金屬填料及其制備方法、可低溫燒結導電導熱漿料和膠水及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種金屬填料的制備方法，所述方法將低熔點金屬鹽、絡合劑以及pH調節劑與水配制成化學鍍液；將金屬粉末與得到的化學鍍液混合，并加入還原劑，加熱進行化學鍍，固液分離得到金屬填料。所述制備方法和采用所述金屬填料制備得到的可低溫燒結導熱導電漿料和膠水，能夠有效地實現填料的低溫燒結，實現填料冶金接觸，構建立體聯通網絡，提高導熱導電性能，有效地降低成本，利于大規模工業生產。

Metal filler and preparation method thereof, low temperature sintered conductive heat conducting slurry and glue and preparation method thereof

The invention relates to a preparation method of a metal filler, the method of low melting point metal salt, complexing agent, pH regulator and water prepared by chemical plating solution; metal powder mixed with the chemical plating solution, and adding reducing agent, heating chemical plating, solid-liquid separation of metal filler. The preparation method and the preparation of the system of low temperature sintered metal filler thermal conductive paste and glue, can effectively achieve the low temperature sintering of filler, filler to achieve metallurgical contact, to build three-dimensional network of China Unicom, to improve the thermal conductivity performance, effectively reduce costs, conducive to large-scale industrial production.

【技術實現步驟摘要】
金屬填料及其制備方法、可低溫燒結導電導熱漿料和膠水及其制備方法
本專利技術屬于材料領域，涉及一種金屬填料及其制備方法以及一種可低溫燒結導電導熱漿料和膠水及其制備方法。
技術介紹
如今導電膠是在電子封裝連接材料中含鉛焊料的最佳替代品。導熱導電膠主要由樹脂等有機聚合物和高導熱導電的金屬填充物組成，具有綠色環保、印刷線條細、工藝溫度低、表面安裝工藝簡單、可焊性好等優點。隨著電子工業微型化、集成化發展，它的用途會更加廣泛。但是作為一種新型的復合材料，導電膠的電阻率仍然較高，導熱性能仍然較差。為了解決導電率低，電阻率較高這一問題。近年來有越來越多人通過燒結的方法，使填料在加熱的條件下燒結在一起，形成填料通路，提高導熱和導電能力。目前燒結主要通過采用納米級填料、熱壓燒結、添加燒結助劑等方法。但是，使用納米級填料雖然可以實現低溫燒結，可是納米級原料的成本較高，不利于大規模工業生產，并且分散性也影響燒結性能。采用先進的燒結方法，如微波燒結、熱壓燒結和等離子活化燒結等，目前依然無法實現大規模生產。添加燒結助劑，如低熔點的玻璃或者金屬氧化物，但是添加劑與陶瓷相容易發生反應生成雜相，影響性能。低熔點合金具有較低的熔點，能在有機聚合物固化的溫度下熔化形成液相，在降溫凝聚時可以使填料在膠水內部由物理接觸變為冶金接觸，形成通路，從而提高膠水的導電導熱性能。目前主要是采用將低熔點合金以少量的比例與銀粉等填料混合，添加到聚合物中的方法，來制備燒結導電導熱膠水的。但是低熔點合金在膠水中與銀粉等填料的接觸困難，容易使銀粉被低導熱絕緣的有機聚合物所包圍，性能較差，只能通過提高銀粉等填料的含量來提高導熱導電性能，但是這不僅提高了成本，也增大了膠水的操作難度。
技術實現思路
針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種金屬填料的制備方法和采用所述金屬填料制備得到的可低溫燒結導熱導電漿料和膠水，能夠有效地實現填料的低溫燒結，實現填料冶金接觸，構建立體聯通網絡，提高導熱導電性能，有效地降低成本，利于大規模工業生產。為達到上述目的，本專利技術的目的之一在于提供一種金屬填料的制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)將低熔點金屬鹽、絡合劑以及pH調節劑與水配制成化學鍍液；(2)將金屬粉末與步驟(1)得到的化學鍍液混合，并加入還原劑，加熱進行化學鍍，固液分離得到金屬填料。作為本專利技術優選的技術方案，步驟(1)所述低熔點金屬鹽包括硝酸錫、氨基磺酸錫、硫酸錫、氯化錫、硝酸鉍、氨基磺酸鉍、硫酸鉍、氯化鉍、硝酸銦、氨基磺酸銦、硫酸銦或氯化銦中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：硝酸錫和氨基磺酸錫的組合、硫酸錫和氯化錫的組合。硝酸鉍和氨基磺酸鉍的組合、硫酸鉍和氯化鉍的組合、硝酸銦和氨基磺酸銦的組合、硫酸銦和氯化銦的組合或硝酸錫、硝酸鉍和硝酸銦的組合等。優選地，步驟(1)所述化學電鍍液中低熔點金屬鹽的濃度為0.01～1g/mL，如0.01g/mL、0.05g/mL、0.1g/mL、0.2g/mL、0.3g/mL、0.4g/mL、0.5g/mL、0.6g/mL、0.7g/mL、0.8g/mL、0.9g/mL或1g/mL等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用，進一步優選地為0.1～0.5g/mL。作為本專利技術優選的技術方案，步驟(1)所述絡合劑包括酒石酸鉀鈉、檸檬三酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、焦磷酸鈉、三乙醇胺、甘油或氯化銨中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：酒石酸鉀鈉和檸檬三酸鈉的組合、檸檬三酸鈉和乙二胺四乙酸二鈉的組合、乙二胺四乙酸二鈉和焦磷酸鈉的組合、焦磷酸鈉和三乙醇胺的組合、三乙醇胺和甘油的組合、甘油和氯化銨的組合或氯化銨、酒石酸鉀鈉和檸檬三酸鈉的組合等。優選地，步驟(1)所述化學鍍液中絡合劑的濃度為0.1～15g/mL，如0.1g/mL、0.2g/mL、0.5g/mL、1g/mL、2g/mL、5g/mL、8g/mL、10g/mL、12g/mL或15g/mL等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用，進一步優選為0.5～3g/mL。作為本專利技術優選的技術方案，步驟(1)所述pH調節劑包括氨水、碳酸氫鈉或磷酸氫二鈉中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：氨水和碳酸氫鈉的組合、碳酸氫鈉和磷酸氫二鈉的組合、磷酸氫二鈉和氨水的組合或氨水、碳酸氫鈉和磷酸氫二鈉的組合等。優選地，步驟(1)所述化學電鍍液的pH為8～13，如8、9、10、11、12或13等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。作為本專利技術優選的技術方案，步驟(2)所述金屬粉末包括銅粉、銀粉、鎳粉或銅銀粉中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：銅粉和銀粉的組合、銀粉和鎳粉的組合、鎳粉和銅銀粉的組合、銅銀粉和銅粉的組合或銅粉、銀粉和鎳粉的組合等，優選為銅粉和/或銀粉。優選地，步驟(2)所述金屬粉末與化學鍍液的質量體積比為1:(20～300)g/mL，如1:20、1:50、1:80、1:100、1:120、1:150、1:180、1:200、1:220、1:250、1:280或1:300等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。優選地，步驟(2)所述還原劑包括次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、三氯化鈦、抗壞血酸或水合肼中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：亞磷酸鈉和硼氫化鈉的組合、硼氫化鈉和硼氫化鉀的組合、硼氫化鉀和三氯化鈦的組合、三氯化鈦和抗壞血酸的組合、抗壞血酸和水合肼的組合或次亞磷酸鈉、硼氫化鉀和抗壞血酸的組合等。優選地，步驟(2)所述還原劑的加入量為每10mL化學鍍液0.1～1g，如0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g、0.6g、0.7g、0.8g、0.9g或1g等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。優選地，步驟(2)所述加熱的溫度為30～90℃，如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。優選地，步驟(2)所述化學鍍的時間為5～120min，如5min、10min、20min、50min、80min、100min或120min等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用，進一步優選為60～100min。優選地，步驟(2)所述化學鍍在攪拌下進行。優選地，所述攪拌的轉速為500～2000rpm，如500rpm、600rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm、1800rpm或2000rpm等，但并不僅限于所列舉的數值，該數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。優選地，步驟(2)所述固液分離的方法包括過濾、離心、沉降或蒸發中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實例有：過濾和離心的組合、離心和沉降的組合、沉降和蒸發的組合或過濾、沉降和離心的組合等，進一步優選為離心。作為本專利技術優選的技術方案，步驟(2)進行前對金屬粉末使用有機溶劑和酸溶液進行預處理。優選地，所述有機溶劑包括無水乙醇、丙酮、正己烷或三氯甲烷中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬填料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)將低熔點金屬鹽、絡合劑以及pH調節劑與水配制成化學鍍液；(2)將金屬粉末與步驟(1)得到的化學鍍液混合，并加入還原劑，加熱進行化學鍍，固液分離得到金屬填料。

【技術特征摘要】
1.一種金屬填料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)將低熔點金屬鹽、絡合劑以及pH調節劑與水配制成化學鍍液；(2)將金屬粉末與步驟(1)得到的化學鍍液混合，并加入還原劑，加熱進行化學鍍，固液分離得到金屬填料。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述低熔點金屬鹽包括硝酸錫、氨基磺酸錫、硫酸錫、氯化錫、硝酸鉍、氨基磺酸鉍、硫酸鉍、氯化鉍、硝酸銦、氨基磺酸銦、硫酸銦或氯化銦中任意一種或至少兩種的組合；優選地，步驟(1)所述化學電鍍液中低熔點金屬鹽的濃度為0.01～1g/mL，進一步優選為0.1～0.5g/ml。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述絡合劑包括酒石酸鉀鈉、檸檬三酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、焦磷酸鈉、三乙醇胺、甘油或氯化銨中任意一種或至少兩種的組合；優選地，步驟(1)所述化學鍍液中絡合劑的濃度為0.1～15g/mL，進一步優選為0.5～3g/ml。4.根據權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述pH調節劑包括氨水、碳酸氫鈉或磷酸氫二鈉中任意一種或至少兩種的組合；優選地，步驟(1)所述化學電鍍液的pH為8～13。5.根據權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述金屬粉末包括銅粉、銀粉、鎳粉或銅銀粉中任意一種或至少兩種的組合，優選為銅粉和/或銀粉；優選地，步驟(2)所述金屬粉末與化學鍍液的質量體積比為1:(20～300)g/mL；優選地，步驟(2)所述還原劑包括次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、硼氫化鉀、三氯化鈦、抗壞血酸或水合肼中任意一種或至少兩種的組合；優選地，步驟(2)所述還原劑的加入量為每10mL化學鍍液0.1～1g。優選地，步驟(2)所述加熱的溫度為30～90℃；優選地，步驟(2)所述化學鍍的時間為5～120min，進一步優...

【專利技術屬性】
技術研發人員：符顯珠，徐璐，張福濤，孫蓉，
申請(專利權)人：中國科學院深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：廣東,44