一种铜银复合粉的制备方法和导电胶技术

本发明专利技术公开了一种高导电抗氧化铜银复合粉的制备方法，包括以下步骤：(1)采用气雾化法制备铜银合金粉，所述铜银合金粉中银的质量百分数为3％～14％；(2)将步骤(1)制备的铜银合金粉在真空或惰性气氛中进行时效处理得到铜银复合粉。本发明专利技术先利用气雾化制备的铜银合金粉为球形，粒径范围选择性大(1～120μm)，银含量低，经时效处理后富银相在晶界等缺陷处优先析出并形成连续空间网络结构，有利于银导电网络的形成，在一定程度上增强了导电性能。同时，由于基体内缺陷(晶界、孔隙、孔洞)等被析出的银相所覆盖，有效抑制了铜银粉末在较高温度下于晶界等缺陷位置的优先氧化，可明显提高基体的起始氧化温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于粉末冶金
，尤其涉及一种高导电、抗氧化的铜银复合粉的制备方法和导电胶。
技术介绍
众所周知，银、铜是导电性能最好的两种金属，是电子工业不可或缺的材料。由于银具有极高的导电导热性能与化学稳定性(高温下抗氧化性能好)，银粉已作为导电填料在很长一段时间内被视为电子工业用浆料的首选材料。然而，银存在一些自身难以避免的问题，如在直流电作用下易发生银离子迁移及成本高等缺点。尤其是银离子的迁移现象而导致的电路短路问题已成为电子产品迈向小型化、高集成化的一大难题。相对于银，铜有价格便宜、优良的导电性、抗迁移性能远远高于银等一系列优点，是导电银粉首选的替代材料。但由于铜粉在制备及服役过程中容易被氧化等问题，其导电性能受到抑制。如何在保持铜粉高导电的基础上提高其抗氧化性能，是关系到其能否作为导电、屏蔽填料的关键技术之一。中国专利公开号CN101294281A，公开了“一种低温浆料用镀银铜粉的制备方法”，该产品的Ag含量普遍高于30％，但在200℃左右有明显氧化，影响该铜银双金属粉的服役稳定性。中国专利公开号CN101664803A公开了“包覆型铜银双金属粉的制备方法”，该方法在基于公开号为CN101294281A的中国专利基础上，通过调节溶液的pH值，离子掩蔽剂能够在最佳的范围内发挥其掩蔽活性，促进银在铜表面沉积。这些制备铜银复合粉的方法主要以化学方法为主，它们存在铜银试剂利用率较低，工序繁多以及大量废液排放等共性问题。此外，这些传统方法制备的点缀结构的镀层粉末，表面含银量低、不具备常温抗氧化性，造成银的无效浪费，同时还存在沉积速度不高、颗粒间团聚较严重、银镀层与铜粉的结合力不强等突出问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种铜银复合粉的制备方法，该方法制得的铜银复合粉在保持高导电性能的同时，抗氧化性好，特别适合应用于环境温度较高、导电率要求高、服役性能稳定的电子器件及其包装方面，如电极、电磁屏蔽涂料、表面组装用导电胶、导电连接点胶。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种铜银复合粉的制备方法，包括以下步骤：(1)采用气雾化法制备铜银合金粉，所述铜银合金粉中银的质量百分数为3％～14％；(2)将步骤(1)制备的铜银合金粉在真空或惰性气氛中进行时效处理得到铜银复合粉。上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，时效处理过程中，时效温度为150～350℃，时效时间为10～600min，时效结束后自然冷却至50℃以下可取样。上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，时效处理过程中的真空压力小于0.1MPa。上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，所述惰性气体为氩气或氮气。上述的制备方法，优选的，所述气雾化法为氮气或氩气雾化法。上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，制备得到的铜银合金粉的粒径为120微米以下。上述的制备方法，优选的，将步骤(1)制备的铜银合金粉进行筛分，筛选出粒径分布为10～25微米的粉末再进行步骤(2)的时效处理。上述的制备方法，优选的，时效处理后得到的铜银复合粉中银在铜颗粒内沿铜晶界呈连续状分布。本专利技术还提供一种导电胶，其原材料包括由上述的制备方法获得的铜银复合粉。上述的导电胶，优选的，其原材料包括质量比为(3～6):1的铜银复合粉和有机混合物，所述有机混合物包括质量比为(20～90):(5～50):(10～50):(1～10)的E-51型环氧树脂、双氰双胺、稀释剂501、2-乙基-4-甲基咪唑。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术先利用气雾化制备的铜银合金粉为球形，粒径范围选择性大(1～120μm)，银含量低，经时效处理后富银相在晶界等缺陷处优先析出并形成连续空间网络结构，有利于银导电网络的形成，在一定程度上增强了导电性能。同时，由于基体内缺陷(晶界、孔隙、孔洞)等被析出的银相所覆盖，有效抑制了铜银粉末在较高温度下于晶界等缺陷位置的优先氧化，可明显提高基体的起始氧化温度。鉴于此，本专利技术的工艺制得的铜银复合粉末兼有优良的导电性与抗氧化性，是电子工业用浆料、理想的导电填料，特别适合于环境温度较高、导电率要求高、服役性能稳定的电子器件及其包装方面，如电极、电磁屏蔽涂料、表面组装用导电胶、导电连接点胶。(2)本专利技术的制备方法的中间产品铜银合金粉中银均匀固溶在铜基体中，时效热处理后，银从铜基体中析出，且优先在晶界部位析出，并形成连续银网络。本专利技术时效热处理使得银偏析在能量较高、不稳定的晶界处，而晶界正是粉末优先氧化发生的位置，这些沿晶界分布的银有效避免了粉末在较低温度氧化的发生。(3)本专利技术的铜银复合粉末制得的导电胶不仅具有导电率高、耐湿性好、抗氧化性高等优点，耐银离子迁移性是纯银粉导电胶的百倍。铜银复合粉在较大范围内可取代现有的银粉、
铜粉，具有很广泛的应用价值。(4)本专利技术的制备方法工艺步骤简单，不涉及任何化学溶剂的使用，从而避免产生大量废液排放引起的环境问题，同时该制备方法中的铜银试剂利用率高。附图说明图1为实施例1中雾化法制备的铜银合金粉末的形貌显微图。图2为本专利技术实施例1经时效热处理后银在颗粒沿晶界的分布示意图。图3为本专利技术实施例2中在玻璃板上的电极间滴入去离子水的方式模拟结露状态图。图4为本专利技术实施例3中时效30min后得到的银质量含量为6％的铜银复合粉颗粒断面照片。图5为本专利技术实施例3中时效30min后得到的银质量含量为6％的铜银复合粉颗粒断面的银元素分布图。图6为本专利技术实施例3中时效30min后得到的银质量含量为6％的铜银复合粉与纯铜粉在空气中的热重分析图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。除有特别说明，本专利技术中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。实施例1：一种本专利技术的铜银复合粉的制备方法，包括以下步骤：(1)将一个载有400g银锭和3600g紫铜板的石墨坩埚放入英国PSI公司制造的Hermiga气雾化装置中，自室温以50℃/min的速率加热至1150℃，熔化得到均一的混合合金熔液，使用高压氮气雾化将混合合金熔液雾化得到银含量为10％的铜银合金粉末(粒径为120微米以下)。(2)将步骤(1)得到的铜银合金粉先筛分出-100目的粉末，继而使用600目和800目的标准筛获取粒径分布范围为10～25μm的铜银合金粉末，如图1所示为近球形粉末。(3)称取20g步骤(2)筛分过的铜银合金粉放入密封性较好的炉子内，再使用电动油泵抽气至炉内真空度达到-0.05MPa，然后开始升温至350℃并保温180min，再自然冷却到50℃，取出铜银复合粉，铜银复合粉中银在铜颗粒内沿铜颗粒内晶界呈连续状分布的示意图如图2所示。按照质量比为80:8:20:2:0.5的量将E-51型环氧树脂、双氰双胺、稀释剂501、2-乙基-4-
甲基咪唑、KH550添加在研钵中研磨50min至均匀混合得到有机混合物。再将本实施例制备得到的铜银复合粉与该有机混合物按质量比为4:1的比例混合，用研棒研磨30min至胶体均匀，进而获得铜银复合粉为填料的导电胶。将混合均匀的导电胶涂覆在不锈钢片上，形成70本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜银复合粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用气雾化法制备铜银合金粉，所述铜银合金粉中银的质量百分数为3％～14％；(2)将步骤(1)制备的铜银合金粉在真空或惰性气氛中进行时效处理得到铜银复合粉。

【技术特征摘要】
1.一种铜银复合粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用气雾化法制备铜银合金粉，所述铜银合金粉中银的质量百分数为3％～14％；(2)将步骤(1)制备的铜银合金粉在真空或惰性气氛中进行时效处理得到铜银复合粉。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，时效处理过程中，时效温度为150～350℃，时效时间为10～600min。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，时效处理过程中的真空压力小于0.1MPa。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，惰性气氛是指氩气或氮气。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，制备得到的铜银合金粉的粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云平，李家翔，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43