專利名稱：抗遷移片狀銀包銅粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗遷移片狀銀包銅粉的制備方法，屬于電子材料、功能材料和粉 體材料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電子漿料的制備技術(shù)中，導(dǎo)電相金屬粉末的制備是關(guān)鍵，沒有優(yōu)良的金屬粉末 就沒有優(yōu)良的電子漿料。對于導(dǎo)體漿料而言，導(dǎo)電相大多以鉬、鈀、金和銀等貴金屬粉末為 主，其中以銀導(dǎo)體漿料應(yīng)用最為廣泛，用量也最大。近年來，由于貴金屬價格的飆升，漿料成 本增加；另一方面，銀遷移是銀漿料自身存在的缺點(diǎn)，不能滿足高性能電子元器件的要求。 因此圍繞降低成本、尋找性能優(yōu)良的新型導(dǎo)電粉體、以賤金屬代替貴金屬制備電子漿料已 成為電子漿料發(fā)展方向。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，要求在越來越小的空間上安裝更多的器件，但遇到 的最大問題是金屬遷移，尤其是銀遷移將會使相鄰導(dǎo)體之間的絕緣電阻下降，漏電流增 加，嚴(yán)重的甚至有短路、電弧、介質(zhì)擊穿現(xiàn)象發(fā)生。據(jù)文獻(xiàn)報道，金屬遷移是許多微電路 發(fā)生災(zāi)難性失效的主要原因之一。它已成為電子產(chǎn)品邁向小型化、高集成化的一大難題。因 此如何克服銀導(dǎo)電材料的遷移短路問題，或者提高其它復(fù)合導(dǎo)電材料導(dǎo)電性，克服銀遷移 缺點(diǎn)是復(fù)合型導(dǎo)電材料的主要研究方向。銅的導(dǎo)電性能好，價格便宜，是銀理想的替代材料。但是由于超細(xì)銅粉的化學(xué)性能 比較活潑，易氧化給銅粉的大規(guī)模生產(chǎn)帶來極大的困難。近年來為提高銅粉的抗氧化能力， 國內(nèi)外先后采用硼酸(硼酸酷或硼有機(jī)鹽)溶液處理、磷酸鹽溶液處理、以及包覆等方法進(jìn) 行過許多的嘗試和探索。其中以銀包銅粉的方法最為可靠，認(rèn)為很有應(yīng)用前景，成為研究的 重點(diǎn)。美國、韓國、日本已相繼研究、生產(chǎn)了銀包銅粉，并已成為全球銀包銅粉的生產(chǎn)壟斷企 業(yè)。國內(nèi)由于銀包銅粉生產(chǎn)工藝步驟和影響因素復(fù)雜，研究進(jìn)展較為緩慢，目前市場上的銀 包銅粉大部分是進(jìn)口產(chǎn)品。在已有銀包銅粉專利及文獻(xiàn)中，只是對銀包銅粉制備方法及性 能研究較多，對鍍銀層的結(jié)構(gòu)，銀包銅粉漿料的抗遷移性能未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)抗遷移片狀銀包銅粉的制備方法，用于生產(chǎn)聚合物 導(dǎo)體漿料原料，通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種抗遷移片狀銀包銅粉的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟
(1)取片狀銅粉，用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸浸洗1 3分鐘至除去銅粉表面的氧化 物，再用水洗滌至中性；
(2)將步驟(1)所得片狀銅粉用水按液固比1:4 5，充分?jǐn)嚢瑁渲瞥摄~粉懸浮液；
(3)用水溶解硝酸銀，配制成質(zhì)量濃度為1.4 2. 2g/L的硝酸銀溶液；
(4)將步驟(2)所得銅粉懸浮液和步驟(3)所得硝酸銀溶液按體積比1 5 15進(jìn)行 混合，并于水浴溫度40 65°C下攪拌1 30分鐘；再加入還原劑A，攪拌5 60分鐘；最后加入還原劑B，攪拌30 90分鐘；
(5)將步驟(4)的反應(yīng)液進(jìn)行液固分離，得到銀包銅粉；再用水洗滌銀包銅粉至水為中 性無色；
(6)將步驟(5)的銀包銅粉與水進(jìn)行過濾，將固體置于30 60°C下烘干2 6小時， 即得到抗遷移片狀銀包銅粉。所述硝酸銀溶液的配制是用少量水將硝酸銀溶解，并邊攪拌邊向溶液中加入PH 調(diào)節(jié)劑，至生成的白色沉淀剛好溶解后，再過量兩滴，再加入水至硝酸銀溶液濃度為1. 4 2. 2g/L0所述還原劑A為濃度是0. 5 4. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亞磷酸鈉中一 種或幾種。所述還原劑B為濃度是0. 5 3. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亞磷酸鈉中一 種或幾種。所述PH調(diào)節(jié)劑為濃度是0. 1 1. 5 g/L的氨水。所述水為去離子水。本發(fā)明與公知技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便，設(shè) 備投資小。本發(fā)明是在制備銀包銅粉過程中加入兩種或兩種以上的還原劑，根據(jù)還原劑的 還原能力，控制加入的時間使銀鍍層呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)沉積并且銅粉露底，解決了銀導(dǎo)體漿料的 銀遷移缺點(diǎn)，降低導(dǎo)體漿料成本。與公知技術(shù)生產(chǎn)片狀銀包銅粉銀粉有著結(jié)構(gòu)上區(qū)別，抗遷 移片狀銀包銅粉有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)導(dǎo)電性好網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)銀鍍層，與相同含銀量的其它銀包銅粉比導(dǎo)電性更好；
(2)高附著力網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)銀鍍層具有流體可透過性，漿料中的樹脂很容易穿透網(wǎng) 狀，將片狀銀包銅粉固定在基體表面，解決了附著力差的關(guān)鍵技術(shù)問題；
(3)強(qiáng)抗遷移性能片狀銅粉表面沉積銀鍍層是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并且銅粉露底，銅的存在 抑制了銀包銅粉陽極中銀的溶解，銀離子濃度降低，使其在陰極上沉降速度和枝晶生長變 慢，使其具有強(qiáng)抗遷移性能。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1)取片狀銅粉，用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸浸洗1分鐘至除去銅粉表面的氧化物，再 用去離子水洗滌至中性；
(2)將步驟(1)所得片狀銅粉用去離子水按液固比1:5，充分?jǐn)嚢?，配制成銅粉懸浮液；
(3)用去離子水溶解硝酸銀，并邊攪拌邊向溶液中加入濃度是0.lg/L的氨水至生成的 白色沉淀剛好溶解后，再過量兩滴，再加入水至硝酸銀溶液濃度為1. 4g/L ；
(4)將步驟(2)所得銅粉懸浮液和步驟(3)所得硝酸銀溶液按體積比1 10進(jìn)行混合， 并于水浴溫度65°C下攪拌20分鐘；再加入濃度為4. 5 g/L的甲醛，攪拌5分鐘；最后加入 濃度為0. 5g/L的甲醛，攪拌90分鐘；
(5)將步驟(4)的反應(yīng)液進(jìn)行液固分離，得到銀包銅粉；再用去離子水洗滌銀包銅粉至 水為中性無色；
(6)將步驟(5)的銀包銅粉與去離子水進(jìn)行過濾，將固體置于50°C下烘干6小時，即得 到抗遷移片狀銀包銅粉。
所得微孔片狀銀粉平均尺寸為10微米，松裝密度0. 68克/厘米3，振實(shí)密度1. 45 克/厘米3。實(shí)施例2
(1)取片狀銅粉，用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸浸洗2分鐘至除去銅粉表面的氧化物，再 用去離子水洗滌至中性；
(2)將步驟(1)所得片狀銅粉用去離子水按液固比1:4，充分?jǐn)嚢?，配制成銅粉懸浮液；
(3)用去離子水溶解硝酸銀，并邊攪拌邊向溶液中加入濃度是1.0 g/L的氨水至生成的 白色沉淀剛好溶解后，再過量兩滴，再加入水至硝酸銀溶液濃度為2. 2g/L ；
(4)將步驟(2)所得銅粉懸浮液和步驟(3)所得硝酸銀溶液按體積比1 5進(jìn)行混合， 并于水浴溫度55°C下攪拌30分鐘；再加入濃度為0. 5g/L的葡萄糖和次亞磷酸混合溶液， 攪拌40分鐘；最后加入濃度為2. 5 g/L的水合胼，攪拌30分鐘；
(5)將步驟(4)的反應(yīng)液進(jìn)行液固分離，得到銀包銅粉；再用去離子水洗滌銀包銅粉至 水為中性無色；
(6)將步驟(5)的銀包銅粉與去離子水進(jìn)行過濾，將固體置于60°C下烘干2小時，即得 到抗遷移片狀銀包銅粉。所得微孔片狀銀粉平均尺寸為12微米，松裝密度0. 82克/厘米3，振實(shí)密度1. 60 克/厘米3。實(shí)施例3
(1)取片狀銅粉，用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸浸洗3分鐘至除去銅粉表面的氧化物，再 用去離子水洗滌至中性；
(2)將步驟(1)所得片狀銅粉用去離子水按液固比1:4，充分?jǐn)嚢?，配制成銅粉懸浮液；
(3)用去離子水溶解硝酸銀，并邊攪拌邊向溶液中加入濃度是1.5 g/L的氨水至生成的 白色沉淀剛好溶解后，再過量兩滴，再加入水至硝酸銀溶液濃度為1. 8g/L ；
(4)將步驟(2)所得銅粉懸浮液和步驟(3)所得硝酸銀溶液按體積比1 15進(jìn)行混合， 并于水浴溫度40°C下攪拌1分鐘；再加入濃度為3. Og/L的甲醛和水合胼混合溶液，攪拌60 分鐘；最后加入濃度為3. 5 g/L的葡萄糖和次亞磷酸鈉混合溶液，攪拌60分鐘；
(5)將步驟(4)的反應(yīng)液進(jìn)行液固分離，得到銀包銅粉；再用去離子水洗滌銀包銅粉至 水為中性無色；
(6)將步驟(5)的銀包銅粉與去離子水進(jìn)行過濾，將固體置于30°C下烘干4小時，即得 到抗遷移片狀銀包銅粉。所得微孔片狀銀粉平均尺寸為11. 0微米，松裝密度0. 75克/厘米3，振實(shí)密度 1.48克/厘米3。
權(quán)利要求
1.一種抗遷移片狀銀包銅粉的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟(1)取片狀銅粉，用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸浸洗1 3分鐘至除去銅粉表面的氧化 物，再用水洗滌至中性；(2)將步驟(1)所得片狀銅粉用水按液固比1:4 5，充分?jǐn)嚢瑁渲瞥摄~粉懸浮液；(3)用水溶解硝酸銀，配制成質(zhì)量濃度為1.4 2. 2g/L的硝酸銀溶液；(4)將步驟(2)所得銅粉懸浮液和步驟(3)所得硝酸銀溶液按體積比1 5 15進(jìn)行 混合，并于水浴溫度40 65°C下攪拌1 30分鐘；再加入還原劑A，攪拌5 60分鐘；最 后加入還原劑B，攪拌30 90分鐘；(5)將步驟(4)的反應(yīng)液進(jìn)行液固分離，得到銀包銅粉；再用水洗滌銀包銅粉至水為中 性無色；(6)將步驟(5)的銀包銅粉與水進(jìn)行過濾，將固體置于30 60°C下烘干2 6小時， 即得到抗遷移片狀銀包銅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(3)硝酸銀溶液的配制是 用少量水將硝酸銀溶解，并邊攪拌邊向溶液中加入PH調(diào)節(jié)劑，至生成的白色沉淀剛好溶解 后，再過量兩滴，再加入水至硝酸銀溶液濃度為1. 4 2. 2g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中還原劑A為濃度是 0. 5 4. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亞磷酸鈉中一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中還原劑B為濃度是 0. 5 3. 5 g/L的甲醛、水合胼、葡萄糖、次亞磷酸鈉中一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述水為去離子水。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述PH調(diào)節(jié)劑為濃度是0.1 1. 5 g/L的氨水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗遷移片狀銀包銅粉的制備方法，通過將片狀銅粉浸洗后配制成銅粉懸浮液；再與硝酸銀溶液混合，并于40～65℃下攪拌，加入還原劑A，攪拌后再加入還原劑B攪拌；將反應(yīng)液進(jìn)行液固分離，得到銀包銅粉；再用水洗滌銀包銅粉至水為中性無色；過濾后烘干，即得到抗遷移片狀銀包銅粉。本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便，設(shè)備投資小，所得抗遷移片狀銀包銅粉具有導(dǎo)電性好、高附著力、強(qiáng)抗遷移性能等特點(diǎn)，解決了銀導(dǎo)體漿料的銀遷移缺點(diǎn)，降低了導(dǎo)體漿料成本。
文檔編號B22F1/02GK102133636SQ20111005680
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者朱曉云, 朱梓瑜, 苳蔓 申請人:昆明理工大學(xué)