專利名稱：一種多元絡合法制備超細銅粉的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多元絡合法制備超細銅粉的方法，特別涉及銅導體漿料用超細銅粉的制備方法，屬于電子材料、功能材料和粉體材料科學領域。
背景技術：
隨著貴金屬漿料成本的飆升和國產保護性氣氛爐的研制成功，銅導體漿料代替銀導體漿料已在壓敏電阻、厚膜混合集成電路、陶瓷散熱片等產品上應用。銅導體漿料性能主要由導電相超細銅粉決定，其中銅粉松裝密度是一個重要指標。目前用于制備銅導體漿料的超細銅粉的制備方法很多，包括物理法、化學法和物理一化學法，在公知技術中均未明確給出超細銅粉的松裝密度；銅導體漿料的應用存在阻值偏高、可焊性差、附著力低等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的 在于提供一種多元絡合法制備超細銅粉的方法，通過復合絡合劑控制銅粉的還原速度，進而控制銅粉的粒度和形貌，制備高密度銅粉，用于生產銅導體漿料，通過下列技術方案實現。一種多元絡合法制備超細銅粉的方法，經過下列各步驟:
(1)銅鹽溶液的配制:以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制硫酸銅的質量濃度為0.5 30g/L的銅鹽溶液；
(2)多元絡合劑的配制:將兩種或兩種以上絡合劑混合均勻，再向溶液中加入濃度是
0.1 3g/L的NaOH，使多元絡離子溶液的pH保持在7 13 ;所得多元絡合劑的特征為:總絡離子質量濃度為M，其中，主絡合劑的絡離子質量濃度為[A]，其它輔助絡合劑質量濃度為[B]、[C]，各絡合劑質量濃度符合下列等式:二元絡合劑:M=[A] + [B] = 1.5 5[Cu2+]，[A] =1 5 [Cu2+]、[B] =0.25 5 [Cu2+];三元絡合劑:M= [A] +[B] + [ C ] = 1.5 5 [Cu2+]，[A]= I 5 [Cu2+]、[B]=0.1 5[Cu2+]、[ C ]=0.I 5[Cu2+]；
(3)多元銅絡離子溶液的配制:將步驟(I)所得銅鹽溶液與步驟(2)所得多元絡合劑按體積比為1:0.5混合均勻，配制成多元銅絡離子溶液；
(4)將步驟(3)所得多元銅絡離子溶液，在水浴溫度30 80°C下攪拌I 30分鐘；再加入步驟(I)所得銅鹽溶液體積的1/3的還原劑，然后攪拌5 60分鐘；
(5)將步驟(4)的反應液進行液固分離，得到銅粉；再用離子水洗滌銅粉至水為中性無
色；
(6)將步驟(5)的銅粉置于30 60°C下烘干2 6小時，即得到超細銅粉。所述步驟(2)的絡合劑是下列溶液中的兩種或兩種以上:酒石酸、二巰基丙醇、二巰基丙烷磺酸鈉、硫脲、氟化氨、乙酰丙酮、檸檬酸、三乙醇胺、EDTA、乙二胺四丙酸。所述步驟(4)的還原劑為濃度是3 60g/L的肼類、糖類、次磷酸鹽或硼烷。所述步驟(4)的還原劑的加入分2 3次加入，每次間隔2 5分鐘。
所得超細銅粉的表面形貌為球形或類球形狀，松裝密度大于3.0g/cm3。用于制備銅導體漿料，具有阻值低、可焊性好、附著力強等特性。本發(fā)明與公知技術相比具有下列優(yōu)點和效果:本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便，設備投資小。采用兩種或兩種以上的絡合劑，控制絡合劑比例，得到不同濃度的兩種或兩種以上的銅絡合離子，加入還原劑。根據不同銅絡合離子與還原劑的還原能力不同，控制銅粉的反應速度和形貌。所得超細銅粉為球形或類球形狀，松裝密度大于3.0g/cm3。用于制備銅導體漿料，具有阻值低、可焊性好、附著力強等特性，降低了銅漿料成本。本發(fā)明提供一種多元絡合法制備超細銅粉的方法，采用兩種或兩種以上的絡合齊U，控制絡合劑比例，得到不同濃度的兩種或兩種以上的銅絡合離子，加入還原劑。根據不同銅絡合離子與還原劑的還原能力不同，控制銅粉的反應速度和形貌。本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便，設備投資小，所得超細銅粉為球形或類球形狀，松裝密度大于3.0g/cm3。用于制備銅導體漿料，具有阻值低、可焊性好、附著力強等特性，降低了銅漿料成本。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例1
(1)銅鹽溶液的配制:以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制硫酸銅的質量濃度為
0.5g/L的銅鹽溶液；
(2)多元絡合劑的配制:以氟化氨為主絡合劑、EDTA為輔助絡合劑，取200mL質量濃度為10g/L氟化氨、200mL質量濃度為5g/LEDTA混合均勻，再向溶液中加入濃度是0.lg/L的NaOH,使多元絡離子溶液的pH保持在8 ；
(3)多元銅絡離子溶液的配制:將步`驟(I)所得銅鹽溶液與步驟(2)所得多元絡合劑按體積比為1:0.5混合均勻，配制成多元銅絡離子溶液；
(4)將步驟(3)所得多元銅絡離子溶液，在水浴溫度50°C下攪拌5分鐘；再加入步驟
(I)所得銅鹽溶液體積的1/3的水合肼還原劑，還原劑為濃度是3g/L，分3次加入，每次間隔5分鐘，然后攪拌40分鐘；
(5)將步驟(4)的反應液進行液固分離，得到銅粉；再用離子水洗滌銅粉至水為中性無
色；
(6)將步驟(5)的銅粉置于60°C下烘干2小時，即得到超細銅粉。所得超細銅粉平均尺寸為3微米，松裝密度3.5克/厘米3。實施例2
(1)銅鹽溶液的配制:以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制硫酸銅的質量濃度為5g/L的銅鹽溶液；
(2)多元絡合劑的配制:以檸檬酸為主絡合劑，三乙醇胺為輔助絡合劑，取200mL質量濃度為35g/L檸檬酸、IOOmL質量濃度為8g/L三乙醇胺混合均勻，再向溶液中加入濃度是lg/L的NaOH，使多元絡離子溶液的pH保持在10 ；
(3)多元銅絡離子溶液的配制:將步驟(I)所得銅鹽溶液與步驟(2)所得多元絡合劑按體積比為1:0.5混合均勻，配制成多元銅絡離子溶液；
(4)將步驟(3)所得多元銅絡離子溶液，在水浴溫度80°C下攪拌I分鐘；再加入步驟(I)所得銅鹽溶液體積的1/3的葡萄糖還原劑，還原劑為濃度是20g/L，分3次加入，每次間隔4分鐘，然后攪拌60分鐘；
(5)將步驟(4)的反應液進行液固分離，得到銅粉；再用離子水洗滌銅粉至水為中性無
色；
(6)將步驟(5)的銅粉置于40°C下烘干4小時，即得到超細銅粉。所得超細銅粉平均尺寸為2.5微米，松裝密度3.25克/厘米3。實施例3
(1)銅鹽溶液的配制:以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制硫酸銅的質量濃度為15g/L的銅鹽溶液；
(2)多元絡合劑的配制:以乙二胺四丙酸為主絡合劑，酒石酸和二巰基丙醇為輔助絡合齊IJ，取200mL質量濃度為40g/L乙二胺四丙酸、IOOmL質量濃度為10g/L酒石酸、IOOmL質量濃度為15g/L 二巰基丙醇混合均勻，再向溶液中加入濃度是3g/L的NaOH，使多元絡離子溶液的PH保持在13 ；
(3)多元銅絡離子溶液的配制:將步驟(I)所得銅鹽溶液與步驟(2)所得多元絡合劑按體積比為1:0.5混合均勻，配制成多元銅絡離子溶液；
(4)將步驟(3)所得多元銅絡離子溶液，在水浴溫度60°C下攪拌10分鐘；再加入步驟(I)所得銅鹽溶液體積的1/3的硼氫化鈉還原劑，還原劑為濃度是30g/L，分2次加入，每次間隔2分鐘，然后攪拌20分鐘；
(5)將步驟(4)的反應液進行液固分離，得到銅粉；再用離子水洗滌銅粉至水為中性無
色；
(6)將步驟(5)的銅粉置于30°C下烘干6小時，即得到超細銅粉。所得超細銅粉平均尺寸為1.5微米，松裝密度4.0克/厘米3。實施例4
(1)銅鹽溶液的配制:以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制硫酸銅的質量濃度為30g/L的銅鹽溶液；
(2)多元絡合劑的配制:以硫脲為主絡合劑、二巰基丙烷磺酸鈉和乙酰丙酮為輔助絡合齊IJ，取200mL質量濃度為50g/L硫脲、IOOmL質量濃度為25g/L 二巰基丙烷磺酸鈉、IOOmL質量濃度為15g/L乙酰丙酮混合均勻，再向溶液中加入濃度是2g/L的NaOH，使多元絡離子溶液的PH保持在7 ；
(3)多元銅絡離子溶液的配制:將步驟(I)所得銅鹽溶液與步驟(2)所得多元絡合劑按體積比為1:0.5混合均 勻，配制成多元銅絡離子溶液；
(4)將步驟(3)所得多元銅絡離子溶液，在水浴溫度30°C下攪拌30分鐘；再加入步驟
(I)所得銅鹽溶液體積的1/3的次亞磷酸鈉還原劑，還原劑為濃度是60g/L，分2次加入，每次間隔5分鐘，然后攪拌5分鐘；
(5)將步驟(4)的反應液進行液固分離，得到銅粉；再用離子水洗滌銅粉至水為中性無
色；
(6)將步驟(5)的銅粉置于40°C下烘干6小時，即得到超細銅粉。所得超細銅粉平均尺寸為2.8微米，松裝密度3.50克/厘米3。
權利要求
1.一種多元絡合法制備超細銅粉的方法，其特征在于經過下列各步驟: (O以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制硫酸銅的質量濃度為0.5 30g/L的銅鹽溶液； (2)將兩種或兩種以上絡合劑混合均勻，再向溶液中加入濃度是0.1 3g/L的NaOH，使多元絡離子溶液的PH保持在7 13 ; (3)將步驟(I)所得銅鹽溶液與步驟(2)所得多元絡合劑按體積比為1:0.5混合均勻，配制成多元銅絡離子溶液； (4)將步驟(3)所得多元銅絡離子溶液，在30 80°C下攪拌I 30分鐘；再加入步驟(I)所得銅鹽溶液體積的1/3的還原劑，然后攪拌5 60分鐘； (5)將步驟(4)的反應液進行液固分離，得到銅粉；再用離子水洗滌銅粉至水為中性無色； (6)將步驟(5)的銅粉置于30 60°C下烘干2 6小時，即得到超細銅粉。
2.根據權利要求1所述的多元絡合法制備超細銅粉的方法，其特征在于:所述步驟(2)的絡合劑是下列溶液中的兩種或兩種以上:酒石酸、二巰基丙醇、二巰基丙烷磺酸鈉、硫脲、氟化氨、乙酰丙酮、檸檬酸、三乙醇胺、EDTA、乙二胺四丙酸。
3.根據權利要求1所述的多元絡合法制備超細銅粉的方法，其特征在于:所述步驟(4)的還原劑為濃度是3 60g/L的肼類、糖類、次磷酸鹽或硼烷。
4.根據權利要求1或3所述的多元絡合法制備超細銅粉的方法，其特征在于:所述步驟(4)的還原劑的加入分2 3次加入，每次間隔2 5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多元絡合法制備超細銅粉的方法，屬于電子材料、功能材料和粉體材料科學領域。以硫酸銅為溶質、離子水為溶劑，配制銅鹽溶液；再配制多元絡合劑，將銅鹽溶液與多元絡合劑混合均勻，配制成多元銅絡離子溶液；加入還原劑，然后攪拌進行液固分離，再用離子水洗滌銅粉至水為中性無色；烘干即得到超細銅粉。所得超細銅粉的表面形貌為球形或類球形狀，松裝密度大于3.0g/cm3。用于制備銅導體漿料，具有阻值低、可焊性好、附著力強等特性。本發(fā)明工藝過程簡單，操作方便，設備投資小。用于制備銅導體漿料，具有阻值低、可焊性好、附著力強等特性，降低了銅漿料成本。
文檔編號B22F9/24GK103231071SQ20131012086
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權日2013年4月9日
發(fā)明者朱曉云, 曹梅, 龍晉明 申請人:昆明理工大學