电子浆料制备技术中,导电相金属粉末的制备是关键。对于导体浆料而言,导电相大多以铂、钯、金和银等贵金属粉末为主,其中以银导体浆料应用最为广泛。近年来,由于贵金属价格的飙升,浆料成本增加；加之银迁移是银浆料自身存在的缺陷,不能满足高性能电子元器件的要求。因此降低成本、寻找性能优良的新型导电粉体、以贱金属代替贵金属制备电子浆料已成为发展的趋势,在此背景下提出了本课题的研究。本文采用发明专利技术置换-还原法制备银包铜粉,对镀银过程的热力学进行了分析和计算；优化了镀银工艺及银镀层结构；采用银包铜粉作导电相,制备了聚合物银包铜粉导体浆料；研究了银包铜粉浆料的性能,探讨了银包铜粉浆料的抗银迁移性能；并以本文研究技术实现了产业化。本文获得的主要结果如下：1、通过对Cu-Ag-NH3-H20系电位-pH图分析和计算及镀银过程热力学分析,为制备银包铜粉提供了理论依据。(1)在有NH3存在的溶液中,Cu和Ag氧化物稳定区缩小,溶液中Cu和Ag的水溶物的稳定区域大大扩宽,提高了溶液的稳定性,所以制备银包铜粉在含NH3的水溶液中为好。(2)在氨水溶液中,铜、银的电位差增大,反应的热力学趋势增加,在碱性条件下更有利于氧化还原反应进行。(3)在置换-还原反应中,必须加入还原剂,才能得到具有一定厚度的银镀层的银包铜粉。2、采用发明专利技术置换-还原法制备银包铜粉。通过对片状铜粉在水溶液中的分散性、镀银液组成和工艺条件对银包铜粉包覆效果和性能影响的研究,对银包铜粉的外观颜色、松装密度、压实电阻、表面形貌进行表征,优化的银包铜粉镀液组成和工艺条件是：AgNO3：2.4～14.2g/L,氨水：0.8 g/L,甲醛：1～3g/L,水合肼：1～4 g/L,复合分散剂：1.0 g/L,PH值：11,镀液温度：60℃,固液比为1：15～1：20,搅拌速度：1000r/min,银包铜粉的干燥：50℃,30min。3、采用银包铜粉较佳镀液组成及工艺条件,制备了不同银含量的银包铜粉,以外观颜色、压实电阻、表面形貌、比表面积和抗氧化性为表征,研究了镀银前后银包铜粉性能的变化规律,获得以下结论。(1)银包铜粉的形状、松装密度、振实密度主要由原料铜粉的性能所决定,银镀层对上述性能影响不大。(2)银镀层对银包铜粉的粒度分布有一定影响,片状银包铜粉的粒度D50随着银含量的增加而降低,当银含量大于20%后,D50开始变大。(3)银镀层对银包铜粉的压实电阻影响较大,压实电阻都随包覆银含量的增加而降低；当包覆银含量大于20%时,压实电阻的降低逐渐变慢并趋于稳定。(4)银镀层对银包铜粉的比表面积影响为：银包铜粉包覆银量低时,比表面积随着银含量增加而增加；包覆Ag含量大于5%后,比表面积随包覆银含量增加而减少。(5)银包铜粉在空气中放置,压实电阻都变大。从包覆银量上比较,低银含量比高银含量变化大。从时间上比较,前6天的变化较大,银包铜粉电阻变化率都大于了10%,银含量大于20%后银包铜粉电阻变化率小于10%；27天后,银包铜粉电阻变化率趋于稳定。(6)银包铜粉包覆银量不同,开始氧化温度不同。低银含量的开始氧化温度低于高银含量。(7)银包铜粉的镀层通过XRD分析为金属银和铜,没有氧化物及其它元素存在。(8)提出了抗氧化银镀层理想沉积方式是：银以片状形式沉积在铜粉表面,片与片之间相互搭结,致密无孔隙,把片状铜粉完全包覆并与外界隔离。(9)采用湿法球磨处理银包铜粉,在相同银含量下,经过球磨后的银包铜粉银对基体铜粉的包覆面积增大,银镀层与铜粉的结合更紧密,球磨后银包铜粉抗氧化能力提高。4、采用银包铜粉作导电相,通过对不同有机载体及不同配比组成的浆料的粘度、触变性、附着力、方阻、抗折强度、抗氧化性进行对比分析,优化获得了有机载体、聚合物银包铜粉浆料较佳配方,检测了其性能,得到以下结果：(1)有机载体优化体系是聚酯和聚丙烯酸酯按重量比1：1；乙二醇乙醚酯为溶剂,聚合物含量为lOwt%配制的有机载体。(2)聚合物银包铜粉浆料较佳配方是：银包铜粉(银含量30%)导电相含量55%,有机载体含量45%。(3)银浆中导电相银含量为50%～55%之间浆料的印刷性能较好,银包铜粉浆料中导电相银包铜粉的含量在55%～60%之间浆料的印刷性能较好；(4)在各自较佳配方下制备得到的浆料性能是：银浆料方阻是12.8mΩ/□、对折电阻变化率4%、附着力合格、稳定性良好；银包铜粉浆料方阻是14.6mΩ/□、对折电阻变化率5.5%、附着力合格、稳定性好。5、采用银浆料和银包铜粉浆料制备实验电极,通过水滴法实验比较观察不同的导电相、含量、图案形状,线间距等的银迁移现象；对实验电极进行塔菲尔曲线、交流阻抗曲线测试；研究了不同银含量银包铜粉浆料电极银迁移性能,得到以下结论：(1)水滴实验中迁移现象的主要特征是施加外电压后,处于水溶液中的电极会发生离子迁移；树枝状沉积物总是在阴极上产生,并向阳极生长；树枝状沉积物并不是一通电就开始生长的,不同导电相、不同形状电极、不同外加电压都会影响迁移速度；整个迁移过程中,都伴随着絮状沉淀物的生产。(2)银浆料电极和银包铜粉浆料电极塔菲尔曲线、交流阻抗曲线测试结果表明：银包铜浆料电极比银浆料电极的自腐蚀电位向正方向移动,自腐蚀电流更低,耐腐蚀性好,电极的溶解较慢；银包铜浆料电极在该电解质溶液中的电化学稳定性比银浆料电极好；银浆料电极更容易腐蚀,银包铜浆料电极的耐腐蚀性优于银浆料电极,银包铜浆料电极的溶解比银浆料电极慢。(3)银包铜粉的抗迁移机理是：铜的存在抑制了银包铜粉阳极中银的溶解,银离子浓度降低,使其在阴极上沉降速度和枝晶生长变慢,提高了其抗迁移能力。(4)用银包铜粉制备的浆料抗银迁移性能比银浆料强得多；研究发现银包铜粉浆料的抗银迁移性能不是随银包铜粉中银含量的增加而增强,而是存在一个合适的含银范围,银包铜粉含银量为25%左右时,其银包铜粉浆料抗银迁移性能最好。(5)首次揭示了银包铜粉的抗银迁移能力与镀银层结构的关系。银包铜粉镀层结构为网状时抗银迁移能力比致密形结构更好。6、以本文研发的银包铜粉及银包铜粉浆料技术成果,依托昆明理工恒达科技有限公司实现了产业化。在昆明高新开发区建立了产业化示范基地,建成了年产400吨银包铜粉、2吨银包铜粉浆料和100吨银包铜粉电磁屏蔽涂料生产线。2006年～2008年间累计新增产值6300万元；申报专利4项；制定企业标准2项；发表论文6篇。该技术成果于2009年获中国有色金属工业科学技术一等奖：云南省科技发明二等奖；取得了较好的经济和社会效益。