[发明专利]导电浆料用银钯合金粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金制备技术领域，具体涉及导电浆料用银钯合金粉的制备方法。

背景技术

以贵金属或贵金属合金为导电相的电子浆料被大量用于制造多层片式陶瓷电容器、厚膜集成电路、电阻器、电阻网络、太阳能电池电极等各类电子元器件。由于金属银具有高电导率，抗氧化高稳定性及使用性能优异等特点，以银为金属导电相的电子浆料在电子工业中用量大、范围广。但是，以纯银为导电相的电子浆料存在银离子容易迁移、耐焊锡侵蚀能力差的缺点，因此对电子器件可靠性造成不利影响。金属钯能够与银形成无限互溶体，在银粉末中加入金属钯能够降低银离子迁移，并提高银的耐焊锡侵蚀能力。目前，银钯导电浆料已经应用在厚膜集成电路、陶瓷电容器、敏感器件及太阳能电池器件等领域。随着电子器件向着微型化、集成化、智能化和多功能化方向发展，对银钯导电浆料的技术要求与产品种类、数量在不断增加。

目前，制造银钯合金的方法包括化学还原技术、机械混合法、电化学沉积法以及喷雾热解法。机械混合法制造耗时长、混合不易均匀且易受混合介质污染，使用过程中银钯浆料中粉体分层而降低导电浆料性能；电化学沉积法制造的粉体不均匀，成本也较高；喷雾热解制造的合金粉尺寸较大，尺寸分布宽而且成品收率较低(Journal of material science 26(1991)2477-2482)。因此制造银钯合金粉末的主要技术是化学还原法，此法合成粉末的形态好呈球形，尺寸与形状均匀，合成技术路线相对简单，成本较低适于批量制造。

液相化学还原法是指在液相、固相或气相条件下，用还原剂还原银、钯的化合物来制备粉末的方法。其中在水系溶剂或非水系溶剂等液态环境中，以可溶性金属盐溶液及各类还原剂为初始物的液相化学还原法最为普遍。其一般步骤是：使含银、钯化合物溶液和还原剂溶液混合，将正价态离子的贵金属元素还原成零价态元素，在此过程中银钯被还原并成核长大；并在溶液反应体系中配合添加保护剂，使被还原出的金属粉末稳定存在；经过固液分离、清洗、干燥，获得所需金属粉末。

以化学还原法制造银钯合金粉末时，影响粉末性态的因素十分复杂。其中，合成反应温度、溶液反应体系浓度和初始酸碱度、氧化剂与还原剂溶液混合方式和混合速率、还原剂类型和浓度、分散剂类型和浓度、搅拌速率、陈化温度和时间等等都对制造的银钯合金粉末或共沉淀粉末的物理化学性质有重要影响。例如，银、钯元素的电化学反应电极电位不同造成还原时两种金属元素分别被还原，形成金属混合物粉末而不是合金粉末。以氨溶液调节金属盐溶液的pH值到2附近，形成贵金属氨合离子后减小了银钯两种金属的化学还原电位差值，使两者能够以金属合金的形式沉淀[中国有色金属学报，1998, 第8卷增刊2，406-408]。又例如，氧化剂与还原剂溶液混合速率对颗粒尺寸影响很大，高的混合速率有利于获得制造细颗粒银钯合金粉末。因为液相化学还原法制造银钯合金粉末时影响因素甚多且复杂，造成批量制造银钯合金粉末时，控制粉末尺寸、形状以及尺寸分布及化学组分均匀性仍然具有相当困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种导电浆料用银钯合金粉的制备方法，制备化学成分比例准确，分布均匀，粒度大小和形状可控的银钯合金粉。

实现本发明目的的技术方案按以下工艺步骤进行：

（1）首先将分散剂分别加入银或钯的无机盐溶液、第一还原剂溶液、银与钯摩尔比为7:3的无机盐溶液和第二还原剂溶液中；

（2）将加有分散剂的银或钯的无机盐溶液与加入分散剂后的第一还原剂溶液在8秒内混合，然后在10～90℃温度下反应40min制成第一混合溶液；

（3）在15～30℃温度下，分别将加有分散剂的银与钯质量比为7:3的无机盐溶液和加有分散剂的第二还原剂溶液加入到第一混合溶液中，然后调整PH值<2制成第二混合溶液，银与钯的无机盐溶液加入第一混合溶液的速度为0.8ml/min，第二还原剂的加入第一混合溶液的速度为1ml/min；

（4）对制成的第二混合溶液进行陈化处理60min，离心分离出固体粉末颗粒，常温下经过2次水洗和2次乙醇清洗后，在85～95℃温度下干燥，直接获得最终的导电浆料用的银钯合金粉；或者在干燥后，再经过200～700℃，3小时的热处理，获得最终的导电浆料用银钯合金粉； 

所述的分散剂选用阿拉伯树胶或聚乙烯吡咯烷酮，分散剂的加入总量为银或钯无机盐质量的0.01～0.05%；分散剂的加入方式是将加入的总量平均分为4份，分别加入银或钯无机盐溶液、第一还原剂溶液、银与钯摩尔比为7:3的无机盐混合溶液和第二还原剂溶液中；