亚微米尺度的金属湿粉及其制备方法、亚微米尺度的金属及应用与流程

本申请属于无机材料，尤其涉及一种亚微米尺度的金属湿粉及其制备方法、亚微米尺度的金属膏及应用。

背景技术：

1、亚微米尺度的银粉具备优异的导电性与低温烧结活性，可在200℃以下实现低温烧结互联，适配柔性基材、热敏元器件等耐高温性差的加工场景，广泛应用于导电银浆料、柔性电子、微电路封装等领域，是低温电子封装领域的核心材料，具备极高的产业化应用价值。

2、当前亚微米尺度的银粉固液分离工艺存在明显技术缺陷。因亚微米尺度的银颗粒尺寸极小，常规工业分离手段难以适用，行业普遍采用万转以上高速离心工艺，存在能耗高、产率低、生产成本高的问题，无法适配规模化工业生产。现有改进絮凝沉降工艺也存在短板，电荷絮凝法需添加再分散剂，易引入杂质；丙酮絮凝法则存在严重的安全与职业健康隐患，均无法满足工业化安全生产需求。

3、亚微米尺度的银粉分散性制备工艺同样存在痛点。传统工艺先干燥制粉再机械混合分散，而亚微米尺度的银无法高温烘干，适配的冷冻干燥工艺难以批量生产。同时干燥后的亚微米尺度的银粉因高表面能极易团聚，后续机械混合难以实现均匀分散，大幅降低银膏产品的导热、导电性能，制约了亚微米尺度的银粉的品质提升与规模化应用，亟需研发新型制备工艺解决上述问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种亚微米尺度的金属湿粉的制备方法、亚微米尺度的金属湿粉、亚微米尺度的金属膏及其应用，具有实现了亚微米尺度的银颗粒的高效絮凝沉降，简化了固液分离工艺，降低了生产能耗，避免了杂质引入和安全隐患，并有效防止了颗粒硬团聚的优点。

2、第一方面，本申请提供了一种亚微米尺度的金属湿粉的制备方法，技术方案如下：

3、包括如下步骤：

4、制备亚微米尺度的银分散液以及絮凝剂溶液；

5、将絮凝剂溶液滴入亚微米尺度的银分散液中，搅拌至亚微米尺度的银絮凝成大颗粒并沉降，减压抽滤除去上清液得到沉淀；

6、向沉淀中加入无水乙醇，搅拌均匀、离心后加入有机溶剂，充分混合后去除无水乙醇，得到亚微米尺度的金属湿粉。

7、在一些实施例中，在减压抽滤步骤中包括：用去离子水洗涤沉淀至上清液的电导率在20μs/cm以下。

8、在一些实施例中，制备亚微米尺度的银分散液包括：

9、提供第一银源溶液、晶核溶液、还原剂溶液以及第一底液；

10、将晶核溶液均匀分散于第一底液中，得到分散体系；

11、对分散体系进行搅拌后，将银源溶液和还原剂溶液滴入分散体系，进行还原反应得到亚微米尺度的银分散液。

12、在一些实施例中，对分散体系进行搅拌后，将第一银源溶液和还原剂溶液滴入分散体系，进行还原反应得到亚微米尺度的银分散液，包括：采用蠕动滴加方式，滴加时间为20~30min，搅拌速度为200~600rpm，反应温度为60~80℃。

13、在一些实施例中，晶核溶液的制备包括如下步骤：

14、提供第二银源溶液以及第二底液；

15、将第二银源溶液加入第二底液中，在25℃~40℃下以200~600rpm的搅拌速度搅拌1~4h，得到晶核溶液。

16、在一些实施例中，还原剂溶液中的还原剂包括抗坏血酸。

17、在一些实施例中，第一底液和第二底液皆包括聚乙烯吡咯烷酮。

18、在一些实施例中，第一银源溶液和第二银源溶液包括硝酸银溶液。

19、在一些实施例中，絮凝剂溶液中的絮凝剂包括蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸、16-羟基棕榈酸中的一种。

20、在一些实施例中，有机溶剂包括松油醇、乙二醇、二乙二醇丁醚中的至少一种。

21、第二方面，本申请实施例提供一种亚微米尺度的金属湿粉，采用上述制备方法制得。

22、第三方面，本申请实施例提供一种亚微米尺度的银膏，包括平均片径为1~5μm的片状银粉、平均粒径为200~300nm的银粉和采用上述制备方法制得的亚微米尺度的金属湿粉或亚微米尺度的金属湿粉，其中平均片径为1~5μm的片状银粉、平均粒径为200~300nm的银粉与亚微米尺度的金属湿粉的比例为（0~24）：（1~12）：1。

23、第四方面，本申请实施例提供一种亚微米尺度的银膏的应用，将上述亚微米尺度的银膏通过点胶方式涂覆于基板表面并匹配芯片完成互连封装或采用低温烧结工艺成型用作导电导热材料。

24、本申请提供的一种亚微米尺度的金属湿粉的制备方法、亚微米尺度的金属湿粉、亚微米尺度的金属膏及其应用，通过采用特定絮凝剂实现亚微米尺度的银的有效絮凝沉降，并通过“湿法”直接将银颗粒置换至银膏溶剂中，包覆在银颗粒表面的絮凝剂同时作为分散剂。解决了亚微米尺度的银固液分离难、能耗高及颗粒硬团聚的技术问题，具有实现了亚微米尺度的银颗粒的高效絮凝沉降，简化了固液分离工艺，降低了生产能耗，避免了杂质引入和安全隐患，并有效防止了颗粒硬团聚的优点。

1.一种亚微米尺度的金属湿粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在减压抽滤步骤中包括：用去离子水洗涤沉淀至上清液的电导率在20μs/cm以下。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备亚微米尺度的银分散液包括：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述对所述分散体系进行搅拌后，将所述第一银源溶液和还原剂溶液滴入所述分散体系，进行还原反应得到亚微米尺度的银分散液，包括：

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述晶核溶液的制备包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂溶液中的还原剂包括抗坏血酸；和/或，

7.如权利要求1至6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述絮凝剂溶液中的絮凝剂包括蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸、16-羟基棕榈酸中的一种；和/或，

8.一种亚微米尺度的金属湿粉，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的制备方法制得。

9.一种亚微米尺度的金属膏，其特征在于，所述亚微米尺度的银膏包括平均片径为1~5μm的片状银粉、平均粒径为200~300nm的银粉和权利要求1至7任一项所述的制备方法制得的亚微米尺度的金属湿粉或权利要求8所述的亚微米尺度的金属湿粉，其中平均片径为1~5μm的片状银粉、平均粒径200~300nm的银粉与所述亚微米尺度的金属湿粉的质量比为（0~24）：（1~12）：1金属湿粉。

10.一种亚微米尺度的金属膏的应用，其特征在于，将权利要求9所述的亚微米尺度的银膏通过点胶方式涂覆于基板表面并匹配芯片完成互连封装或采用低温烧结工艺成型用作导电导热材料。