[发明专利]一种导电铜浆

说明书

本发明公开了一种导电铜浆，包括有机载体、镀银铜粉和玻璃粉，所述铜粉是通过直流电弧等离子体蒸发法制备得到的超细铜粉。本发明采用直流电弧等离子体蒸发法制备超细铜粉，相比传统的液相法，本发明所使用的铜粉具有粉体纯净度高、表面洁净、球形度好、易分散、制备工序少及污染小等特点，铜粉良好的分散性能为后续的镀银步骤提供良好的基础，使银镀层能够均匀覆盖在铜粉表面，进而提高导电铜浆的抗氧化性能。

技术领域

本发明属于电子浆料领域，具体涉及一种导电铜浆。

背景技术

导电铜浆是由一种铜粉、热固性树脂、一种有机溶剂及其其它改性剂组成的混合导电涂料。相比于其它贱金属填料，铜的体积电阻率与银相近，其价格仅是银价格的1/21，应是制备导电浆料理想的导电填料。导电铜浆具有优异的导电性能，已被广泛应用于电子工业、导电涂料、催化剂、润滑油添加剂等多个领域，在电磁屏蔽和微电子封装领域也有着潜在的应用价值。

导电铜浆优选纳米级铜粉作为导电填料，因为其具有异常的物理化学性能，容易在电子浆料中形成导电网格，但是纳米铜粉表面极易形成致密的氧化层，使其从导体变成绝缘体，从而失去了作为电子浆料填充料的能力。目前从好似高温铜电子浆料的研究者主要工作是解决铜粉表面的氧化问题，通过不同的表面改性技术，以期提高其抗氧化性能，并使其保持长期稳定的导电能力，目前国内外采用的铜粉表面改性技术有：（1）表面包覆惰性金属，如银、镍等，（2）表面包覆有机物，如偶联剂 、脂肪烃等；（3）表面磷化处理等。化学镀法则具有工艺简单、制备成本低等优点，被认为是目前制备银包铜粉最适合的方法之一。但目前方法未能有效解决银包覆层的不致密性和不均匀问题，从而难以实现铜粉中高温抗氧化性能的大幅度提高。此外，在超细铜粉的镀银包覆中尚存在粉体易团聚等问题，也限制了该法的推广。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术终导电铜浆包覆层的不致密性和不均匀问题，提供一种导电性能优异，包覆层均匀致密的导电铜浆。

技术方案：本发明所述的导电铜浆，包括有机载体、镀银铜粉和玻璃粉，所述铜粉是通过直流电弧等离子体蒸发法制备得到的超细铜粉。

超细铜粉的制备步骤为：

1）将铜锭放入水冷坩埚内，密封设备，抽真空至10-3Pa，充入一定比例的氢气和氩气，引弧，产生高温等离子体电弧；

2）在高温电弧作用下，铜锭迅速熔化，当温度升高到使得金属原子获得的动能大于原子表面束缚能时，金属铜原子开始脱离金属液面而蒸发出来，并由大风量鼓风机吹出的气体带至收粉室，经过一、二级旋风分离器分级，最后沉积在收粉室；

3）冷却后充入氩气至常压，钝化3-5h，收集，密封。

传统制备超细Cu粉主要采用液相法，此法工艺繁琐，所得粉体纯净度不高,电导率低。进入新世纪，直流电弧等离子体蒸发法制备的金属超细粉体具有粉体纯净度高、表面洁净、球形度好、易分散、制备工序少及污染小等特点，已成为高品质导体浆料用粉制备的重要产业化途径，本发明利用直流电弧等离子体蒸发法制备出具有纯净度高、表面洁净、球形度好、易分散的超细Cu粉。

进一步的，制备铜粉的工艺参数：阴极电流强度为650-700A，氢氩比为6：(8-9)，充气压力为0.04~0.05MPa，在此条件下，铜粉的产率较高，约为800-900g/h，铜粉粒径范围为50~300nm，此粒径分布有利于导电膜有更好的致密性，XRF测试表明此铜粉纯度为99%以上。

进一步的，所述铜粉还需要经过表面活性剂进行表面改性处理。