铜复合颗粒及其制备方法、铜导电浆料和铜膜技术

本申请公开了一种铜复合颗粒及其制备方法、铜导电浆料和铜膜，所述铜复合颗粒包括铜颗粒以及包覆在所述铜颗粒表面的壳层，所述壳层的材料包括铜胺络合物。本申请所述的铜复合颗粒具有核壳结构，所述壳层中的铜胺络合物可以在所述铜颗粒的表面形成致密的络合物包裹，如此，当所述铜复合颗粒在低温烧结过程时，所述铜胺络合物可以被自还原形成铜单质，有利于烧结过程中铜颗粒之间融合形成铜膜，如此，有利于使包括所述铜复合颗粒的铜导电浆料烧结后得到铜膜致密且具有优异的抗氧化能力和导电性。电性。电性。

【技术实现步骤摘要】
铜复合颗粒及其制备方法、铜导电浆料和铜膜


[0001]本申请涉及导电浆料
，尤其涉及一种铜复合颗粒、所述铜复合颗粒的制备方法、包括所述铜复合颗粒的铜导电浆料、以及由所述铜导电浆料制备得到的铜膜。

技术介绍

[0002]随着全球信息化的加速，电子器件逐渐朝着小型化、集成化的方向发展，目前电子器件制备中广泛应用的电子印刷技术中广泛采用的是以导电浆料为代表的功能性基础材料，市场需求增速每年达约30％。
[0003]现有的导电浆料主要是以银导电浆料为代表的贵金属导电浆料，但是，该类贵金属导电浆料价格高昂，且在潮湿空气中易发生电迁移，从而影响使用的稳定性和可靠性。
[0004]铜的体电阻率与银的体电阻率相当，且铜相比于银价格较低且浮动小，因此，铜导电浆料成为了电子印刷行业的研究焦点。但是铜本身存在易氧化的问题，铜一旦被氧化会极大的影响铜导电浆料及铜膜的导电性。此外，铜膜的导电性和稳定性等性能取决于铜导电浆料的烧结温度以及铜膜的致密情况，铜颗粒的尺寸越小烧结温度越低，烧结孔洞越少则后续被氧化的可能性越小。
[0005]现有的铜导电浆料主要包括铜颗粒导电浆料和铜有机分解导电浆料，其中，铜颗粒导电浆料需要高温烧结才能形成导电通路；铜有机分解导电浆料的浆料固含量较低，且烧结时易产生较多的孔洞，无法形成较为完整的导电通路。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请提供一种铜复合颗粒及其制备方法、铜导电浆料和铜膜，旨在改善现有的铜导电浆料烧结温度较高的问题。
[0007]本申请实施例是这样实现的，一种铜复合颗粒，包括铜颗粒以及包覆在所述铜颗粒表面的壳层，所述壳层的材料包括铜胺络合物。
[0008]可选的，在本申请的一些实施例中，所述壳层的厚度为1～100nm；和/或
[0009]所述铜颗粒的平均粒径为20～1000nm；和/或
[0010]所述铜颗粒包括铜纳米球、铜纳米片、铜微米球、铜微米片中的一种或多种。
[0011]可选的，在本申请的一些实施例中，所述壳层的材料还包括羧酸根离子，所述羧酸根离子包括甲酸根离子；和/或
[0012]所述壳层的材料还包括铜离子。
[0013]可选的，在本申请的一些实施例中，所述铜胺络合物主要由铜盐和有机胺通过络合反应生成。
[0014]可选的，在本申请的一些实施例中，所述铜盐包括羧酸铜，所述羧酸铜包括甲酸铜、乙酸铜、乳酸铜、草酸铜、油酸铜、羟基乙酸铜及其水合物中的一种或多种；和/或
[0015]所述有机胺包括醇胺化合物、酰胺、伯胺、亚胺和环胺中的一种或多种。
[0016]相应的，本申请实施例还提供一种铜复合颗粒的制备方法，包括如下步骤：
[0017]提供羧酸盐溶液，其中，所述羧酸盐溶液中包括羧酸盐、第一极性溶剂和第二极性溶剂，所述第二极性溶剂包括有机胺；
[0018]提供铜颗粒，将所述铜颗粒与所述羧酸盐溶液混合，得到混合溶液，加热所述混合溶液，使铜颗粒、羧酸盐和有机胺反应，得到铜复合颗粒，其中，所述铜复合颗粒包括铜颗粒以及包覆在所述铜颗粒表面的壳层，所述壳层的材料包括铜胺络合物。
[0019]可选的，在本申请的一些实施例中，所述羧酸盐包括甲酸盐，所述甲酸盐包括甲酸钠、甲酸钾中的一种或多种；和/或
[0020]所述第一极性溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙三醇、二乙醚二氧杂环己烷、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单乙基醚醋酸酯、氯仿、甲苯、二甲苯中的一种或多种；和/或
[0021]所述第二极性溶剂包括有机胺，所述有机胺包括醇胺化合物、酰胺、伯胺、亚胺和环胺中的一种或多种。
[0022]可选的，在本申请的一些实施例中，所述醇胺化合物包括2
‑
氨基乙醇、2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇、异丙醇胺、异丁醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3
‑
丙醇胺、2
‑
氨基
‑
1丙醇、2
‑
氨基
‑1‑
丁醇、1
‑
氨基
‑2‑
丙醇、N
‑
甲基二乙醇胺、3
‑
二甲基氨基
‑
1,2
‑
丙二醇、3
‑
二乙基氨基
‑
1,2
‑
丙二醇、N,N
‑
二甲基乙醇胺、N,N
‑
二乙基乙醇胺中的一种或多种；和/或
[0023]所述酰胺包括N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
乙甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N,N
‑
二乙基乙酰胺和N,N
‑
二甲基丙酰胺中的一种或多种；和/或
[0024]所述伯胺包括油胺、己胺、正辛胺、乙基己胺、十二胺、正十三胺、十二烷基二甲基叔胺和十八烷基胺中的一种或多种。
[0025]可选的，在本申请的一些实施例中，所述羧酸盐溶液中，羧酸盐的浓度为0.01～10M；和/或
[0026]所述第一极性溶剂与所述第二极性溶剂的质量比为(0.1～10):1；和/或
[0027]所述铜颗粒与所述羧酸盐溶液中的羧酸盐的摩尔比为1:(0.1～5)。
[0028]可选的，在本申请的一些实施例中，所述加热包括：将所述混合溶液从室温加热至温度T，然后在所述温度T下保温一段时间t，其中，温度T为100～200℃，和/或，时间t为0.5～12h。
[0029]可选的，在本申请的一些实施例中，所述混合溶液中还添加有铜盐。
[0030]可选的，在本申请的一些实施例中，所述混合溶液中，所述铜盐的浓度大于0且小于等于1M；和/或
[0031]所述铜盐包括羧酸铜，所述羧酸铜包括甲酸铜、乙酸铜、乳酸铜、草酸铜、油酸铜、羟基乙酸铜及其水合物中的一种或多种。
[0032]相应的，本申请实施例还提供一种铜导电浆料，包括上述铜复合颗粒。
[0033]相应的，本申请实施例还提供一种铜膜，所述铜膜由上述铜导电浆料经成膜烧结后制备得到。
[0034]可选的，在本申请的一些实施例中，所述烧结的温度大于等于150℃；和/或
[0035]所述烧结的时间为30s～120min；和/或
[0036]所述铜膜的体电阻率大于等于4.0μΩ
·
cm。
[0037]本申请所述的铜复合颗粒具有核壳结构，由铜胺络合物壳层包裹在所述铜颗粒的
表面，一方面，所述壳层中的铜胺络合物可以在所述铜颗粒的表面形成致密的络合物包裹，如此，当所述铜复合颗粒在低温烧结过程时，所述铜胺络合物可以被自还原形成铜单质，有利于烧结过程中铜颗粒之间融合形成铜膜，如此，有利于使包括所述铜复合颗粒的铜导电浆料烧结后得到铜膜致密且具有优异的抗氧化能力和导电性；另一方面，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜复合颗粒，其特征在于：所述铜复合颗粒包括铜颗粒以及包覆在所述铜颗粒表面的壳层，所述壳层的材料包括铜胺络合物。2.如权利要求1所述的铜复合颗粒，其特征在于：所述壳层的厚度为1～100nm；和/或所述铜颗粒的平均粒径为20～1000nm；和/或所述铜颗粒包括铜纳米球、铜纳米片、铜微米球、铜微米片中的一种或多种。3.如权利要求1所述的铜复合颗粒，其特征在于：所述壳层的材料还包括羧酸根离子，所述羧酸根离子包括甲酸根离子；和/或所述壳层的材料还包括铜离子。4.如权利要求1所述的铜复合颗粒，其特征在于：所述铜胺络合物主要由铜盐和有机胺通过络合反应生成。5.如权利要求4所述的铜复合颗粒，其特征在于：所述铜盐包括羧酸铜，所述羧酸铜包括甲酸铜、乙酸铜、乳酸铜、草酸铜、油酸铜、羟基乙酸铜及其水合物中的一种或多种；和/或所述有机胺包括醇胺化合物、酰胺、伯胺、亚胺和环胺中的一种或多种。6.一种铜复合颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供羧酸盐溶液，其中，所述羧酸盐溶液中包括羧酸盐、第一极性溶剂和第二极性溶剂，所述第二极性溶剂包括有机胺；提供铜颗粒，将所述铜颗粒与所述羧酸盐溶液混合，得到混合溶液，加热，反应，得到铜复合颗粒，其中，所述铜复合颗粒包括铜颗粒以及包覆在所述铜颗粒表面的壳层，所述壳层的材料包括铜胺络合物。7.如权利要求6所述的铜复合颗粒的制备方法，其特征在于：所述羧酸盐包括甲酸盐，所述甲酸盐包括甲酸钠、甲酸钾中的一种或多种；和/或所述第一极性溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙三醇、二乙醚二氧杂环己烷、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二乙二醇单乙基醚醋酸酯、氯仿、甲苯、二甲苯中的一种或多种；和/或所述第二极性溶剂包括有机胺，所述有机胺包括醇胺化合物、酰胺、伯胺、亚胺和环胺中的一种或多种。8.如权利要求7所述的铜复合颗粒的制备方法，其特征在于：所述醇胺化合物包括2
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氨基乙醇、2
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氨基
‑2‑
甲基
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丙醇、异丙醇胺、异丁醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3
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丙醇胺、2
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氨基
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1丙醇、2
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氨基
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丁醇、1
‑
氨基
‑2‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炳辉，夏芬，王利静，郑南峰，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：