片状银粉的性能及其制备方法VIP免费

收稿日期:2008-01-07作者简介:蒋伟燕(1984—),女,湖南衡阳人,硕士研究生.第2卷第3期材料研究与应用Vo1.2,No.32008年9月MATERIALSRESEARCHANDAPPLICA-TIONSept.2008文章编号:1673-9981(2008)03-0183-04片状银粉的性能及其制备方法蒋伟燕,张传福,张银亮(中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083)摘要:介绍了片状银粉的性能优势和制备方法,并对各种方法的优缺点作了比较,对片状银粉制备技术的发展方向进行了展望.关键词:片状银粉;制备方法;发展方向中图分类号:TB383文献标识码:A不同形状的粉体在相同的使用环境下,其性能会有很大的差异.由贵金属粉体制成的浆料在微电子工业中应用广泛.对应用于电子工业的银粉除要求其纯度高、分散性好外,对其形状也有特殊的要求.片状银粉被广泛应用于碳膜电位器、钽电容器、薄膜开关以及半导体芯片粘结等电子元器件中.片状银粉是表面贴装元件的电极浆料的重要组成部分.为适应电子产品的微型化、集成化、智能化的发展趋势,很多国家都致力于片状银粉的研制和开发.1片状银粉的优越性[1-2,4]片状银粉是指一维厚度小于100nm的片状粉末.片状银粉相对于球形银粉具有以下优势:(1)导电性能好.银微粒的形状与导电性能的关系十分密切,片状银粉呈片式结构排列,粉粒间流动性较好.由于片状银粉颗粒间的接触是面接触或线接触,比球状银粉的点接触的接触面大,所以它的电阻相对较低,导电性能也就更好.例如,在导电印料中的银微粒以片状银微粒的导电性最佳.这是因为片状银微粒在形成导电图形时,在墨层中除形成面与面的接触之外,还会产生上片层与下片层的交叠,在烧结成型时因膜层收缩,使银片与银片接触,即可形成良好的导电整体.(2)可信度高.由于球形粉末具有最小的比表面积和较高的表面能活性,所以它的氧化度和氧化趋势较高,而片状银粉的比表面积相对较大,比表面能较低,它的氧化度和氧化趋势较低,另外,片状银粉较宽的挠度范围和抗折裂伸张特性,提高了电子元器件的可靠性.(3)节约银粉.用相同质量的片状银粉和其他形状的银粉涂布,片状银粉的涂布面积较大.因此,采用片状银粉,一方面可以节省银粉的用量,另一方面可以减少涂层的厚度,有利于电子元器件的小型化.2片状银粉的制备方法片状银粉的制备方法主要包括机械球磨法、光诱导法、热处理法、异质晶核法和模板法等.采用机械球磨法制备的片状银粉的粒径一般为微米级或亚微米级,采用光诱导、热处理、模板法等方法制备的是纳米级片状银粉[1].用作电子材料的片状银粉的松装密度是十分重要的技术指标,松装密度大的银粉适合制作高温烧结银浆,松装密度小的银粉适合制作低温固化银浆.如果单从获得优良的导电性方面考虑,松装密度小、比表面积适中、片状大小不均匀且片薄的银粉较好.2.1机械球磨法机械球磨法制备片状银粉的一般步骤是将球形、类球形或枝状的银粉颗粒,经过机械球磨使之形成片状银粉.例如,将采用化学还原法制备的纳米级颗粒状银粉,经球磨后压成片状,从而得到片状银粉.球磨方法制备的银粉色泽光亮、松装密度大、机械性能好、比表面积大,可改善粉末的烧结性能和增大冷却速度.有关还原球磨法制备片状银粉的报道很多,通过改变还原剂的种类、还原条件、球磨条件可制备出不同性能的片状银粉.常占河等人[2]采用先沉淀出Ag2O,然后用甲醛还原再球磨的方法来制备片状银粉.他们提出在球磨过程中必须添加适量的表面活性剂,以保持银粉的纯度.吴建设[3]提出从硝酸银溶液中沉淀出Ag2O,然后用H2还原Ag2O得到超细银粉,再经过鳞片化处理就可以得到满足GB-1773-88标准的鳞片状银粉.该片状银粉的纯度超过99.5%,比表面积0.8m2/g,松装密度1.3g/cm3,振实密度3.313g/cm3,达到了工业用光亮银粉的要求.于朝清等人[4]以甲醛做还原剂、Ag2CO3为还原介质,用三乙醇胺作乳化剂,得到纯度超过99.95%、粒径30～50nm、宽厚比为10∶1、粒径分布均匀的银灰色光亮银粉.此产品已批量生产并可替代进口产品.周全法等人[5]直接采用粗银制备高纯度片状银粉,用未经电解的粗银作原料,Ag2O和银氨溶液作中间产物,甲醛为还原剂,经过球磨得到纯度不低于99.96%,粒径分布均匀的片状银粉[6].采用机械球磨法制备片状银粉的优势是:产率高,成本相对较低;劣势是:由于在球磨过程中的...