[發明專利]一種可調粒徑單分散高結晶銀粉的制備方法

有效

• 申請號: 201210071985.8
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102554265A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 胡曉斌;宗志杰;李浩然;錢宇偉;趙斌元
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;寧波晶鑫電子材料有限公司
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及一種電子元件領域的材質及方法，具體是一種可調粒徑單分散高結晶銀粉的制備方法。

背景技術

高純、高分散、超細粉末的制備是當前材料科學研究的熱點之一。在電子工業中，銀粉廣泛用于制造各種導電漿料，用于印刷電路及電子元件的內外電極。由于做電子技術的發展，印刷電路及電子元件的精密化和小型化，要求銀粉向高純、高分散和超細的方向發展，在形狀上盡可能呈球形或類球形。

銀粉的制備方法包括氣相法、固相法和液相法。氣相法的投資大、能耗高、產率低；固相法制備的銀粉的粒徑偏大而且粒徑分布范圍寬，一般應用于陶瓷粉體的制備，而在金屬粉體的工業制備應用較少；液相法工藝過程比較簡單，粉體顆粒大小和形狀容易控制，是目前低成本制備銀粉的常用方法。對于制備印刷電路及電子元件的內外電極銀漿，需要用多種粒徑(D₅₀)的銀粉進行復配，從而才可以有效的降低燒結后電極的電阻。同時通過這種復配，能夠使燒結后的電極在微觀上形成一定結構。這種結構性的電極可以保持高導電率的同時降低所用銀粉的含量，可以大大的降低銀漿成本。

經過對現有技術的檢索發現，如果使用中國知識產權局2000年9月20日公開的發明專利申請《納米級銀粉的制備方法》公開號CN1266761A，該發明是將硝酸銀加水溶解，再加氨水制成銀氨溶液，然后緩慢加入由還原劑和保護劑配成的還原溶液，還原劑是抗抗壞血酸、水合肼或氫硼化鈉，保護劑是聚乙烯吡咯烷酮(PCP)、烷基硫醇(RSH)、油酸或棕櫚酸，銀氨溶液中的銀被還原成納米級的銀粉，過濾出銀粉后，將其浸泡在作為鈍化劑的油酸中，過濾除去油酸，真空干燥后，即得到納米級銀粉。該發明方法制得的納米級銀粉穩定性、分散性好，但工藝較復雜，工業化生產有一定難度。如果使用中國知識產權局2011年9月7日公開發明專利《高振實密度球形銀粉及其制備和應用》公開號CN102172777A，該發明將硝酸銀-氨水混合液和含有L-抗壞血酸、保護劑和表面活性劑的混合還原液均勻混合反應，所得沉淀經清洗干燥后即為高振實密度球形銀粉。此發明所制得銀粉振實密度高、分散范圍窄、其顆粒球形度高。但產出銀粉的粒徑單一，不適用于高分辨率，高導電率的銀漿制備。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種工藝簡單、成本低的可調粒徑單分散高結晶銀粉的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種可調粒徑單分散高結晶銀粉的制備方法，其特征在于，將酸性銀鹽溶液和含有還原劑、分散劑和穩定劑的混合還原液均勻混合反應，同時，通過調節分散劑和穩定劑的用量，所得沉淀經清洗干燥后即為可調粒徑單分散高結晶銀粉。

所述的酸性銀鹽溶液為碳酸銀溶液或硝酸銀溶液，其中銀鹽量為0.3-0.6mol/L；

所述的混合還原液的組分及含量為：還原劑所用摩爾量為銀離子摩爾量的0.5-0.7倍、穩定劑所用質量為銀離子質量的0.02-0.008倍、分散劑所用摩爾量為銀離子摩爾量的0.01-0.8倍，所述的混合還原液的pH值小于或等于2。

所述的還原劑為D-抗壞血酸、L-抗壞血酸、以及其鹽類的一種或幾種；所述的穩定劑為碳酸鉀、硝酸鉀或硫酸鉀中的一種；所述的分散劑為聚乙烯基吡咯烷酮、油酸、硬脂酸銨中的一種。

通過調節分散劑和穩定劑的用量調節銀粉的粒徑，其中分散劑及保護劑用量與銀粉粒徑范圍的關系如下表：

所述的混合反應是指：在低速攪拌下，控制反應溫度為5-40℃，反應時間5-10分鐘，待反正后沉降2-4小時后將上清反應液倒去取其沉淀。

所述的低速攪拌的速度為300-500rmp。

所述的混合反應中涉及的容器均在溫度70-90℃下，在清洗液中清洗10-20min，然后用去離子水洗凈，所述的清洗液為Na₃PO₄?90-100g/L、Na₂CO₃?120-150g/L、NaOH?125-150g/L、H₂O₂?20-50ml/L的混合液。

所述的沉淀經清洗干燥是指：將混合反應的沉淀用去離子水清洗至電導率＜50us/cm，再用丙酮或無水酒精清洗2-3次，最后在鼓風干燥箱內40-50℃，干燥24-36小時；最后將干燥后的銀粉進行打粉，過篩網即可成粉。

配制酸性銀鹽溶液和混合還原液，所用的水都為去離子的純凈水。