の炭素数は、所望の被覆銅粒子中の脂肪族カルボン酸分子の脂肪族基の炭素数と一致する。
粒子径の揃った被覆銅粒子を効率良く製造でき、被覆銅粒子の耐酸化性と粒子分散性の向上効果が効果的に発現することから、原料の脂肪族カルボン酸の炭素数は、好ましくは5以上である。
粒子径の揃った被覆銅粒子を効率良く製造でき、被覆銅粒子の耐酸化性と粒子分散性の向上効果が効果的に発現し、かつ、焼結時の熱分解性が良好となることから、原料の脂肪族カルボン酸の炭素数は、より好ましくは5〜20、さらに好ましくは5〜17、特に好ましくは7〜17、最も好ましくは9〜17である。
<Aliphatic carboxylic acid>
The raw material aliphatic carboxylic acid is not particularly limited and is selected according to the structure of the aliphatic carboxylic acid molecule in the desired coated copper particles.
The carbon number of the aliphatic carboxylic acid as a raw material is the same as the carbon number of the aliphatic group of the aliphatic carboxylic acid molecule in the desired coated copper particles.
The coated copper particles having a uniform particle diameter can be efficiently produced, and the effect of improving the oxidation resistance and the particle dispersibility of the coated copper particles is effectively expressed. Therefore, the carbon number of the aliphatic carboxylic acid as a raw material is preferably It is 5 or more.
Since the coated copper particles having a uniform particle size can be efficiently produced, the effect of improving the oxidation resistance and particle dispersibility of the coated copper particles is effectively expressed, and the thermal decomposability during sintering becomes good. The carbon number of the aliphatic carboxylic acid as a raw material is more preferably 5 to 20, still more preferably 5 to 17, particularly preferably 7 to 17, and most preferably 9 to 17.

原料の脂肪族カルボン酸の沸点は、反応液の加熱温度よりも高いことが好ましい。具体的には、脂肪族カルボン酸分子の沸点は、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上である。
被覆銅粒子中の脂肪族カルボン酸分子の焼結時の熱分解性が良好となることから、原料の脂肪族カルボン酸分子の沸点は、好ましくは400℃以下である。
The boiling point of the raw material aliphatic carboxylic acid is preferably higher than the heating temperature of the reaction liquid. Specifically, the boiling point of the aliphatic carboxylic acid molecule is preferably 120°C or higher, more preferably 130°C or higher.
Since the aliphatic carboxylic acid molecules in the coated copper particles have good thermal decomposability during sintering, the boiling point of the raw material aliphatic carboxylic acid molecules is preferably 400° C. or lower.

原料の脂肪族カルボン酸としては、
オレイン酸およびリノール酸等の不飽和脂肪族カルボン酸;
および、
ステアリン酸、ヘプタデカン酸、ラウリン酸、およびオクタン酸等の飽和脂肪族カルボン酸が挙げられる。
原料の脂肪族カルボン酸は、1種または2種以上用いることができる。
As the raw material aliphatic carboxylic acid,
Unsaturated aliphatic carboxylic acids such as oleic acid and linoleic acid;
and,
Included are saturated aliphatic carboxylic acids such as stearic acid, heptadecanoic acid, lauric acid, and octanoic acid.
The raw material aliphatic carboxylic acid may be used alone or in combination of two or more.

反応液中の脂肪族カルボン酸の含有量は特に制限されず、好ましくは2.5〜25mol%、より好ましくは5.0〜15mol%である。
反応液中の脂肪族カルボン酸の含有量が2.5mol%以上であると、充分な反応速度が得られ生産性が向上する傾向があり、被覆銅粒子の粒子径変動率が小さくなる傾向がある。
反応液中の脂肪族カルボン酸の含有量が25mol%以下であると、反応系の粘度上昇が抑制され、良好な撹拌性が得られる。
The content of the aliphatic carboxylic acid in the reaction solution is not particularly limited and is preferably 2.5 to 25 mol%, more preferably 5.0 to 15 mol%.
When the content of the aliphatic carboxylic acid in the reaction solution is 2.5 mol% or more, a sufficient reaction rate can be obtained and the productivity tends to be improved, and the particle diameter variation rate of the coated copper particles tends to be small. is there.
When the content of the aliphatic carboxylic acid in the reaction solution is 25 mol% or less, the increase in the viscosity of the reaction system is suppressed, and good stirring properties can be obtained.

<錯化剤>
錯化剤としては特に制限されず、アミノアルコール等が好ましい。
反応液中にアミノアルコール等の錯化剤が存在することで、ギ酸銅から錯化合物が効果的に生成される。
錯化合物は、媒体中に容易に可溶化する。
<Complexing agent>
The complexing agent is not particularly limited, and amino alcohol or the like is preferable.
The presence of a complexing agent such as amino alcohol in the reaction solution effectively produces a complex compound from copper formate.
The complex compound is easily solubilized in the medium.

アミノアルコールは、少なくとも1つのアミノ基を有するアルコール化合物である。
アミノ基の数は特に制限されず、1つが好ましい。
すなわち、アミノアルコールとしては、モノアミノモノアルコールが好ましい。
中でも、アミノ基が無置換のモノアミノモノアルコール、および、単座配位性のモノアミノモノアルコールが好ましい。
Amino alcohol is an alcohol compound having at least one amino group.
The number of amino groups is not particularly limited, and one is preferable.
That is, monoaminomonoalcohol is preferable as the aminoalcohol.
Among these, monoamino monoalcohols having an unsubstituted amino group and monodentate monoamino monoalcohols are preferable.

アミノアルコールの沸点は特に制限されず、反応液の加熱温度よりも高いことが好ましい。具体的には、アミノアルコールの沸点は、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上である。
アミノアルコールの沸点は、好ましくは400℃以下、より好ましくは300℃以下である。
The boiling point of the amino alcohol is not particularly limited and is preferably higher than the heating temperature of the reaction liquid. Specifically, the boiling point of amino alcohol is preferably 120° C. or higher, more preferably 130° C. or higher.
The boiling point of the amino alcohol is preferably 400°C or lower, more preferably 300°C or lower.

媒体に対する溶解性と沸点が反応に適することから、アミノアルコールのSP値は、好ましくは11.0以上、より好ましくは12.0以上、特に好ましくは13.0以上である。
アミノアルコールのSP値は、好ましくは18.0以下、より好ましくは17.0以下である。
Since the solubility in a medium and the boiling point are suitable for the reaction, the SP value of amino alcohol is preferably 11.0 or more, more preferably 12.0 or more, and particularly preferably 13.0 or more.
The SP value of amino alcohol is preferably 18.0 or less, more preferably 17.0 or less.

本明細書において、特に明記しない限り、「SP値」とは、Hildebrandの定義による溶解パラメータ(Solubility Parameter)であり、25℃における試料1mLあたりの分子間結合エネルギーE1の平方根である。 In the present specification, unless otherwise specified, the “SP value” is a solubility parameter according to Hildebrand's definition and is a square root of intermolecular binding energy E1 per 1 mL of a sample at 25° C.

本明細書において、特に明記しない限り、「SP値」は、下記ホームページに記載の方法
に準拠して、求めるものとする。
公益社団法人石油学会ホームページ
(http://sekiyu-gakkai.or.jp/jp/dictionary/petdicsolvent.html#solubility2)
In the present specification, the "SP value" is obtained according to the method described on the following website, unless otherwise specified.
Homepage of Japan Petroleum Institute
(http://sekiyu-gakkai.or.jp/jp/dictionary/petdicsolvent.html#solubility2)

SP値は、具体的には以下のようにして算出される。 The SP value is specifically calculated as follows.

分子間結合エネルギーE1は、蒸発潜熱Hbから気体エネルギーを差し引いた値である。 The intermolecular bond energy E1 is a value obtained by subtracting gas energy from the latent heat of vaporization Hb.

試料の沸点Tbから、蒸発潜熱Hbが下式で求められる。
Hb = 21×(273+Tb)
From the boiling point Tb of the sample, the latent heat of vaporization Hb is calculated by the following formula.
Hb=21×(273+Tb)

蒸発潜熱Hbから、25℃におけるモル蒸発潜熱H25が下式で求められる。
H25 = Hb×[1+0.175×(Tb−25)/100]
From the latent heat of vaporization Hb, the molar latent heat of vaporization H25 at 25° C. is calculated by the following equation.
H25 = Hb x [1 + 0.175 x (Tb-25)/100]

モル蒸発潜熱H25から、試料総量の分子間結合エネルギーEが下式より求められる。
E = H25−596
From the molar heat of vaporization H25, the intermolecular bond energy E of the total amount of the sample is obtained by the following equation.
E = H25-596

試料総量の分子間結合エネルギーEから、試料1mLあたりの分子間結合エネルギーE1が下式により求められる。
E1 = E×D/Mw
(上記式中、Dは試料の密度、Mwは試料の分子量である。)
From the intermolecular bond energy E of the total amount of the sample, the intermolecular bond energy E1 per 1 mL of the sample is obtained by the following formula.
E1=E×D/Mw
(In the above formula, D is the density of the sample, and Mw is the molecular weight of the sample.)

試料1mLあたりの分子間結合エネルギーE1から、SP値が下式により求められる。
SP =(E1)1/2
From the intermolecular binding energy E1 per 1 mL of the sample, the SP value is calculated by the following formula.
SP = (E1) 1/2

なお、OH基を含む試料は、OH基1基につき+1の補正が必要である(三菱石油技資、No.42,p3,p11(1989)を参照)。 For a sample containing an OH group, a correction of +1 is required for each OH group (see Mitsubishi Petroleum Engineering Co., No. 42, p3, p11 (1989)).

アミノアルコールとしては、
2−アミノエタノール(沸点:170℃、SP値:14.54)、
3−アミノ−1−プロパノール(沸点:187℃、SP値:13.45)、
5−アミノ−1−ペンタノール(沸点:245℃、SP値:12.78)、
DL−1−アミノ−2−プロパノール(沸点:160℃、SP値:12.74)、
および、
N−メチルジエタノールアミン(沸点:247℃、SP値:13.26)等が挙げられる。
これらは1種または2種以上用いることができる。
As amino alcohol,
2-aminoethanol (boiling point: 170° C., SP value: 14.54),
3-amino-1-propanol (boiling point: 187° C., SP value: 13.45),
5-amino-1-pentanol (boiling point: 245° C., SP value: 12.78),
DL-1-amino-2-propanol (boiling point: 160° C., SP value: 12.74),
and,
N-methyldiethanolamine (boiling point: 247° C., SP value: 13.26) and the like can be mentioned.
These may be used alone or in combination of two or more.

反応液中のアミノアルコールの含有量は特に制限されず、反応液中の銅イオンに対して、好ましくは1.5〜4.0倍モル、より好ましくは1.5〜3.0倍モルである。
アミノアルコールの含有量が銅イオンに対して1.5倍モル以上であると、ギ酸銅の溶解性が良好となり、反応時間を短縮することができる。
アミノアルコールの含有量が銅イオンに対して4.0倍モル以下であると、生成される被覆銅粒子に対する不要なアミノアルコールの付着を抑制することができる。
The content of amino alcohol in the reaction solution is not particularly limited, and is preferably 1.5 to 4.0 times mol, more preferably 1.5 to 3.0 times mol with respect to the copper ion in the reaction solution. is there.
When the content of the amino alcohol is 1.5 times or more the mole of copper ion, the solubility of copper formate becomes good and the reaction time can be shortened.
When the content of amino alcohol is 4.0 times or less mol of copper ions, unnecessary adhesion of amino alcohol to the generated coated copper particles can be suppressed.

<媒体>
媒体は、1種または2種以上用いることができる。
媒体としては、一般的に化学反応に用いられる有機媒体から1種または2種以上を選択することができる。
<Medium>
The medium may be used alone or in combination of two or more.
As the medium, one kind or two or more kinds can be selected from the organic media generally used in the chemical reaction.

媒体としては、ギ酸による銅イオンの還元反応を阻害せず、かつ、アミノアルコールのSP値と媒体のSP値との差であるΔSP値が4.2以上を充足する媒体が好ましい。
ΔSP値が4.2以上であると、生成される被覆銅粒子の粒度分布の幅が狭くなり、粒子径の揃った被覆銅粒子が得られる傾向がある。
The medium is preferably a medium which does not inhibit the copper ion reduction reaction by formic acid and which satisfies a ΔSP value of 4.2 or more, which is the difference between the SP value of amino alcohol and the SP value of the medium.
When the ΔSP value is 4.2 or more, the width of the particle size distribution of the generated coated copper particles becomes narrow, and the coated copper particles having a uniform particle diameter tend to be obtained.

反応場の形成性と被覆銅粒子の品質の観点から、ΔSP値は、好ましくは4.5以上、より好ましくは5.0以上、特に好ましくは7.0以上である。
ΔSP値は、好ましくは11.0以下、より好ましくは10.0以下である。
媒体のSP値は、アミノアルコールよりも小さいことが好ましい。
From the viewpoint of the reaction field formability and the quality of the coated copper particles, the ΔSP value is preferably 4.5 or more, more preferably 5.0 or more, and particularly preferably 7.0 or more.
The ΔSP value is preferably 11.0 or less, more preferably 10.0 or less.
The SP value of the medium is preferably smaller than that of amino alcohol.

2種以上の媒体を用いる場合、媒体のSP値は、媒体に含まれる各媒体のSP値とモル分率とを考慮した平均SP値により定義されるものとする。
例えば、媒体1と媒体2の2種の媒体を用いる場合、平均SP値は、下式により算出される。
δ3=(V1×δ1+V2×δ2)/(V1+V2)
(上記式中、各記号は以下の意味を示す。
δ3:混合媒体の平均SP値、
δ1:媒体1のSP値、
V1:媒体1のモル容積、
δ2:媒体2のSP値、
V2:媒体2のモル容積。)
When two or more types of media are used, the SP value of the media is defined by the average SP value in consideration of the SP value and the mole fraction of each medium contained in the media.
For example, when two types of media, medium 1 and medium 2, are used, the average SP value is calculated by the following formula.
δ3=(V1×δ1+V2×δ2)/(V1+V2)
(In the above formula, each symbol has the following meaning.
δ3: average SP value of mixed medium,
δ1: SP value of medium 1,
V1: molar volume of medium 1,
δ2: SP value of medium 2,
V2: molar volume of medium 2. )

媒体は、少なくともアミノアルコールと相溶しない媒体(以下、「主媒体」と呼ぶ)を含むことが好ましい。
媒体としては、アミノアルコールと相溶しない媒体(主媒体)と、アミノアルコールと相溶する媒体(以下、「補助媒体」と呼ぶ)を併用することが好ましい。
The medium preferably includes at least a medium that is incompatible with amino alcohol (hereinafter, referred to as “main medium”).
As the medium, it is preferable to use a medium that is incompatible with amino alcohol (main medium) and a medium that is compatible with amino alcohol (hereinafter referred to as “auxiliary medium”) in combination.

以下、主媒体の好ましい態様について、説明する。
主媒体の沸点は、反応液の加熱温度よりも高いことが好ましい。具体的には、主媒体の沸点は、好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上である。
主媒体の沸点は、好ましくは400℃以下、より好ましくは300℃以下である。
Hereinafter, preferred embodiments of the main medium will be described.
The boiling point of the main medium is preferably higher than the heating temperature of the reaction liquid. Specifically, the boiling point of the main medium is preferably 120°C or higher, more preferably 130°C or higher.
The boiling point of the main medium is preferably 400°C or lower, more preferably 300°C or lower.

主媒体としては、水と共沸混合物を形成可能なものが好ましい。水と共沸混合物を形成可能であると、反応液の加熱工程において、反応系に生成される水を容易に除去することができる。 As the main medium, those capable of forming an azeotropic mixture with water are preferable. If an azeotropic mixture can be formed with water, water produced in the reaction system can be easily removed in the step of heating the reaction solution.

主媒体としては、エチルシクロへキサン(沸点:132℃、SP値:8.18)、C9アルキルシクロヘキサン混合物[例えば、ゴードー社製「スワクリーン150」(沸点:149℃、SP値:7.99)、およびn−オクタン(沸点:125℃、SP値:7.54)等が挙げられる。
主媒体は、1種または2種以上用いることができる。
As the main medium, a mixture of ethylcyclohexane (boiling point: 132° C., SP value: 8.18) and C9 alkylcyclohexane [for example, “Swaclean 150” manufactured by Gordo Co. (boiling point: 149° C., SP value: 7.99)) , And n-octane (boiling point: 125° C., SP value: 7.54) and the like.
As the main medium, one type or two or more types can be used.

以下、必要に応じて用いられる補助媒体の好ましい態様について、説明する。
補助媒体の好ましい沸点は、主媒体と同様である。
補助媒体のSP値は主媒体をよりも大きいことが好ましく、アミノアルコールと相溶する程度に大きいことがより好ましい。
Hereinafter, preferred embodiments of the auxiliary medium used as necessary will be described.
The preferable boiling point of the auxiliary medium is the same as that of the main medium.
The SP value of the auxiliary medium is preferably larger than that of the main medium, and more preferably large enough to be compatible with the amino alcohol.

補助媒体としては、エチレングリコール(EO)系グリコールエーテル、プロピレングリコール(PO)系グリコールエーテル、およびジアルキルグリコールエーテル等が挙げられる。
EO系グリコールエーテルとしては、メチルジグリコール、イソプロピルグリコール、およびブチルグリコール等が挙げられる。
PO系グリコールエーテルとしては、メチルプロピレンジグリコール、メチルプロピレントリグリコール、プロピルプロピレングリコール、およびブチルプロピレングリコール等が挙げられる。
ジアルキルグリコールエーテルとしては、ジメチルジグリコール等が挙げられる。
なお、これらの補助媒体は、いずれも日本乳化剤(株)等より入手可能である。
補助媒体は、1種または2種以上用いることができる。
Examples of the auxiliary medium include ethylene glycol (EO) type glycol ether, propylene glycol (PO) type glycol ether, and dialkyl glycol ether.
Examples of the EO glycol ether include methyldiglycol, isopropyl glycol, butyl glycol and the like.
Examples of PO-based glycol ethers include methyl propylene diglycol, methyl propylene triglycol, propyl propylene glycol, and butyl propylene glycol.
Examples of the dialkyl glycol ether include dimethyldiglycol and the like.
All of these auxiliary media are available from Nippon Emulsifier Co., Ltd., etc.
The auxiliary medium may be used alone or in combination of two or more.

反応液中の媒体量は、銅イオン濃度が好ましくは1.0〜2.5mol/L、より好ましくは1.5〜2.5mol/Lとなる量に調整される。
反応液中の銅イオン濃度が1.0mol/L以上であると、生産性が向上する。
反応液中の銅イオン濃度が2.5mol/L以下であると、反応液の粘度の上昇が抑制され、良好な撹拌性が得られる。
The amount of medium in the reaction solution is adjusted so that the copper ion concentration is preferably 1.0 to 2.5 mol/L, more preferably 1.5 to 2.5 mol/L.
When the copper ion concentration in the reaction solution is 1.0 mol/L or more, productivity is improved.
When the copper ion concentration in the reaction solution is 2.5 mol/L or less, increase in the viscosity of the reaction solution is suppressed, and good stirring property is obtained.

<任意成分>
反応液は、必要に応じて、上記以外の任意成分を1種または2種以上含むことができる。
<Arbitrary ingredients>
The reaction liquid may contain one or more optional components other than those described above, if necessary.

<錯化合物>
ギ酸銅、脂肪族カルボン酸(好ましくは長鎖カルボン酸)、および媒体を含む反応液中には、ギ酸銅に由来する1種または2種以上の錯化合物(脂肪族カルボン酸銅錯体)が生成される。
錯化合物の構造は特に限定されない。
反応液中の錯化合物は、反応の進行に伴って、構造が変化してもよい。
<Complex compound>
In the reaction solution containing copper formate, an aliphatic carboxylic acid (preferably a long-chain carboxylic acid), and a medium, one or more complex compounds derived from copper formate (aliphatic carboxylic acid copper complex) are formed. To be done.
The structure of the complex compound is not particularly limited.
The structure of the complex compound in the reaction solution may change as the reaction progresses.

錯化合物は、銅イオン、および配位子としてのギ酸イオンを含むことができる。
錯化剤としてアミノアルコールを用いる場合、錯化合物は、銅イオン、配位子としてのギ酸イオン、および、配位子としてのアミノアルコールを含むことができる。
錯化合物が配位子としてアミノアルコールを含むことで、錯化合物の熱分解温度が低下する傾向がある。
The complex compound can include copper ion and formate ion as a ligand.
When amino alcohol is used as the complexing agent, the complex compound can include copper ion, formate ion as a ligand, and amino alcohol as a ligand.
When the complex compound contains amino alcohol as a ligand, the thermal decomposition temperature of the complex compound tends to decrease.

錯化合物としては、
1個の銅イオンに対して2個のギ酸イオンと2分子のアミノアルコールとが配位した錯化合物;
1個の銅イオンに対して1個のギ酸イオンと1分子の脂肪族カルボン酸と2分子のアミノアルコールとが配位した錯化合物、
1個の銅イオンに対して2個のギ酸イオンと1分子のアミノアルコールとが配位した錯化合物、
1個の銅イオンに対して1個のギ酸イオンと1分子の脂肪族カルボン酸と1分子のアミノアルコールとがそれぞれ二座配位した錯化合物、
および、
上記の各錯化合物に対してさらに1分子のアミノアルコールが単座配位した錯化合物等が挙げられる。
As a complex compound,
Complex compound in which two formate ions and two molecules of amino alcohol are coordinated with one copper ion;
A complex compound in which one formate ion, one molecule of an aliphatic carboxylic acid, and two molecules of amino alcohol are coordinated with one copper ion,
A complex compound in which two formate ions and one molecule of amino alcohol are coordinated to one copper ion,
A complex compound in which one formate ion, one molecule of an aliphatic carboxylic acid and one molecule of an amino alcohol are each bidentate coordinated to one copper ion,
and,
A complex compound in which one molecule of amino alcohol is monodentately coordinated with respect to each of the above complex compounds may be mentioned.

反応液中に生成した錯化合物は、熱分解処理によって銅核粒子を生成することができる。熱分解処理の温度は、錯化合物の構造等に応じて適宜選択される。
一般的に、ギ酸銅の熱分解温度は210〜250℃程度とされている。
しかしながら、ギ酸銅がアミノアルコールとともに錯化合物を形成することで、ギ酸銅の熱分解温度は110〜120℃程度に低下することができる(特開2008-013466号公報等を参照されたい。)。
したがって、錯化剤としてアミノアルコールを用いた反応液の加熱温度(熱分解処理温度)は、好ましくは100〜130℃、より好ましくは110〜130℃、特に好ましくは115〜125℃である。
The complex compound generated in the reaction solution can generate copper nucleus particles by thermal decomposition treatment. The temperature of the thermal decomposition treatment is appropriately selected according to the structure of the complex compound and the like.
Generally, the thermal decomposition temperature of copper formate is about 210 to 250°C.
However, by forming a complex compound with copper formate together with amino alcohol, the thermal decomposition temperature of copper formate can be lowered to about 110 to 120° C. (see JP 2008-013466 A).
Therefore, the heating temperature (thermal decomposition treatment temperature) of the reaction liquid using amino alcohol as the complexing agent is preferably 100 to 130°C, more preferably 110 to 130°C, and particularly preferably 115 to 125°C.

錯化剤としてアミノアルコールを用い、熱分解処理温度が好ましくは100〜130℃、より好ましくは110〜130℃、特に好ましくは115〜125℃であり、熱分解処理時に脱水処理を実施しない方法では、脂肪族カルボン酸とアミノアルコールとの脱水反応による酸アミド化合物の生成が抑制され、酸アミド化合物の含有量の少ない被覆銅粒子が得られる。この方法で得られる被覆銅粒子の酸アミド含有量は、例えば0.5質量%以下であり、通常0質量%である。
酸アミド化合物は、極性有機低分子の1種である。
酸アミド化合物の含有量の少ない、あるいは酸アミド化合物を実質的に含まない被覆銅粒子を用いることで、最終的に製造される銅ペースト組成物中の極性有機低分子の量を好適な範囲に制御しやすい。
Amino alcohol is used as a complexing agent, and the thermal decomposition treatment temperature is preferably 100 to 130° C., more preferably 110 to 130° C., and particularly preferably 115 to 125° C. Further, the production of acid amide compound due to the dehydration reaction of aliphatic carboxylic acid and amino alcohol is suppressed, and coated copper particles having a low content of acid amide compound can be obtained. The acid amide content of the coated copper particles obtained by this method is, for example, 0.5% by mass or less, and usually 0% by mass.
The acid amide compound is one kind of polar organic low molecule.
By using the coated copper particles having a low content of the acid amide compound, or substantially not containing the acid amide compound, the amount of the polar organic low molecule in the finally produced copper paste composition is adjusted to a suitable range. Easy to control.

錯化合物の熱分解処理により銅核粒子が生成し、生成された銅核粒子の表面に脂肪族カルボン酸が吸着(物理吸着またはイオン吸着等)することで、銅核粒子の表面が複数の脂肪族カルボン酸分子で被覆された被覆銅粒子を得ることができる。 Copper core particles are generated by the thermal decomposition treatment of the complex compound, and the aliphatic carboxylic acid is adsorbed (physical adsorption or ion adsorption etc.) on the surface of the generated copper core particles, so that the surface of the copper core particles becomes Coated copper particles coated with a group carboxylic acid molecule can be obtained.

熱分解処理の時間は、熱分解処理の温度に応じて適宜選択することができ、例えば30〜180分間が好ましい。
銅核粒子の酸化防止の観点から、熱分解処理の雰囲気は、窒素雰囲気等の不活性雰囲気が好ましい。
The time of the thermal decomposition treatment can be appropriately selected according to the temperature of the thermal decomposition treatment, and is preferably 30 to 180 minutes, for example.
From the viewpoint of preventing the oxidation of the copper core particles, the atmosphere for the thermal decomposition treatment is preferably an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere.

被覆銅粒子の製造方法において、被覆銅粒子の粒度分布は、脂肪族カルボン酸の種類と添加量、ギ酸銅錯体の濃度、および混合媒体の比率(主媒体/補助媒体)等を調整することで、狭い範囲に調整することができる。
被覆銅粒子の大きさは、金属核発生数を支配する昇温速度、すなわち反応系への投入熱量とミクロ反応場の大きさと関係する攪拌速度を適切に保つことで揃えることができる。
In the method for producing coated copper particles, the particle size distribution of the coated copper particles can be adjusted by adjusting the type and addition amount of the aliphatic carboxylic acid, the concentration of the copper formate complex, and the ratio of the mixed medium (main medium/auxiliary medium). , Can be adjusted to a narrow range.
The size of the coated copper particles can be made uniform by appropriately maintaining the temperature rising rate that governs the number of metal nuclei generated, that is, the stirring rate related to the amount of heat input to the reaction system and the size of the micro reaction field.

被覆銅粒子の製造方法においては、粒度分布が狭い被覆銅粒子が得られる。これは、例えば、以下のように考えることができる。 In the method for producing coated copper particles, coated copper particles having a narrow particle size distribution can be obtained. This can be considered as follows, for example.

ギ酸銅を反応媒体に可溶化するための錯化剤としてのアミノアルコールと媒体とのSP値の差であるΔSP値を好ましくは4.2以上とする。この場合、錯体(ギ酸銅アミノアルコール錯体、またはギ酸の1分子が脂肪族カルボン酸で置換されたギ酸銅アミノアルコール錯体)は、反応液中に溶解することができるが、錯体が熱分解されて錯化剤であるアミノアルコールが遊離すると、遊離したアミノアルコールは媒体とは相溶できず、2相を形成し始める。
遊離したアミノアルコールは、ギ酸銅およびギ酸銅アミノアルコール錯体との親和性が高く、ギ酸銅の新たなる錯化剤または媒体として振る舞うことができる。これにより、遊離したアミノアルコールは極性の高い内核(液滴)を形成し、その外側を極性の低い媒体が取り囲むことで、Water in oil Emulsion類似の2相構造が形成される。これがマイクロ反応場として機能すると推定される。
The ΔSP value, which is the difference in SP value between the amino alcohol as a complexing agent for solubilizing copper formate in the reaction medium and the medium, is preferably 4.2 or more. In this case, the complex (copper formic acid amino alcohol complex or formic acid copper amino alcohol complex in which one molecule of formic acid is replaced with an aliphatic carboxylic acid) can be dissolved in the reaction solution, but the complex is thermally decomposed. When the complexing agent aminoalcohol is liberated, the liberated aminoalcohol is incompatible with the medium and begins to form two phases.
The liberated amino alcohol has a high affinity for copper formate and copper formate amino alcohol complex and can act as a new complexing agent or medium for copper formate. As a result, the released aminoalcohol forms a highly polar inner core (droplet), and the outside thereof is surrounded by a medium having a low polarity, so that a two-phase structure similar to Water in oil Emulsion is formed. It is presumed that this functions as a micro reaction field.

上記マイクロ反応場には、反応系中の水、および、脂肪族カルボン酸の置換により脱離したギ酸存在する。 Water in the reaction system and formic acid desorbed by the substitution of the aliphatic carboxylic acid are also present in the micro reaction field.

マイクロ反応場では、
金属核およびその成長粒子;
金属核の発生源であるギ酸銅アミノアルコール錯体、またはギ酸の1分子が脂肪族カルボン酸で置換されたギ酸銅アミノアルコール錯体;
水;
およびギ酸が、
媒体からアミノアルコール層に隔離されて、反応が進行すると考えられる。
In the micro reaction field,
Metal nuclei and their growing particles;
A copper formate amino alcohol complex which is a source of metal nuclei, or a formate copper amino alcohol complex in which one molecule of formic acid is substituted with an aliphatic carboxylic acid;
water;
And formic acid
It is considered that the reaction proceeds by being separated from the medium by the amino alcohol layer.

以下、アミノアルコールがプロパノールアミンであり、脂肪族カルボン酸がラウリン酸である場合を例として反応式を示しながら、反応機構について、説明する。 Hereinafter, the reaction mechanism will be described while showing the reaction formula by taking the case where the amino alcohol is propanolamine and the aliphatic carboxylic acid is lauric acid as an example.

反応初期では、ギ酸銅錯体の熱分解が下記反応式1〜4で進行すると考えられる。 In the initial stage of the reaction, it is considered that the thermal decomposition of the copper formate complex proceeds according to the following reaction formulas 1 to 4.

(反応式1)
(HCOO)(HCOO)Cu2+・(HNCOH)+C1123COOH
→(C1123COO)(HCOO)Cu2+・(HNCOH)+HCOOH、
(Reaction formula 1)
(HCOO )(HCOO )Cu 2+ · (H 2 NC 3 H 6 OH) 2 +C 11 H 23 COOH
→(C 11 H 23 COO )(HCOO )Cu 2+ ·(H 2 NC 3 H 6 OH) 2 +HCOOH,

(反応式2)
(C1123COO)(HCOO)Cu2++2(HNCOH)→(C1123COO)(HCOO)Cu2+・(HNCOH)
(Reaction formula 2)
(C 11 H 23 COO -) (HCOO -) Cu 2+ +2 (H 2 NC 3 H 6 OH) → (C 11 H 23 COO -) (HCOO -) Cu 2+ · (H 2 NC 3 H 6 OH) 2

(反応式3)
(C1123COO)(HCOO)Cu2+・(HNCOH)→Cu:C1123COOH+2HNCOH+CO
(Reaction formula 3)
(C 11 H 23 COO -) (HCOO -) Cu 2+ · (H 2 NC 3 H 6 OH) 2 → Cu: C 11 H 23 COOH + 2H 2 NC 3 H 6 OH + CO 2

(反応式4)
Cu:C1123COOH
↑↓
Cu+C1123COOH
(Reaction formula 4)
Cu: C 11 H 23 COOH
↑↓
Cu+C 11 H 23 COOH

反応が進んで脂肪族カルボン酸が銅核粒子の被覆材となり、反応液中の脂肪族カルボン酸の量が減少するにつれて、下記反応式5の反応が進行し、発生ガス成分が変化してくると考えられる。 As the reaction progresses, the aliphatic carboxylic acid becomes a coating material for the copper core particles, and as the amount of the aliphatic carboxylic acid in the reaction solution decreases, the reaction of the following reaction formula 5 progresses and the generated gas component changes. it is conceivable that.

(反応式5)
(HCOO)(HCOO)Cu2+・(HNCOH)
→Cu+2HNCOH+H+2CO
(Reaction formula 5)
(HCOO )(HCOO )Cu 2+ ·(H 2 NC 3 H 6 OH) 2
→ Cu+2H 2 NC 3 H 6 OH+H 2 +2CO 2

マイクロ反応場では、下記反応式6に示すように、水によるギ酸銅アミノアルコール錯体の加水分解でCuOが生成するが、反応式7または反応式8の反応を経由して、CuOは還元される。これにより、亜酸化銅および酸化銅を含まない還元銅粒子が生成されると考えられる。また、マイクロ反応場に含まれる銅原子数は限定されるため、銅核粒子の粒子径は一定に制御されると考えられる。 In the micro reaction field, as shown in the following reaction formula 6, CuO is generated by hydrolysis of the copper formate aminoalcohol complex with water, but CuO is reduced via the reaction of reaction formula 7 or reaction formula 8. .. It is considered that this produces reduced copper particles that do not contain cuprous oxide and copper oxide. Moreover, since the number of copper atoms contained in the micro reaction field is limited, it is considered that the particle size of the copper core particles is controlled to be constant.

(反応式6)
(HCOO)(HCOO)Cu2+・(HNCOH)+H
→CuO+2HNCOH+2HCOOH
(Reaction formula 6)
(HCOO )(HCOO )Cu 2+ ·(H 2 NC 3 H 6 OH) 2 +H 2 O
→CuO+2H 2 NC 3 H 6 OH+2HCOOH

(反応式7)
2CuO+2HCOOH→CuO+HCOOH+HO+CO
→2Cu+2HO+2CO
(Reaction formula 7)
2CuO+2HCOOH→Cu 2 O+HCOOH+H 2 O+CO 2
→ 2Cu+2H 2 O+2CO 2

(反応式8)
CuO+2HCOOH→(HCOO)(HCOO)Cu2++H
(Reaction formula 8)
CuO+2HCOOH→(HCOO )(HCOO )Cu 2+ +H 2 O

反応式1〜8は上記したように一例に過ぎず、アミノアルコールと脂肪族カルボン酸との組合せに応じて変化する。 Reaction formulas 1 to 8 are merely examples as described above, and change depending on the combination of amino alcohol and aliphatic carboxylic acid.

マイクロ反応場には、表面に酸化銅が形成されていない還元銅粒子が生成するため、マイクロ反応場に存在する脂肪族カルボン酸が吸着しやすい。その結果、粒子径が揃い、耐酸化性および焼結性に優れる被覆銅粒子が効率的に得られると考えられる。 Since reduced copper particles having no copper oxide formed on the surface are generated in the micro reaction field, the aliphatic carboxylic acid existing in the micro reaction field is easily adsorbed. As a result, it is considered that the coated copper particles having a uniform particle size and excellent in oxidation resistance and sinterability can be efficiently obtained.

被覆銅粒子の製造方法は必要に応じて、熱分解処理工程後に、被覆銅粒子の洗浄工程、分離工程、および乾燥工程等の後工程をさらに有していてもよい。
これら後工程には、公知方法を適用できる。
洗浄工程は例えば、有機媒体を用いて実施することができる。洗浄工程に用いる有機媒体としては特に制限されず、メタノール等のアルコール媒体、アセトン等のケトン媒体等が挙げられる。これらは1種または2種以上用いることができる。
The method for producing the coated copper particles may further include post-processes such as a washing process, a separation process, and a drying process for the coated copper particles after the thermal decomposition treatment process.
Known methods can be applied to these subsequent steps.
The washing step can be performed using, for example, an organic medium. The organic medium used in the washing step is not particularly limited, and examples thereof include alcohol medium such as methanol and ketone medium such as acetone. These may be used alone or in combination of two or more.

[導電体]
本発明の導電体は、上記の本発明の銅ペースト組成物を焼結してなる。
導電体としては特に制限されず、配線および導電体層等が挙げられる。
導電体層としては、電極層および接合層等が挙げられる。
接合層としては、基材とIC(Integrated Circuit)チップ等の半導体素子とを接合する接合層等が挙げられる。
本発明の導電体は、銅を主成分とするので、高導電性を有し、マイグレーションの問題を生じにくく、耐蝕性に優れる。
本発明の導電体の厚みは特に制限されず、例えば1〜100μm程度が好ましい。
[conductor]
The conductor of the present invention is obtained by sintering the above copper paste composition of the present invention.
The conductor is not particularly limited, and examples thereof include wiring and a conductor layer.
Examples of the conductor layer include an electrode layer and a bonding layer.
Examples of the bonding layer include a bonding layer that bonds a base material to a semiconductor element such as an IC (Integrated Circuit) chip.
Since the conductor of the present invention contains copper as a main component, it has high conductivity, is less likely to cause a migration problem, and is excellent in corrosion resistance.
The thickness of the conductor of the present invention is not particularly limited, and is preferably about 1 to 100 μm, for example.

本発明の導電体は、
基材上に上記の本発明の銅ペースト組成物を塗工する工程と、
塗工された銅ペースト組成物を焼結する工程とを有する製造方法により、
製造することができる。
The conductor of the present invention is
A step of applying the copper paste composition of the present invention on a substrate,
By a manufacturing method having a step of sintering the coated copper paste composition,
It can be manufactured.

配線および導電体層等の本発明の導電体は、各種基材上に形成することができる。
本発明の銅ペースト組成物は比較的低温でも焼結可能であるので、基材の選択自由度が大きい。
The conductors of the present invention such as wiring and conductor layers can be formed on various base materials.
Since the copper paste composition of the present invention can be sintered at a relatively low temperature, it has a high degree of freedom in selecting a substrate.

基材は、少なくとも基材本体を含み、必要に応じて基材本体の上に形成された層および部材等の1種または2種以上の要素を含むことができる。
基材本体は例えば、
ポリイミド等の樹脂;
ガラス;
シリカおよびアルミナ等のセラミックス;
ステンレス、銅、およびチタン等の金属;
シリコン等の半導体等を含む。
基材本体は、複合材料からなるものでもよい。
半導体部品および電子機器等の用途では、基材本体としては、リードフレームおよび基板等が好ましく用いられる。基板の厚みは例えば0.01〜5mm程度が好ましい。
The substrate includes at least the substrate body, and can optionally include one or more elements such as layers and members formed on the substrate body.
The base material body is, for example,
Resin such as polyimide;
Glass;
Ceramics such as silica and alumina;
Metals such as stainless steel, copper, and titanium;
Includes semiconductors such as silicon.
The base body may be made of a composite material.
In applications such as semiconductor components and electronic devices, a lead frame, a substrate and the like are preferably used as the base material main body. The thickness of the substrate is preferably about 0.01 to 5 mm.

塗工方法は特に制限されず、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、およびディスペンス印刷法等の公知印刷法を採用することができる。
本発明の銅ペースト組成物は、上記印刷法によってパターン印刷することができる。
本発明の銅ペースト組成物は、印刷特性が良好であるので、所望の厚みおよびパターンで、精度良くパターン印刷を行うことができる。
塗工厚みは、媒体量と最終的に製造される導電体の所望厚みとから、求められる。
The coating method is not particularly limited, and known printing methods such as an inkjet printing method, a screen printing method, a flexographic printing method, and a dispense printing method can be adopted.
The copper paste composition of the present invention can be pattern-printed by the above printing method.
Since the copper paste composition of the present invention has good printing characteristics, it is possible to perform pattern printing with a desired thickness and pattern with high accuracy.
The coating thickness is determined from the amount of medium and the desired thickness of the conductor finally manufactured.

銅ペースト組成物の焼結温度は例えば200〜600℃、好ましくは200〜450℃である。
本発明の銅ペースト組成物は、450℃以下または350℃以下の低温焼結が可能である。
The sintering temperature of the copper paste composition is, for example, 200 to 600°C, preferably 200 to 450°C.
The copper paste composition of the present invention can be sintered at a low temperature of 450°C or lower or 350°C or lower.

焼結時間は焼結温度に応じて選択され、例えば1〜120分間、好ましくは1〜60分間である。 The sintering time is selected according to the sintering temperature and is, for example, 1 to 120 minutes, preferably 1 to 60 minutes.

焼結工程においては、必要に応じて、加圧焼結を行ってもよい。
加圧力は特に制限されず、好ましくは0.1〜100MPa、より好ましくは0.1〜50MPaである。
In the sintering step, pressure sintering may be performed as necessary.
The applied pressure is not particularly limited and is preferably 0.1 to 100 MPa, more preferably 0.1 to 50 MPa.

銅の酸化防止の観点から、焼結雰囲気は、好ましくは酸素濃度の低い不活性雰囲気である。酸素濃度の低い不活性雰囲気としては、窒素およびアルゴン等の不活性ガス雰囲気、および減圧雰囲気等が挙げられる。雰囲気中の酸素濃度は、好ましくは1,000ppm以下、より好ましくは100ppm以下、特に好ましくは10ppm以下である。 From the viewpoint of preventing copper oxidation, the sintering atmosphere is preferably an inert atmosphere having a low oxygen concentration. Examples of the inert atmosphere having a low oxygen concentration include an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon, and a reduced pressure atmosphere. The oxygen concentration in the atmosphere is preferably 1,000 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less.

以下、本発明に係る製造例、実施例および比較例について、説明する。 Hereinafter, production examples, examples and comparative examples according to the present invention will be described.

[製造例1]「ギ酸銅無水物の製造例」
1000mLガラス製四ツ口フラスコに、ギ酸83gおよびイオン交換水123gを仕込んだ。フラスコの内容物を均一に攪拌しながら、塩基性炭酸銅100gを少しずつ加えた。この際、発生した炭酸ガスを水トラップに導いて、炭酸ガス生成の様子を確認した。
炭酸ガスの流出がほとんどなくなったのを確認した後、イオン交換水160gを添加し、43℃で4時間反応を継続した。
反応液が濃青色透明液となり、炭酸ガスの流出が完全になくなったことを確認して、反応を終了した。
エバポレータを用いてフラスコの内容物を減圧濃縮することで、水を120g留去した。これにより、析出結晶を含むスラリーが得られた。
上記スラリーを室温(20〜25℃)まで自然冷却した後、ろ過し、アセトン200mLで洗浄した。これにより、緑青色の結晶が得られた。
次いで、得られた結晶を減圧乾燥(真空乾燥)した。減圧乾燥条件は、粉体の温度50℃以下、圧力7kPa以下とした。
以上のようにして、淡青色結晶のギ酸銅無水物110gが得られた。
[Production Example 1] "Production Example of Copper Formate Anhydride"
A 1000 mL four-neck glass flask was charged with 83 g of formic acid and 123 g of ion-exchanged water. While uniformly stirring the contents of the flask, 100 g of basic copper carbonate was added little by little. At this time, the generated carbon dioxide was guided to a water trap to confirm the state of carbon dioxide production.
After confirming that the outflow of carbon dioxide gas had almost disappeared, 160 g of ion-exchanged water was added and the reaction was continued at 43° C. for 4 hours.
After confirming that the reaction liquid became a deep blue transparent liquid and the outflow of carbon dioxide gas was completely stopped, the reaction was terminated.
120 g of water was distilled off by concentrating the contents of the flask under reduced pressure using an evaporator. As a result, a slurry containing precipitated crystals was obtained.
The slurry was naturally cooled to room temperature (20 to 25°C), filtered, and washed with 200 mL of acetone. As a result, greenish blue crystals were obtained.
Then, the obtained crystals were dried under reduced pressure (vacuum drying). The drying conditions under reduced pressure were a powder temperature of 50° C. or lower and a pressure of 7 kPa or lower.
As described above, 110 g of pale blue crystalline copper formate anhydride was obtained.

(分析)
得られたギ酸銅無水物について、以下の分析を実施した。
(analysis)
The obtained copper formate anhydride was analyzed as follows.

<熱重量・示差熱(TG−DTA)分析>
測定装置として、リガク社製「TG8120」を
用いて、熱重量・示差熱(TG−DTA)分析を実施した。
測定条件は以下の通りとした。
昇温速度:10℃/min、
測定温度範囲:25〜600℃、
測定雰囲気:窒素(100ml/min)。
TG曲線を図2に示す。
横軸は温度(℃)を示し、縦軸は初期重量を0重量%としたときの重量の増減率(重量%)を示す。
常温から190℃付近まで緩やかな重量減少が見られた。この緩やかな重量減少は水分蒸発分に相当する。ギ酸銅無水物の含水率として、この緩やかな重量減少率を求めたところ、0.9質量%であった。
190℃付近から230℃付近の間で大きな重量減少が見られた。この大きな重量減少は、ギ酸蒸発分に相当する。測定終了時の重量減少率は、58.0重量%であった。
ギ酸銅無水物の銅含有率を下記式により求めたところ、41.1質量%であった。
[ギ酸銅無水物の銅含有率(質量%)]=100−[測定終了時の重量減少率(重量%)]+[含水率(質量%)]
<Thermogravimetric/differential thermal analysis (TG-DTA) analysis>
Thermogravimetric/differential thermal analysis (TG-DTA) analysis was performed using "TG8120" manufactured by Rigaku Corporation as a measuring device.
The measurement conditions were as follows.
Temperature rising rate: 10°C/min,
Measurement temperature range: 25-600°C
Measurement atmosphere: nitrogen (100 ml/min).
The TG curve is shown in FIG.
The horizontal axis represents temperature (° C.), and the vertical axis represents the rate of increase or decrease in weight (% by weight) when the initial weight is 0% by weight.
A gradual weight loss was observed from room temperature to around 190°C. This gradual weight loss corresponds to the amount of evaporated water. The gradual weight loss rate was calculated as the water content of the anhydrous copper formate and found to be 0.9% by mass.
A large weight loss was observed between around 190°C and around 230°C. This large weight loss corresponds to formic acid evaporation. The weight loss rate after the measurement was 58.0% by weight.
It was 41.1 mass% when the copper content rate of the copper formate anhydride was calculated|required by the following formula.
[Copper content of anhydrous formate (mass %)]=100−[weight reduction rate (weight %) at the end of measurement]+[water content (mass %)]

<粉末X線回折(PXRD)分析>
測定装置として島津製作所社製「XRD−6100」を用いて粉末X線回折(PXRD)分析を実施して、結晶構造を同定した。
測定条件は以下の通りとした。
ターゲット:Cu、
管電圧:40KV、
管電流:30.0mA。
ギ酸銅無水物のXRDパターンを図3に示す。
<Powder X-ray diffraction (PXRD) analysis>
Powder X-ray diffraction (PXRD) analysis was carried out using "XRD-6100" manufactured by Shimadzu Corporation as a measuring device to identify the crystal structure.
The measurement conditions were as follows.
Target: Cu,
Tube voltage: 40KV,
Tube current: 30.0 mA.
The XRD pattern of anhydrous copper formate is shown in FIG.

[製造例2]「被覆銅粒子(CuP1)の製造」
攪拌機、温度計、還流冷却管、および窒素導入管を備えた3000mLガラス製四ツ口フラスコを150℃のオイルバス内に設置した。
上記フラスコ内に、
製造例1で得られた含水率0.9質量%のギ酸銅無水物484g(3.1モル)と、
ラウリン酸(関東化学社製)77.5g(0.12当量/ギ酸銅無水物)と、
媒体(補助媒体)としてのトリプロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成社製、沸点:242℃、SP値:9.20)188g(0.29当量/ギ酸銅無水物)と、
媒体(主媒体)としての石油系炭化水素(C9アルキルシクロヘキサン混合物)(ゴードー社製「スワクリーン150」、沸点:149℃、SP値:7.99)702g(1.78当量/ギ酸銅無水物)とを仕込んだ。
窒素雰囲気下、上記フラスコ内の内容物をオイルバスで加温しながら、液温度が50℃になるまで、200rpmで攪拌しながら、混合した。
[Production Example 2] "Production of coated copper particles (CuP1)"
A 3000 mL glass four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen inlet tube was placed in an oil bath at 150°C.
In the flask,
484 g (3.1 mol) of copper formate anhydride having a water content of 0.9 mass% obtained in Production Example 1,
Lauric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 77.5 g (0.12 equivalent/copper formic acid anhydride),
Tripropylene glycol monomethyl ether (manufactured by Tokyo Kasei Co., boiling point: 242° C., SP value: 9.20) 188 g (0.29 equivalents/copper formate anhydride) as a medium (auxiliary medium),
Petroleum hydrocarbons (C9 alkylcyclohexane mixture) as a medium (main medium) (“Swaclean 150” manufactured by Gordo Co., boiling point: 149° C., SP value: 7.99) 702 g (1.78 equivalents/copper formate anhydride) ) And.
Under a nitrogen atmosphere, the contents in the flask were heated while being heated in an oil bath, and mixed while stirring at 200 rpm until the liquid temperature reached 50°C.

上記混合物に対して、錯化剤としての3−アミノ−1−プロパノール(東京化成社製)712g(3.02当量/ギ酸銅無水物)をゆっくり滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物をオイルバスで加温して、約3.7℃/minの昇温速度で液温度が120℃付近になるまで、340rpmで攪拌しながら、混合した。
液温度の上昇に伴って、反応液は濃青色から茶褐色に変化し、炭酸ガスの発泡が生じた。
炭酸ガスの発泡が収まった時点を反応終点として、オイルバス温調を停止し、室温まで自然冷却した。
To the above mixture, 712 g (3.02 equivalent/copper formic anhydride) of 3-amino-1-propanol (manufactured by Tokyo Kasei) as a complexing agent was slowly added dropwise.
After completion of the dropping, the contents of the flask were heated in an oil bath and mixed at 340 rpm with stirring at a temperature rising rate of about 3.7° C./min until the liquid temperature reached around 120° C.
As the temperature of the liquid increased, the reaction liquid changed from dark blue to dark brown, and carbon dioxide gas foamed.
The reaction was terminated when the bubbling of carbon dioxide gas stopped, the oil bath temperature control was stopped, and the mixture was naturally cooled to room temperature.

室温まで冷却した上記反応液に対して、メタノール(関東化学社製)550gを添加し、混合した。得られた混合液を30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションして、沈殿物を得た。
上記沈殿物に対して、メタノール(関東化学社製)550gと、アセトン(関東化学社製)300gとを添加し、混合した。得られた混合液を30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションして、沈殿物を得た。これらの操作(メタノールおよびアセトンの添加とデカンテーション)をさらにもう一回繰り返した。
To the above reaction liquid cooled to room temperature, 550 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added and mixed. After leaving the obtained mixed liquid for 30 minutes or more, the supernatant liquid was decanted to obtain a precipitate.
To the above-mentioned precipitate, 550 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and 300 g of acetone (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) were added and mixed. After leaving the obtained mixed liquid for 30 minutes or more, the supernatant liquid was decanted to obtain a precipitate. These operations (addition of methanol and acetone and decantation) were repeated once more.

得られた沈殿物を、メタノール(関東化学社製)550gを用いて共洗いしながら500mLナスフラスコに移した。これを30分間以上静置した後、上澄み液をデカンテーションした。
得られた沈殿物に対して、メチルシクロヘキサン77gおよびイソ酪酸3−ヒドロキシー2,2,4―トリメチルペンチル15gを添加し、混合した。その後、ナスフラスコを回転式エバポレータに設置し、内容物を40℃、1kPa以下の条件で減圧乾燥(真空乾燥)した。
減圧乾燥(真空乾燥)後、室温まで自然冷却した後、ナスフラスコ内を窒素置換しながら減圧解除した。
以上のようにして、204gの茶褐色の被覆銅粒子(CuP1)を得た。
The obtained precipitate was transferred to a 500 mL eggplant flask while co-washing with 550 g of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.). After allowing this to stand for 30 minutes or more, the supernatant was decanted.
To the obtained precipitate, 77 g of methylcyclohexane and 15 g of 3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl isobutyrate were added and mixed. Then, the eggplant flask was placed in a rotary evaporator, and the contents were dried under reduced pressure (vacuum drying) under the conditions of 40° C. and 1 kPa or less.
After drying under reduced pressure (vacuum drying), the mixture was naturally cooled to room temperature, and then the inside of the eggplant flask was purged with nitrogen to release the reduced pressure.
As described above, 204 g of brown-colored coated copper particles (CuP1) were obtained.

得られた被覆銅粒子(CuP1)は、後記の実施例1および比較例1の銅ペースト組成物の製造に使用した。
なお、被覆銅粒子(CuP1)の表面物性評価用サンプルについては、メチルシクロヘキサンおよびイソ酪酸3−ヒドロキシー2,2,4―トリメチルペンチルの添加操作は省略した。
The obtained coated copper particles (CuP1) were used for producing the copper paste compositions of Example 1 and Comparative Example 1 described below.
For the sample for evaluating the physical properties of the coated copper particles (CuP1), the operation of adding methylcyclohexane and 3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl isobutyrate was omitted.

(分析)
得られた被覆銅粒子(CuP1)について、以下の分析を実施した。
(analysis)
The following analysis was performed on the obtained coated copper particles (CuP1).

<SEM観察>
得られた被覆銅粒子(CuP1)について、走査型電子顕微鏡(SEM)観察を実施した。
SEMとしては、日本電子社製「FE−EPMA JXA−8510F」を用いた。
測定条件は以下の通りとした。
加速電圧 :6KVまたは15KV、
観察倍率:10,000〜75,000倍。
得られたSEM写真を図4に示す。
SEM観察から、平均一次粒子径を求めたところ、90.4nmであった。
粒子径変動率を測定したところ、9.6%であり、粒子径の揃った被覆銅粒子(CuP1)が得られた。
<SEM observation>
Scanning electron microscope (SEM) observation was performed on the obtained coated copper particles (CuP1).
As the SEM, “FE-EPMA JXA-8510F” manufactured by JEOL Ltd. was used.
The measurement conditions were as follows.
Accelerating voltage: 6KV or 15KV,
Observation magnification: 10,000 to 75,000 times.
The obtained SEM photograph is shown in FIG.
The average primary particle diameter was determined from SEM observation and found to be 90.4 nm.
The particle diameter variation rate was measured to be 9.6%, and coated copper particles (CuP1) having a uniform particle diameter were obtained.

<粉体X線回折(PXRD)分析>
製造例1で得られた被覆銅粒子(CuP1)について、粉体X線回折(PXRD)分析を実施した。
測定装置としては、島津製作所製「XRD−6100」を用いた。
測定条件は以下の通りとした。
ターゲット:Cu、
管電圧 40KV、
管電流 30.0mA。
得られたXRDパターンでは、還元銅由来のピーク(2θ=43.3°付近)が検出され、酸化銅由来のピーク(2θ=35.5°および38.7°)、および、亜酸化銅由来のピーク(2θ=37.0°付近)は検出されなかった。この結果から、製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)は還元銅粒子を核とし、酸化物を実質的に含まないことが分かった。
また、被覆銅粒子(CuP1)を室温(20〜25℃)で12ヶ月保存しても、XRDパターンに酸化銅由来のピーク、および、亜酸化銅由来のピークは検出されず、被覆銅粒子(CuP1)は耐酸化性が良好であった。
<Powder X-ray diffraction (PXRD) analysis>
Powder X-ray diffraction (PXRD) analysis was performed on the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 1.
As the measuring device, "XRD-6100" manufactured by Shimadzu Corporation was used.
The measurement conditions were as follows.
Target: Cu,
Tube voltage 40KV,
Tube current 30.0 mA.
In the obtained XRD pattern, a peak derived from reduced copper (2θ=43.3° or around) was detected, a peak derived from copper oxide (2θ=35.5° and 38.7°), and a cuprous oxide derived Peak (near 2θ=37.0°) was not detected. From this result, it was found that the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2 had the reduced copper particles as a nucleus and did not substantially contain an oxide.
Moreover, even if the coated copper particles (CuP1) were stored at room temperature (20 to 25° C.) for 12 months, a peak derived from copper oxide and a peak derived from cuprous oxide were not detected in the XRD pattern, and the coated copper particles ( CuP1) had good oxidation resistance.

<Tof−SIMS分析(飛行時間型二次イオン質量分析)>
製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)について、Tof−SIMS分析(飛行時間型二次イオン質量分析)を実施した。
測定装置としては、ULVAC−PHI社製「PHI TRIFT IV 型」を用いた。
測定条件は以下の通りとした。
1次イオン種:Au、
加速電圧:30KV。
得られたTof−SIMSスペクトルでは、脂肪族カルボン酸としてフリーのラウリン酸のみが検出され、63Cuまたは65Cuと結合しているラウリン酸は検出されなかった。このことから、被覆銅粒子(CuP1)の表面に存在するのは、物理吸着したラウリン酸であることが確認された。
<Tof-SIMS analysis (time-of-flight secondary ion mass spectrometry)>
The coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2 were subjected to Tof-SIMS analysis (time-of-flight secondary ion mass spectrometry).
As the measuring device, "PHI TRIFT IV type" manufactured by ULVAC-PHI was used.
The measurement conditions were as follows.
Primary ion species: Au,
Accelerating voltage: 30 KV.
In the obtained Tof-SIMS spectrum, only free lauric acid was detected as the aliphatic carboxylic acid, and lauric acid bound to 63Cu or 65Cu was not detected. From this, it was confirmed that the physically adsorbed lauric acid was present on the surface of the coated copper particles (CuP1).

<赤外吸収分析(IR分析)>
製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)について、赤外吸収分析(IR分析)を実施した。
測定装置としては、パーキンエルマー社製「AutoIMAGE FT−IR Microscope」を用いた。
得られた赤外吸収スペクトル(IRスペクトル)においては、実質的にカルボン酸−金属塩由来の伸縮振動ピークのみが観測され、遊離のカルボン酸に由来する伸縮振動ピークが実質的に観測されなかった。このことから、脂肪族カルボン酸分子(本実施例ではラウリン酸分子)が、カルボキシ基で銅核粒子の表面に物理吸着していることが確認された。
<Infrared absorption analysis (IR analysis)>
Infrared absorption analysis (IR analysis) was performed on the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2.
As the measuring device, “AutoIMAGE FT-IR Microscope” manufactured by Perkin Elmer was used.
In the obtained infrared absorption spectrum (IR spectrum), substantially only the stretching vibration peak derived from the carboxylic acid-metal salt was observed, and the stretching vibration peak derived from the free carboxylic acid was substantially not observed. .. From this, it was confirmed that the aliphatic carboxylic acid molecule (lauric acid molecule in this example) was physically adsorbed by the carboxy group on the surface of the copper core particle.

<熱重量・示差熱(TG−DTA)分析>
製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)について、熱重量・示差熱(TG−DTA)分析を実施して、有機成分量を測定した。
測定装置としては、リガク社製「TG8120」を用いた。
測定条件は以下の通りとした。
昇温速度:10℃/min、
測定温度範囲:25℃〜600℃、
測定雰囲気:窒素(100ml/min)。
<Thermogravimetric/differential thermal analysis (TG-DTA) analysis>
The coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2 were subjected to thermogravimetric/differential thermal analysis (TG-DTA) analysis to measure the amount of organic components.
As the measuring device, "TG8120" manufactured by Rigaku Corporation was used.
The measurement conditions were as follows.
Temperature rising rate: 10°C/min,
Measuring temperature range: 25°C to 600°C,
Measurement atmosphere: nitrogen (100 ml/min).

TG曲線を図5に示す。
横軸は温度(℃)を示し、縦軸は初期重量を0重量%としたときの重量の増減率(重量%)を示す。
スラリー状態で測定を行ったため、150℃程度までの重量減少率は溶媒蒸発分に相当する。
150℃程度から350℃程度の範囲(ラウリン酸の沸点付近)の重量減少率が、被覆層蒸発分に相当する。この温度範囲の重量減少率は0.9質量%であった。すなわち、製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)の有機成分量は、0.9質量%であった。
製造例2では、反応液の熱分解処理の温度を酸アミド脱水縮合反応が生じにくい120℃付近とした。また、反応液の熱分解処理時に脱水処理を実施しなかった。この場合、脂肪族カルボン酸とアミノアルコールとの脱水縮合反応による酸アミド化合物の生成が抑制され、酸アミド化合物を実質的に含まない被覆銅粒子(CuP1)が得られたと考えられる。
TG−DTA測定結果と製造条件とから、製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)の上記有機成分量は実質的に、ラウリン酸の量に相当すると考えられる。
また、TG−DTA測定結果からも、ラウリン酸が物理吸着していることが示された。
The TG curve is shown in FIG.
The horizontal axis represents temperature (° C.), and the vertical axis represents the rate of increase or decrease in weight (% by weight) when the initial weight is 0% by weight.
Since the measurement was performed in a slurry state, the weight loss rate up to about 150° C. corresponds to the solvent evaporation amount.
The weight reduction rate in the range of about 150° C. to 350° C. (near the boiling point of lauric acid) corresponds to the evaporation amount of the coating layer. The weight loss rate in this temperature range was 0.9% by mass. That is, the organic component amount of the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2 was 0.9% by mass.
In Production Example 2, the temperature of the thermal decomposition treatment of the reaction liquid was set to around 120° C. at which the acid amide dehydration condensation reaction was less likely to occur. No dehydration treatment was carried out during the thermal decomposition treatment of the reaction liquid. In this case, it is considered that the production of the acid amide compound by the dehydration condensation reaction between the aliphatic carboxylic acid and the amino alcohol was suppressed, and the coated copper particles (CuP1) substantially free of the acid amide compound were obtained.
From the TG-DTA measurement results and the production conditions, it is considered that the amount of the organic component of the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2 substantially corresponds to the amount of lauric acid.
Further, the TG-DTA measurement result also showed that lauric acid was physically adsorbed.

<液体クロマトグラフィ(LC)分析>
製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)に含まれる有機成分について、液体クロマトグラフィ(LC)分析を実施した。
測定装置としては、Waters社製「ACQUITY UPLC H−Class System」を用いた。
測定条件は以下の通りとした。
カラム:ACQUITY UPLC(R)BEH C18 1.7μm 2.1×50mm、
測定温度:50℃、
測定媒体:水/アセトニトリル、
流量:0.8mL/min。
<Liquid chromatography (LC) analysis>
Liquid chromatography (LC) analysis was performed on the organic components contained in the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2.
As the measuring device, "ACQUITY UPLC H-Class System" manufactured by Waters was used.
The measurement conditions were as follows.
Column: ACQUITY UPLC(R) BEH C18 1.7 μm 2.1×50 mm,
Measurement temperature: 50 ℃,
Measuring medium: water/acetonitrile,
Flow rate: 0.8 mL/min.

LC分析用のサンプルは以下のように調製した。
サンプル瓶内に、被覆銅粒子1gとアセトニトリル9mLとを入れた。そこに、0.36質量%の塩酸水溶液1mLを加えた。得られた溶液に対して、30分間、超音波を印加して攪拌混合した。次いで、得られたスラリー液を静置して固液分離した後、上澄み液を採取した。この上澄み液を0.2μmフィルターでろ過し、LC分析用のサンプルとした。
LC分析において、有機成分としてはラウリン酸が主として検出された。
Samples for LC analysis were prepared as follows.
1 g of coated copper particles and 9 mL of acetonitrile were placed in a sample bottle. 1 mL of 0.36 mass% hydrochloric acid aqueous solution was added there. Ultrasonic waves were applied to the obtained solution for 30 minutes with stirring and mixing. Next, the resulting slurry liquid was allowed to stand to perform solid-liquid separation, and then the supernatant liquid was collected. The supernatant was filtered with a 0.2 μm filter to prepare a sample for LC analysis.
In the LC analysis, lauric acid was mainly detected as an organic component.

<脂肪族カルボン酸の被覆密度の測定>
[課題を解決するための手段]の項に記載の方法にて、銅核粒子の表面を被覆している脂肪族カルボン酸の被覆密度を求めたところ、3.68分子/nmであった。
『化学と教育 40巻2号(1992年)ステアリン酸分子の断面積を求める−実験値と計算値−』では、ステアリン酸分子のVan der waals半径から最小面積が算出されており、その計算値から換算される飽和被覆面積理論値は約5.00分子/nmである。この理論値から、被覆銅粒子(CuP1)は比較的高密度にラウリン酸が銅核粒子の表面に吸着していることが推測される。この濃密な被覆効果により、被覆銅粒子(CuP1)は耐酸化性を効果的に発現すると考えられる。
<Measurement of coating density of aliphatic carboxylic acid>
The coating density of the aliphatic carboxylic acid coating the surface of the copper core particles was determined by the method described in the [Means for Solving the Problems] section and found to be 3.68 molecule/nm 2 . ..
In "Chemistry and Education Vol. 40, No. 2 (1992) Obtaining Cross-sectional Area of Stearic Acid Molecule-Experimental Value and Calculated Value-", the minimum area is calculated from the van der waals radius of the stearic acid molecule, and the calculated value. The theoretical value of the saturated coating area calculated from is about 5.00 molecule/nm 2 . From this theoretical value, it is estimated that the coated copper particles (CuP1) adsorb lauric acid on the surface of the copper core particles in a relatively high density. Due to this dense coating effect, the coated copper particles (CuP1) are considered to effectively exhibit oxidation resistance.

(評価結果)
製造例2における主な製造条件および評価結果を、表1に示す。
(Evaluation results)
Table 1 shows main manufacturing conditions and evaluation results in Manufacturing Example 2.

[実施例1]
製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)を用いて、銅ペースト組成物を製造した。
[Example 1]
A copper paste composition was produced using the coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2.

平均粒子径の比較的大きい第1の銅粉として、平均粒子径が2.0μmの湿式銅粉(三井金属社製「1200N」)を用意した。
平均粒子径の比較的小さい第2の銅粉として、平均粒子径が0.8μmの湿式銅粉(三井金属社製「1050Y」)を用意した。
高分子ポリマー分散剤として、ポリアクリル酸系分散剤(日油社製「マリアリム」)を用意した。
高分子ポリマー増粘剤として、ポリメタクリル酸系増粘剤(日油社製「KC1100」)を用意した。
極性有機低分子として、酸アミド化合物であるラウリン酸3プロパノールアミド(C1531NOを用意した。
ラウリン酸3プロパノールアミドの化学構造式および分子量等については、[化1]、[表4]を参照されたい。
媒体として、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート(NHネオケム社製「キョーワノールM」)を用意した。
As the first copper powder having a relatively large average particle diameter, a wet copper powder having an average particle diameter of 2.0 μm (“1200N” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.) was prepared.
As the second copper powder having a relatively small average particle diameter, a wet copper powder having an average particle diameter of 0.8 μm (“1050Y” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.) was prepared.
A polyacrylic acid-based dispersant (“Marialim” manufactured by NOF CORPORATION) was prepared as a high-molecular polymer dispersant.
A polymethacrylic acid-based thickener (“KC1100” manufactured by NOF CORPORATION) was prepared as a high-polymer thickener.
Lauric acid 3 propanolamide (C 15 H 31 NO 2 ) which is an acid amide compound was prepared as a polar organic low molecule.
For the chemical structural formula and molecular weight of lauric acid 3-propanolamide, refer to [Chemical Formula 1] and [Table 4].
As a medium, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (“Kyowanol M” manufactured by NH Neochem) was prepared.

製造例2で得られた被覆銅粒子(CuP1)と、上記の第1の銅粉と、上記の第2の銅粉と、上記の高分子ポリマー分散剤と、上記の高分子ポリマー増粘剤と、上記の極性有機低分子と、上記の媒体とを、表2で示す組成で配合した。
自動ライカイ装置を用いてこれらを分散混練して、銅ペースト組成物を得た。
分散剤と増粘剤とを合わせた高分子ポリマーの総量は、0.5質量%であった。
なお、高分子ポリマー分散剤の使用量は、一般的な導電性ペースト組成物における分散剤の使用量の1/4程度であった。
Coated copper particles (CuP1) obtained in Production Example 2, the first copper powder, the second copper powder, the polymer dispersant, and the polymer thickener. The above-mentioned polar organic low molecule and the above medium were blended in the composition shown in Table 2.
These were dispersed and kneaded using an automatic liquor device to obtain a copper paste composition.
The total amount of the high molecular weight polymer including the dispersant and the thickener was 0.5% by mass.
The amount of the high molecular polymer dispersant used was about 1/4 of the amount of the dispersant used in the general conductive paste composition.

[比較例1]
極性有機低分子を添加しなかった以外は実施例1と同様にして、表2に示す組成の銅ペースト組成物を得た。
[Comparative Example 1]
A copper paste composition having the composition shown in Table 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polar organic low molecule was not added.

(評価)
<レオロジー測定>
実施例1および比較例1の各例において得られた銅ペースト組成物について、レオロジー測定を実施した。周波数に対する、複素粘度(complex viscosity)、貯蔵弾性率(storage modulus)G'、損失弾性率(loss modulus)G''、および損失係数(tanΔ、tan(delta))の変化を測定した。
上記測定項目のうち、貯蔵弾性率(storage modulus)G'のデータが、周波数に対する弾性特性を示し、損失弾性率(loss modulus)G''が周波数に対する粘性特性を示す。
周波数の変化は温度変化に対応しており、周波数の相対的に低い側の特性が相対的に高温側の特性、周波数の相対的に高い側の特性が相対的に低温側の特性に対応している。
(Evaluation)
<Rheology measurement>
Rheology measurements were performed on the copper paste compositions obtained in each of Example 1 and Comparative Example 1. Changes in complex viscosity, storage modulus G′, loss modulus G″, and loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) with respect to frequency were measured.
Among the above measurement items, the data of storage modulus G′ shows the elastic characteristic with respect to frequency, and the loss modulus G″ shows the viscous characteristic with respect to frequency.
Changes in frequency correspond to changes in temperature.The characteristics of the lower frequency side correspond to the characteristics of the higher temperature side, and the characteristics of the higher frequency side correspond to the characteristics of the lower temperature side. ing.

測定装置としては、ティー・エイ・インスツルメント(TA Instruments Inc.)社製の動的粘弾性測定装置「ARES−G2」を用いた。
測定条件は以下の通りとした。
測定温度:常温(20〜25℃)、
周波数:1.0×10−1〜1.0×10[rad/s]。
As a measuring device, a dynamic viscoelasticity measuring device “ARES-G2” manufactured by TA Instruments Inc. was used.
The measurement conditions were as follows.
Measurement temperature: normal temperature (20-25°C),
Frequency: 1.0×10 −1 to 1.0×10 2 [rad/s].

<レーザ顕微鏡観察>
実施例1において得られた銅ペースト組成物について、得られた銅ペースト組成物を用いて、導電体層を成膜した。
ステンレス(SUS)基板上に、9mm角の正方形状の開口部を有する50μm厚の金属マスクを載置した後、銅ペースト組成物をスクリ]ーン印刷した。
これにより、上記金属マスクの開口部内に、9mm角の正方形状パターンを有する50μm厚の銅ペースト組成物の塗工膜を形成した。
次いで、上記塗工膜を150℃、1.0Paの条件で減圧加熱乾燥(真空加熱乾燥)して、導電体層を得た。
得られた導電体層の表面を、レーザ顕微鏡を用いて観察した。
レーザ顕微鏡としては、OLYMPUS社製「LEXT」を用いた。
<Laser microscope observation>
With respect to the copper paste composition obtained in Example 1, a conductor layer was formed using the obtained copper paste composition.
A 50 μm thick metal mask having square openings of 9 mm square was placed on a stainless (SUS) substrate, and then the copper paste composition was screen-printed.
Thus, a 50 μm-thick copper paste composition coating film having a square pattern of 9 mm square was formed in the opening of the metal mask.
Next, the coating film was dried under reduced pressure (vacuum heating drying) under the conditions of 150° C. and 1.0 Pa to obtain a conductor layer.
The surface of the obtained conductor layer was observed using a laser microscope.
As the laser microscope, "LEXT" manufactured by OLYMPUS was used.

(評価結果)
<レオロジーの評価結果>
実施例1および比較例1の各例において得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を、図6A、図6Bに示す。
(Evaluation results)
<Rheology evaluation results>
The measurement results of rheology of the copper paste compositions obtained in each of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 6A and 6B.

実施例1では、銅ペースト組成物に極性有機低分子である酸アミド化合物を添加した。
図6Aに示すように、実施例1で得られた銅ペースト組成物では、周波数に対して、貯蔵弾性率(storage modulus)G'と損失弾性率(loss modulus)G''とが同様の挙動を示し、周波数を変化させても損失係数(tanΔ、tan(delta))はほぼ一定であった。また、周波数を変化させても、常に、貯蔵弾性率(storage modulus)G'が損失弾性率(loss modulus)G''を上回っていた。
In Example 1, an acid amide compound which is a polar organic low molecule was added to the copper paste composition.
As shown in FIG. 6A, in the copper paste composition obtained in Example 1, the storage modulus G′ and the loss modulus G″ behave similarly with respect to frequency. The loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) was almost constant even when the frequency was changed. Moreover, even if the frequency was changed, the storage modulus G′ was always higher than the loss modulus G″.

実施例1で得られた銅ペースト組成物では、銅核粒子の表面が複数の脂肪族カルボン酸分子により被覆された被覆銅粒子(CuP1)の周りに、複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の酸アミド化合物分子(極性有機低分子)が配置した複合粒子が生成されたと考えられる。
この複合粒子の最表面には、酸アミド化合物分子(極性有機低分子)の親水基が存在する。この酸アミド化合物分子(極性有機低分子)の親水基と分散剤としての高分子ポリマーの側鎖の親水基とが相互作用(水素結合)することができると考えられる。酸アミド化合物分子(極性有機低分子)と分散剤としての高分子ポリマーとの相互作用(水素結合)により、分散剤としての高分子ポリマーの添加量を少なくしても、銅ペースト組成物は良好な粘弾性特性を発現することができると考えられる。
なお、酸アミド化合物分子(極性有機低分子)の親水基同士が相互作用(水素結合)することで、複合粒子同士の相互作用も強くなるので、分散剤としての高分子ポリマーを添加しなくても、銅ペースト組成物は良好な粘弾性特性を発現することができると考えられる。
In the copper paste composition obtained in Example 1, a plurality of aliphatic carboxylic acid molecules interact with each other around the coated copper particles (CuP1) in which the surfaces of the copper core particles are coated with the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules. It is considered that composite particles in which a plurality of acid amide compound molecules (polar organic low molecule) are arranged were generated.
Hydrophilic groups of acid amide compound molecules (polar organic low molecule) are present on the outermost surface of the composite particles. It is considered that the hydrophilic group of the acid amide compound molecule (polar organic low molecule) and the hydrophilic group of the side chain of the polymer as a dispersant can interact (hydrogen bond). Due to the interaction (hydrogen bond) between the acid amide compound molecules (polar organic low molecule) and the high molecular polymer as the dispersant, the copper paste composition is good even if the addition amount of the high molecular polymer as the dispersant is reduced. It is considered that various viscoelastic properties can be exhibited.
It should be noted that the interaction (hydrogen bond) between the hydrophilic groups of the acid amide compound molecule (polar organic low molecule) also strengthens the interaction between the composite particles, so it is not necessary to add a polymer as a dispersant. However, it is considered that the copper paste composition can exhibit good viscoelastic properties.

比較例1では、銅ペースト組成物に極性有機低分子を添加しなかった。
図6Bに示すように、比較例1で得られた銅ペースト組成物では、周波数に対して、貯蔵弾性率(storage modulus)G'と損失弾性率(loss modulus)G''とが同様の挙動を示し、周波数を変化させても損失係数(tanΔ、tan(delta))はほぼ一定であった。しかしながら、実施例1とは異なり、周波数を変化させたとき、常に、貯蔵弾性率(storage modulus)G'が損失弾性率(loss modulus)G''を下回っていた。かかる粘弾性特性では、塗工時に液垂れが生じやすく、レベリング性も劣る傾向がある。
In Comparative Example 1, no polar organic low molecule was added to the copper paste composition.
As shown in FIG. 6B, in the copper paste composition obtained in Comparative Example 1, the storage modulus G′ and the loss modulus G″ behave similarly with respect to frequency. The loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) was almost constant even when the frequency was changed. However, unlike Example 1, when the frequency was changed, the storage modulus G′ was always lower than the loss modulus G″. With such viscoelastic properties, dripping is likely to occur during coating, and the leveling property tends to be poor.

<レーザ顕微鏡観察の結果>
実施例1で得られた銅ペースト組成物を用いた導電体層のレーザ顕微鏡表面写真を、図7に示す。
図7に示すように、実施例1で得られた銅ペースト組成物は印刷特性が良好であり、銅粉および複合粒子の粒子分散性が良好で、全面に渡ってクラック等の見られない良質な導電体層を成膜することができた。
<Results of laser microscope observation>
A laser microscope surface photograph of a conductor layer using the copper paste composition obtained in Example 1 is shown in FIG. 7.
As shown in FIG. 7, the copper paste composition obtained in Example 1 has good printing characteristics, good particle dispersibility of copper powder and composite particles, and good quality with no cracks or the like over the entire surface. It was possible to form a different conductor layer.

[比較例2]
配合組成を表3に示すものに変更した以外は実施例1と同様にして、銅ペースト組成物を得た。この例では、極性有機低分子の添加を実施しなかった。
[Comparative example 2]
A copper paste composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compounding composition was changed to that shown in Table 3. In this example, the addition of low polar organic molecules was not performed.

[実施例2−1]
配合組成を表3に示すものに変更した以外は実施例1と同様にして、銅ペースト組成物を得た。
[Example 2-1]
A copper paste composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compounding composition was changed to that shown in Table 3.

[実施例2−2]
配合組成を表3に示すものに変更した以外は実施例1と同様にして、銅ペースト組成物を得た。この例では、極性有機低分子として、酸アミド化合物の代わりに、脂肪族カルボン酸であるラウリン酸を添加した。
[Example 2-2]
A copper paste composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the compounding composition was changed to that shown in Table 3. In this example, lauric acid, which is an aliphatic carboxylic acid, was added as the polar organic low molecule instead of the acid amide compound.

(評価)
<レオロジー測定>
比較例2、実施例2−1、2−2の各例において得られた銅ペースト組成物について、実施例1と同様に、レオロジー測定を実施した。周波数に対する、複素粘度(complex viscosity)、貯蔵弾性率(storage modulus)G'、損失弾性率(loss modulus)G''、および損失係数(tanΔ、tan(delta))の変化を測定した。
(Evaluation)
<Rheology measurement>
With respect to the copper paste compositions obtained in Comparative Example 2 and Examples 2-1 and 2-2, rheology measurement was performed in the same manner as in Example 1. Changes in complex viscosity, storage modulus G′, loss modulus G″, and loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) with respect to frequency were measured.

<液垂れ有無とレベリング性の評価>
比較例2、実施例2−1、2−2の各例において、得られた銅ペースト組成物を用いて、導電体層を成膜した。
ステンレス(SUS)基板上に、9mm角の正方形状の開口部を有する50μm厚の金属マスクを載置した後、銅ペースト組成物をスクリーン印刷した。
これにより、上記金属マスクの開口部内に、9mm角の正方形状パターンを有する50μm厚の銅ペースト組成物の塗工膜を形成した。
次いで、上記塗工膜を150℃、1.0Paの条件で減圧加熱乾燥(真空加熱乾燥)して、導電体層を得た。
OLYMPUS社製のレーザ顕微鏡「LEXT」を用いて、得られた積層体(導電体層/SUS基板)の表面の輝度分布を測定した。この測定では、高さと輝度の分布が色分布で表示される。したがって、本来の導電体層の形成領域(マスクの開口領域)の周りに銅ペースト組成物の液垂れが生じた場合には、基板の露出面と液垂れ部分と導電体層とが異なる色で表示され、液垂れの有無を評価することができる。
実施例2−1、2−2の各例においては、レベリング性の評価として、OLYMPUS社製のレーザ顕微鏡「LEXT」用いて、得られた導電体層の表面粗さ(算術平均粗さRa)を測定した。
<Evaluation of presence or absence of dripping and leveling property>
In each of Comparative Example 2 and Examples 2-1 and 2-2, a conductor layer was formed using the obtained copper paste composition.
A 50 μm-thick metal mask having square openings of 9 mm square was placed on a stainless (SUS) substrate, and then the copper paste composition was screen-printed.
Thus, a 50 μm-thick copper paste composition coating film having a square pattern of 9 mm square was formed in the opening of the metal mask.
Next, the coating film was dried under reduced pressure (vacuum heating drying) under the conditions of 150° C. and 1.0 Pa to obtain a conductor layer.
Using a laser microscope "LEXT" manufactured by OLYMPUS, the luminance distribution on the surface of the obtained laminate (conductor layer/SUS substrate) was measured. In this measurement, the distribution of height and brightness is displayed as a color distribution. Therefore, when liquid drop of the copper paste composition occurs around the original conductive layer formation region (mask opening region), the exposed surface of the substrate, the liquid drop portion, and the conductive layer have different colors. It is displayed and the presence or absence of dripping can be evaluated.
In each of Examples 2-1 and 2-2, as the evaluation of the leveling property, a surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the obtained conductor layer was obtained by using a laser microscope “LEXT” manufactured by OLYMPUS. Was measured.

(評価結果)
<レオロジーの評価結果>
比較例2、実施例2−1、2−2の各例において得られた銅ペースト組成物のレオロジーの測定結果を、図8A〜図8Cに示す。
(Evaluation results)
<Rheology evaluation results>
The measurement results of rheology of the copper paste compositions obtained in Comparative Example 2 and Examples 2-1 and 2-2 are shown in FIGS. 8A to 8C.

比較例2では、銅ペースト組成物に極性有機低分子を添加しなかった。
図8Aに示すように、比較例2で得られた銅ペースト組成物では、周波数に対して、貯蔵弾性率(storage modulus)G'と損失弾性率(loss modulus)G''とが同様の挙動を示し、周波数を変化させても損失係数(tanΔ、tan(delta))はほぼ一定であった。しかしながら、周波数を変化させたとき、常に、貯蔵弾性率(storage modulus)G'が損失弾性率(loss modulus)G''を下回っていた。
比較例2で得られた銅ペースト組成物は、比較例1と同様、印刷特性が不良であった。
In Comparative Example 2, no polar organic low molecule was added to the copper paste composition.
As shown in FIG. 8A, in the copper paste composition obtained in Comparative Example 2, the storage modulus G′ and the loss modulus G″ behave similarly to frequency. The loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) was almost constant even when the frequency was changed. However, when the frequency was changed, the storage modulus G′ was always lower than the loss modulus G″.
The copper paste composition obtained in Comparative Example 2 had poor printing characteristics as in Comparative Example 1.

実施例2−1では、銅ペースト組成物に極性有機低分子である酸アミド化合物を添加した。
図8Bに示すように、実施例2−1で得られた銅ペースト組成物では、周波数に対して、貯蔵弾性率(storage modulus)G'と損失弾性率(loss modulus)G''とが同様の挙動を示し、周波数を変化させても損失係数(tanΔ、tan(delta))に大きな変化はなかった。また、周波数を変化させても、常に、貯蔵弾性率(storage modulus)G'が損失弾性率(loss modulus)G''を上回っていた。
実施例2−1で得られた銅ペースト組成物は、実施例1と同様、印刷特性が良好であった。
In Example 2-1, the acid amide compound which is a polar organic low molecule was added to the copper paste composition.
As shown in FIG. 8B, in the copper paste composition obtained in Example 2-1, the storage modulus G′ and the loss modulus G″ are similar with respect to frequency. The loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) did not change significantly even when the frequency was changed. Moreover, even if the frequency was changed, the storage modulus G′ was always higher than the loss modulus G″.
The copper paste composition obtained in Example 2-1 had good printing characteristics as in Example 1.

実施例2−2では、銅ペースト組成物極性有機低分子である脂肪族カルボン酸を添加した。
図8Cに示すように、実施例2−2で得られた銅ペースト組成物では、周波数に対して、貯蔵弾性率(storage modulus)G'と損失弾性率(loss modulus)G''とが同様の挙動を示し、周波数を変化させても損失係数(tanΔ、tan(delta))に大きな変化はなかった。また、周波数を変化させても、常に、貯蔵弾性率(storage modulus)G'が損失弾性率(loss modulus)G''を上回っていた。
実施例2−2で得られた銅ペースト組成物は、実施例1と同様、印刷特性が良好であった。
In Example 2-2, an aliphatic carboxylic acid, which is a copper paste composition polar organic low molecule, was added.
As shown in FIG. 8C, in the copper paste composition obtained in Example 2-2, the storage modulus G′ and the loss modulus G″ are similar with respect to frequency. The loss coefficient (tan Δ, tan(delta)) did not change significantly even when the frequency was changed. Moreover, even if the frequency was changed, the storage modulus G′ was always higher than the loss modulus G″.
The copper paste composition obtained in Example 2-2 had good printing characteristics as in Example 1.

<液垂れ有無とレベリング性の評価結果>
極性有機低分子を添加しなかった比較例2で得られた銅ペースト組成物は、印刷性が不良であった。そのため、SUS基板上に塗工した際に、液垂れが見られた。
<Evaluation result of presence or absence of dripping and leveling property>
The copper paste composition obtained in Comparative Example 2 in which the polar organic low molecule was not added had poor printability. Therefore, when applied on the SUS substrate, liquid dripping was observed.

極性有機低分子である酸アミド化合物を添加した実施例2−1で得られた銅ペースト組成物は、印刷性が良好であった。そのため、SUS基板上に塗工した際に、液垂れは見られなかった。
また、銅ペースト組成物はレベリング性が良好であったため、得られた導電体層は表面粗さ(算術平均粗さRa)が2.5μmであり、表面平滑性が良好であった。
The copper paste composition obtained in Example 2-1 to which the acid amide compound having a low polar organic molecule was added had good printability. Therefore, no liquid dripping was observed when it was coated on the SUS substrate.
Moreover, since the copper paste composition had good leveling properties, the obtained conductor layer had a surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of 2.5 μm and a good surface smoothness.

極性有機低分子である脂肪族カルボン酸を添加した実施例2−2で得られた銅ペースト組成物印刷性が良好であった。そのため、SUS基板上に塗工した際に、液垂れは見られなかった。
また、銅ペースト組成物はレベリング性が良好であったため、得られた導電体層は表面粗さ(算術平均粗さRa)が3.0μmであり、表面平滑性が良好であった。
The printability of the copper paste composition obtained in Example 2-2 to which an aliphatic carboxylic acid having a low polar organic molecule was added was good. Therefore, no liquid dripping was observed when it was coated on the SUS substrate.
Moreover, since the copper paste composition had good leveling properties, the obtained conductor layer had a surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of 3.0 μm and a good surface smoothness.

[実施例3]「接合層の形成」
基材として、表面に銀メッキが施された銅製のリードフレーム(銀メッキリードフレーム)を用意した。
マスクを用いたスクリーン印刷法により、上記リードフレームのチップ搭載部(平面視9mm角の正方形状)上に、実施例1で得られた銅ペースト組成物を9mm角の正方形状パターンで50μm厚塗工した。
別途、シリコンウエハを基板とし、表面にバリア層として銀メッキが施されたIC(Integrated Circuit)チップを用意した。
[Example 3] "Formation of bonding layer"
As a base material, a copper lead frame (silver plated lead frame) having a silver plated surface was prepared.
By a screen printing method using a mask, the copper paste composition obtained in Example 1 was applied in a thickness of 50 μm in a square pattern of 9 mm square on the chip mounting portion (square shape of 9 mm square in plan view) of the lead frame. I worked.
Separately, an IC (Integrated Circuit) chip having a silicon wafer as a substrate and silver-plated as a barrier layer on the surface was prepared.

ホットステージと、このホットステージに対向配置され、ICチップを吸着保持するボンディングヘッドとを備えたチップボンディング装置を用いて、チップボンディングを実施した。 Chip bonding was carried out using a chip bonding apparatus equipped with a hot stage and a bonding head that is arranged opposite to this hot stage and that holds an IC chip by suction.

図9Aに示すように、ホットステージとボンディングヘッドとを充分に離間させた状態で、ホットステージ上に銅ペースト組成物を塗工した上記の銀メッキリードフレームを載置し、ボンディングヘッドの下面に上記の銀メッキICチップを吸着保持させた。 As shown in FIG. 9A, in a state where the hot stage and the bonding head are sufficiently separated from each other, the above-mentioned silver-plated lead frame coated with the copper paste composition is placed on the hot stage, and the lower surface of the bonding head is mounted. The silver-plated IC chip was adsorbed and held.

次に図9Bに示すように、ボンディングヘッドを降下させ、銅ペースト組成物の塗工膜を加圧焼結して、銅接合層(接合用の導電体層)を形成した。
加圧焼結の条件は、以下の通りとした。
焼結温度:350℃、
加圧力:30MPa、
加熱および加圧の時間:10分間。
以上のようにして、ICチップ/バリア層(銀メッキ層)/銅接合層/銀メッキ層/リードフレームからなる積層体を得た。
Next, as shown in FIG. 9B, the bonding head was lowered, and the coating film of the copper paste composition was pressure-sintered to form a copper bonding layer (bonding conductor layer).
The pressure sintering conditions were as follows.
Sintering temperature: 350°C,
Pressure: 30MPa,
Heating and pressurizing time: 10 minutes.
As described above, a laminate composed of IC chip/barrier layer (silver plating layer)/copper bonding layer/silver plating layer/lead frame was obtained.

図9Aおよび図9Bは、模式断面図である。
これらの図中の各符号は、以下の構成要素を示す。
100:チップボンディング装置、
101:ホットステージ、
102:ボンディングヘッド、
201:リードフレーム、
202:銀メッキ層、
203X:塗工膜、
203:銅接合層、
204:バリア層(銀メッキ層)、
205:ICチップ、
200:積層体。
9A and 9B are schematic cross-sectional views.
Each symbol in these figures indicates the following components.
100: Chip bonding device,
101: Hot stage,
102: bonding head,
201: lead frame,
202: silver-plated layer,
203X: coating film,
203: copper bonding layer,
204: barrier layer (silver plating layer),
205: IC chip,
200: laminated body.

得られた積層体のSEM断面観察を実施した。
SEM断面写真を図10に示す。
図10に示すように、得られた積層体の銅接合層は、緻密で均一性の高い導電体層であった。
The SEM cross-section of the obtained laminate was observed.
A SEM cross-sectional photograph is shown in FIG.
As shown in FIG. 10, the copper bonding layer of the obtained laminated body was a dense and highly uniform conductor layer.

[実施例4]「導電体層の形成」
裏側に12μmの銅箔をラミネートした40μm厚のポリイミドフィルム上に実施例1で得られた銅ペースト組成物を9mm角の正方形状パターンで10μm厚塗工した。
次いで、上記塗工膜を窒素雰囲気下にて350℃で1時間加熱して、導電体層を得た。
得られた導電体層の体積固有抵抗値を測定したところ、5μΩ・cmであり、Cuバルク体と同レベルの高導電性を有していた。
[Example 4] "Formation of conductor layer"
The copper paste composition obtained in Example 1 was applied in a square pattern of 9 mm square to a thickness of 10 μm on a polyimide film having a thickness of 40 μm having a copper foil of 12 μm laminated on the back side.
Next, the coating film was heated in a nitrogen atmosphere at 350° C. for 1 hour to obtain a conductor layer.
When the volume resistivity value of the obtained conductor layer was measured, it was 5 μΩ·cm, and the conductor layer had the same high conductivity as the Cu bulk body.


1:銅ペースト組成物
10:銅粉
11:第1の銅粉
12:第2の銅粉
20:複合粒子
20X:被覆銅粒子
21:銅核粒子
22:脂肪族カルボン酸分子
23:極性有機低分子
30:高分子ポリマー分散剤
100:チップボンディング装置
101:ホットステージ
102:ボンディングヘッド
201:リードフレーム
202:銀メッキ層
203X:塗工膜
203:銅接合層(導電体層)
204:バリア層(銀メッキ層)
205:ICチップ
200:積層体
1: Copper paste composition 10: Copper powder 11: First copper powder 12: Second copper powder 20: Composite particle 20X: Coated copper particle 21: Copper core particle 22: Aliphatic carboxylic acid molecule 23: Polar organic low Molecule 30: Polymer dispersant 100: Chip bonding device 101: Hot stage 102: Bonding head 201: Lead frame 202: Silver plating layer 203X: Coating film 203: Copper bonding layer (conductor layer)
204: Barrier layer (silver plating layer)
205: IC chip 200: laminated body

Claims (7)

銅粉と、焼結剤と、媒体とを含み、
前記焼結剤は、前記銅粉よりも粒子径の小さい銅核粒子、および、当該銅核粒子の表面に1nm 当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した複数の脂肪族カルボン酸分子を含む被覆銅粒子と、親水基および疎水基を有し、前記被覆銅粒子の前記複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する複数の極性有機低分子とを含む複合粒子である銅ペースト組成物の製造方法であって、
前記銅粉よりも粒子径の小さい前記銅核粒子と、当該銅核粒子の表面に1nm当り2.5〜5.2分子の密度で吸着した前記複数の脂肪族カルボン酸分子とを含む前記被覆銅粒子を用意する工程(1)と、
前記銅粉と、前記被覆銅粒子と、親水基および疎水基を有し、前記被覆銅粒子の前記複数の脂肪族カルボン酸分子と相互作用する前記複数の極性有機低分子と、前記媒体とを含む複数種の原料を混合する工程(2)とを有し、
工程(1)は、媒体中で、脂肪族カルボン酸銅錯体を熱分解する工程を含む、
銅ペースト組成物の製造方法。
Including copper powder, a sintering agent, and a medium,
The sintering agent is copper core particles having a smaller particle size than the copper powder, and a plurality of aliphatic carboxylic acids adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2. Copper paste composition which is a composite particle containing a coated copper particle containing a molecule, a hydrophilic group and a hydrophobic group, and a plurality of polar organic low-molecular molecules that interact with the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules of the coated copper particle. A method of manufacturing a product,
The copper core particles having a smaller particle size than the copper powder, and the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules adsorbed on the surface of the copper core particles at a density of 2.5 to 5.2 molecules per 1 nm 2 A step (1) of preparing coated copper particles,
The copper powder, the coated copper particles, having a hydrophilic group and a hydrophobic group, the plurality of polar organic low molecules that interact with the plurality of aliphatic carboxylic acid molecules of the coated copper particles, and the medium. A step (2) of mixing a plurality of types of raw materials including
Step (1) includes a step of thermally decomposing the aliphatic carboxylic acid copper complex in a medium,
A method for producing a copper paste composition.
工程(1)は、
カルボン酸銅と、脂肪酸と、媒体とを含む反応液を用意する工程と、
前記反応液を加熱して反応させる工程とを含む、
請求項1に記載の銅ペースト組成物の製造方法。
Step (1) is
A step of preparing a reaction liquid containing copper carboxylate, a fatty acid, and a medium,
A step of heating the reaction solution to react.
The method for producing the copper paste composition according to claim 1 .
前記銅核粒子の平均一次粒子径は0.02〜5.0μmの範囲内であり、
前記銅粉は、平均一次粒子径の比較的大きい第1の銅粉と、平均一次粒子径の比較的小さい第2の銅粉とを含み、
前記第1の銅粉の平均一次粒子径は1〜100μmの範囲内であり、
前記第2の銅粉の平均一次粒子径は0.2〜10μmの範囲内であり、かつ、前記第1の銅粉の平均一次粒子径より小さい、
請求項1または2に記載の銅ペースト組成物の製造方法
The average primary particle diameter of the copper nucleus particles is in the range of 0.02 to 5.0 μm,
The copper powder includes a first copper powder having a relatively large average primary particle diameter and a second copper powder having a relatively small average primary particle diameter,
The average primary particle diameter of the first copper powder is in the range of 1 to 100 μm,
The average primary particle diameter of the second copper powder is in the range of 0.2 to 10 μm, and smaller than the average primary particle diameter of the first copper powder,
A method for producing the copper paste composition according to claim 1 .
前記銅ペースト組成物中の高分子ポリマーの総含有量が、1質量%以下である、
請求項1〜3のいずれかに記載の銅ペースト組成物の製造方法
The total content of the high molecular weight polymer in the copper paste composition is 1 mass% or less,
The manufacturing method of the copper paste composition in any one of Claims 1-3 .
前記脂肪族カルボン酸分子の脂肪族基の炭素数が5〜20であり、
前記極性有機低分子の前記疎水基の炭素数が5〜20である、
請求項1〜4のいずれかに記載の銅ペースト組成物の製造方法
The aliphatic group of the aliphatic carboxylic acid molecule has 5 to 20 carbon atoms,
The hydrophobic group of the polar organic small molecule has 5 to 20 carbon atoms,
The manufacturing method of the copper paste composition in any one of Claims 1-4 .
前記極性有機低分子の前記親水基は、アミド基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、チオール基、チオカルボニル基、チオアミド基、エーテル基、およびアミノ基からなる群より選ばれた1種または2種以上の基を含む、
請求項1〜5のいずれかに記載に記載の銅ペースト組成物の製造方法
The hydrophilic group of the polar organic low molecule is one or two selected from the group consisting of an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, a thiol group, a thiocarbonyl group, a thioamide group, an ether group, and an amino group. Containing more than one group,
A method for producing the copper paste composition according to claim 1 .
前記銅ペースト組成物中の銅酸化物および銅水酸化物の総含有率が5質量%以下である、
請求項1〜6のいずれかに記載の銅ペースト組成物の製造方法
The total content of copper oxides and copper hydroxides in the copper paste composition is 5% by mass or less,
The manufacturing method of the copper paste composition in any one of Claims 1-6 .
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