An ink containing a mixture of copper nanoparticles, copper precursor molecules (e.g., copper amine diol complexes) and polymer binders containing polyester, polyimide, polyetherimide or any of their mixtures having five functional groups on the surface that make the polymer binder compatible with and/or soluble in diols. Ink can be deposited on the substrate to provide conductive and weldable traces, and the mechanical strength of the traces is superior to that of copper inks containing other types of polymer binders.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜油墨和由其制成的导电可焊接铜迹线相关申请的交叉引用本申请要求于2016年7月28日提交的美国临时专利申请USSN62/367,810的权益,其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及油墨,特别是可印刷铜油墨。
技术介绍
目前还没有已知的增材工艺能够形成可以使用传统无铅焊料直接焊接的印刷铜迹线。市场上没有铜油墨能够提供最终用户寻求的所需的电性能、机械性能和可焊性。在铜迹线上无铅焊接失败的主要原因是由于铜迹线表面的氧化引起的薄层电阻率高、粘附强度差和润湿性降低。而且,由于不均匀性(铜金属和空隙的混合)、表面粗糙度高和机械强度差,良好的润湿性受到限制。根据现有技术水平,使用包括镀银铜片、有机或无机粘结剂(例如,聚合物、金属氧化物)和适当的润湿剂的导电厚膜来获得适于焊接的导电铜迹线。具有金属氧化物粘结剂的厚膜的缺点是需要高于500℃的较高的加工温度。由金属片和有机聚合物制备的厚膜对于焊接不总是稳定的,并且一般在250℃至300℃之间的温度下难以无铅焊接。此外,大多数铜油墨由片/纳米颗粒或金属-有机化合物(MOD)制成,并且这两种类型的油墨都有局限性。相对于传统片/纳米颗粒油墨,MOD油墨的主要优点是MOD化合物允许在低温烧结光滑的膜提供较小的性能。然而,这些油墨是金属盐和有机组分的混合物,其中,油墨配方中铜负载量低,并且可能导致印刷迹线的较低的导电率。而且,铜迹线对大气氧的反应性(即,氧化)缓慢引起迹线的电导率随时间降低。美国专利4,248,921描述了一种用于制备用于电路板等的导电可焊接结构的糊料组合物。该组合物包括金属颗粒、金属盐和聚合物粘结剂。该煳料优选 ...
【技术保护点】
1.一种油墨,包括以下的混合物:(a)铜纳米颗粒;(b)铜前体分子;以及(c)聚合物粘结剂,所述聚合物粘结剂包括聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或其任何混合物,具有使得所述聚合物粘结剂与二醇相容和/或可溶于二醇的表面官能团。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 US 62/367,8101.一种油墨,包括以下的混合物:(a)铜纳米颗粒;(b)铜前体分子;以及(c)聚合物粘结剂,所述聚合物粘结剂包括聚酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或其任何混合物,具有使得所述聚合物粘结剂与二醇相容和/或可溶于二醇的表面官能团。2.根据权利要求1所述的油墨,其中,所述铜前体分子包括铜-胺二醇配合物。3.根据权利要求2所述的油墨,其中,所述铜-胺二醇配合物包括式(I)的化合物:其中,R1、R2、R3和R4相同或不同,并且为NR5R6(R’(OH)2)或-O-(CO)-R”,并且,R1、R2、R3或R4中至少一个为NR5R6(R’(OH)2),其中:R5和R6独立地为H,C1-8直链、支链或环状烷基,C2-8直链、支链或环状烯基,或C2-8直链、支链或环状炔基;R'是C2-8直链、支链或环状烷基;并且,R”是H或C1-8直链、支链或环状烷基。4.根据权利要求3所述的油墨,其中,R1、R2、R3或R4中的两个是NR5R6(R’(OH)2)。5.根据权利要求3或4所述的油墨,其中,R5和R6独立地为H或C1-4直链烷基,并且R”是H或C1-4直链烷基。6.根据权利要求3至5中任一项所述的油墨,其中,R”是H。7.根据权利要求3至6中任一项所述的油墨,其中,给定的R'取代基上的OH基团不与相同的碳原子键合。8.根据权利要求1所述的油墨,其中,所述铜前体分子包括无水甲酸铜(II):3-二甲基氨基-1,2-丙二醇(CuF:DMAPD)、无水甲酸铜(II):3-二乙基氨基-1,2-丙二醇(CuF:DEAPD)、无水甲酸铜(II):3-甲基氨基-1,2-丙二醇(CuF:MAPD)、无水甲酸铜(II):3-氨基-1,2-丙二醇(CuF:APD)、Cu(OH)2:乙醇胺、Cu(OH)2:二乙醇胺...
【专利技术属性】
技术研发人员:巴瓦纳·代奥雷,昌塔尔·帕克特,刘向阳,派翠克·马朗方,
申请(专利权)人:加拿大国家研究委员会,
类型:发明
国别省市:加拿大,CA
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