金属填料及其制备方法、可低温烧结导电导热浆料和胶水及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种金属填料的制备方法，所述方法将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；将金属粉末与得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料。所述制备方法和采用所述金属填料制备得到的可低温烧结导热导电浆料和胶水，能够有效地实现填料的低温烧结，实现填料冶金接触，构建立体联通网络，提高导热导电性能，有效地降低成本，利于大规模工业生产。

Metal filler and preparation method thereof, low temperature sintered conductive heat conducting slurry and glue and preparation method thereof

The invention relates to a preparation method of a metal filler, the method of low melting point metal salt, complexing agent, pH regulator and water prepared by chemical plating solution; metal powder mixed with the chemical plating solution, and adding reducing agent, heating chemical plating, solid-liquid separation of metal filler. The preparation method and the preparation of the system of low temperature sintered metal filler thermal conductive paste and glue, can effectively achieve the low temperature sintering of filler, filler to achieve metallurgical contact, to build three-dimensional network of China Unicom, to improve the thermal conductivity performance, effectively reduce costs, conducive to large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
金属填料及其制备方法、可低温烧结导电导热浆料和胶水及其制备方法
本专利技术属于材料领域，涉及一种金属填料及其制备方法以及一种可低温烧结导电导热浆料和胶水及其制备方法。
技术介绍
如今导电胶是在电子封装连接材料中含铅焊料的最佳替代品。导热导电胶主要由树脂等有机聚合物和高导热导电的金属填充物组成，具有绿色环保、印刷线条细、工艺温度低、表面安装工艺简单、可焊性好等优点。随着电子工业微型化、集成化发展，它的用途会更加广泛。但是作为一种新型的复合材料，导电胶的电阻率仍然较高，导热性能仍然较差。为了解决导电率低，电阻率较高这一问题。近年来有越来越多人通过烧结的方法，使填料在加热的条件下烧结在一起，形成填料通路，提高导热和导电能力。目前烧结主要通过采用纳米级填料、热压烧结、添加烧结助剂等方法。但是，使用纳米级填料虽然可以实现低温烧结，可是纳米级原料的成本较高，不利于大规模工业生产，并且分散性也影响烧结性能。采用先进的烧结方法，如微波烧结、热压烧结和等离子活化烧结等，目前依然无法实现大规模生产。添加烧结助剂，如低熔点的玻璃或者金属氧化物，但是添加剂与陶瓷相容易发生反应生成杂相，影响性能。低熔点合金具有较低的熔点，能在有机聚合物固化的温度下熔化形成液相，在降温凝聚时可以使填料在胶水内部由物理接触变为冶金接触，形成通路，从而提高胶水的导电导热性能。目前主要是采用将低熔点合金以少量的比例与银粉等填料混合，添加到聚合物中的方法，来制备烧结导电导热胶水的。但是低熔点合金在胶水中与银粉等填料的接触困难，容易使银粉被低导热绝缘的有机聚合物所包围，性能较差，只能通过提高银粉等填料的含量来提高导热导电性能，但是这不仅提高了成本，也增大了胶水的操作难度。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种金属填料的制备方法和采用所述金属填料制备得到的可低温烧结导热导电浆料和胶水，能够有效地实现填料的低温烧结，实现填料冶金接触，构建立体联通网络，提高导热导电性能，有效地降低成本，利于大规模工业生产。为达到上述目的，本专利技术的目的之一在于提供一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；(2)将金属粉末与步骤(1)得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述低熔点金属盐包括硝酸锡、氨基磺酸锡、硫酸锡、氯化锡、硝酸铋、氨基磺酸铋、硫酸铋、氯化铋、硝酸铟、氨基磺酸铟、硫酸铟或氯化铟中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硝酸锡和氨基磺酸锡的组合、硫酸锡和氯化锡的组合。硝酸铋和氨基磺酸铋的组合、硫酸铋和氯化铋的组合、硝酸铟和氨基磺酸铟的组合、硫酸铟和氯化铟的组合或硝酸锡、硝酸铋和硝酸铟的组合等。优选地，步骤(1)所述化学电镀液中低熔点金属盐的浓度为0.01～1g/mL，如0.01g/mL、0.05g/mL、0.1g/mL、0.2g/mL、0.3g/mL、0.4g/mL、0.5g/mL、0.6g/mL、0.7g/mL、0.8g/mL、0.9g/mL或1g/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选地为0.1～0.5g/mL。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述络合剂包括酒石酸钾钠、柠檬三酸钠、乙二胺四乙酸二钠、焦磷酸钠、三乙醇胺、甘油或氯化铵中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：酒石酸钾钠和柠檬三酸钠的组合、柠檬三酸钠和乙二胺四乙酸二钠的组合、乙二胺四乙酸二钠和焦磷酸钠的组合、焦磷酸钠和三乙醇胺的组合、三乙醇胺和甘油的组合、甘油和氯化铵的组合或氯化铵、酒石酸钾钠和柠檬三酸钠的组合等。优选地，步骤(1)所述化学镀液中络合剂的浓度为0.1～15g/mL，如0.1g/mL、0.2g/mL、0.5g/mL、1g/mL、2g/mL、5g/mL、8g/mL、10g/mL、12g/mL或15g/mL等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为0.5～3g/mL。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述pH调节剂包括氨水、碳酸氢钠或磷酸氢二钠中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氨水和碳酸氢钠的组合、碳酸氢钠和磷酸氢二钠的组合、磷酸氢二钠和氨水的组合或氨水、碳酸氢钠和磷酸氢二钠的组合等。优选地，步骤(1)所述化学电镀液的pH为8～13，如8、9、10、11、12或13等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述金属粉末包括铜粉、银粉、镍粉或铜银粉中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：铜粉和银粉的组合、银粉和镍粉的组合、镍粉和铜银粉的组合、铜银粉和铜粉的组合或铜粉、银粉和镍粉的组合等，优选为铜粉和/或银粉。优选地，步骤(2)所述金属粉末与化学镀液的质量体积比为1:(20～300)g/mL，如1:20、1:50、1:80、1:100、1:120、1:150、1:180、1:200、1:220、1:250、1:280或1:300等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述还原剂包括次亚磷酸钠、硼氢化钠、硼氢化钾、三氯化钛、抗坏血酸或水合肼中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：亚磷酸钠和硼氢化钠的组合、硼氢化钠和硼氢化钾的组合、硼氢化钾和三氯化钛的组合、三氯化钛和抗坏血酸的组合、抗坏血酸和水合肼的组合或次亚磷酸钠、硼氢化钾和抗坏血酸的组合等。优选地，步骤(2)所述还原剂的加入量为每10mL化学镀液0.1～1g，如0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g、0.6g、0.7g、0.8g、0.9g或1g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述加热的温度为30～90℃，如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述化学镀的时间为5～120min，如5min、10min、20min、50min、80min、100min或120min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为60～100min。优选地，步骤(2)所述化学镀在搅拌下进行。优选地，所述搅拌的转速为500～2000rpm，如500rpm、600rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm、1800rpm或2000rpm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，步骤(2)所述固液分离的方法包括过滤、离心、沉降或蒸发中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：过滤和离心的组合、离心和沉降的组合、沉降和蒸发的组合或过滤、沉降和离心的组合等，进一步优选为离心。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)进行前对金属粉末使用有机溶剂和酸溶液进行预处理。优选地，所述有机溶剂包括无水乙醇、丙酮、正己烷或三氯甲烷中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属填料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；(2)将金属粉末与步骤(1)得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料。

【技术特征摘要】
1.一种金属填料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；(2)将金属粉末与步骤(1)得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述低熔点金属盐包括硝酸锡、氨基磺酸锡、硫酸锡、氯化锡、硝酸铋、氨基磺酸铋、硫酸铋、氯化铋、硝酸铟、氨基磺酸铟、硫酸铟或氯化铟中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述化学电镀液中低熔点金属盐的浓度为0.01～1g/mL，进一步优选为0.1～0.5g/ml。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述络合剂包括酒石酸钾钠、柠檬三酸钠、乙二胺四乙酸二钠、焦磷酸钠、三乙醇胺、甘油或氯化铵中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述化学镀液中络合剂的浓度为0.1～15g/mL，进一步优选为0.5～3g/ml。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述pH调节剂包括氨水、碳酸氢钠或磷酸氢二钠中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述化学电镀液的pH为8～13。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属粉末包括铜粉、银粉、镍粉或铜银粉中任意一种或至少两种的组合，优选为铜粉和/或银粉；优选地，步骤(2)所述金属粉末与化学镀液的质量体积比为1:(20～300)g/mL；优选地，步骤(2)所述还原剂包括次亚磷酸钠、硼氢化钠、硼氢化钾、三氯化钛、抗坏血酸或水合肼中任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述还原剂的加入量为每10mL化学镀液0.1～1g。优选地，步骤(2)所述加热的温度为30～90℃；优选地，步骤(2)所述化学镀的时间为5～120min，进一步优...

【专利技术属性】
技术研发人员：符显珠，徐璐，张福涛，孙蓉，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44