一種球形銀粉的溼化學製備方法

2023-04-23 10:32:21 1

專利名稱：一種球形銀粉的溼化學製備方法
技術領域：
本發明涉及銀粉製備技術，特別是涉及超細密實球形銀粉的製備方法。
技術背景銀漿是電子工業領域最重要的材料，隨著電子產品的微型化和微納技 術的發展，以粉體(尤其是銀粉)製備出各種各樣的導電膏，廣泛應用於 印刷電路的塗布和電路互連上。目前國內外製備銀粉普遍採用的方法有 熱分解法、電化學法、氣霧法、化學還原法等。球形銀粉的製備主要採用 氣霧法和化學還原法。氣霧法能得到較好圓整度的球形銀粉，但粉末直徑大於20um，且粒徑分布不均，生產成本高，價格昂貴，易引入其他金屬雜 質，且對工藝設備要求高，技術複雜，投資大，不適合用於電子漿料生產 需要。化學還原法可以運用較為簡單的設備和溫和條件，純度高，粒徑分 布窄，生產成本低。化學法製備球形銀粉中，AgN03， Ag2C0:,、 [Ag(NH》2]+及 銀的其他化合物都可作為起始反應物。可以作為還原劑的有甲醛，甲酸 鹽，水合肼，葡萄糖，多元醇，亞鐵鹽，抗壞血酸等。目前，有些化學法 製備球形銀粉製備技術，由於對反應過程控制不夠，導致銀粉球化率低， 出現較多非球形不規則顆粒，且粒徑分布較寬，聚集嚴重，工藝複雜，難 以滿足工業化製造要求。申請號為99112631. 9的中國專利文獻採用硝酸銀與分散劑混合後加氨 水配成銀氨溶液，然後通過特製的噴頭與還原劑溶液混合，分散劑為聚乙 烯吡咯垸酮或醇胺類化合物，還原劑為甲醛、水合肼或對苯二酚，製備出 粒徑在0.1 3um的密實球形銀粉。該工藝較為複雜，需採用特製的噴頭， 且部分原料有一定的毒性。申請號為01118992.4中國專利文獻採用硝酸銀為銀源，用(NH》m 或Na2C03碳酸鹽溶液調節硝酸銀溶液PH值為1 7配成銀源溶液，採用改性劑和還原劑表面活性劑組成還原劑溶液，其中改性劑有草酸、氨水、酒石 酸、兩三醇、乙醇胺、多醇胺、巰基乙醇等，表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、TRIT0N—X100、司盤80、羧甲基纖維素、甲基纖維素、聚乙二醇、 磷酸脂鹽、陽離子澱粉、藻酸，在15 6(TC，攪拌條件下，還原劑混入銀 源溶液，製備密實球形銀粉。該方法製備的銀粉具有優異的圓整度和球形 度，粒徑在0.3 — 3"m連續可調，但其步驟較多，且條件較為嚴格，部分 試劑具有毒性。發明內容本發明的目的在於提供一種球形銀粉的製備方法，原料無毒，方法簡 單，可批量生產，製備的銀粉具有較好球形度、較粗糙表面以及很窄粒徑 分布的優點。一種球形銀粉的溼化學製備法，包括以下步驟 步驟a:分別將硝酸銀溶液和FeS04*7H20溶液調溫至0 20°C; 步驟b:在攪拌下將上述兩種溶液混合均勻，直到混和溶液變為黃色， 生成銀粉，其中硝酸銀與FeS0一7H20質量比為1: (2 8);步驟C:從混和溶液中沉澱出銀粉，先後用去離子水和無水乙醇洗滌，乾燥。所述硝酸銀溶液的質量濃度為1 100g/L，硝酸銀溶液的質量濃度為 2 1000g/L。本發明的技術效果體現在l.採用硝酸銀作為銀源溶液，硫酸亞鐵作 為還原劑，原料無毒，無需第三種化學原料；2.工藝簡單，操作方便，重 復性好，無環境汙染；3.可根據不同客戶要求，生產0.5 5um不同粒徑 的球形粉末；4.所生產的球形銀粉具有較好的球形度和較為粗糙的表面， 分散性好，純度高(>99. 5%)的特點，是生產各種厚膜電子漿料的理想材料， 如各向異性導電膠/膜。


圖l為本發明工藝流程圖；圖2為本發明實施例一製得的銀粉SEMX 1000形貌圖； 圖3為本發明實施例二製得的銀粉SEMX2000形貌圖； 圖4為本發明實施例三製得的銀粉SEMX 10000形貌圖； 圖5為本發明實施例四製得的銀粉SEMX2000形貌圖； 圖6為本發明銀粉內部成分分析能譜圖； 圖7為實施例二製得的密實球形銀粉的粒徑分布。
具體實施方式
實施例一按圖1所示的工藝流程實施。稱取lg硝酸銀用去離子水溶解定容於50ml，稱取4. 4gFeS(V7H20用去離子水溶解定容於50ml。將兩者 均降溫至6t:。然後在攪拌條件下將兩者儘快完全混合均勻。直至溶液顏色 不再發生變化。離心分離，用去離子水洗滌3次，然後用無水乙醇洗滌2 次，在5(TC下真空乾燥得銀粉末。所得銀粉如圖2所示，具有較好的球形 度，平均粒徑為3.0ym，分散性好，粒徑分布較窄，純度高。實施例二稱取2g硝酸銀用去離子水溶解定容於50ml，稱取 8.8gFeS0一7H20用去離子水溶解定容於50ml。將兩者均降溫至6r。然後在 攪拌條件下將兩者儘快完全混合均勻。直至溶液顏色不再發生變化。採用 離心分離對生成的銀粉沉澱，用去離子水洗滌3次，然後用無水乙醇洗滌2 次，在50。C下真空乾燥得到銀粉末。所得銀粉如圖3所示，具有較好的球 形度，平均粒徑為3.5um，分散性好，粒徑分布較窄，純度高。所得銀粉 的能譜成分分析如圖6，其粒徑分布如圖7。實施例三稱取1.2g硝酸銀用去離子水溶解定容於50ml，稱取 8. 8gFeS04*7H20用去離子水溶解定容於50ml。將兩者均降溫至2CTC。然後在攪拌條件下將兩者儘快完全混合均勻。直至溶液顏色不再發生變化。離 心分離沉澱銀粉，用去離子水洗滌3次，然後用無水乙醇洗滌3次，在50'C下真空乾燥得銀粉末。所得銀粉如圖4所示，具有較好的球形度，平均粒徑為1.7"m，分散性好，粒徑分布較窄，純度高。實施例四製備硝酸銀溶液和還原劑溶液稱取lg硝酸銀用去離子水溶解定容於50ml，稱取2.2gFeS0"7H20用去離子水溶解定容於50ml。將兩 者均降溫至l(TC。然後在攪拌條件下將兩者儘快完全混合均勻。直至溶液 顏色不再發生變化。自然沉降後，用去離子水洗滌3次，然後用無水乙醇 洗滌2次，在5(TC下真空乾燥得銀粉末。所得銀粉如圖5所示，具有較好 的球形度，平均粒徑為2.0um，分散性好，粒徑分布較窄，純度高。
權利要求
1、一種球形銀粉的溼化學製備方法，包括以下步驟步驟a分別將硝酸銀溶液和FeSO4·7H2O溶液調溫至0～20℃；步驟b在攪拌下將上述兩種溶液混合均勻，直到混和溶液變為黃色，生成銀粉，其中硝酸銀與FeSO4·7H2O質量比為1∶(2～8)；步驟c從混和溶液中沉澱出銀粉，先後用去離子水和無水乙醇洗滌，乾燥。
2、 根據權利要求1所述的一種球形銀粉的溼化學製備法，所述硝酸銀 溶液的質量濃度為l 100g/L，硝酸銀溶液的質量濃度為2 1000g/L。
全文摘要
一種球形銀粉的溼化學製備方法，分別將硝酸銀溶液和FeSO4·7H2O溶液調溫至0～20℃，在攪拌下將兩溶液混合均勻，直到混和溶液變為黃色生成銀粉，其中硝酸銀與FeSO4·7H2O質量比為1∶(2～8)，從混和溶液中沉澱出銀粉，先後用去離子水和無水乙醇洗滌，乾燥。本發明採用的原料無毒，方法簡單，可批量生產，製備的銀粉具有較好球形度、較粗糙表面以及很窄粒徑分布的優點。
文檔編號B22F9/16GK101327521SQ20081004858
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月28日 優先權日2008年7月28日
發明者吳豐順, 吳懿平, 兵 安, 蔡雄輝 申請人:華中科技大學