Antioxidation Behavior of Submicron-sized Cu Particles with Ag Coating

서브 마이크론급 구리 입자의 은도금 공정에 따른 내산화성 강화 연구

To fabricate a copper (Cu)-based fine conductive filler having antioxidation property, submicron silver (Ag)-coated Cu particles were fabricated and their antioxidation property was evaluated. After synthesizing the Cu particles of $0.705{\mu}m$ in average diameter by a wet-reduction process, Ag-coated Cu particles were fabricated by successive Ag plating using ethylene grycol solvent. Main process parameters in the Ag plating were the concentration of reductant (ascorbic acid), the injection rate of Ag precursor solution, and the stirring rate in mixed solution. Thus, Ag plating characteristics and the formation of separate fine pure Ag phase were observed with different combinations of process parameters. As a result, formation of the separate pure Ag phase and aggregation between Ag-coated Cu particles could be suppressed by optimization of the process parameters. The Ag-coated Cu particles which were fabricated using optimal conditions showed slight aggregation, but excellent antioxidation property. For example, the particles indicated the weight gain not exceeding 0.1% until $225^{\circ}C$ when they were heated in air at the rate of $10^{\circ}C/min$ and no weight gain until 75 min when they were heated in air at $150^{\circ}C$.

내산화 특성을 가지는 구리(Cu) 기반의 미세 도전 필러를 제조하기 위하여 서브마이크론급의 은(Ag) 코팅 Cu 입자를 제조하고, 그 내산화 특성을 평가하였다. 평균 크기 $0.705{\mu}m$의 Cu 입자들을 습식 합성법으로 제작한 후, 에틸렌글리콜 용매를 사용한 연속 공정으로 Ag 도금을 실시하여 Ag 도금 Cu 입자를 제조하였다. Ag 도금 공정에서 제어한 주요 변수는 환원제 아스코빅산의 첨가 농도, Ag 전구체 용액의 주입속도 및 혼합 용액의 교반속도였는데, 이들의 변화에 따른 Ag 도금의 특성과 미세한 순수 은Ag 입자의 생성 변화를 관찰하였다. 그 결과 공정변수들을 최적화시킴으로써 불필요한 순수 Ag 입자들이 생성을 막고, Ag 도금 Cu 입자들간의 응집을 억제할 수 있었다. 최적 제조조건에서 제조된 Ag 도금 Cu 입자들은 다소간의 응집을 나타내었으나, 대기중에서 $10^{\circ}C/min$의 승온속도로 가열 시 약 $225^{\circ}C$에서야 0.1%의 무게 증가를 나타내었고, $150^{\circ}C$의 대기중에서는 75 분까지 무게 증가가 없는 우수한 내산화 특성을 나타내었다.