球形银粉及其制造方法技术

本发明专利技术涉及球形银粉及其制备工艺。更具体而言，本发明专利技术涉及因为其中包括大量封闭孔而能够均匀烧结的银粉，以及通过控制反应温度容易地制备银粉的工艺。另外，由于银粉在烧结期间具有低电阻，因此它们可作为导电糊膏的组分应用，导电糊膏可有利地用于制造电子元件的电极、用于太阳能电池或等离子体显示板的衬底电极或电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】球形银粉及其制造方法
本专利技术涉及球形银粉及其制备工艺。更具体而言，本专利技术涉及因为其中包括大量封闭孔而能够均匀烧结的银粉，以及通过控制反应温度容易地制备银粉的工艺。
技术介绍
银(Ag)具有优异的延性、展性、导热性和导电性。因此，其用作形成诸如电容器、电阻器、压电元件等电子元件的电极的材料，以及用于太阳能电池和等离子体显示板的衬底电极或电路。银用作导电糊膏等的组分以用于形成以上列举的部件。银粉通常可以如下制备：向硝酸银水溶液中添加氢氧化钠或碳酸钠来制备氧化银或碳酸银，然后用还原剂还原由此制备的氧化银或碳酸银。然而，根据制备氧化银或碳酸银的方法，通过常规方法制备的银粉的特性有很大的变化，并且由于银粉的小尺寸和低分散性而难以制备具有均匀尺寸的银粉。另外，为了在大规模生产中生产出可重复的均匀银粉，在设备和结构的选择上存在许多限制。因此，已尝试可重复地生产具有优异分散性和均匀粒径分布且能够在低温下烧结的银粉。例如，日本第5872440号专利公开了一种制备银粉的工艺，其中在通过超声波照射含有银离子的水溶液发生空化现象的同时加入还原剂。然而，如上所述制备的银粉具有以下问题：其中的封闭孔的数目太小而不能使银粉均匀地烧结，并且在烧结期间一起使用的有机粘合剂的蒸发在低温下不能顺利地发生，或者银膜的电阻在烧结时增大。另外，韩国特开专利第2013-0099998号公报公开了金属颗粒(银颗粒)，其呈球形开放并连通多孔体。然而，存在的问题是，由于金属颗粒包括开放孔，因此其比表面积增大，这使得不可能在低温下烧结，并且制备糊膏时需要大量树脂，而且它们不容易分散在树脂中。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供因为其中包括大量封闭孔而能够均匀烧结的银粉。另外，本专利技术的另一个目的是提供一种通过控制反应温度来容易地制备银粉的方法。问题的解决方案为了实现该目的，本专利技术提供了一种球形银粉，该球形银粉中包括封闭孔，其中银粉的平均粒径为0.1至5.0μm，并且银粉各自包括至少10个封闭孔。另外，本专利技术提供一种用于制备银粉的方法，该方法包括将胺基化合物添加到含有银(Ag)前体的水溶液中以制备银-络合物溶液；将还原剂添加到银-络合物溶液中使银颗粒沉淀以制备银浆；和过滤并干燥银浆以获得银粉并粉碎银粉。专利技术的有利效果根据本专利技术的球形银粉因为包括大量的球形封闭孔(其中具有各种尺寸)而能够均匀地烧结。因此，由于银粉在烧结期间具有低电阻，因此它们可作为导电糊膏的组分应用，导电糊膏可有利地用于制造电子元件的电极、用于太阳能电池或等离子体显示板的衬底电极或电路。附图说明图1示出通过电子显微镜观察而获得的、用聚焦离子束(FIB)切割实施例4中合成的银粉的横截面的图像。图2示出通过电子显微镜观察而获得的、用FIB切割实施例5中合成的银粉的横截面的图像。图3是示出通过处理用电子显微镜观察的、用FIB切割的实施例5中合成的银粉的横截面的图像而获得的孔面积的测量结果的图。图4示出用电子显微镜观察的、测试例2中使用实施例5中合成的银粉制备的糊膏的烧结表面的图像。图5示出通过电子显微镜观察的、用FIB切割比较例1中合成的银粉的横截面的图像。图6示出用电子显微镜观察的、测试例2中使用比较例1中合成的银粉制备的糊膏的烧结表面的图像。具体实施方式本专利技术提供一种球形银粉，该球形银粉中包括封闭孔，其中银粉的平均粒径为0.1至5.0μm，并且银粉各自包括至少10个封闭孔。银粉的平均粒径可以为0.1至5.0μm、0.3至3.0μm、或0.5至2.5μm。银粉各自包括10至1000、15至500或20至400个数目的封闭孔。封闭孔的平均直径可以为0.01至0.6μm、0.02至0.3μm、0.03至0.1μm、或0.04至0.07μm。封闭孔的总面积基于银粉的横截面积可以为2％至10％、2％至8％、或2％至6％。此处，封闭孔的总面积是指封闭孔的封闭孔隙率，其计算为通过处理用电子显微镜观察的、用聚焦离子束(FIB)切割的银粉的横截面的图像而获得的封闭孔的面积的总和。其中具有根据上述范围(即，数量、平均直径和总面积)的封闭孔的球形银粉可防止由于氧化而导致的电阻增加或可靠性降低。如果孔的数目和平均直径落在上述范围之外，则是不优选的，因为通过孔中材料的膨胀和燃烧来促进烧结的效果变得不足。具体而言，如果封闭孔的数目小于10，或者如果封闭孔的总面积基于银粉的横截面积小于2％，则在300℃或更低的低温下有机粘合剂的蒸发可能不会顺利进行，或均匀烧结可能是困难的。另外，如果封闭孔的数目超过1,000，或者如果封闭孔的总面积基于银粉的横截面积大于10％，则银粉的颗粒密度(真比重)降低，以致由包含该银粉的导电糊膏制备的Ag膜的致密性降低，从而增大Ag膜的电阻。当包含银粉的导电糊膏(也包含稀释溶剂、表面处理剂、粘合剂树脂和烧结助剂)烧结以形成导电膜时，方法由(1)蒸发稀释溶剂，(2)燃烧有机组分(即表面处理剂和粘合剂树脂)，(3)软化玻璃料作为烧结助剂，和(4)液相烧结银粉构成。为了在较低的温度下形成导电膜，需要降低上述步骤(2)至(4)的温度。然而，如果常规球形银粉用于上述方法，则由于步骤(2)中的有机组分的燃烧仅发生在银颗粒的表面上，因此有机组分的燃烧对银颗粒烧结的影响不显著。另一方面，如果根据本专利技术的其中具有封闭孔的球形银粉用于上述方法，则不仅在银颗粒的表面上发生有机组分的燃烧，而且孔中的材料也发生膨胀和燃烧，这有利于银颗粒的烧结。同时，其中的孔向颗粒外部开放的球形银粉在洗涤和干燥步骤中失去了颗粒的材料，孔内材料在烧结过程中不会发生膨胀和燃烧，从而产生与传统球形银粉相似的效果。因此，其中具有封闭孔的球形银粉产生不仅降低电阻而且防止因氧化而导致可靠性劣化的效果。同时，银粉的开孔孔隙率可小于5％。具体而言，银粉的开孔孔隙率可以为0.001％至小于5％、0.001％至4％或0.001％至3％。银粉的颗粒密度可以为9.0至10.0g/cm3，且比表面积为0.1至5.0m2/g。具体而言，银粉的颗粒密度可以为9.4至10.0g/cm3，且比表面积为0.3至2.0m2/g。银粉的振实密度可以为2.0至6.5g/ml。具体而言，银粉的振实密度可以为2.5至6.5g/ml、3.0至6.5g/ml或4.0至6.5g/ml。封闭孔相对于银粉的切割表面可以是球形的。例如，当观察用FIB切割的银粉的横截面时，银粉各自包括球形封闭孔。因此，根据本专利技术的球形银粉能够在200℃至500℃均匀烧结，因为与传统银粉相比，它们包括大量具有各种尺寸的球形封闭孔。另外，由于均匀烧结的银粉在烧结期间具有低电阻，因此它们可作为导电糊膏的组分应用，导电糊膏可有利地用于制造电子元件的电极、用于太阳能电池或等离子体显示板的衬底电极或电路。制备工艺本专利技术提供一种用于制备银粉的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球形银粉，所述球形银粉中包括封闭孔，/n其中所述银粉的平均粒径为0.1至5.0μm，并且所述银粉各自包括至少10个封闭孔。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181228 KR 10-2018-01722531.一种球形银粉，所述球形银粉中包括封闭孔，
其中所述银粉的平均粒径为0.1至5.0μm，并且所述银粉各自包括至少10个封闭孔。


2.根据权利要求1所述的银粉，其中所述封闭孔的平均直径为0.01至0.6μm，且基于所述银粉的横截面积的总面积为2％至10％。


3.根据权利要求1所述的银粉，所述银粉的颗粒密度为9.0至10.0g/cm3，且比表面积为0.1至5.0m2/g。


4.根据权利要求1所述的银粉，其中所述封闭孔相对于所述银粉的切割表面为球形。


5.一种用于制备权利要求1至4中任一项所述的银粉的工艺，所述工艺包括：
将胺基化合物添加到...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹致皓，赵原浚，李荣浩，林钟赞，林武炫，
申请(专利权)人：大洲电子材料株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR