두꺼운 Ag shell이 형성되는 40 wt.% Ag 코팅 Cu 입자의 제조 및 입자 내 결함 억제

Preparation of 40 wt.% Ag-coated Cu Particles with Thick Ag Shells and Suppression of Defects in the Particles

내산화성 및 Ag 함량을 증가시킨 Cu계 필러 소재를 제조하고자 평균 직경 2μm의 구형 Cu 입자에 약 40 wt.% 수준으로 Ag를 코팅한 Ag 코팅 Cu 입자를 제조하여 그 내산화 거동을 분석하였다. Ethylenediaminetetraacetic acid 착화제만을 첨가하여 제조된 Ag 코팅 Cu 입자는 Ag 이온들과 Cu 원자들간의 과도한 갈바닉 치환 반응에 의한 Ag shell/Cu core 계면의 분리 및 입자 내부가 비어있는 결함 입자들이 종종 생성되어 Ag 코팅 Cu 입자의 형상이 무너지는 문제점들이 관찰되었다. 그 결과 40 wt.%의 Ag 코팅 후 결함 입자들의 총 분율은 19.88%까지 증가하였다. 그러나 hydroquinone 환원제를 추가적으로 첨가하여 40 wt.% Ag를 코팅시킨 Cu 입자들의 경우 결함 생성률이 9.01%까지 감소하였고, 표면이 매끄럽고 상대적으로 치밀한 Ag shell이 형성되면서 160℃의 대기 중에서 2시간동안 노출 시에도 산화에 의한 무게 증가가 관찰되지 않아 향상된 내산화 특성을 나타내었다.

To prepare the Cu-based filler material indicating enhanced oxidation resistance property and Ag content, Ag-coated Cu particles was fabricated by Ag plating of 40 wt % on the spherical Cu particles with an average size of 2μm and their oxidation behavior was also evaluated. In the case that ethylenediaminetetraacetic acid was used alone, the fabricated particles frequently showed broken structures such as delamination at Ag shell/core Cu interface and hollow structure that are induced by excessive galvanic displacement reaction. As a result, fraction of defect particles increased up to 19.88% after the Ag plating of 40 wt.%. However, the fraction in the 40 wt.% Ag-coated Cu particles decreased to 9.01% and relatively smooth surface and dense microstructure in the Ag shell were also observed with additional usage of hydroquinone as a complexing agent. Ag-coated Cu particles having the enhanced microstructure did not show any weight increase by oxidation for exposure to air at 160℃ for 2 h, indicating increased oxidation resistance property.