[發(fā)明專利]一種鎳基銀導電漿料的制備方法

有效

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• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102723142A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 謝吉民;陳國云;荊俊杰;秦慧儒;李文華;姜德立;陳敏;章明美
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/22;H01B1/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發(fā)明涉及一種鎳基銀導電漿料的制備方法，特別是涉及采用鎳-銀核殼結構納米金屬粉作為導電相制備導電漿料的方法，屬于導電漿料技術領域。

背景技術

導電漿料產品是集材料、冶金、化工、電子技術于一體的電子功能材料,是混合集成電路、敏感元件、表面組裝技術、電阻網絡、顯示器,以及各種電子分立元件等的基礎材料。主要被應用于厚膜混合集成電路、電阻器、多層陶瓷電容器、電阻網路、敏感元器件表面組裝技術等電子行業(yè)領域，是電子信息材料的重要組成部分。

金、銀、鈀、銥、鉑等貴金屬由于具有穩(wěn)定性強、精度高、可靠性好和壽命長等優(yōu)良性能，常作為首選的導電漿料用金屬；但隨著近幾年貴金屬價格的不斷上漲，為降低成本，使用銅、鎳、鋁、鋅、錫等賤金屬來代替昂貴的貴金屬，是當前導電漿料發(fā)展的必然趨勢。其次，一些電子元器件的電性能要求用性能優(yōu)于貴金屬漿料的賤金屬漿料。例如，在多層片式陶瓷電容器中，在保護氣氛下用燒結鎳、銅漿料作為內電極以取代?Ag－Pd?內電極；在發(fā)熱材料中，用?Ni-Cr?漿料取代?RuO₂及?PdO?漿料，均可使制造成本大大下降。

賤金屬中，鎳具有良好的導電性、化學穩(wěn)定性、可焊性以及耐焊性。以鎳為導電相制得的導電漿料具有絲網印刷性能良好、電導率高、抗焊性好、無電子遷移、成線性及分辨性好等優(yōu)點。在一些使用鎳金屬導電漿料的電子元器件上，其電性能要明顯優(yōu)于使用貴金屬材料，如：(1)在多層片式陶瓷電容器(MLCC)中，使用燒結鎳、銅漿料做內電極取代Ag-Pd內電極，可使制造成本下降約70％，并提高MLCC的容量，降低內部短路的發(fā)生幾率，提高產品的可靠性；(2)在直流等離子平板顯示器中，銀電極易發(fā)生濺射導致短路，而鎳是強耐電流電壓轟擊的陰極材料，其將逐漸取代銀電極；(3)在單晶硅太陽能電池中，柵極(受光面)采用摻雜了Ni粉的銀電極，可使電極與硅形成歐姆接觸，提高電池的生產效率，并具有良好的老化性；(4)發(fā)熱材料Ni-Cr漿料燒結后，其工作態(tài)的電阻比非工作態(tài)約高1.5-2.0倍，有利發(fā)熱體自身控制功率增大，延長發(fā)熱體壽命，而RuO₂及PdO不具備這一優(yōu)點。但缺點是對工藝要求高，老化性能不如貴金屬好，Ni?粉經高溫燒結熔結形成金屬網絡結構，但與陶瓷基片的結合強度較低，只有靠玻璃粘結。玻璃粉的含量很低，其流變性很好，在電極燒結溫度下，流變性很好的玻璃能流過金屬網的細小空隙，使金屬網牢固地附著在基片上。有些Ni漿必須在低含氧量燒結氣氛中燒成，燒結工藝復雜，對設備要求高。

核殼型鎳-銀納米金屬粉是指以一種金屬鎳粉微粒為核，而在其表面包覆另一種金屬銀形成殼的結構，這種復合微粒的發(fā)展是建立在鎳粉微粒表面鈍化的基礎上。由于鎳粉微粒存在大的比表面積，微粒的表面結構對微粒的化學、物理性質有著重要的影響，利用各種有機和無機材料對鎳粉表面進行修飾，可以有效地消除表面缺陷，從而實現(xiàn)對鎳粉性質的宏觀控制。這種核殼結構不僅保持了原有金屬鎳芯核的物化性能，還具有銀包覆層優(yōu)良的金屬特性，提高了單純鎳粉的抗氧化性和熱穩(wěn)定性，保持了鎳和銀的高導電性；而且包覆粉中鎳能抑制銀的溶解，可以克服銀導電膠中銀遷移的缺陷，達到節(jié)約貴金屬、保護環(huán)境的目的。因此，在光學、磁學、催化、生物化學、生物醫(yī)學領域、電子漿料、導電填料、導電涂料、電子屏蔽材料等許多領域都具有良好的應用前景。本發(fā)明在現(xiàn)有基礎上，用化學鍍法在不加保護劑的條件下制備了分散性好的納米鎳-銀核殼結構納米粒子，并以此作為導電相制備了鎳基導電漿料，研究了燒結溫度、燒結氛圍等對導電漿料性能的影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種鎳基導電漿料的制備方法。具體操作步驟如下：

1）納米鎳粉的制備：量取0.2mol/L的醋酸鎳于燒瓶中，攪拌下加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）并使之混合均勻；在混合液中加入一定量的水合肼，用1mol/L的NaOH?溶液迅速調節(jié)溶液?pH?值為13~14，水浴80℃加熱1h后冷卻至室溫，產物用磁鐵分離，用去離子水、無水乙醇洗滌，40℃真空干燥12h得到納米鎳粉。