[发明专利]一种导电浆料用抗氧化铜银复合粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子材料、粉体材料制备领域，具体的说，涉及一种导电浆料用耐高温抗氧化铜银复合粉及其制备方法。

背景技术

银是导电性最好的金属，且其具有氧化物导电、性能稳定等优点，因此以其为主要功能相制备的导电浆料应用最为广泛。近年来银粉价格不断增长，进而造成导电银浆价格增长。同时银浆料存在银易迁移和耐焊性差等缺点。因此开发贱金属导电浆料来取代贵金属导电浆料已成为导电浆料的发展方向。而铜粉价格较低，仅为银的1/20左右，且在所有金属中其导电性仅次于银，是银的理想替代材料。但是铜粉性质活泼，极易氧化生成绝缘的氧化物，极大的影响了其导电性能，限制了其在导电浆料中的应用。近年来，为改善铜粉抗氧化性，国内外进行了大量的尝试和探索，而银包铜粉效果最好，其原理主要是通过在铜粉表面镀一层银，避免铜与空气接触，来提高铜粉的抗氧化性。银包铜粉结合了铜粉和银粉的优点，克服了单一使用时的缺点，在电子浆料、电磁屏蔽等领域具有极大的应用前景。

银包铜粉常用的方法有两种。一种是化学置换法，主要利用铜粉和银氨溶液直接发生置换反应，从而在铜粉表面生成一层银。此方法虽然工艺简单，但是置换过程中生成的[Cu(NH₃)₄]²⁺会与[Ag(NH₃)₂]⁺发生竞争吸附，而铜粉表面优先吸附[Cu(NH₃)₄]²⁺，进而排斥[Ag(NH₃)₂]⁺与铜粉的接触，抑制了银粒子在其表面沉积，最终使得一次性包覆只能得到点缀型结构。另一种方法则是化学镀法，一般是利用还原剂还原硝酸银或银氨溶液，使银沉积在铜粉表面。虽然用此方法可以制备包覆完整的银包铜粉，但是此过程中铜银置换反应不可避免，会生成[Cu(NH₃)₄]²⁺阻碍银的沉积，导致银层不均匀。此外，化学镀法制备的银包铜粉银层存在大量空隙、不致密，在高温烧结过程中，氧可以通过空隙快速扩散到银包铜粉内部，导致铜粉被氧化。

授权公告号为CN 100467196C的专利公开了一种Cu-Ag核壳复合金属粉末的制备工艺，该工艺包括预镀、两次葡萄糖浴和两次致密化处理，其致密化处理是在氢气、氮气或氩气保护下，200-500℃保温一小时，工艺复杂，成本较高。

授权公告号为CN 1176234C的专利公开了一种耐高温抗氧化贱金属组合物及其生产方法。组合物包括30-54份铜粉和70-46份银。生产方法包括配置敏化液、银氨溶液和工艺，工艺为浸渍、搅拌、酸洗、敏化、清洗、镀铜、真空热处理、成品，其中真空热处理工艺为200-600℃保温2-3小时。工艺复杂，含银量高以及真空热处理造成成本较高。

发明内容

为了解决现有技术存在的工艺复杂、含银量高及真空热处理成本高的缺点，本发明提供一种导电浆料用抗氧化铜银复合粉及其制备方法，高温抗氧化性能好，价格低廉，工艺简单。

本发明的技术方案为：一种导电浆料用抗氧化铜银复合粉的制备方法，包括以下步骤：铜粉表面化学镀银、表面无机物包覆、热处理，由铜粉表面化学镀银、表面无机物包覆、热处理三个步骤组成；

铜粉表面化学镀银：第一步，先进行置换法预镀银，将洁净的铜粉加入到含有分散剂的水溶液中，搅拌形成悬浮液，滴加银氨溶液，待反应完全后，过滤，酸洗，水洗，得置换法银包铜粉；铜粉含量为5~100克/升；第二步，还原法镀银，在搅拌状态下将硝酸银的水溶液滴加到含有还原剂和分散剂的置换法银包铜粉的悬浮液中，并用氨水调节反应溶液的pH值在3~13之间，温度控制在10~90℃，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后得还原法银包铜粉；所述的硝酸银水溶液的浓度为15~300克/升；置换法银包铜粉的含量为5~100克/升。

表面无机物包覆：将还原法银包铜粉加入到油酸或偶联剂溶液中，油酸或偶联剂在溶液中的含量为0.1-5克/升，搅拌反应后，过滤，干燥，加入到低级醇中，然后超声搅拌分散均匀，还原法银包铜粉含量为5-100克/升；然后，再依次加入硅醇盐、含硼化合物、去离子水，滴加氨水进行反应，反应温度控制在20-90℃，待反应完全后，静置、过滤、干燥后即得包覆无机物的铜银粉，最后进行热处理得到成品导电浆料用抗氧化铜银复合粉。