一种温法粉状电子浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种温法粉状电子浆料，按照质量百分比由以下组分组成：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％。本发明专利技术还公开了一种温法粉状电子浆料的制备方法。本发明专利技术的温法粉状电子浆料，利用3D打印技术，对得到的温法粉状电子浆料激光烧结直接成型，避免了丝网印刷方法中利用有机载体来改变浆料的流变性质与粘稠度，进而印刷在陶瓷基片上的方法，减少了有机载体对浆料性能的影响，且成本较为低廉，制备工艺简单。

A warm method powder electronic paste and its preparation method

The invention discloses a powder slurry electronic temperature method, according to the weight percentage is composed of the following components: conductive phase 85.5% ~ 97.5%, 0.5% ~ 5% conductive reinforcements, binder 1% ~ 8%, 0.1 ~ 0.8% lubricant 0.1 catalyst, total 100% ~ 0.5%. The invention also discloses a preparation method of the warm method powder electronic paste. The invention of the electronic temperature method of powder slurry, the use of 3D printing technology, the temperature of powder laser sintering forming electronic paste directly, avoid to change the slurry rheological properties and viscosity of the organic carrier screen printing method, and printed on the ceramic substrate and the method to reduce the influence of organic carrier on the slurry the performance, and is low in cost, simple preparation process.

【技术实现步骤摘要】
一种温法粉状电子浆料及其制备方法
本专利技术属于电子浆料领域，涉及一种温法粉状电子浆料，本专利技术还涉及该种温法粉状电子浆料的制备方法。
技术介绍
电子浆料是一种功能性涂料，集冶金、材料、化工、电子技术于一体，它能赋予物体导电性，是尖端技术的重要材料。相比于传统电路器材具有高效、环保、节能、低成本等特点，广泛应用于各种领域(如太阳能电池、航空航天、敏感元件等领域)。但电子浆料的导电性受到导电相、粘结剂、有机载体以及烧结工艺等多方面的影响，尤其是使用有机载体控制浆料的流变特性以及粘稠度，对浆料性能的影响很大，成本也很高。中国电子元器件产业对电子浆料品种数量和质量的需求在相当长的时期内依靠国外大量进口，因此研制实用性强、高性能、低成本的电子浆料，加快我国电子浆料发展步伐，成为一个急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种温法粉状电子浆料，解决了现有技术在电子浆料制备过程中有机载体对电子浆料性能影响较大的问题。本专利技术的另一目的是提供该种温法粉状电子浆料的制备方法，解决了传统浆料制备过程中采用有机载体，对电子浆料性能影响较大的问题。本专利技术采用的技术方案是，一种温法粉状电子浆料，按照质量百分比由以下组分组成：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％。本专利技术采用的另一技术方案是，一种温法粉状电子浆料的制备方法，按照以下步骤实施：预备步骤：按照质量百分比称量以下组分：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％；步骤1：对作为导电相的微米级金属粉末进行表面处理，去除氧化物薄膜，得到表面干净的纯金属粉末；步骤2：对导电增强相进行分散处理，再经干燥后得到分散均匀的粉末；步骤3：将步骤1得到的导电相和步骤2得到的导电增强相混合并搅拌，加热到一定温度后，加入催化剂与润滑剂，干燥状态下搅拌均匀；步骤4：待催化剂、润滑剂与混合导电相完全均匀后，最后加入粘结剂并搅拌均匀，降温至室温，得到温法粉状电子浆料。本专利技术的有益效果是，包括以下方面：1)本专利技术的温法粉状电子浆料，导电相为微米级球形金属粉末铜、银、金、铝、镍之一，纳米级导电增强相为石墨烯、纳米碳管、洋葱碳、纳米银线之一，纳米级导电增强相具有大的比表面积以及优异的导电性能，两者可以很好的接触，提高浆料的均匀性，使浆料的导电性能更好。2)本专利技术的原料来源广泛，成本低廉，制备工艺较为简单。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术的温法粉状电子浆料，按照质量百分比由以下组分组成：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％；其中，导电相选用微米级金属粉末铜、银、金、铝或镍之一，导电增强相选用石墨烯、纳米碳管、洋葱碳或纳米银线之一，粘结剂选用环氧树脂(主要牌号为双酚A型环氧E-44、E-51、E-55之一)，催化剂为咪唑类潜伏性催化剂，润滑剂选用硬脂酸钙或硬脂酸锌之一或两者混合物。本专利技术温法粉状电子浆料的制备方法，按照以下步骤实施：预备步骤：按照质量百分比称量以下组分：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％；步骤1：对作为导电相的微米级金属粉末进行表面处理，去除氧化物薄膜，得到表面干净的纯金属粉末。将粒径为1～15μm的微米级金属粉末放入5～13％稀盐酸溶液中酸洗，超声波振荡使两者分散均匀，去除表面的氧化物薄膜，静置8～10min后去除表层溶液，重复该过程3～5次，再将金属粉末过滤后用去离子水多次水洗直至无盐酸气味。步骤2：对导电增强相进行分散处理，再经干燥后得到分散均匀的粉末。在纳米级导电增强相中添加适量的无水乙醇，再在常温下超声波振荡50～70min后，将分散液置于干燥箱中干燥，控制温度在50±2℃。步骤3：将步骤1得到的导电相和步骤2得到的导电增强相混合并搅拌，加热到一定温度后，加入催化剂与润滑剂，干燥状态下搅拌均匀。将处理后得到的导电相与导电增强相混合，并通过高效间歇式搅拌混合器搅拌5～30min，直至混合均匀，得到混合导电相；在氮气气氛保护下，将混合导电相加热到50～80℃，加入潜伏性催化剂，干燥状态下搅拌5～20min；再加入润滑剂硬脂酸钙或硬脂酸锌其中之一或两者混合物粉末，干燥状态下继续搅拌5～15min。步骤4：待催化剂、润滑剂与混合导电相完全均匀后，最后加入粘结剂并搅拌均匀，降温至室温，得到温法粉状电子浆料。待催化剂、润滑剂粉末与混合导电相完全混合均匀后，最后加入液态环氧树脂，通入温热压缩空气并搅拌15～45min，使环氧树脂均匀包覆在混合导电相表面；降温至室温，得到温法粉状电子浆料。将本专利技术的温法粉状电子浆料用于3D打印，其过程是，建立3D模型，并对模型进行切片分层，输出为STL格式文件，打印指令引导打印机喷头运作，对步骤4得到的温法粉状电子浆料激光烧结，固化过程使树脂将分散的导电相粘结在陶瓷基片上，导电性填料即导电相互相呈链状连接，具有导电性。其整个工艺过程包括模型建立及数据处理、铺粉、烧结以及后续处理；工作时，送粉活塞上升，铺粉辊在工作活塞上均匀铺上0.01～0.08mm层厚的粉末，计算机根据STL格式文件控制激光束的扫描轨迹，烧结粉末材料以形成一个层。完成后，工作活塞下降0.01～0.08mm层厚，铺粉系统工作，激光束再扫描烧结新层，如此循环往复，直至完成。需要注意的是，在烧结之前，需对整个工作台进行加热，减少成型中的热变形。实施例1预备步骤：按照质量百分比称量以下组分：导电相铜87％，导电增强相石墨烯5％，粘结剂双酚A型环氧E-44为7.0％，催化剂0.8％，润滑剂0.2％，合计100％；步骤1：对作为导电相的微米级铜粉末进行表面处理，去除氧化物薄膜，得到表面干净的纯铜粉末。将粒径为1μm的铜粉末放入5％稀盐酸溶液中酸洗，超声波振荡使两者分散均匀，去除表面的氧化物薄膜，静置10min后去除表层溶液，重复该过程5次，再将铜粉末过滤后用去离子水多次水洗至无盐酸气味。步骤2：对纳米级导电增强相进行分散处理，再经干燥后得到分散均匀的粉末。在纳米级导电增强相中添加适量的无水乙醇，再在常温下超声波振荡60min后，将分散液置于干燥箱中干燥，控制温度在50℃。步骤3：将步骤1得到处理后的导电相和步骤2得到的分散均匀的导电增强相混合并搅拌，加热到一定温度后，加入的催化剂与润滑剂，干燥状态下搅拌一定时间。将处理后得到的导电相与导电增强相混合，并通过高效间歇式搅拌混合器搅拌10min，直至混合均匀，得到混合导电相。在氮气气氛保护下，将混合导电相加热到60℃，加入潜伏性催化剂，干燥状态下搅拌10min。再加入硬脂酸钙粉末，干燥状态下继续搅拌5min。步骤4：待催化剂、润滑剂与混合导电相完全均匀后，加入粘结剂并搅拌均匀，降温至室温，得到温法粉状电子浆料。待催化剂、润滑剂粉末与混合导电相完全混合均匀后，加入液态环氧树脂，通入温热压缩空气并搅拌40min本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温法粉状电子浆料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％。

【技术特征摘要】
1.一种温法粉状电子浆料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％。2.根据权利要求1所述的温法粉状电子浆料，其特征在于，所述的导电相选用微米级金属粉末铜、银、金、铝或镍之一，导电增强相选用石墨烯、纳米碳管、洋葱碳或纳米银线之一，粘结剂选用环氧树脂，催化剂选用咪唑类潜伏性催化剂，润滑剂选用硬脂酸钙或硬脂酸锌其中之一或两者混合物。3.一种温法粉状电子浆料的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：预备步骤：按照质量百分比称量以下组分：导电相85.5％～97.5％，导电增强相0.5％～5％，粘结剂1.0％～8.0％，催化剂0.1～0.8％，润滑剂0.1～0.5％，合计100％；步骤1：对作为导电相的微米级金属粉末进行表面处理，去除氧化物薄膜，得到表面干净的纯金属粉末；步骤2：对导电增强相进行分散处理，再经干燥后得到分散均匀的粉末；步骤3：将步骤1得到的导电相和步骤2得到的导电增强相混合并搅拌，加热到一定温度后，加入催化剂与润滑剂，干燥状态下搅拌均匀；步骤4：待催化剂、润滑剂与混合导电相完全均匀后，最后加入粘结剂并搅拌均匀，降温至室温，得到温法粉状电子浆料。4.根据权利要求3所述的温法粉状电子浆料的制备方法，其特征在于，所述的预备步骤中，导电相选用微米级金属粉末铜、银、金、铝或镍之一，导电增强相选用石墨烯、纳米碳管、洋葱碳或纳米银线之一，粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈银虎，刘晓妮，符寒光，成小乐，时晶晶，祁志旭，周思君，祁攀虎，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61