专利名称：一种高振实密度微细银粉及其生产方法
技术领域：
本发明与金属粉末的加工和性质的改善有关，具体而言，涉及高振实 密度微细银粉及其生产方法。
背景技术：
片式电子器件，例如电阻，电容，电感、电路板印刷电路，多釆用金 属浆料通过印刷、浸涂等方式形成一定图案，然后经烧结后形成导体。常 规的金属浆料含有金属粉、有机溶剂、高分子树脂、无机氧化物、分散剂、 玻璃等成分。传统的制备浆料中所用银粉的生产方法多为化学还原法。但
传统的化学还原法，不易制出粒度<1. 5pm、振实密度不小于4.5g/cm3 的银粉。但是随着电子产品的小型化，要求电子元件越来越小，其内部电 路必然会越来越细，这就要求银粉要细。超细银粉生产已出现一些中国专 利申请件，例如日本三井金属矿业株式会社申请的200480020987. 8号"微 粒银粉及其微粒银粉的制造方法"和200480020988. 2号"微粒银粉及其 微粒银粉的制造方法"，北京科技大学申请的200410009079. 0号"一种 纳米级银粉的工业化制备技术"，武汉理工大学申请的200810047433.7 号"一种类球形多孔银粉的工业化制备方法"，金川集团有限公司申请的 200810097399.4号"导电银浆用高分散超细球形银粉的制备方法"等。 这些发明都关注银粉粒度，但均没有重视银粉的振实密度；然而，银粉振 实密度小，则烧成时银线条的收缩就大，不能与磁体或基板的收缩相匹配, 就会造成金属线拉断，形成开路。迄今为止，未见高振实密度银粉的专利本发明的目的在于提供一种高振实密度微细银粉，它具有一定的细 度，还具有高振实密度和低收缩率。
本发明的又一目的是提供这种高振实密度微细银粉的生产方法。
发明人经研究发现平均粒径0. 3 ~ 1. 5 pm，振实密度不小于4. 5g/cm3 的银粉，做成浆料后，制作成片式元件时能很好的印刷出宽50jum的银线 条。烧成后银线条能与磁体或基板匹配，不出现断裂和拱起。因此，发明
人提供的高振实密度微细银粉是具有以下特性的银粉其平均粒径为 0. 3 ~ 1. 5 y m，振实密度不小于4. 5g/cm3,在< 90(TC烧成后银粉收缩率< 19%。
发明人提供的高振实密度微细银粉的生产方法包括①制备含银离子 的溶液，备用；②制备含有分散剂的还原剂水溶液，备用；③制备含有处 理剂的处理液，备用；④将含银离子的溶液与含有分散剂的还原剂溶液混 合，使其发生反应，将银离子还原成银的微粒；⑤滤去反应液，用洗涤水 清洗银微粒；⑥将洗好的银粉抽滤干后，放入处理液中处理之后，抽滤滤 去处理液；⑦将银粉在真空烘箱中烘干，烘干后的银粉经粉碎即得到高振 实密度微细银粉。
上述方法的第一步中，所述含银离子的溶液是硝酸银溶液、或是银盐 配合物、或是银中间体的水溶液或浆料；其中银盐配合物是在硝酸银溶液 中加入氨水、氨盐、螯合物制成的；银中间体是在硝酸银溶液中加入氢氧 化钠、碳酸钠、碳酸氢钠制成的。
发明人指出，含银离子的溶液优选硝酸银水溶液或硝酸银加入氨水的溶液，使用这种溶液可以得到较好粒度和粒形的银粒子。
上述方法的第二步中，所述的还原剂是甲醛、链烷醇胺、硼氢化钠、
水合胼或抗坏血酸、葡萄糖中的至少一种；所述的分散剂是脂肪酸、脂肪
酸盐、表面活性剂、高分子物质中的至少一种。
上述方法的第三步中，所述的处理剂是丙酮、环己酮、己烷、乙醇、
脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、高分子物质中的至少二种。
以上两步中的脂肪酸包括丙酸、丁酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕
榈酸、软脂酸、硬脂酸、亚麻酸、亚油酸、油酸、花生酸、花生四烯酸、
山俞酸；脂肪酸盐包括由脂肪酸和锂、钠，钾、钙、镁、钡、锌、铜、铝、 铁、锡所形成的盐；表面活性剂包括阴离子表面活性剂即硬脂酸钠、十 二烷基磺酸钠、月桂醇硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、三乙醇胺皂， 也包括阳离子表面活性剂即十二烷基溴化氨、十六烷基氯化铵，也包 括两性离子表面活性剂即卵磷脂、月桂酰基谷氨酸钠、月桂酰胺甜菜碱、 月桂基咪唑啉；还包括非离子表面活性剂即单硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、 T-80、 T20;高分子胶体物质包括明胶、骨胶、黄原胶、果胶、琼胶、阿 拉伯胶、黄耆胶、槐豆胶、大豆胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、 聚马来酸酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙 基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧 甲基淀粉、羧乙基淀粉、氰乙基淀粉、醋酸淀粉、磷酸淀粉、阳离子淀粉、 聚合淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、甘薯淀粉、米粉淀粉。
上述方法的第四步中，所述含银离子的溶液的浓度为7% ~15%，所 述还原剂溶液的浓度为4% ~20%;还原反应的时间控制在30~120分钟 内。上述方法的第五步中，所述洗涤水是去离子水。
上述方法的第六步中，所述放入处理液中处理的时间为30 - 120分钟。
上述方法的第七步中，所述银粉在真空烘箱中烘干的温度为35°C~ 80°C,真空度为-0. 08MPa。
釆用本发明方法制得的粉在电镜下测其颗粒直径，可知银颗粒的直径 多在0.3-1.5jum之间。在多功能粉体测试仪上测出银粉的振实密度为 〉4.5g/cm3。称出lg银粉，在模具中压成银扣，将其放入烧结炉中以10 °C/min的速度升至90(TC并恒温2h，让其自然冷却后测出银扣的直径收 缩为<19%,高度收缩为<19%。再将80重量份银粉、4重量份高分子树 脂、16重量份的有机溶剂(松油醇)混合，在三辊机上捏合成银浆。将 银浆用特定图形的400目不锈钢丝网印在磁体或基板上，烘干后，在显微 镜下观察印出的宽50wm线条饱满、无断裂。用来做成片式元件后电器性 能无异常，且磁体或基板与银线结合部分无开裂现象。
本发明提供的高振实密度微细银粉及其生产方法，可以制得具有以下 特性的银粉其平均粒径为0.3~1.5ym，密度(振实密度)不小于 4.5g/cm3，在< 900匸烧成后银粉收缩率<19%;用该银粉制成的银浆印 刷在片式元件中，在《90(TC烧成后与磁体或基板有很好的匹配性。适用 于生产片式电子元件的厂家。
具体实施例方式
以下实施例可以更好地说明本发明
实施例1 首先，向含有23. 6g硝酸银的200mL硝酸银溶液中加入 10mL浓氨水，搅拌均匀，备用。接着向含有20g水合肼的400mL还原剂溶液中加入1. 0g十二烷基磺酸钠和0. 2g聚乙烯吡咯烷酮K3。，搅拌使其
溶解，备用。在搅拌中将上述硝酸银溶液在30min内加入到上述还原剂溶 液中，即可还原出银颗粒。之后将反应液滤掉，用去离子水清洗银颗粒。 将洗好的银粉抽滤干后，放入处理剂溶液中处理60min。将处理液抽滤掉， 将银粉在真空烘箱中烘干，烘干后的银粉粉碎即可。
实施例2 首先向含有23. 6g硝酸银的200mL硝酸银溶液中加入1 OmL 浓氨水，搅拌均匀，备用；向含有24g抗坏血酸的400mL还原剂溶液中加 入2. Og氢氧化钠和2g吐温80,搅拌使其溶解。将硝酸银溶液在50min 内加入到还原剂溶液中，即可还原出银颗粒。将反应液滤掉，用去离子水 清洗银颗粒。将洗好的银粉抽滤干后，放入处理剂溶液中处理60min;将 处理液抽滤掉，将银粉在真空烘箱中烘干，烘干后的银粉粉碎即可。
将上述实施例制成的银粉在电镜下测其颗粒直径，可看出银颗粒的直 径多在0. 3 ~ 0. 9 y m之间。在多功能粉体测试仪上测出银粉的振实密度实 施例1为4. 76g/cm3,实施例2为4. 64g/cm3。称出lg银粉，在模具中压 成银扣，将其放入烧结炉中以l(TC/min的速度升至90(TC并恒温2h,让 其自然冷却后测出实施例1的银粉银扣的直径收缩为15.4%,高度收缩 为17.1%,实施例2的银粉银扣的直径收缩为17. 5%，高度收缩为16.4 %。分别将80重量份银粉、4重量份高分子树脂、16重量份的有机溶剂 (松油醇)混合，在三辊机上捏合成银浆。将银浆用特定图形的400目不 锈钢丝网印在磁体或基板上，烘干后，在显微镜下观察印出的5 0 n m线条， 线条饱满、无断裂。送厂家做成元件后电器性能无异常，且磁体或基板与 银线结合部分无开裂现象。
权利要求
1一种高振实密度微细银粉，是用含银离子的溶液通过还原剂还原得到的银微粒，其特征在于该银粉具有以下特性平均粒径为0.3～1.5μm，振实密度不小于4.5g/cm3，在≤900℃烧成后银粉收缩率≤19％。
2.生产权利要求1所述高振实密度微细银粉的方法，其特征在于包 括①制备含银离子的溶液，备用；②制备含有分散剂的还原剂水溶液, 备用；③制备含有处理剂的处理液，备用；④将含银离子的溶液与含有 分散剂的还原剂溶液混合，使其反应，将银离子还原成银微粒； 滤去 反应液，用洗涤水清洗银微粒；⑥将洗好的银粉抽滤干后，放入处理液 中处理，之后滤去处理液；⑦将银粉在真空烘箱中烘干，烘干的银粉经 粉碎即得到高振实密度微细银粉。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第一步中， 含银离子的溶液是硝酸银溶液、或是银盐配合物、或是银中间体的水溶 液或浆料；其中银盐配合物是在硝酸银溶液中加入氨水、氨盐、螯合物 制成的；银中间体是在硝酸银溶液中加入氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠 制成的。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第二步中， 所述的还原剂是甲醛、链烷醇胺、硼氢化钠、水合肼或抗坏血酸、、葡萄 糖中的至少一种；所述的分散剂是脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、高 分子物质中的至少一种。
5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第三步中，所 述的处理剂是丙酮、环己酮、己烷、乙醇、脂肪酸、脂肪酸盐、表面活 性剂、高分子物质中的至少二种。
6.按照权利要求4或5之一所述的方法，其特征在于所述脂肪酸包括丙酸、丁酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、软脂酸、硬脂酸、亚麻酸、亚油酸、油酸、花生酸、花生四烯酸、山俞酸；脂肪酸盐包括 由脂肪酸和锂、钠，钾、钙、镁、钡、锌、铜、铝、铁、锡所形成的盐; 表面活性剂包括阴离子表面活性剂即硬脂酸钠、十二烷基磺酸钠、月 桂醇硫酸钠、二辛基琥祐酸磺酸钠、三乙醇胺皂，也包括阳离子表面 活性剂即十二烷基溴化氨、十六烷基氯化铵，也包括两性离子表面活 性剂即卵磷脂、月桂酰基谷氨酸钠、月桂酰胺甜菜碱、月桂基咪唑啉； 还包括非离子表面活性剂即单硬脂酸甘油酯、蔗糖酯、T-80、 T20; 高分子胶体物质包括明胶、骨胶、黄原胶、果胶、琼胶、阿拉伯胶、黄 耆胶、槐豆胶、大豆胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚马来酸 酐、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维 素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羧甲基 淀粉、羧乙基淀粉、氰乙基淀粉、醋酸淀粉、磷酸淀粉、阳离子淀粉、 聚合淀粉、小麦淀粉、土豆淀粉、甘薯淀粉、米粉淀粉。
7.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第四步中，所 述含银离子的溶液的浓度为7% ~15%，所述还原剂溶液的浓度为4% ~ 15%;还原反应的时间控制在30~120分钟内。
8.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第五步中，所 述洗涤水是去离子水。
9.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第六步中，所 述放入处理液中处理的时间为60分钟。
10.按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法的第七步中， 所述银粉在真空烘箱中烘干的温度为35匸 8(TC,真空度为-0. 08MPa。
全文摘要
本发明公开了一种高振实密度微细银粉及其生产方法，该银粉具有以下特性平均粒径为0.3～1.5μm，振实密度不小于4.5g/cm<sup>3</sup>，在≤900℃烧成后银粉收缩率≤19％。生产方法包括①制备含银离子的溶液，备用；②制备含有分散剂的还原剂水溶液，备用；③制备含有处理剂的处理液，备用；④将含银离子的溶液与含有分散剂的还原剂溶液混合，使其反应，将银离子还原成银微粒；⑤滤去反应液，用去离子水清洗银微粒；⑥将洗好的银粉抽滤干后，放入处理液中处理，之后滤去处理液；⑦将银粉在真空烘箱中烘干，烘干的银粉经粉碎即得到高振实密度微细银粉。用该银粉制成的银浆印刷在磁体或基板上，在≤900℃烧成后与磁体或基板有很好的匹配性。适用于生产电子元件的厂家。
文档编号B22F1/00GK101462164SQ20091010241
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者陈迪勇 申请人:贵阳晶华电子材料有限公司