空气中烧结的抗氧化铜浆料及其制备方法与流程

本发明涉及功率器件互连材料，尤其涉及一种空气中烧结的抗氧化铜浆料及其制备方法。

背景技术：

1、电子浆料低温烧结技术是电子封装中的研究热点，其烧结性能、导电性能、力学性能等均会对功率器件的性能产生不可忽视的影响。纳米铜浆料是以纳米铜粉作为导电相，其具有价格低、烧结连接强度高等优势，但是铜浆料在空气中烧结时容易氧化，且烧结难度大。

2、现有技术中，一般通过对纳米铜粉的表面处理以提高其烧结过程中的抗氧化能力，虽然这些表面处理剂对铜粉形成了良好的抗氧化性能，但是这些表面处理组分在烧结过程中会挥发，对于挥发后形成的孔隙结构使烧结后的形成的烧结层机械强度并不能达到理想的结构强度，而且由于存在表面包覆的结构，因此表面处理的铜浆料难以烧结，烧结时间长。

3、为了克服这些缺陷，提出一种抗氧化铜浆料成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种空气中烧结的抗氧化铜浆料及其制备方法，通过本发明的铜浆料，旨在提高同浆料烧结后的机械强度，同时保持良好的电学性能。

2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，包括如下步骤：

3、步骤一、将纳米石墨粉分散在异丙醇胺中，均质处理后得到纳米石墨浆料；

4、步骤二、将纳米铜粉、玻璃粉在保护气氛下研磨均匀，得到混合粉料；

5、步骤三、将纳米石墨浆料、混合粉料和分散剂混合后，均质处理后脱泡得到空气中烧结的抗氧化铜浆料。

6、在一些实施方式中，纳米石墨粉的平均粒径与纳米铜粉平均粒径的比例为1:(5-10)。

7、在一些实施方式中，纳米铜粉的平均粒径为500-1500nm，纳米铜粉形貌为球形。

8、在一些实施方式中，纳米石墨粉的形貌为片状。

9、在一些实施方式中，按照质量份数计算，所述空气中烧结的抗氧化铜浆料包括：纳米石墨粉1-5份、异丙醇胺1-2份、纳米铜粉80-90份、玻璃粉10-15份、分散剂1-5份。

10、在一些实施方式中，步骤一中，均质处理的转速为10000-15000rpm，均质处理的压力为10-15mpa，均质处理的时间为5-10min。

11、在一些实施方式中，步骤二中，研磨时间为20-30min。

12、在一些实施方式中，步骤三中，均质处理的转速为5000-10000rpm，均质处理的压力为5-10mpa，均质处理的时间为2-5min。

13、在一些实施方式中，所述分散剂为乙二醇或聚乙二醇。

14、在一些实施方式中，所述玻璃粉的平均粒径为1-3μm。

15、本发明第二方面还提供一种上述制备反复制备得到的铜浆料。

16、本发明的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法相对于现有技术具有以下

17、有益效果：

18、本发明的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法采用纳米石墨粉作为抗氧化成分的负载料，通过制备纳米石墨浆料的方式，将纳米石墨浆料包覆在纳米铜粉以及玻璃粉的表面，利用石墨浆料中石墨之间的孔隙对异丙醇胺进行负载，达到对纳米铜粉的抗氧化作用，而且石墨具有良好的导热性能、导电性能以及较低的热膨胀系数，在烧结过程中，可以形成导热桥梁，为纳米铜粉进行快速加热，同时烧结后也能够提供良好的导电性能，在异丙醇胺分解过程中，对石墨粉之间的孔隙率影响小，烧结结构强度更高。

技术特征：

1.一种空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，所述纳米石墨粉的平均粒径与纳米铜粉平均粒径的比例为1:(5-10)。

3.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，所述纳米铜粉的平均粒径为500-1500nm，纳米铜粉形貌为球形。

4.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，按照质量份数计算，所述空气中烧结的抗氧化铜浆料包括：纳米石墨粉1-5份、异丙醇胺1-2份、纳米铜粉80-90份、玻璃粉10-15份、分散剂1-5份。

5.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，步骤一中，均质处理的转速为10000-15000rpm，均质处理的压力为10-15mpa，均质处理的时间为5-10min。

6.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，步骤二中，研磨时间为20-30min。

7.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，步骤三中，均质处理的转速为5000-10000rpm，均质处理的压力为5-10mpa，均质处理的时间为2-5min。

8.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为乙二醇或聚乙二醇。

9.如权利要求1所述的空气中烧结的抗氧化铜浆料的制备方法，其特征在于，所述玻璃粉的平均粒径为1-3μm。

10.一种空气中烧结的抗氧化铜浆料，其特征在于，采用权利要求1-9中任一所述的制备方法制备得到。

技术总结本发明提出了一种空气中烧结的抗氧化铜浆料及其制备方法，其制备方法包括：首先将纳米石墨粉分散在异丙醇胺中，均质处理后得到纳米石墨浆料；然后将纳米铜粉、玻璃粉在保护气氛下研磨均匀，得到混合粉料；最后将纳米石墨浆料、混合粉料和分散剂混合后，均质处理后脱泡得到空气中烧结的抗氧化铜浆料。本发明的制备方法制备得到的铜浆料具有更快的烧结时间，且烧结后的连接头强度高、电学性能优良，具有良好的应用前景。技术研发人员：薛海龙,邓宝利,郭峰,顾海杨受保护的技术使用者：扬州虹运电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25