[发明专利]金属粉末制造用等离子装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造金属粉末的等离子装置，特别是涉及具备管状冷却管、且通过该冷却管对使金属原料融溶、蒸发而产生的金属蒸气进行冷却来制造金属粉末的等离子装置。

背景技术

在电子电路或配线基板、电阻、电容、IC封装等电子部件的制造中，为形成导电被膜或电极而使用导电性金属粉末。作为对于这种金属粉末所要求的特性及性状，可例举：杂质少、平均粒径为0.01~10μm程度的微细粉末、使粒子形状及粒径一致、凝集少、糊料中的分散性好、结晶性好等。

近年来，伴随电子部件及配线基板的小型化，导电被膜及电极的薄层化及细距化不断进展，因此，期望更微细的、球状且高结晶性的金属粉末。

作为制造这种微细的金属粉末的方法之一，已知有利用等离子在反应容器内使金属原料熔融、蒸发后，对金属蒸气进行冷却、使其凝结而得到金属粉末的等离子装置(参照专利文献1、2)。这些等离子装置中，使金属蒸气在气相中凝结，因此，可以制造杂质少，微细的、球状且结晶性高的金属粒子。

另外，这些等离子装置均具备长的管状冷却管，对包含金属蒸气的载气分多阶段地进行冷却。例如专利文献1中，具备通过在所述载气中直接混合预加热的热气进行冷却的第一冷却部、和之后通过直接混合常温的冷却气体进行冷却的第二冷却部。另外，在专利文献2的等离子装置中，具备：通过使冷却用流体在管状体的周围循环，而使该流体不与所述载气直接接触地、对载气进行冷却的间接冷却区域(第一冷却部)；和之后通过在载气中直接混合冷却用流体进行冷却的直接冷却区域(第二冷却部)。

特别是，和以通过传导或对流进行的冷却为主的其它等离子装置相比，后者采用以辐射进行的冷却为主的间接冷却，因此可以均匀地进行金属核(以下简称为“核”)的生成、生长及结晶化，从而可以得到粒径和粒度分布得以控制的金属粉末。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国申请公开2007/0221635号

专利文献2：美国专利第6379419号

发明内容

发明要解决的问题

图5是表示专利文献2所记载的冷却管的构成的图。如图5所示，冷却管14具备间接冷却区域34和直接冷却区域50，进一步地，间接冷却区域34由内管36和外管38二重管构成。而且，通过使冷却用流体在内管36的外壁和外管38的内壁之间的空间循环，对来自反应容器的金属蒸气、以及该金属蒸气凝结生成的金属粉末进行间接冷却。在接续于间接冷却区域34的直接冷却区域50中，向载气中混合冷却用流体进行直接冷却。另外，在直接冷却区域50，通过采用比间接冷却区域34内径大的冷却管，使通过间接冷却区域34的载气急剧膨胀，提高冷却效率。

但是，在上述间接冷却区域34，对在高温的状态下被移送到冷却管内的载气中的金属蒸气进行辐射冷却，因此，均匀且稳定地进行核的生成、生长、结晶化。但是，在通过专利文献2中记载的装置制造金属粉末的情况下，根据本发明人等的研究，虽然相比现有的等离子装置改善了得到的金属粉末的粒度分布，但对得到更窄的粒度分布也会受限。

本发明人等对该原因进行了研究，发现在间接冷却区域，在接近冷却管内壁的范围和接近中央部(轴)的范围，载气的流速及温度、金属蒸气的浓度等产生差异。因此，虽然未明确，但因该差异而在接近冷却管内的内壁的范围和接近中央部的范围发生核的生成时间不同，较早析出的核粒生长，特别是由于结合而增大，与之相比，较晚析出的核在结合之前达到直接冷却区域被急冷，认为可能对粒度分布带来影响。而且，冷却管的内径越小，上述差异越显著。

因此，本发明人等尝试将图5的间接冷却区域34的内管36的内径加宽到与直接冷却区域50相同的程度，结果生产效率显著降低。认为其原因在于：在间接冷却区域34的载气中包含的金属蒸气的浓度(密度)降低，因此不能充分生成核。而且发现，由于载气的流速减缓，所以还会产生刚刚析出的核容易附着于内管36的内壁的新问题。

本发明的目的在于：为解决上述问题，提供一种能够得到粒度分布窄的金属粉末、且生产效率更好的金属粉末制造用等离子装置。

解决问题的方法

根据发明的第一方面，提供一种金属粉末制造用等离子装置，其具备：

供给金属原料的反应容器；

等离子枪，其在与所述反应容器内的金属原料之间生成等离子，使所述金属原料蒸发而生成金属蒸气；

载气供给部，其将用于输送所述金属蒸气的载气供给至所述反应容器内；

冷却管，其将通过所述载气从所述反应容器移送的所述金属蒸气冷却，生成金属粉末，其特征在于，