CN106883787B - 金属填料及其制备方法、可低温烧结导电导热浆料和胶水及其制备方法 - Google Patents

金属填料及其制备方法、可低温烧结导电导热浆料和胶水及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种金属填料的制备方法，所述方法将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；将金属粉末与得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料。所述制备方法和采用所述金属填料制备得到的可低温烧结导热导电浆料和胶水，能够有效地实现填料的低温烧结，实现填料冶金接触，构建立体联通网络，提高导热导电性能，有效地降低成本，利于大规模工业生产。

Description

金属填料及其制备方法、可低温烧结导电导热浆料和胶水及 其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，涉及一种金属填料及其制备方法以及一种可低温烧结导电导热浆料和胶水及其制备方法。
背景技术
如今导电胶是在电子封装连接材料中含铅焊料的最佳替代品。导热导电胶主要由树脂等有机聚合物和高导热导电的金属填充物组成，具有绿色环保、印刷线条细、工艺温度低、表面安装工艺简单、可焊性好等优点。随着电子工业微型化、集成化发展，它的用途会更加广泛。但是作为一种新型的复合材料，导电胶的电阻率仍然较高，导热性能仍然较差。
为了解决导电率低，电阻率较高这一问题。近年来有越来越多人通过烧结的方法，使填料在加热的条件下烧结在一起，形成填料通路，提高导热和导电能力。目前烧结主要通过采用纳米级填料、热压烧结、添加烧结助剂等方法。但是，使用纳米级填料虽然可以实现低温烧结，可是纳米级原料的成本较高，不利于大规模工业生产，并且分散性也影响烧结性能。采用先进的烧结方法，如微波烧结、热压烧结和等离子活化烧结等，目前依然无法实现大规模生产。添加烧结助剂，如低熔点的玻璃或者金属氧化物，但是添加剂与陶瓷相容易发生反应生成杂相，影响性能。
低熔点合金具有较低的熔点，能在有机聚合物固化的温度下熔化形成液相，在降温凝聚时可以使填料在胶水内部由物理接触变为冶金接触，形成通路，从而提高胶水的导电导热性能。目前主要是采用将低熔点合金以少量的比例与银粉等填料混合，添加到聚合物中的方法，来制备烧结导电导热胶水的。但是低熔点合金在胶水中与银粉等填料的接触困难，容易使银粉被低导热绝缘的有机聚合物所包围，性能较差，只能通过提高银粉等填料的含量来提高导热导电性能，但是这不仅提高了成本，也增大了胶水的操作难度。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种金属填料的制备方法和采用所述金属填料制备得到的可低温烧结导热导电浆料和胶水，能够有效地实现填料的低温烧结，实现填料冶金接触，构建立体联通网络，提高导热导电性能，有效地降低成本，利于大规模工业生产。
为达到上述目的，本发明的目的之一在于提供一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；
(2)将金属粉末与步骤(1)得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述低熔点金属盐包括硝酸锡、氨基磺酸锡、硫酸锡、氯化锡、硝酸铋、氨基磺酸铋、硫酸铋、氯化铋、硝酸铟、氨基磺酸铟、硫酸铟或氯化铟中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硝酸锡和氨基磺酸锡的组合、硫酸锡和氯化锡的组合。硝酸铋和氨基磺酸铋的组合、硫酸铋和氯化铋的组合、硝酸铟和氨基磺酸铟的组合、硫酸铟和氯化铟的组合或硝酸锡、硝酸铋和硝酸铟的组合等。
优选地，步骤(1)所述化学电镀液中低熔点金属盐的浓度为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，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选地为0.1～0.5g/mL。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述络合剂包括酒石酸钾钠、柠檬三酸钠、乙二胺四乙酸二钠、焦磷酸钠、三乙醇胺、甘油或氯化铵中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：酒石酸钾钠和柠檬三酸钠的组合、柠檬三酸钠和乙二胺四乙酸二钠的组合、乙二胺四乙酸二钠和焦磷酸钠的组合、焦磷酸钠和三乙醇胺的组合、三乙醇胺和甘油的组合、甘油和氯化铵的组合或氯化铵、酒石酸钾钠和柠檬三酸钠的组合等。
优选地，步骤(1)所述化学镀液中络合剂的浓度为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，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为0.5～3g/mL。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述pH调节剂包括氨水、碳酸氢钠或磷酸氢二钠中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氨水和碳酸氢钠的组合、碳酸氢钠和磷酸氢二钠的组合、磷酸氢二钠和氨水的组合或氨水、碳酸氢钠和磷酸氢二钠的组合等。
优选地，步骤(1)所述化学电镀液的pH为8～13，如8、9、10、11、12或13等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述金属粉末包括铜粉、银粉、镍粉或铜银粉中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：铜粉和银粉的组合、银粉和镍粉的组合、镍粉和铜银粉的组合、铜银粉和铜粉的组合或铜粉、银粉和镍粉的组合等，优选为铜粉和/或银粉。
优选地，步骤(2)所述金属粉末与化学镀液的质量体积比为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，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述还原剂包括次亚磷酸钠、硼氢化钠、硼氢化钾、三氯化钛、抗坏血酸或水合肼中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：亚磷酸钠和硼氢化钠的组合、硼氢化钠和硼氢化钾的组合、硼氢化钾和三氯化钛的组合、三氯化钛和抗坏血酸的组合、抗坏血酸和水合肼的组合或次亚磷酸钠、硼氢化钾和抗坏血酸的组合等。
优选地，步骤(2)所述还原剂的加入量为每10mL化学镀液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，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述加热的温度为30～90℃，如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述化学镀的时间为5～120min，如5min、10min、20min、50min、80min、100min或120min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，进一步优选为60～100min。
优选地，步骤(2)所述化学镀在搅拌下进行。
优选地，所述搅拌的转速为500～2000rpm，如500rpm、600rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm、1800rpm或2000rpm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述固液分离的方法包括过滤、离心、沉降或蒸发中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：过滤和离心的组合、离心和沉降的组合、沉降和蒸发的组合或过滤、沉降和离心的组合等，进一步优选为离心。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)进行前对金属粉末使用有机溶剂和酸溶液进行预处理。
优选地，所述有机溶剂包括无水乙醇、丙酮、正己烷或三氯甲烷中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：无水乙醇和丙酮的组合、丙酮和正己烷的组合、正己烷和三氯甲烷的组合、三氯甲烷和无水乙醇的组合或无水乙醇、丙酮和三氯甲烷的组合。
优选地，所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸。
优选地，步骤(2)后对制备得到的金属填料使用水和无水乙醇进行洗涤。
优选地，所述洗涤后对金属填料进行干燥。
优选地，所述干燥包括真空干燥、加热干燥、鼓风干燥或自然干燥中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：真空干燥和加热干燥的组合、加热干燥和鼓风干燥的组合、鼓风干燥和自然干燥的组合等。
本发明目的之二在于提供一种金属填料，由上述任一种方法制备得到。
本发明目的之三在于提供一种可低温烧结导电导热浆料和胶水，以上述金属填料制备得到。
本发明目的之四在于提供一种上述可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将高分子聚合物与固化剂混合，得到混合料；
(b)使用表面处理剂的所述金属填料进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
作为本发明优选的技术方案，步骤(a)所述高分子聚合物选自环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅橡胶、丙烯酸树脂或丙二醇甲醚醋酸酯中任一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：环氧树脂和聚二甲基硅氧烷的组合、聚二甲基硅氧烷和乙烯基硅橡胶的组合、乙烯基硅橡胶和丙烯酸树脂的组合、丙烯酸树脂和丙二醇甲醚醋酸酯的组合、丙二醇甲醚醋酸酯和环氧树脂的组合或环氧树脂、聚二甲基硅氧烷和乙烯基硅橡胶的组合等。
优选地，步骤(a)所述固化剂包括有机酸酐类固化剂、芳香胺类固化剂或脂肪胺类固化剂中任意一种或至少两种的，所述组合典型但非限制性实例有：有机酸酐类固化剂和芳香胺类固化剂的组合、芳香胺类固化剂和脂肪胺类固化剂的组合、脂肪胺类固化剂和有机酸酐类固化剂的组合或有机酸酐类固化剂、芳香胺类固化剂和脂肪胺类固化剂的组合等。
优选地，步骤(a)所述高分子聚合物物与固化剂的质量比为1:(0.1～0.8)，如1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7或1:0.8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(b)所述表面处理剂包括硅烷偶联剂和/或乙二酸。
优选地，步骤(b)所述金属填料与所述高分子聚合物的质量比为(0.1～0.8):1，如0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1或0.8:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
通过化学镀的方式在金属粉末上包覆或点缀低熔点金属或合金，使用该金属填料与高分子材料混合，添加其它助剂制作复合材料，一般需要一定的温度才可以固化。低熔点金属或合金的熔点低，可以在固化的温度下熔融，使金属填料相互接触，固化结束后温度回到室温，熔融的金属也变为固态，进而在复合材料内部形成金属网络，提高了导热导电性能。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供一种金属填料的制备方法，所述方法制备得到的金属填料能够在熔化状态下更有效地使导电颗粒相连接，能够有效地实现填料的低温烧结，烧结温度在160～170℃，实现填料冶金接触；
(2)本发明提供一种可低温烧结导电导热浆料和胶水，所述浆料和胶水具有优异的导电导热性能，电导率在10-5Ω·cm级别，最低可达3.28×10-5Ω·cm，热导率大于3W/(mk)，最高可达9.2W/(mk)；
(3)本发明提供一种可低温烧结导电导热浆料和胶水，所述浆料和胶水不需要添加烧结助剂，不需要高成本烧结设备，有效地降低成本；
(4)本发明提供一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述制备方法流程简单，易于操作，利于大规模工业生产。
附图说明
图1是本发明所述可低温烧结导电导热浆料或胶水的制备方法制备得到的的胶水固化后的截面图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将1.5g硝酸锡，1g硫酸铋，5g酒石酸钾钠，6.2g乙二胺四乙酸二钠、1g焦磷酸钠和50ml去离子水，加入氨水调节pH到8，配制成化学镀液；
(2)将0.5g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.2g次亚磷酸钠和0.2g硼氢化钠，40℃下进行化学镀60min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将环氧树脂与有机酸酐类固化剂(质量比1:0.1)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(环氧树脂质量的10％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例2
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取1.8g氨基磺酸锡，1g硫酸铋，0.5g硫酸铟，2g柠檬三酸钠，1.8g焦磷酸钠、3g氯化铵和50ml去离子水，加入碳酸氢钠调节pH到8，配制成化学镀液；
(2)将0.5g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.2g次亚磷酸钠和0.2g抗坏血酸，80℃下进行化学镀60min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将聚二甲基硅氧烷与芳香胺类固化剂(质量比1:0.8)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(聚二甲基硅氧烷质量的80％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例3
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取1.5g硫酸锡，2g柠檬三酸钠，4.6g乙二胺四乙酸二钠和50ml去离子水，加入磷酸氢二钠调节pH到11，配制成化学镀液；
(2)将0.5g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.6g水合肼，50℃下进行化学镀60min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将环氧树脂与脂肪胺类固化剂(质量比1:0.5)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(环氧树脂质量的50％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例4
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取1.8g硫酸铟，2g柠檬三酸钠，3.2g乙二胺四乙酸二钠、3ml三乙醇胺和50ml去离子水，加入氨水调节pH到11，配制成化学镀液；
(2)将0.1g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.3g硼氢化钠，在500rmp搅拌以及80℃下进行化学镀30min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将环氧树脂与有机酸酐类固化剂(质量比1:0.3)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(环氧树脂质量的20％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例5
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取5g硫酸锡、1g硫酸铋、2g氨基磺酸铟，2g柠檬三酸钠，3.2g乙二胺四乙酸二钠、3g焦磷酸钠和50ml去离子水，加入氨水调节pH到12，配制成化学镀液；
(2)将0.5g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.3g水合肼，在2000rmp搅拌以及90℃下进行化学镀20min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将环氧树脂与芳香胺类固化剂(质量比1:0.6)混合，得到混合料；
(b)使用乙二酸对步骤(2)得到的金属填料(环氧树脂质量的40％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例6
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取1.8g氨基磺酸铋，2g柠檬三酸钠，3.2g乙二胺四乙酸二钠、3ml甘油和50ml去离子水，加入氨水调节pH到8，配制成化学镀液；
(2)将0.1g银粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.3g硼氢化钠，在1000rmp搅拌以及40℃下进行化学镀60min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将聚二甲基硅氧烷与脂肪胺类固化剂(质量比1:0.2)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(聚二甲基硅氧烷质量的30％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例7
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取1.8g氨基磺酸铋，2g氯化铋，2g酒石酸钾钠，3.2g乙二胺四乙酸二钠、3ml甘油和50ml去离子水，加入氨水调节pH到12，配制成化学镀液；
(2)将使用无水乙醇以及硫酸预处理过的0.1g银粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.3g硼氢化钠，在800rmp搅拌以及40℃下进行化学镀30min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将丙烯酸树脂与有机酸酐类固化剂(质量比1:0.5)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(丙烯酸树脂质量的50％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例8
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取1.8g硝酸铟，1g硫酸锡，6g焦磷酸钠和50ml去离子水，加入氨水调节pH到12，配制成化学镀液；
(2)将使用丙酮以及盐酸预处理过的0.3g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液10mL混合，并加入0.8g抗坏血酸，80℃下进行化学镀30min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将环氧树脂与油价酸酐固化剂(质量比1:0.5)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(环氧树脂质量的50％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例9
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取0.5g硝酸铟，5g柠檬酸三钠和50ml去离子水，加入氨水调节pH到10，配制成化学镀液；
(2)将使用正己烷以及硫酸预处理过的0.5g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液50mL混合，并加入0.5g抗坏血酸，在1500rmp搅拌以及30℃下进行化学镀120min，离心得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将丙二醇甲醚醋酸酯与芳香胺类固化剂(质量比1:0.5)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(丙二醇甲醚醋酸酯质量的50％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例10
一种金属填料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)取3g硝酸铟，30g柠檬酸三钠和3ml去离子水，加入氨水调节pH到13，配制成化学镀液；
(2)将使用三氯甲烷以及盐酸预处理过的0.01g铜粉末与步骤(1)得到的化学镀液3mL混合，并加入0.33g抗坏血酸，在1000rmp搅拌以及90℃下进行化学镀5min，离心，对离心得到的固体使用水和无水乙醇洗涤，真空干燥得到金属填料。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将丙二醇甲醚醋酸酯与芳香胺固化剂(质量比1:0.5)混合，得到混合料；
(b)使用硅烷偶联剂对步骤(2)得到的金属填料(丙二醇甲醚醋酸酯质量的50％)进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
实施例11
一种金属填料的制备方法，除了步骤(2)中将1g铜粉与10mL化学镀液混合以外，其他条件均与实施例1相同。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，各步骤均与实施例1相同。
实施例12
一种金属填料的制备方法，除了步骤(2)中将0.02g铜粉与10mL化学镀液混合以外，其他条件均与实施例1相同。
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，各步骤均与实施例1相同。
对比例1
一种可低温烧结导电导热浆料和胶水的制备方法，所述方法除了不制备金属填料，而是将铜粉和低熔点金属一起与环氧树脂混合，其他条件均与实施例1相同。
对实施例1-10以及对比例1制备得到的导电导热浆料和胶水进行电导率和热导率的测试，测试结果如表1所示。
表1
项目 电导率 热导率 烧结温度
实施例1 8.12×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 9.2W/(mk) 170℃
实施例2 6.43×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 8.3W/(mk) 170℃
实施例3 6.83×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 6.9W/(mk) 170℃
实施例4 3.28×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 5.2W/(mk) 170℃
实施例5 6.55×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 3.4W/(mk) 160℃
实施例6 5.78×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 5.9W/(mk) 170℃
实施例7 8.54×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 3.2W/(mk) 160℃
实施例8 9.44×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 3.9W/(mk) 160℃
实施例9 5.28×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 7.2W/(mk) 160℃
实施例10 5.36×10<sup>﹣5</sup>Ω·cm 5.8W/(mk) 160℃
实施例11 8.36×10<sup>﹣4</sup>Ω·cm 1.8W/(mk) 165℃
实施例12 8.27×10<sup>﹣4</sup>Ω·cm 1.7W/(mk) 165℃
对比例1 2.44×10<sup>﹣4</sup>Ω·cm 1.2W/(mk) 165℃
通过表1可以看出，实施例1-10制备得到的导电导热胶的电导率在10-5Ω·cm级别，最低可达3.28×10-5Ω·cm，热导率大于3W/(mk)，最高可达9.2W/(mk)，而实施例11和12中，金属粉末与化学镀液的比例超出了规定的范围，导致导电率和导热率下降，导电率分别为8.36×10-4Ω·cm和8.27×10-4Ω·cm，导热率分别为1.8W/(mk)和1.7W/(mk)。实施例11中铜粉与化学镀液的质量体积比为1:10g/mL，大于1:20g/mL，而实施例12中铜粉与化学镀液的质量体积比为1:500g/mL，小于1:300g/mL，导致二者制备得到的金属填料的热导率下降为1.8W/(mk)和1.7W/(mk)，电导率上升为8.36×10-4Ω·cm和8.27×10-4Ω·cm。对比例1未采用本发明制备的金属填料，而是将金属粉和低熔点金属直接加入到树脂中制备导电胶，导电率仅为2.44×10-4Ω·cm，导热率仅为1.2W/(mk)。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (33)

1.一种金属填料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将低熔点金属盐、络合剂以及pH调节剂与水配制成化学镀液；
(2)将金属粉末与步骤(1)得到的化学镀液混合，并加入还原剂，加热进行化学镀，固液分离得到金属填料；
其中，所述步骤(1)所述低熔点金属盐包括硝酸锡、氨基磺酸锡、硫酸锡、氯化锡、硝酸铋、氨基磺酸铋、硫酸铋、氯化铋、硝酸铟、氨基磺酸铟、硫酸铟或氯化铟中任意一种或至少两种的组合，所述低熔点金属盐的浓度为0.01～1g/mL。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述化学镀液中低熔点金属盐的浓度为0.1～0.5g/mL。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述络合剂包括酒石酸钾钠、柠檬三酸钠、乙二胺四乙酸二钠、焦磷酸钠、三乙醇胺、甘油或氯化铵中任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述化学镀液中络合剂的浓度为0.1～15g/mL。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述化学镀液中络合剂的浓度为0.5～3g/mL。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述pH调节剂包括氨水、碳酸氢钠或磷酸氢二钠中任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述化学镀液的pH为8～13。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属粉末包括铜粉、银粉或镍粉中任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属粉末为铜粉和/或银粉。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述金属粉末与化学镀液的质量体积比为1:(20～300)g/mL。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述还原剂包括次亚磷酸钠、硼氢化钠、硼氢化钾、三氯化钛、抗坏血酸或水合肼中任意一种或至少两种的组合。
12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述还原剂的加入量为每10mL化学镀液0.1～1g。
13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述加热的温度为30～90℃。
14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化学镀的时间为5～120min。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化学镀的时间为60～100min。
16.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述化学镀在搅拌下进行。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为500～2000rpm。
18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固液分离的方法包括过滤、离心、沉降或蒸发中任意一种或至少两种的组合。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固液分离的方法为离心。
20.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)进行前对金属粉末使用有机溶剂和酸溶液进行预处理。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括无水乙醇、丙酮、正己烷或三氯甲烷中任意一种或至少两种的组合。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液包括硫酸和/或盐酸。
23.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)后对制备得到的金属填料使用水和无水乙醇进行洗涤。
24.根据权利要求23所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤后对金属填料进行干燥。
25.根据权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述干燥包括真空干燥、加热干燥、鼓风干燥或自然干燥中任意一种或至少两种的组合。
26.一种金属填料，其特征在于，由权利要求1-25任一种方法制备得到。
27.一种可低温烧结导电导热浆料或胶水，其特征在于，以权利要求26所述的金属填料制备得到。
28.一种权利要求27所述可低温烧结导电导热浆料或胶水的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)将高分子聚合物与固化剂混合，得到混合料；
(b)使用表面处理剂的所述金属填料进行表面处理，然后与步骤(a)得到的混合料混合，得到导电导热浆料或胶水。
29.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述高分子聚合物选自环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅橡胶或丙烯酸树脂中任一种或至少两种的组合。
30.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述固化剂包括有机酸酐类固化剂、芳香胺类固化剂或脂肪胺类固化剂中任意一种或至少两种的组合。
31.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述高分子聚合物与固化剂的质量比为1:(0.1～0.8)。
32.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述表面处理剂包括硅烷偶联剂和/或乙二酸。
33.根据权利要求28所述的制备方法，其特征在于，步骤(b)所述金属填料与所述高分子聚合物的质量比为(0.1～0.8):1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107354534B (zh) * 2017-08-23 2022-08-23 厦门翔鹭化纤股份有限公司 一种导电聚酯纤维的制备方法
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CN109097857A (zh) * 2018-08-21 2018-12-28 随月丽 一种稀土包覆型导电pet纤维的制备方法
CN113102749B (zh) * 2021-03-26 2022-04-01 华东理工大学 一种低温烧结核壳型锡铋合金粉体及其制备方法与应用
CN113629484B (zh) * 2021-07-01 2022-09-16 佛山华智新材料有限公司 多孔散热热沉及其制造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1542073A (zh) * 2003-04-30 2004-11-03 ������������ʽ���� 粘接层形成液、使用该液的铜和树脂的粘接层的制造方法及其层压体
CN101191205A (zh) * 2007-12-21 2008-06-04 天津大学 高耐蚀性镍-锡-磷合金镀液
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1542073A (zh) * 2003-04-30 2004-11-03 ������������ʽ���� 粘接层形成液、使用该液的铜和树脂的粘接层的制造方法及其层压体
CN101191205A (zh) * 2007-12-21 2008-06-04 天津大学 高耐蚀性镍-锡-磷合金镀液
CN101314848A (zh) * 2008-07-16 2008-12-03 中山大学 一种无氨型化学镀镍镀液

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