JP2005105365A

JP2005105365A - 導電性粉末材料及びその製造方法

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Publication number: JP2005105365A
Application number: JP2003341365A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Onabe; 和憲尾鍋; Hiroyuki Kamata; 弘之鎌田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】ニッケル又はニッケル合金からなり、非還元雰囲気中で焼成しても表面酸化膜の形成を抑制することができる導電性粉末材料及びその製造方法を提供する。
【解決手段】有機溶媒中にＮｉ粒子１が分散されたＮｉ粒子分散溶液をミスト状にして、Ｈ_２ガスとＡｒガスとの混合ガスと共に炉心管内に供給する。そして、この炉心管内において、先ず、２００乃至６００℃に加熱し、Ｎｉ粒子１の表面を還元して表面酸化膜を除去する。次に、６００乃至１１００℃に加熱することにより、有機溶剤に脱水素反応を生じさせ、Ｎｉ粒子の表面にグラファイトからなるＣ被覆層２ａを形成する。Ｃ被覆層２ａの平均厚さは５乃至３０ｎｍである。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性ペースト、導電性接着剤及び異方性導電シート等の電子部品用実装材料に含有されこれらの電子部品用実装材料に導電性を付与する導電性粉末材料及びその製造方法に関する。

基板、電子部品、配線等を相互に接続する導電性ペースト、導電性接着剤及び異方性導電シート等の電子部品用実装材料（以下、単に実装材料ともいう）においては、樹脂等からなる母材中に、導電性を有する導電性粉末材料が添加されている。この導電性粉末材料には、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属からなる金属粒子、これらの金属をベースとしたＡｇ−Ｐｄ合金及びＣｕ−Ａｇ等の合金からなる合金粒子、並びにスチレン及びジビニルベンゼン等の耐熱性樹脂からなる粉体の表面にＡｕ又はＮｉ等の金属がめっきされた金属複合樹脂粒子等がある。

このような実装材料は、基板又は電子部品等に塗布又は接着された後、焼成されることにより固化される。このとき、焼成温度は基板及び電子部品の耐熱性能により制限される。例えば、この実装材料をガラスエポキシ等のリジッド基板に対して使用する場合には、焼成温度の上限は約２６０℃であり、ポリイミド及びポリエチレンテレフタラート等からなるメンブレン基板に対して使用する場合には、焼成温度の上限は１８０乃至２２０℃程度である。

このような低い焼成温度では、導電性粉末材料である金属粒子、合金粒子又は金属複合樹脂粒子（以下、総称して金属粒子という）同士の焼結及び融着は起こらないため、導電性ペースト、導電性接着剤、異方性導電シート等の実装材料の導電性は、金属粒子間の接触により実現される。従って、これらの実装材料に添加される金属粒子には、固有抵抗値が低いことの他に、熱衝撃及び機械的応力による抵抗の増加が小さく、更に、耐マイグレーション性が優れていることが要求される。なお、これらの金属粒子の形状は、粒子間の接触面積を大きくとれる扁平なフレーク形状が好ましい。また、粒子の大きさは、０．１乃至数百μｍの範囲で種々のものがあり、目的に応じて使い分けられている。

金属粒子を形成する材料には、Ａｇ（銀）が広く一般的に使用されている（例えば、特許文献１参照。）。これは、Ａｇは固有抵抗値が低く、表面酸化による接触不良の問題が生じない材料であるからである。また、上述の金属粒子を形成する材料として、Ａｇに次いで固有抵抗値が低いＣｕ（銅）、及びＡｇ−Ｃｕ合金も広く使用されている（例えば、特許文献２乃至５参照。）。

しかしながら、Ａｇ及びＣｕはマイグレーションを起こしやすいという問題点がある。そして、今後電子部品の高密度実装化が進み、電子部品中の配線の幅及び間隔（Ｌ／Ｓ）が数十乃至十μｍ程度まで微細化されるようになると、実装材料の耐マイグレーション性が益々重要になってくる。このため、Ａｇ及びＣｕに替わる耐マイグレーション性が優れた導電性粉末材料が求められている。また、Ｃｕは、表面が容易に酸化すると共に熱衝撃により酸化が進行することから、実装材料としての信頼性が欠けるという問題点もある。

このため、上述の金属粒子を形成する材料として、Ｎｉ又はＮｉ合金（以下、総称してＮｉともいう）を使用することが考えられる。ＮｉはＡｇに比べて固有抵抗値は高いものの、マイグレーションを起こしにくい材料であることから、高密度実装に適した次世代の導電性材料として期待できる。

特開２００１−２３４１５２号公報特開２００３−０６８１４０号公報特開平１１−００７８３０号公報特開平７−０７３７３０号公報特開平１０−１６２６４７号公報

しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。Ｎｉ粒子は大気中で容易に表面酸化膜が形成されてしまうため、Ｎｉ粒子を含有させた導電性ペースト等の実装材料を使用する場合には、Ｎｉ粒子の表面酸化膜を除去し、Ｎｉ粒子間の金属接合を促して接続抵抗を低減させるために、実装材料を水素ガス中で還元焼成することが必要となる。これにより、焼成の処理コスト及び設備コストが増大すると共に、取り扱いが困難になるという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ニッケル又はニッケル合金からなり、非還元雰囲気中で焼成しても表面酸化膜の形成を抑制することができる導電性粉末材料及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る導電性粉末材料は、電子部品用実装材料に含有される導電性粉末材料において、ニッケル又はニッケル合金からなる粒子と、炭素からなり前記粒子の表面を被覆する平均厚さが５乃至３０ｎｍの被覆層と、を有することを特徴とする。

本発明においては、粒子がニッケル又はニッケル合金により形成されているため、この粒子を電子部品用実装材料中に含有させた場合に、この実装材料の耐マイグレーション性が向上する。また、粒子の表面に炭素からなる被覆層が形成されているため、粒子の表面の酸化を抑制することができ、電子部品用実装材料を大気中及び不活性ガス中等の非還元雰囲気中で焼成することができる。

本発明に係る導電性粉末材料の製造方法は、ニッケル又はニッケル合金からなる粒子の表面を還元して表面酸化膜を除去する還元工程と、表面を還元した前記粒子の表面に炭素からなり平均厚さが５乃至３０ｎｍの被覆層を被覆する被覆工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る導電性粉末材料の製造方法は、有機溶媒中にニッケル又はニッケル合金からなる粒子を分散させたニッケル粒子分散溶液をミスト状にして還元雰囲気中に供給する供給工程を有し、前記還元工程は、前記還元雰囲気中においてミスト状の前記ニッケル粒子分散溶液を２００乃至６００℃の温度に加熱する工程であり、前記被覆工程は、表面が還元された前記粒子及び前記有機溶媒を非酸化雰囲気中で６００乃至１１００℃の温度に加熱して前記粒子の表面に炭素を析出させる工程であることが好ましい。これにより、本発明に係る導電性粉末材料を効率よく製造することができる。

更に、前記供給工程は、前記ミスト状のニッケル粒子分散溶液を還元性のガスと共に炉心管内に供給してこの炉心管内を流通させる工程であり、前記還元工程は前記炉心管の上流側部分において行い、前記被覆工程は前記炉心管の下流側部分において行い、前記炉心管の下流側端部において前記粒子を回収する工程を有していてもよい。これにより、本発明に係る導電性粉末材料を簡単な設備で連続的に効率よく製造することができる。

本発明によれば、電子部品用実装材料に含有させたときに、大気中及び不活性ガス中等の非還元雰囲気中で焼成することができ、良好な耐マイグレーション性が得られる導電性粉末材料を得ることができる。これにより、電子部品の高密度実装を低コストで行うことができる。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は本実施形態に係る導電性粉末材料を示す断面図であり、（ａ）はＣ被覆層がグラファイトからなる材料を示し、（ｂ）はＣ被覆層がアモルファスカーボンからなる材料を示す。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る導電性粉末材料においては、ニッケル又はニッケル合金からなるＮｉ粒子１が設けられている。また、Ｎｉ粒子１の表面には、グラファイトからなるＣ被覆層２ａ、又はアモルファスカーボンからなるＣ被覆層２ｂが形成されており、Ｃ被覆層２ｂはＮｉ粒子１を被覆している。グラファイトからなるＣ被覆層２ａは層状に形成されており、その平均厚さは５乃至３０ｎｍである。また、アモルファスカーボンからなるＣ被覆層２ｂは塊状に形成されており、部分的にＮｉ粒子１の表面が露出している。Ｃ被覆層２ｂの平均厚さは、５乃至３０ｎｍである。製造条件により、Ｃ被覆層はグラファイトになったり、アモルファスカーボンになったり、又は両者が混在したりする。そして、Ｎｉ粒子１及びＣ被覆層２ａ又は２ｂにより、本実施形態に係る導電性粉末材料であるＣ被覆Ｎｉ粒子が形成されている。このＣ被覆Ｎｉ粒子の形状は球状又は扁平フレーク状であり、その平均直径は、例えば２００ｎｍである。

このＣ被覆Ｎｉ粒子は、例えば、有機溶媒及びバインダを含むペースト中に添加され、導電性ペーストを形成する。そして、この導電性ペーストを、接続しようとする部材、例えば、基板、電子部品又は配線間に塗布し、大気中又は不活性ガス中において焼成する。これにより、塗布された導電性ペーストが固化する。このとき、この導電性ペースト中においてＣ被覆Ｎｉ粒子同士が接触し、電流経路を形成することにより、導電性ペーストに導電性を付与することができる。この結果、前述の部材を相互に接続することができる。なお、実装材料として導電性接着剤及び異方性導電シートを使用する場合においても同様である。以下、本発明の構成要件における数値限定理由について説明する。

被覆層の平均厚さ：５乃至３０ｎｍ
Ｎｉ粒子の表面にＣ被覆層を形成することにより、Ｎｉ粒子の表面の酸化を抑制することができる。また、Ｎｉ粒子の表面には、大気により容易に表面酸化膜が形成されるが、この表面酸化膜の厚さは５ｎｍ未満と極めて薄い。このため、被覆層の平均厚さが５ｎｍ以上であれば、Ｎｉ粒子の表面におけるＣ被覆層により被覆されていないＮｉの露出部分に表面酸化膜が形成されても、導電性粉末材料同士が接触する際には被覆層同士が接触することになり、実装材料の導電性が確保される。一方、炭素（Ｃ）の比抵抗値は１×１０^−３乃至１×１０^−４Ω・ｃｍ程度であり、１×１０^−５Ω・ｃｍ以下である金属の比抵抗値と比較すると１０倍程度高い。このため、被覆層の厚さが３０ｎｍを超えると、実装材料の抵抗が大きくなる。従って、被覆層の平均厚さは５乃至３０ｎｍであることが必要である。

本実施形態においては、粒子がＮｉにより形成されているため、耐マイグレーション性が良好である。また、Ｎｉ粒子の表面に厚さが５乃至３０ｎｍのグラファイトからなる被覆層が形成されているため、Ｎｉ粒子の表面に表面酸化膜が形成されることが抑制される。このため、本実施形態のＣ被覆Ｎｉ粒子を、導電性ペースト、導電性接着剤及び異方性導電シート等の実装材料に含有させると、この実装材料の焼成を非還元雰囲気、例えば大気中又は不活性ガス中において行っても、実装材料の導電性を確保できる。また、実装材料を高温雰囲気中に曝しても、この実装材料の抵抗が増大することがなく、耐熱衝撃性が高く、接続信頼性が高い。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る導電性粉末材料の製造方法である。図２は、本実施形態におけるＣ被覆Ｎｉ粒子の製造装置を示す図である。図２に示すように、Ｃ被覆Ｎｉ粒子の製造装置１０においては、超音波浴槽１１が設けられており、この超音波浴槽１１には、耐圧性の密閉型原料容器１２が浸漬されている。そして、密閉型原料容器１２内にはＮｉ粒子分散溶液１３が保持されている。Ｎｉ粒子分散溶液１３は、例えば、Ｎｉ粒子１（図１参照）、有機溶媒及び分散剤が混合された溶液である。

なお、分散剤とは、Ｎｉ粒子１が互いに凝集しないように相互に分散させておくための界面活性剤であり、例えばヘキサメタリン酸ナトリウムである。また、有機溶媒は、後述するように、脱水素反応によりＮｉ粒子１の表面に炭素（グラファイト又はアモルファスカーボン）を析出させるための原料であり、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のＣ_ｘＨ_ｙＯ_ｚ系溶剤、又はベンゼン、トルエン若しくはヘキサン等のＣ_ｘＨ_ｙ系溶剤を使用する。

また、密閉型原料容器１２内には、加圧ガス導入管１４の一端がＮｉ粒子分散溶液１３に浸漬されないように差し込まれており、この加圧ガス導入管１４の途中には流量計１５が設けられている。これにより、超音波浴槽１２内に、Ｎｉ粒子分散溶液１３に圧力を印加するための加圧ガスが導入されるようになっている。加圧ガスは不活性ガスであり、例えばＡｒガスである。

一方、密閉型原料容器１２内には、導出管１６の一端がＮｉ粒子分散溶液１３に浸漬されるように差し込まれており、導出管１６の他端にはアトマイザ１７が連結されている。また、アトマイザ１７にはアトマイズガス導入管１８が連結されており、アトマイズガス導入管１８の途中には流量計１９が設けられている。これにより、アトマイザ１７にＮｉ粒子分散溶液１３及びアトマイズガスが供給されるようになっている。アトマイザ１７は、Ｎｉ粒子分散溶液１３及びアトマイズガスが供給されて、Ｎｉ粒子分散溶液１３をミスト状にして噴出するものである。アトマイズガスは、アトマイザ１７の先端部でＮｉ粒子分散溶液１３と混合されてＮｉ粒子の表面を還元する還元性ガスであり、不活性ガスとＨ_２ガスとの混合ガス、例えばＡｒガスとＨ_２ガスとの混合ガスである。

更に、アトマイザ１７の噴出口１７ａには、炉心管２０の上端部が連結されている。炉心管２０は、管軸が垂直方向に延びており、上端部及び下端部が開口した管である。そして、炉心管２０の上部、即ち上流側部分の周囲には電気炉Ａが設けられており、炉心管２０の下部、即ち下流側部分の周囲には電気炉Ｂが設けられており、炉心管２０の下端にはフィルタ２１が連結されている。

次に、Ｃ被覆Ｎｉ粒子の製造方法について説明する。図２に示すように、先ず、製造装置１０の密閉型原料容器１２にＮｉ粒子分散溶液１３を注入する。そして、超音波浴槽１１を作動させることにより、Ｎｉ粒子分散溶液１３中においてＮｉ粒子を分散させる。なお、この段階においては、Ｎｉ粒子の表面には表面酸化膜が形成されている。

次に、加圧ガス導入管１４により、加圧ガスとしてＡｒガスを密閉型原料容器１２内に導入する。このとき、流量計１５によりＡｒガスの流量を調節する。これにより、密閉型原料容器１２内のＮｉ粒子分散溶液１３が加圧ガスにより導出管１６に押し出され、アトマイザ１７に供給される。なお、加圧ガスの流量によりＮｉ粒子分散溶液１３の供給速度を制御するため、密閉型原料容器１２は耐圧性を有している。

一方、アトマイズガス導入管１８を介して、アトマイズガスとしてＡｒガスとＨ_２ガスとの混合ガスをアトマイザ１７に供給する。このとき、流量計１９によりアトマイズガスの流量を調節する。これにより、アトマイザ１７が、アトマイズガスによりＮｉ粒子分散溶液１３をミスト状にして原料ミスト２２とし、噴出口１７ａより噴出する。これにより、炉心管２０の上端部に原料ミスト２２が供給される。炉心管２０内において、原料ミスト２２はゆっくりと降下して炉心管２０内を上端部から下端部へと流通する。これにより、原料ミスト２２は先ず電気炉Ａにより加熱され、次いで電気炉Ｂにより加熱される。なお、炉心管２０内は還元雰囲気であり、圧力は例えば大気圧である。

そして、電気炉Ａが、炉心管２０内を降下する原料ミスト２２及びアトマイズガスを２００乃至６００℃の温度に加熱する。これにより、Ｎｉ粒子の表面酸化膜（ＮｉＯ）とアトマイズガス中のＨ_２ガスとの間で下記化学式（１）に示す還元反応が起こり、Ｎｉ粒子の表面に形成されているＮｉＯ膜がＮｉに還元される。
ＮｉＯ＋Ｈ_２→Ｎｉ＋Ｈ_２Ｏ（１）

次に、電気炉Ｂが、炉心管２０内を降下する原料ミスト２２及びアトマイズガスを６００乃至１１００℃の温度に加熱する。これにより、Ｎｉ粒子が触媒の役割を果たし、有機溶剤が下記化学式（２）又は（３）に示す脱水素反応を起こす。即ち、有機溶媒がＣ_ｘＨ_ｙ系溶剤であれば、下記化学式（２）に示す反応が起こり、有機溶媒がＣ_ｘＨ_ｙＯ_ｚ系溶剤であれば、下記化学式（３）に示す反応が起こる。この結果、Ｎｉ粒子中にＣが固溶する。
Ｎｉ＋Ｃ_ｘＨ_ｙ→Ｎｉ＋ｘＣ＋（ｙ／２）Ｈ_２（２）
Ｎｉ＋Ｃ_ｘＨ_ｙＯ_ｚ→Ｎｉ＋ｘＣ＋（ｙ／２−ｚ）Ｈ_２＋ｚＨ_２Ｏ（３）

次に、Ｎｉ粒子が冷却されると、Ｎｉ粒子表面にＣ（グラファイト又はカーボン）が析出する。これにより、Ｎｉ粒子の表面にＣ被覆層が形成され、Ｃ被覆Ｎｉ粒子が形成される。そして、原料ミスト２２が炉心管２０を通過してフィルタ２１に到達し、フィルタ２１により原料ミスト２２からＣ被覆Ｎｉ粒子が分離され、捕集される。

以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。

還元工程における加熱温度：２００乃至６００℃
還元工程における加熱温度が２００℃未満であると、上記化学式（１）に示す還元反応が生じないことがある。一方、加熱温度が高いほど、反応時間が短くてすみ、従って炉心管が短くてすむため、加熱温度は高い方が好ましいが、加熱温度が６００℃を超えると、上記化学式（２）又は（３）に示す有機溶媒の脱水素反応も同時に生じてしまう。例えば、上記化学式（３）に示す反応が生じると、Ｈ_２Ｏが生成し、雰囲気中のＨ_２Ｏ分圧が高くなる。そうすると、上記化学式（１）に示す反応が右に進行し難くなる。このため、上記化学式（１）に示す還元反応を円滑に進行させるためには、上記化学式（３）に示す反応は生じないほうがよい。従って、還元工程における加熱温度は２００乃至６００℃とすることが好ましい。

被覆工程における加熱温度：６００乃至１１００℃
被覆工程における加熱温度が６００℃未満であると、上記化学式（２）及び（３）に示す有機溶媒の脱水素反応が生じない。一方、加熱温度が高いほど、反応時間は短くてすみ、従って炉心管が短くてすむため、加熱温度は高い方が好ましいが、加熱温度が１１００℃を超えると、気相中において下記化学式（４）に示す有機溶媒の熱分解反応が生じてしまう。この結果、炭素の一部が気相中に析出して煤（すす）となってしまい、Ｎｉ粒子の表面に析出しなくなる。従って、被覆工程における加熱温度は６００乃至１１００℃とすることが好ましい。なお、被覆工程において必要とされる処理時間は、加熱温度、炉長及びガス圧等により異なるが、本実施形態においては、例えば加熱温度を１０００℃とした場合に、１分間以上の処理時間でＮｉ粒子表面にＣ被覆層が形成された。
Ｎｉ＋Ｃ_ｘＨ_ｙ→Ｎｉ＋ｚＣ＋Ｃ_ｐＨ_ｑ＋Ｃ_ｒＨ_ｓ（４）

本実施形態においては、表面に酸化膜が形成されているＮｉ粒子に対し、還元反応により酸化膜を除去し、引き続き、有機溶媒の脱水素反応により、この酸化膜を除去したＮｉ粒子の表面にＣを析出させることにより、Ｃ被覆Ｎｉ粒子を製造することができる。また、１本の炉心管の上部、即ち電気炉Ａに囲まれた部分において還元工程を行い、下部、即ち電気炉Ｂに囲まれた部分において被覆工程を行うことにより、簡単な設備で効率よくＣ被覆Ｎｉ粒子を製造することができる。

なお、本実施形態においては、加圧ガスとしてＡｒガスを使用したが、本発明はこれに限定されず、加圧ガスはＯ_２ガスを含まない不活性ガスであればよく、Ｎ_２ガス又はＨｅガス等を使用してもよい。また、本実施形態においては、アトマイズガスとしてＡｒガスとＨ_２ガスとの混合ガスを使用したが、本発明はこれに限定されず、アトマイズガスは還元性ガスであればよく、例えば、Ｎ_２ガスとＨ_２ガスとの混合ガス、又はＨｅガスとＨ_２ガスとの混合ガス等であってもよい。

以下、本発明の実施例の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。前述の第２の実施形態において説明した方法により、Ｃ被覆Ｎｉ粒子を製造した。製造条件を表１に示す。

このようにして製造したＣ被覆Ｎｉ粒子の試料について、形態観察及びＣ被覆層の厚さの測定を行った。また、この試料を含有させた導電性ペーストを作製し、その導電性を評価した。

（１）形態観察
上述の試料のうち、電気炉Ｂの加熱温度を７００℃として製造した試料及び１２００℃として製造した試料を、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）により観察した。図３（ａ）は電気炉Ｂの加熱温度を７００℃として製造した試料を示すＳＥＭ写真であり、（ｂ）は電気炉Ｂの加熱温度を１２００℃として製造した試料を示すＳＥＭ写真である。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、電気炉Ｂの加熱温度を７００℃とした場合においては、球状のＣ被覆Ｎｉ粒子のみが認められるのに対し、電気炉Ｂの加熱温度を１２００℃とした場合では、Ｃ被覆Ｎｉ粒子の他に炭素の結晶がかなりの割合で認められた。これは、電気炉Ｂの加熱温度を１２００℃とした場合には、気相中で有機溶媒の分解反応が生じ、Ｃが煤（すす）として生成し混入したためと考えられる。

（２）Ｃ被覆層の厚さ測定
また、電気炉Ｂの加熱温度を７００乃至１１００℃とした試料について、Ｃ含有量を分析し、その分析結果からＣ被覆層の厚さを見積もった。その結果、電気炉Ｂの加熱温度を高くする程、Ｃ被覆層の厚さが厚くなる傾向が認められ、電気炉Ｂの加熱温度を７００℃とした場合は、Ｃ被覆層の厚さは５乃至１０ｎｍであり、加熱温度を１１００℃とした場合は、Ｃ被覆層の厚さは２０乃至３０ｎｍであった。

（３）導電性評価
更に、電気炉Ｂの加熱温度を７００℃としてＣ被覆層を形成した試料、及び未処理のＣ被覆層を形成していない試料について、これらの試料を有機溶媒及びバインダを含むペーストに添加して導電性ペーストを作製した。そして、この導電性ペーストをスキージにより基板上に印刷し、短冊状試験パターンを形成した。そして、印刷後の導電性ペーストを、大気中、Ｎ_２ガス中及びＨ_２ガス中において夫々焼成し、その比抵抗を測定した。導電性ペーストの作製条件、印刷条件及び焼成条件を表２に示す。

図４は、横軸に導電性ペーストの焼成雰囲気をとり、縦軸に焼成後の導電性ペーストの比抵抗の測定値をとって、焼成雰囲気が導電性ペーストの導電性に及ぼす影響を示すグラフ図である。なお、図４において、比抵抗値が無限大（∞）となっているものは、比抵抗が大きすぎて測定装置の測定範囲を超えていたことを示す。

図４に示すように、Ｃ被覆層が形成されていない未処理のＮｉ粒子を含有させた導電性ペーストにおいては、Ｈ_２ガス中で焼成した場合にのみ導電性が得られ、大気中及びＮ_２ガス中で焼成した場合は導電性が得られなかった。これに対して、Ｃ被覆層を形成したＣ被覆Ｎｉ粒子を含有させた導電性ペーストにおいては、大気中、Ｎ_２ガス中、Ｈ_２ガス中のいずれの条件で焼成した場合においても、十分な導電性を得ることができた。

図４に示すように、Ｃ被覆Ｎｉ粒子を使用した導電性ペーストにおいては、比抵抗値はどの焼成条件でも１×１０^−４Ω・ｃｍ程度の値が得られたが、ペースト配合及び添加剤の最適化により、１０^−５Ω・ｃｍレベルの比抵抗を得ることも可能である。

（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る導電性粉末材料を示す断面図であり、（ａ）はＣ被覆層がグラファイトからなる材料を示し、（ｂ）はＣ被覆層がアモルファスカーボンからなる材料を示す。本発明の第２の実施形態におけるＣ被覆Ｎｉ粒子の製造装置を示す図である。（ａ）は電気炉Ｂの加熱温度を７００℃として製造した試料を示す図面代用写真であり、（ｂ）は電気炉Ｂの加熱温度を１２００℃として製造した試料を示す図面代用写真である（ＳＥＭ写真：倍率１００００倍）。横軸に導電性ペーストの焼成雰囲気をとり、縦軸に焼成後の導電性ペーストの比抵抗の測定値をとって、焼成雰囲気が導電性ペーストの導電性に及ぼす影響を示すグラフ図である。

符号の説明

１；Ｎｉ粒子
２ａ、２ｂ；Ｃ被覆層
１０；製造装置
１１；超音波浴槽
１２；密閉型原料容器
１３；Ｎｉ粒子分散溶液
１４；加圧ガス導入管
１５；流量計
１６；導出管
１７；アトマイザ
１７ａ；噴出口
１８；アトマイズガス導入管
１９；流量計
２０；炉心管
２１；フィルタ
２２；原料ミスト
Ａ、Ｂ；電気炉

Claims

電子部品用実装材料に含有される導電性粉末材料において、ニッケル又はニッケル合金からなる粒子と、炭素からなり前記粒子の表面を被覆する平均厚さが５乃至３０ｎｍの被覆層と、を有することを特徴とする導電性粉末材料。
ニッケル又はニッケル合金からなる粒子の表面を還元して表面酸化膜を除去する還元工程と、表面を還元した前記粒子の表面に炭素からなり平均厚さが５乃至３０ｎｍの被覆層を被覆する被覆工程と、を有することを特徴とする導電性粉末材料の製造方法。
有機溶媒中にニッケル又はニッケル合金からなる粒子を分散させたニッケル粒子分散溶液をミスト状にして還元雰囲気中に供給する供給工程を有し、前記還元工程は、前記還元雰囲気中においてミスト状の前記ニッケル粒子分散溶液を２００乃至６００℃の温度に加熱する工程であり、前記被覆工程は、表面が還元された前記粒子及び前記有機溶媒を非酸化雰囲気中で６００乃至１１００℃の温度に加熱して前記粒子の表面に炭素を析出させる工程であることを特徴とする請求項２に記載の導電性粉末材料の製造方法。
前記供給工程は、前記ミスト状のニッケル粒子分散溶液を還元性のガスと共に炉心管内に供給してこの炉心管内を流通させる工程であり、前記還元工程は前記炉心管の上流側部分において行い、前記被覆工程は前記炉心管の下流側部分において行い、前記炉心管の下流側端部において前記粒子を回収する工程を有することを特徴とする請求項３に記載の導電性粉末材料の製造方法。