CN1240862C - 铜基合金导电粉末材料 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种铜基合金导电粉末材料，其重量%成分为：Ag10～50、Al0.05～3.0、In0.05～3.0，余量为Cu。采用高能球磨方法制备。本发明的合金粉末具有导电性高、产品质量稳定、成本低等特点，可使用于导电涂料、导电胶、电磁屏蔽材料、电极材料、印刷电路板材料、微动涂层开关等领域做导电材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种Cu基合金导电粉末材料，该材料主要用作导电涂料、导电胶、电磁屏蔽材料、电极材料、印刷电路板材料、微动涂层开关材料等。
背景技术
随着集成电路和大规模集成电路的迅速发展，电磁波及静电等问题给我们的生活带来了很大损失。随着电子线路和元件越来越集成化、微型化、高速化，使用的电流为微弱电流，致使控制信号的功率与外部侵入的电磁波噪音功率接近，因此容易受电磁波干扰造成误操作、图像障碍和音响障碍等，妨碍通讯、导航等的正常工作。表面喷涂特种合金粉末及其涂料具有抗电磁波干扰和抗静电的效应，主要用作导电涂料、导电胶粘结剂、电磁屏蔽材料、电子加热元件、电极材料、印刷电路板材料、微动涂层开关等现代微电子工业的基础材料。
表面喷涂特种合金粉末涂料是由有机高分子材料与导电粉末填料以均匀分散复合等形式形成表面导电膜，其导电方式有三种：(1)导电粒子相互连接成链，电子通过链运动产生导电现象；(2)除粒子之间的接触，电子也可在分散于基体中的导电粒子间隙迁移而产生导电现象；(3)由于导电粒子之间的高强电场，产生发射电流。其具有电学和机械性能优异、成型简单、重量轻、成本低廉等特点，是一种新型微电子信息材料。
国内目前使用的Ag粉、Cu粉、镀银铜粉主要从国外进口。其性能指标如表1所示。Ag粉的电阻率、附着力、稳定性和抗氧化能力等性能指标均较好，但价格昂贵。表1中其他两种粉末的价格虽然较低，但其电阻率、附着力、稳定性和抗氧化能力等性能指标却难于满足精密器件的使用要求。
表1现用表面喷涂粉末性能
| 序号 | 产品名称 | 细度范围(μm) | 主要化学成分(％) | 电阻率(Ω.cm) | 膜层硬度(Hv) | 附着力 | 稳定性 | 抗氧化能力 | 价格 | |
| Cu | Ag | |||||||||
| 1 | Ag | 10-40 | 99.99 | 0.1-0.2 | ＞5 | 好 | 好 | 好 | 高 | |
| 2 | Cu | 10-40 | 99.99 | 3.0-4.0 | ＞6 | 差 | 差 | 差 | 低 | |
| 3 | 镀AgCu粉 | 10-40 | 5 | 余量 | 2.0-3.0 | ＞5 | 差 | 差 | 差 | 中 |
发明内容：本发明目的在于提供一种铜基合金导电粉末材料，材料物理性能稳定，化学性能和电性能优异。
本发明的铜基合金导电粉末材料重量％成分为：Ag 10～50、Al 0.05～3.0、In0.05～3.0，余量为Cu，铜基合金导电粉末粒度为10-40微米，铜基合金导电粉末整体含氧量为＜0.1％；铜基合金导电粉末整体含氧量在0.01％-＜0.1％。
本发明在导电Ag粉和Cu粉的基础上，通过添加铝和铟元素起到去除合金中杂质元素的作用，提高了粉末抗氧化性和焊接性能。本发明的铜基合金导电粉末平均粒度10～40μm，外观呈片状或柱状，松装密度＜2.0g/cm3，含氧量＜0.1％。本发明的表面喷涂用特种合金粉末，经应用试验表明，其导电性、附着能力、抗氧化能力等性能指标均达到国外同类Ag粉、Cu分产品的先进水平，而价格较国外进口产品降低30％。精选原材料并严格控制球磨保护气氛中的氧含量，以进一步降低粉末含氧量，更有利于提高粉末性能。本发明的导电粉末已在手机外壳、计算机外壳等生产线上推广试用，效果良好。其性能等结果见表2本发明CuAgAlIn合金粉末及性能和表3表面喷涂粉末性能比较。
具体实施方式：本发明的特种合金粉末采用如下制备方法：
(1)选择纯度为99.99％以上的Cu、Ag、Al、In粉末为原材料，按合金设计比例配制好，进入高能搅拌式机械合金化设备中氩气保护下球磨以控制粉末含氧量＜0.1％，最好粉末含氧量0.01％-＜0.1％范围，制备CuAgAlIn合金粉末。精选原材料并严格控制球磨保护气氛中的氧含量，以进一步降低粉末含氧量，更有利于提高粉末性能。
(2)将(1)步所得到的CuAgAlIn合金粉末，再按照使用要求与聚氨脂类、环氧树脂类、丙烯酸树脂类、酚醛树脂类等，组成表面喷涂用导电涂料。
表2 本发明CuAgAlIn合金粉末及性能
| 序号 | 产品名称 | 粒度范围μm | 化学成分(％) | 含氧量％ | 电阻率Ω.cm | 膜层硬度Hv | 附着力 | |||
| Cu | Ag | Al | In | |||||||
| 1 | CuAg10AlIn | 10-40 | 余量 | 10 | 0.08 | 0.06 | 0.01 | 0.2-0.3 | ＞6 | 良好 |
| 2 | CuAg20AlIn | 10-40 | 余量 | 20 | 0.5 | 0.8 | 0.02 | 0.4-0.6 | ＞6 | 良好 |
| 3 | CuAg30AlIn | 10-40 | 余量 | 30 | 1.6 | 1.2 | 0.03 | 0.7-0.9 | ＞7 | 良好 |
| 4 | CuAg40AlIn | 10-40 | 余量 | 40 | 2.0 | 1.5 | 0.07 | 1.0-1.3 | ＞8 | 良好 |
| 5 | CuAg50AlIn | 10-40 | 余量 | 50 | 2.5 | 2.6 | 0.099 | 2.0-3.0 | ＞9 | 良好 |
表3 表面喷涂粉末性能比较(表中“昆贵所”为昆明贵金属研究所简称)
| 粉末名称 | 来源 | 粉末形状 | 粉末平均粒度(D50，μm) | 电阻率(Ω.cm) | 附着力 | 抗氧化能力 | 工艺性能，和价格 |
| Ag粉 | 美国 | 片状 | 10-40 | 0.175-0.189 | 良好 | 好 | 良好，2000元/公斤 |
| Cu粉 | 美国 | 片状 | 10-40 | 2.0-3.0 | 良好 | 良好 | 良好，1000元/公斤 |
| CuAg10AlIn | 昆贵所 | 片状 | 10-40 | 0.2-0.3 | 良好 | 良好 | 良好，500元/公斤 |
| CuAg20AlIn | 昆贵所 | 片状 | 10-40 | 0.4-0.6 | 良好 | 良好 | 良好，600元/公斤 |
| CuAg40AlIn | 昆贵所 | 片状 | 10-40 | 1.0-1.3 | 良好 | 良好 | 良好，1000元/公斤 |
Claims (2)
1.一种铜基合金导电粉末材料，其成分(重量％)为：Ag10～40、Al0.05～3.0、In0.05～3.0，余量为Cu，铜基合金导电粉末粒度为10-40微米，铜基合金导电粉末整体含氧量为小于0.1％。
2.根据权利要求1所述铜基合金导电粉末材料，其特征在于铜基合金整体含氧量在0.01％-0.099％。
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