用于金导电浆料的微米级球形金粉的合成：粉末特性对烧结行为和厚膜性能的影响

《Metals》：Synthesis of Micron-Sized Spherical Gold Powders for Gold Conductor Pastes: Effects of Powder Characteristics on Sintering Behavior and Thick-Film Performance

　　

摘要

微米级球形金粉具有较高的分散性和良好的烧结性能，对于高性能厚膜金导体浆料至关重要。本文采用环境友好的化学还原方法制备了单分散的微米级球形金粉，其中L-抗坏血酸作为还原剂，阿拉伯胶作为分散剂。系统探讨了溶液pH值、反应温度、搅拌速度和反应时间对颗粒形态和粒径分布的影响。在金前体与还原剂的质量比为1:1的条件下，最佳合成条件为pH 3、20°C、550 rpm和20分钟。在此优化条件下，制备出了平均直径为0.88 μm的球形金颗粒，这些颗粒具有狭窄的粒径分布、高球形度、良好的分散性以及低有机残留（0.70 wt%）。所制备的金粉具有较高的结晶度及适宜的烧结性能。定量孔隙率分析表明，由这种微米级金粉制备的厚膜具有最低的残余孔隙率，验证了其出色的致密化性能。得益于发达的导电网络，该厚膜表现出较低的 sheet 电阻（1.73 mΩ/sq）、优异的粘附强度（3.65 N/mm2）以及可靠的多次烧结稳定性。本研究为大规模生产用于厚膜电子器件的高质量金粉提供了一种可行的方法。