一種銅粉表面化學(xué)鍍銀的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種銅粉表面化學(xué)鍍銀的方法，屬于化學(xué)鍍銀技術(shù)領(lǐng)域。所述方法是將銅粉加入５～１０％的稀酸中，除去銅粉表面的氧化物；將銅粉重量的１～３０％的分散劑、１０～６０％穩(wěn)定劑加入去離子水中構(gòu)成還原液，加入銅粉攪拌；取硝酸銀加入去離子水中，加氨水，攪拌后加氫氧化鈉，得到銀胺溶液；在攪拌的條件下，將銀胺溶液加入到還原液中，１０～５０分鐘完成銅粉表面的化學(xué)鍍銀；過(guò)濾分離洗滌，真空干燥后得到銀包銅粉。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供的銀包銅粉制備工藝、原料組成簡(jiǎn)單，符合環(huán)保需要，易于大規(guī)模生產(chǎn)；而且將銀胺溶液加入到還原液中，可以減少或消除容器壁上的銀鍍層，減少浪費(fèi)，銀轉(zhuǎn)化率高，獲得的銀包銅粉電阻率小于２×１０↑［－４］Ωｃｍ。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及，屬于化學(xué)鍍銀
獲得的鍍銀銅粉具有高的抗氧化性能、抗電遷移能力和低的電阻值。鍍銀銅粉作為導(dǎo)電填料制備的導(dǎo)電膠，作為導(dǎo)電連接材料應(yīng)用在電子器件、集成電路領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
導(dǎo)電膠具有無(wú)鉛污染、重量低、固化溫度低等優(yōu)點(diǎn)，作為導(dǎo)電連接材料是錫鉛焊料的替代品。在各種導(dǎo)電膠中，銅導(dǎo)電膠價(jià)格便宜，成本低，但在制作過(guò)程中銅粉特別容易氧化，導(dǎo)致連接導(dǎo)電性不好；鎳導(dǎo)電膠大體性能與銅相似；金導(dǎo)電膠性能穩(wěn)定且電阻率低，但價(jià)格貴，不適宜在工業(yè)中廣泛應(yīng)用；銀導(dǎo)電膠綜合性能比較好，在電子制造工業(yè)中應(yīng)用成本偏高，有銀遷移的缺陷。表面包覆金屬粒子導(dǎo)電膠，如在銅粉表面鍍銀而填充得到的導(dǎo)電膠，不僅可以降低導(dǎo)電膠的成本，還可以克服銅導(dǎo)電膠中銅粉嚴(yán)重氧化的缺陷，并克服銀導(dǎo)電膠中銀遷移的缺陷，其電阻率達(dá)到10-4Ω·cm的級(jí)別，可以滿(mǎn)足電子工業(yè)中的應(yīng)用。金屬、非金屬的表面化學(xué)鍍銀技術(shù)已經(jīng)很成熟，銅粉表面的化學(xué)鍍銀以及鍍銀銅粉的導(dǎo)電膠也有報(bào)道。吳懿平等在2～8μm細(xì)片狀銅粉表面鍍銀二乙烯三胺和多乙烯多胺與硝酸銀混合，在40℃下攪拌2h，配置成銀胺溶液。在40℃下，稀硫酸處理的銅粉加入銀胺溶液，攪拌30min，得到一次鍍銀銅粉。再用5％的稀硫酸對(duì)一次鍍銀銅粉進(jìn)行沖洗，然后用蒸餾水清洗，再轉(zhuǎn)入到銀胺溶液中進(jìn)行再次化學(xué)置換鍍銀，反復(fù)幾次，得到表面連續(xù)的鍍銀層。高保嬌等采用銀氨溶液進(jìn)行銅粉的表面鍍銀，并且多次施鍍獲得連續(xù)的銀鍍層。譚富彬等用硝酸銀與三乙烯四胺、二乙烯三胺、乙二胺、多乙烯多胺、四乙烯五胺、氨水等配制成銀胺絡(luò)離子溶液，進(jìn)行銅合金粉的化學(xué)鍍銀。鍍銀前需要對(duì)銅粉表面進(jìn)行敏化及活化。專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利公開(kāi)了一種用置換反應(yīng)制備銀包覆銅粉的方法，用于抗菌劑的制備，沒(méi)有提到粉末的導(dǎo)電性能。傅振曉等采用氰化銀與銅粉置換反應(yīng)獲得銀包覆銅粉，并制備導(dǎo)電膠。專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利公開(kāi)了一種銀鍍銅粉的制備方法，采用胺類(lèi)化合物對(duì)硝酸銀進(jìn)行絡(luò)合，并且需要在一定溫度下進(jìn)行化學(xué)鍍。專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利公開(kāi)了一種鍍銀銅粉的方法，將鰲合萃取劑與銀胺溶液混合，加入銅粉在40～90℃條件下進(jìn)行化學(xué)鍍銅。上述進(jìn)行銅粉表面化學(xué)鍍銀的工藝，存在的缺點(diǎn)是銀氨溶液的組分復(fù)雜、氰化銀有毒、施鍍次數(shù)多、有些需要在高于室溫的條件下進(jìn)行化學(xué)鍍、銅粉表面需要敏化活化等，而且在施鍍過(guò)程中，鍍槽內(nèi)壁容易沉積銀層造成銀的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種組分和工藝簡(jiǎn)單、在室溫下進(jìn)行一次化學(xué)鍍的銅粉表面化學(xué)鍍銀工藝，并且該工藝操作不會(huì)在鍍槽表面沉積銀層。獲得的銀包銅粉具有高的抗氧化性能和低的電阻率。利用該工藝得到的銀包銅粉制備導(dǎo)電膠，在電性能滿(mǎn)足要求的條件下，可以降低導(dǎo)電膠的成本。本專(zhuān)利技術(shù)提出的，其特征在于，所述方法依次按如下步驟進(jìn)行(1)將銅粉加入5～10％重量百分比的稀酸中，除去銅粉表面的氧化物；(2)將銅粉重量的1～30％的分散劑、10～60％穩(wěn)定劑加入去離子水中構(gòu)成還原液，加入銅粉攪拌；(3)取硝酸銀加入去離子水中，加入氨水，攪拌使硝酸銀水溶液透明，然后加入氫氧化鈉，攪拌溶液發(fā)生沉淀，再加入氨水，溶液再次透明，得到銀胺溶液；(4)在攪拌的條件下，將步驟3的銀胺溶液加入步驟2的還原液中，10～50分鐘完成銅粉表面的化學(xué)鍍銀；(5)過(guò)濾分離，去離子水或乙醇洗滌，40～80℃真空干燥后得到銀包銅粉。在上述方法中，步驟1所述的稀酸為硝酸、硫酸或甲酸。在上述方法中，步驟2所述的分散劑為醋酸鈉、草酸鈉、檸檬酸鈉、十二烷基磺酸鈉的一種或幾種混合物。在上述方法中，步驟2所述的穩(wěn)定劑為聚乙二醇、葡萄糖和乙醇。在上述方法中，步驟3所述的硝酸銀用量為占銅粉重量的10～50％。在上述方法中，步驟3所述的氨水加入量為占銀胺溶液體積的1～20％；在上述方法中，步驟3所述的氫氧化鈉加入量為占硝酸銀加入量的5～30％。在上述方法中，步驟4所述的還原液體積為每克銅構(gòu)成的還原液體積為15～35毫升；銀胺溶液的體積與還原液體積相當(dāng)。在上述方法中，步驟4所述的還原液中葡萄糖加入量為0.02～0.10克/毫升；乙醇濃度為5～20％。本專(zhuān)利技術(shù)獲得的銀包銅粉，銀含量為10％～20％，銅含量為80％～90％銀(重量百分比)。本專(zhuān)利技術(shù)提供的銀包銅粉制備工藝、原料組成簡(jiǎn)單，符合環(huán)保需要，易于大規(guī)模生產(chǎn)；而且將銅粉和還原液加入銀胺溶液中，可以減少或消除容器壁上的銀鍍層，減少浪費(fèi)，銀轉(zhuǎn)化率高。獲得的銀包銅粉電阻率小于2×10-4Ωcm；以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，添加60～75％重量百分比的銀包銅粉，制備的各向同性熱固化導(dǎo)電膠電阻率小于6×10-4Ωcm，具有較高的抗氧化能力。實(shí)施例2取銅粉50克，加入5％的稀硝酸，除去銅粉表面的氧化物。蒸餾水洗滌3次，濾除水待用。取12克硝酸銀加入1000毫升去離子水，加入氨水100毫升，攪拌，獲得透明溶液。加入4克氫氧化鈉，攪拌后加入氨水25毫升獲得透明銀胺溶液。在1000毫升去離子水中加入50克葡萄糖、110毫升乙醇、18克聚乙二醇、7克檸檬酸鈉，攪拌均勻得到還原液。然后將處理過(guò)的銅粉加入還原液中，攪拌后加入銀胺溶液，攪拌35分鐘。過(guò)濾后去離子水清洗3次，過(guò)濾，60℃真空干燥得到鍍銀銅粉。實(shí)施例3取銅粉100克，加入8％的甲酸，除去銅粉表面氧化物。蒸餾水洗滌3次，濾除水待用。取42克硝酸銀加入2300毫升去離子水，加入氨水220毫升，攪拌，獲得透明溶液。加入10克氫氧化鈉，攪拌后加入氨水70毫升獲得透明銀胺溶液。在2400毫升去離子水中加入140克葡萄糖、180毫升乙醇、50克聚乙二醇、15克醋酸鈉，攪拌均勻得到還原液。然后將處理過(guò)的銅粉加入還原液中，攪拌后加入銀胺溶液，攪拌45分鐘。過(guò)濾后乙醇清洗3次，過(guò)濾，50℃真空干燥得到鍍銀銅粉。實(shí)施例3取銅粉100克，加入6％的稀硝酸，除去銅粉表面氧化物。蒸餾水洗滌3次，濾除水待用。取42克硝酸銀加入2300毫升去離子水，加入氨水220毫升，攪拌，獲得透明溶液。加入10克氫氧化鈉，攪拌后加入氨水70毫升獲得透明銀胺溶液。在2400毫升去離子水中加入140克葡萄糖、180毫升乙醇、50克聚乙二醇、10克醋酸鈉，8克草酸鈉，攪拌均勻得到還原液。然后將處理過(guò)的銅粉加入還原液中，攪拌后加入銀胺溶液，攪拌45分鐘。過(guò)濾后乙醇清洗3次，過(guò)濾，60℃真空干燥得到鍍銀銅粉。實(shí)施例5取銅粉200克，加入6％的稀硫酸，除去銅粉表面氧化物。蒸餾水洗滌3次，濾除水待用。取90克硝酸銀加入5000毫升去離子水，加入氨水500毫升，攪拌，獲得透明溶液。加入25克氫氧化鈉，攪拌后加入氨水150毫升獲得透明銀胺溶液。在5000毫升去離子水中加入300克葡萄糖、400毫升乙醇、100克聚乙二醇、10克醋酸鈉，10克檸檬酸鈉，15克十二烷基磺酸鈉攪拌均勻得到還原液。然后將處理過(guò)的銅粉加入還原液中，攪拌后加入銀胺溶液，攪拌45分鐘。過(guò)濾后乙醇清洗3次，過(guò)濾，70℃真空干燥得到鍍銀銅粉。權(quán)利要求1.，其特征在于，所述方法依次按如下步驟進(jìn)行(1)將銅粉加入5～10％重量百分比的稀酸中，除去銅粉表面的氧化物；(2)將銅粉重量的1～30％的分散劑、10～60％穩(wěn)定劑加入去離子水中構(gòu)成還原液，加入銅粉攪拌；(3)取硝酸銀加入去離子水中，加入氨水，攪拌使硝酸銀水溶液透明，然后加入氫氧化鈉，攪拌溶液發(fā)生沉淀，再加入氨水，溶液再本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種銅粉表面化學(xué)鍍銀的方法，其特征在于，所述方法依次按如下步驟進(jìn)行：（１）將銅粉加入５～１０％重量百分比的稀酸中，除去銅粉表面的氧化物；（２）將銅粉重量的１～３０％的分散劑、１０～６０％穩(wěn)定劑加入去離子水中構(gòu)成還原液，加入銅 粉攪拌；（３）取硝酸銀加入去離子水中，加入氨水，攪拌使硝酸銀水溶液透明，然后加入氫氧化鈉，攪拌溶液發(fā)生沉淀，再加入氨水，溶液再次透明，得到銀胺溶液；（４）在攪拌的條件下，將步驟３的銀胺溶液加入步驟２的還原液中，１０～５０分鐘 完成銅粉表面的化學(xué)鍍銀；（５）過(guò)濾分離，去離子水或乙醇洗滌，４０～８０℃真空干燥后得到銀包銅粉。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭文利，梁彤祥，閆迎輝，趙興宇，郝少昌，唐春和，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：清華大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：11[中國(guó)|北京]