导电金属组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种导电金属组合物，其包含40至88重量％的银粒子，所述银粒子具有在10至100nm范围内的平均粒度并具有3至1:1的纵横比、2至20重量％的聚(2-乙基-2-唑啉)树脂，所述聚(2-乙基-2-唑啉)树脂具有50,000至500,000的重均摩尔质量、以及10至58重量％的用于所述聚(2-乙基-2-唑啉)树脂的溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种导电金属组合物。
技术介绍
CN 102277109公开了一种导电银衆，其可通过光子烧结（光固化）来固化。所述 银浆包含片状银粉、有机树脂（聚丙烯酸树脂或环氧树脂）、溶剂以及作为固化促进剂的咪 唑衍生物。
技术实现思路
本专利技术涉及一种导电金属组合物，其包含40至88重量％ (重量％ )的银粒子，所 述银粒子具有在10至IOOnm范围内的平均粒度并具有3至1:1的纵横比、2至20重量％的 聚（2-乙基-2- #唑啉）树脂，所述聚（2-乙基-2- 唑啉）树脂具有50, 000至500, 000 的重均摩尔质量、以及10至58重量％的用于所述聚（2-乙基-2-*邏唑啉）树脂的溶剂。【具体实施方式】 在说明书和权利要求书中使用术语"平均粒度"。其应指借助激光散射测定的平均 原生粒度（平均粒径，d50)。激光散射测量可使用粒度分析仪，例如Microtrac S3500来进 行。 在说明书及权利要求书中，所使用的术语"纵横比"涉及本专利技术的导电金属组合物 中所包含的银粒子的形状。这是指银粒子的最大尺寸与最小尺寸的比率，并且其是利用电 子显微镜法测定的，并且通过测量统计学上有意义数目的单个银粒子的尺寸来评测电子显 微镜图像。 在说明书及权利要求书中，使用术语"重均摩尔质量"。其应指如通过凝胶渗透色 谱法（GPC ;二乙烯基苯交联的聚苯乙烯作为固定相，四氢呋喃作为液相，聚苯乙烯标准物） 所测定的重均摩尔质量。 利用本专利技术的导电金属组合物，申请人发现了一种在导电金属化物的低电阻率和 良好的粘附性方面具有改善的导电金属组合物，所述导电金属化物施涂于基板上并通过光 子烧结固化。所述低电阻率可在例如仅6至15 y D ? cm的范围内。 本专利技术的导电金属组合物包含基于总导电金属组合物计，40至88重量％，或在一 个实施例中65至80重量％的银粒子。银粒子可为未涂覆的或至少部分地涂覆有表面活性 剂。表面活性剂可选自但不限于：硬脂酸、棕榈酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸和亚油酸以 及它们的盐，例如铵盐、钠盐或钾盐。 银粒子具有在10至IOOnm范围内的平均粒度。 银粒子表现出在3至1:1，或在一个实施例中，2至1:1范围内的纵横比。所述纵 横比应表示银粒子具有真实的球形或基本上球形形状，而不是不规则银粒子例如针状银粒 子（银针）或银薄片（银片）。当在电子显微镜下观察时，这些单个银粒子具有球状或近似 球状的形状，即，它们可为完美的圆形或几乎为圆形、椭圆形或它们可具有卵形体形状。银 粒子的表面可为均匀的，并且其可表现出平滑的曲率半径。 具有在10至IOOnm范围内的平均粒度并具有在3至1:1范围内的纵横比的银粒 子是可商购获得的。此类可商购获得的银粒子的示例为购自FERRO的产品银粉#7000-35。 本专利技术的导电金属组合物包含2至20重量％或在一个实施例中5至15重量％的 聚（2-乙基-2-?邏唑啉）树脂作为粘结剂。2至20重量％是指基于总导电金属组合物计 的聚（2-乙基-2-#唑啉）固体。 聚（2-乙基-2-?#唑啉）树脂具有50, 000至500, 000,或在一个实施例中，50, 000 至200, 000的重均摩尔质量。如果重均摩尔质量低于50, 000,则导电金属组合物的粘度太 低，并且其施涂和扩散行为可能受到影响；如果其超过500, 000,则施涂且固化的导电金属 组合物的电导率可能受到影响并且所述导电金属组合物的粘度可能太高。 具有在50, 000至500, 000范围内的重均摩尔质量的聚（2-乙基-2--扁唑啉）树脂 是可商购获得的。此类可商购获得的聚（2-乙基-2-??挫啉）树脂的不例是购自Ashland 的产品AquazolK。 本专利技术的导电金属组合物包含10至58重量％或在一个实施例中10至40重量％ 的用于聚（2-乙基-2-*#唑啉）树脂的溶剂。所述溶剂可以为水，水和一种或多种有机溶 剂的混合物，单一的有机溶剂或两种或更多种有机溶剂的混合物，所述溶剂溶解聚（2-乙 基-2-*纖唑啉）树脂并且可在通过光子烧结来固化之前和/或之时，从由本专利技术的导电金 属组合物施涂的金属化物中蒸发。合适的有机溶剂的示例包括正戊烷、甲苯、甲基乙基酮、 二氯甲烷、丙酮，二醇如乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇以及己二醇、乙醇、甲醇或它们的任 何组合。 本专利技术的导电金属组合物可包含或可不包含至少一种添加剂。因此，基于总导电 金属组合物计，至少一种添加剂的比例可以在例如0至2重量％的范围内。可能的添加剂 的示例包括消泡剂、均化剂以及流变控制剂。 在一个实施例中，本专利技术的导电金属组合物由以下物质组成：40至88重量％的银 粒子，所述银粒子具有在10至IOOnm范围内的平均粒度并具有3至1:1的纵横比、2至20 重量％的聚（2-乙基-2- 唑啉）树脂，所述聚（2-乙基-2- 唑啉）树脂具有50, 000至 500,000的重均摩尔质量、10至58重量％的用于所述聚（2-乙基-2-*>恶唑啉）树脂的溶 剂、以及0至2重量％的至少一种添加剂，其中所述重量％之和总计为100重量％。 本专利技术的导电金属组合物为粘性组合物，其可通过机械地混合银粒子与聚（2-乙 基-2- #藤唑啉）树脂、溶剂和任选的一种或多种添加剂来制备。在一个实施例中，其可通过 机械地混合银粒子与聚（2-乙基-2-ifi唑啉）树脂溶于溶剂中的溶液来制备。在一个实施 例中，可使用动力混合制造方法，其为一种等同于传统辊磨的分散技术；也可使用辊磨或其 他混合技术。所述可能的一种或多种添加剂可在所述混合方法的不同阶段，例如在所述混 合方法之前和/或期间添加。 本专利技术的导电金属组合物可用于在基板上制备导电金属化物。在一个实施例中， 所述导电金属化物可用作导电轨道。在另一个实施例中，其可用作收集器电极。 因此，本专利技术也涉及此类制备方法和具有通过所述制备方法制成的导电金属化物 的基板。所述制备方法包括以下步骤： ⑴提供基板， (2)将本专利技术的导电金属组合物施涂在基板上；以及 (3)对步骤⑵中施涂的导电金属组合物进行光子烧结以形成导电金属化物。 在本专利技术的方法的步骤（1)中提供基板。基板可由一种或多于一种材料构成。在 本文的上下文中所用的术语"材料"主要是指构成基板的一种或多种本体材料。然而，如果 基板由多于一种的材料构成，则术语"材料"不应被误解为排除作为某个层存在的材料。相 反，由多于一种的材料构成的基板包括由多于一种的本体材料构成的基板而无任何薄层、 以及由一种或多于一种本体材料构成的且具有一个或多于一个薄层的基板。所述层的示例 包括介电（电绝缘）层和活性层。 介电层的示例包括如下无机介电材料的层：比如二氧化硅、基于氧化锆的材料、氧 化铝、氮化硅、氮化铝和二氧化铪；以及有机介电材料，例如氟化聚合物比如PTFE、聚酯和 聚酰亚胺。 在说明书和权利要求书中使用了术语"活性层"。其是指选自光敏层、光发射层、半 导体层和非金属导电层的层。在一个实施例中，其是指选自光敏层、光发射层、半导体层和 非金属导电层的层。 出于本公开的目的，本文所用术语"光敏的"是指将辐射能（例如，光）转换为电 能的属性。 光敏层的示例包括基于或包含如下材料的层：比如铜铟镓联晒化物、碲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电金属组合物，其包含40至88重量％的银粒子，所述银粒子具有在10至100nm范围内的平均粒度并具有3至1:1的纵横比、2至20重量％的聚(2‑乙基‑2‑唑啉)树脂，所述聚(2‑乙基‑2‑唑啉)树脂具有50,000至500,000的重均摩尔质量、以及10至58重量％的用于所述聚(2‑乙基‑2‑唑啉)树脂的溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·辉，J·D·萨默斯，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US