专利名称：抗迁移片状银包铜粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抗迁移片状银包铜粉的制备方法，属于电子材料、功能材料和粉 体材料科学领域。
背景技术：
在电子浆料的制备技术中，导电相金属粉末的制备是关键，没有优良的金属粉末 就没有优良的电子浆料。对于导体浆料而言，导电相大多以钼、钯、金和银等贵金属粉末为 主，其中以银导体浆料应用最为广泛，用量也最大。近年来，由于贵金属价格的飙升，浆料成 本增加；另一方面，银迁移是银浆料自身存在的缺点，不能满足高性能电子元器件的要求。 因此围绕降低成本、寻找性能优良的新型导电粉体、以贱金属代替贵金属制备电子浆料已 成为电子浆料发展方向。随着电子技术的不断发展，要求在越来越小的空间上安装更多的器件，但遇到 的最大问题是金属迁移，尤其是银迁移将会使相邻导体之间的绝缘电阻下降，漏电流增 加，严重的甚至有短路、电弧、介质击穿现象发生。据文献报道，金属迁移是许多微电路 发生灾难性失效的主要原因之一。它已成为电子产品迈向小型化、高集成化的一大难题。因 此如何克服银导电材料的迁移短路问题，或者提高其它复合导电材料导电性，克服银迁移 缺点是复合型导电材料的主要研究方向。铜的导电性能好，价格便宜，是银理想的替代材料。但是由于超细铜粉的化学性能 比较活泼，易氧化给铜粉的大规模生产带来极大的困难。近年来为提高铜粉的抗氧化能力， 国内外先后采用硼酸(硼酸酷或硼有机盐)溶液处理、磷酸盐溶液处理、以及包覆等方法进 行过许多的尝试和探索。其中以银包铜粉的方法最为可靠，认为很有应用前景，成为研究的 重点。美国、韩国、日本已相继研究、生产了银包铜粉，并已成为全球银包铜粉的生产垄断企 业。国内由于银包铜粉生产工艺步骤和影响因素复杂，研究进展较为缓慢，目前市场上的银 包铜粉大部分是进口产品。在已有银包铜粉专利及文献中，只是对银包铜粉制备方法及性 能研究较多，对镀银层的结构，银包铜粉浆料的抗迁移性能未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强抗迁移片状银包铜粉的制备方法，用于生产聚合物 导体浆料原料，通过下列技术方案实现。一种抗迁移片状银包铜粉的制备方法，其特征在于经过下列各步骤
(1)取片状铜粉，用质量浓度为5%的稀硫酸浸洗1 3分钟至除去铜粉表面的氧化 物，再用水洗涤至中性；
(2)将步骤(1)所得片状铜粉用水按液固比1:4 5，充分搅拌，配制成铜粉悬浮液；
(3)用水溶解硝酸银，配制成质量浓度为1.4 2. 2g/L的硝酸银溶液；
(4)将步骤(2)所得铜粉悬浮液和步骤(3)所得硝酸银溶液按体积比1 5 15进行 混合，并于水浴温度40 65°C下搅拌1 30分钟；再加入还原剂A，搅拌5 60分钟；最后加入还原剂B，搅拌30 90分钟；
(5)将步骤(4)的反应液进行液固分离，得到银包铜粉；再用水洗涤银包铜粉至水为中 性无色；
(6)将步骤(5)的银包铜粉与水进行过滤，将固体置于30 60°C下烘干2 6小时， 即得到抗迁移片状银包铜粉。所述硝酸银溶液的配制是用少量水将硝酸银溶解，并边搅拌边向溶液中加入PH 调节剂，至生成的白色沉淀刚好溶解后，再过量两滴，再加入水至硝酸银溶液浓度为1. 4 2. 2g/L0所述还原剂A为浓度是0. 5 4. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亚磷酸钠中一 种或几种。所述还原剂B为浓度是0. 5 3. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亚磷酸钠中一 种或几种。所述PH调节剂为浓度是0. 1 1. 5 g/L的氨水。所述水为去离子水。本发明与公知技术相比具有下列优点和效果本发明工艺过程简单，操作方便，设 备投资小。本发明是在制备银包铜粉过程中加入两种或两种以上的还原剂，根据还原剂的 还原能力，控制加入的时间使银镀层呈网状结构沉积并且铜粉露底，解决了银导体浆料的 银迁移缺点，降低导体浆料成本。与公知技术生产片状银包铜粉银粉有着结构上区别，抗迁 移片状银包铜粉有以下优点
(1)导电性好网状结构银镀层，与相同含银量的其它银包铜粉比导电性更好；
(2)高附着力网状结构银镀层具有流体可透过性，浆料中的树脂很容易穿透网 状，将片状银包铜粉固定在基体表面，解决了附着力差的关键技术问题；
(3)强抗迁移性能片状铜粉表面沉积银镀层是网状结构并且铜粉露底，铜的存在 抑制了银包铜粉阳极中银的溶解，银离子浓度降低，使其在阴极上沉降速度和枝晶生长变 慢，使其具有强抗迁移性能。
具体实施方式
实施例1
(1)取片状铜粉，用质量浓度为5%的稀硫酸浸洗1分钟至除去铜粉表面的氧化物，再 用去离子水洗涤至中性；
(2)将步骤(1)所得片状铜粉用去离子水按液固比1:5，充分搅拌，配制成铜粉悬浮液；
(3)用去离子水溶解硝酸银，并边搅拌边向溶液中加入浓度是0.lg/L的氨水至生成的 白色沉淀刚好溶解后，再过量两滴，再加入水至硝酸银溶液浓度为1. 4g/L ；
(4)将步骤(2)所得铜粉悬浮液和步骤(3)所得硝酸银溶液按体积比1 10进行混合， 并于水浴温度65°C下搅拌20分钟；再加入浓度为4. 5 g/L的甲醛，搅拌5分钟；最后加入 浓度为0. 5g/L的甲醛，搅拌90分钟；
(5)将步骤(4)的反应液进行液固分离，得到银包铜粉；再用去离子水洗涤银包铜粉至 水为中性无色；
(6)将步骤(5)的银包铜粉与去离子水进行过滤，将固体置于50°C下烘干6小时，即得 到抗迁移片状银包铜粉。
所得微孔片状银粉平均尺寸为10微米，松装密度0. 68克/厘米3，振实密度1. 45 克/厘米3。实施例2
(1)取片状铜粉，用质量浓度为5%的稀硫酸浸洗2分钟至除去铜粉表面的氧化物，再 用去离子水洗涤至中性；
(2)将步骤(1)所得片状铜粉用去离子水按液固比1:4，充分搅拌，配制成铜粉悬浮液；
(3)用去离子水溶解硝酸银，并边搅拌边向溶液中加入浓度是1.0 g/L的氨水至生成的 白色沉淀刚好溶解后，再过量两滴，再加入水至硝酸银溶液浓度为2. 2g/L ；
(4)将步骤(2)所得铜粉悬浮液和步骤(3)所得硝酸银溶液按体积比1 5进行混合， 并于水浴温度55°C下搅拌30分钟；再加入浓度为0. 5g/L的葡萄糖和次亚磷酸混合溶液， 搅拌40分钟；最后加入浓度为2. 5 g/L的水合胼，搅拌30分钟；
(5)将步骤(4)的反应液进行液固分离，得到银包铜粉；再用去离子水洗涤银包铜粉至 水为中性无色；
(6)将步骤(5)的银包铜粉与去离子水进行过滤，将固体置于60°C下烘干2小时，即得 到抗迁移片状银包铜粉。所得微孔片状银粉平均尺寸为12微米，松装密度0. 82克/厘米3，振实密度1. 60 克/厘米3。实施例3
(1)取片状铜粉，用质量浓度为5%的稀硫酸浸洗3分钟至除去铜粉表面的氧化物，再 用去离子水洗涤至中性；
(2)将步骤(1)所得片状铜粉用去离子水按液固比1:4，充分搅拌，配制成铜粉悬浮液；
(3)用去离子水溶解硝酸银，并边搅拌边向溶液中加入浓度是1.5 g/L的氨水至生成的 白色沉淀刚好溶解后，再过量两滴，再加入水至硝酸银溶液浓度为1. 8g/L ；
(4)将步骤(2)所得铜粉悬浮液和步骤(3)所得硝酸银溶液按体积比1 15进行混合， 并于水浴温度40°C下搅拌1分钟；再加入浓度为3. Og/L的甲醛和水合胼混合溶液，搅拌60 分钟；最后加入浓度为3. 5 g/L的葡萄糖和次亚磷酸钠混合溶液，搅拌60分钟；
(5)将步骤(4)的反应液进行液固分离，得到银包铜粉；再用去离子水洗涤银包铜粉至 水为中性无色；
(6)将步骤(5)的银包铜粉与去离子水进行过滤，将固体置于30°C下烘干4小时，即得 到抗迁移片状银包铜粉。所得微孔片状银粉平均尺寸为11. 0微米，松装密度0. 75克/厘米3，振实密度 1.48克/厘米3。
权利要求
1.一种抗迁移片状银包铜粉的制备方法，其特征在于经过下列各步骤(1)取片状铜粉，用质量浓度为5%的稀硫酸浸洗1 3分钟至除去铜粉表面的氧化 物，再用水洗涤至中性；(2)将步骤(1)所得片状铜粉用水按液固比1:4 5，充分搅拌，配制成铜粉悬浮液；(3)用水溶解硝酸银，配制成质量浓度为1.4 2. 2g/L的硝酸银溶液；(4)将步骤(2)所得铜粉悬浮液和步骤(3)所得硝酸银溶液按体积比1 5 15进行 混合，并于水浴温度40 65°C下搅拌1 30分钟；再加入还原剂A，搅拌5 60分钟；最 后加入还原剂B，搅拌30 90分钟；(5)将步骤(4)的反应液进行液固分离，得到银包铜粉；再用水洗涤银包铜粉至水为中 性无色；(6)将步骤(5)的银包铜粉与水进行过滤，将固体置于30 60°C下烘干2 6小时， 即得到抗迁移片状银包铜粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(3)硝酸银溶液的配制是 用少量水将硝酸银溶解，并边搅拌边向溶液中加入PH调节剂，至生成的白色沉淀刚好溶解 后，再过量两滴，再加入水至硝酸银溶液浓度为1. 4 2. 2g/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中还原剂A为浓度是 0. 5 4. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亚磷酸钠中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中还原剂B为浓度是 0. 5 3. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亚磷酸钠中一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述水为去离子水。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述PH调节剂为浓度是0.1 1. 5 g/L的氨水。
全文摘要
本发明提供一种抗迁移片状银包铜粉的制备方法，通过将片状铜粉浸洗后配制成铜粉悬浮液；再与硝酸银溶液混合，并于40～65℃下搅拌，加入还原剂A，搅拌后再加入还原剂B搅拌；将反应液进行液固分离，得到银包铜粉；再用水洗涤银包铜粉至水为中性无色；过滤后烘干，即得到抗迁移片状银包铜粉。本发明工艺过程简单，操作方便，设备投资小，所得抗迁移片状银包铜粉具有导电性好、高附着力、强抗迁移性能等特点，解决了银导体浆料的银迁移缺点，降低了导体浆料成本。
文档编号B22F1/02GK102133636SQ20111005680
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者朱晓云, 朱梓瑜, 苳蔓 申请人:昆明理工大学