一种液态金属导电浆料、电子器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种液态金属导电浆料、电子器件及其制作方法，涉及新材料技术领域。按重量百分比计，本发明专利技术提供的液态金属导电浆料包括：5％～20％预聚体、1％～4％紫外光引发剂、10％～70％导电填料、5％～40％液态金属、2％～20％活性稀释剂、1％～5％热交联剂和0％～5％助剂，所述液态金属为熔点低于室温的金属单质或合金。本发明专利技术的技术方案能够通过紫外光辐照和加热两种方式固化，进而提高电子器件的制作效率。

A liquid metal conductive paste, electronic device and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属导电浆料、电子器件及其制作方法
本专利技术涉及新材料
，尤其涉及一种液态金属导电浆料、电子器件及其制作方法。
技术介绍
随着电子信息技术的迅猛发展，电子设备不断向着微型化、智能化、环保和低成本的方向迈进，促使人们不断研究、开发并应用更为先进价廉的电子线路板、电子元器件等制造技术。全印制电子技术是一种新型电子产品制造技术，它利用印刷工艺成本低的、批量化容易的优势，将电子设备从元件制造、线路制作到元器件的封装等有机整合，从而能更高效、更环保地制造出高性能、低成本的电子产品，具有十分广阔的应用前景。从电子浆料到成品电子器件一般需要经过印刷、固化、后处理封装等三个步骤。经过不断的技术改进，多种印刷工艺都能高效的用于电子浆料的印刷，影响电子器件制造效率最主要的瓶颈是固化工序。现阶段大部分电子浆料多是采用热固化方式来制备导电器件。普通热固化电子浆料根据所采用的溶剂类型不同可分为油性浆料和水性浆料。在印刷成型后中，含有的溶剂逐渐挥发或被吸收，进而使得导电颗粒相互接触，实现导电功能。此过程通常较慢，进而使得往往一个印刷机在满负荷运转时，配套的热固化设备如隧道炉的占地面积是印刷机的十倍甚至几十倍。
技术实现思路
本专利技术提供一种液态金属导电浆料、电子器件及其制作方法，可以通过紫外光辐照和加热两种方式固化，进而提高电子器件的制作效率。第一方面，本专利技术提供一种液态金属导电浆料，采用如下技术方案：按重量百分比计，所述液态金属导电浆料包括：5％～20％预聚体、1％～4％紫外光引发剂、10％～70％导电填料、5％～40％液态金属、2％～20％活性稀释剂、1％～5％热交联剂和0％～5％助剂；其中，所述液态金属为熔点低于室温的金属单质或合金。可选地，所述预聚体包括丙烯酸树脂、氨基甲酸酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或几种。可选地，所述紫外光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、异丙基硫杂蒽酮，安息香双甲醚，二苯甲酮，4苯基苯酮，2，4-二乙氧基硫杂蒽酮，α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苯甲酰甲酸甲酯、羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮中的一种或几种。可选地，所述导电填料的材质包括银、铜、碳、金、钯、铂、镍中的一种或几种。可选地，所述导电填料的形状包括球状、片状、线状、树枝状中的一种或几种。可选地，所述液态金属以液态金属微胶囊的形式存在于所述液态金属导电浆料中，所述液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为所述液态金属。进一步地，所述液态金属微胶囊的形状为球形、椭球形、蠕虫形、片形、线形中的一种或几种。可选地，所述活性稀释剂包括乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。可选地，所述热交联剂包括酸酐类、双氰氨类、改性咪唑、苯酚封端异氰酸酯、己内酰胺封端异氰酸酯中的一种或几种。第二方面，本专利技术提供一种液态金属导电浆料的制备方法，采用如下技术方案：所述液态金属导电浆料的制备方法包括：步骤S1、利用活性稀释剂将预聚体溶解；步骤S2、添加紫外光固化剂、热交联剂和助剂至步骤S1所得材料中；步骤S3、称量液态金属和导电填料，并与步骤S2所得的材料共同装入密闭的容器中；步骤S4、利用搅拌机进行预分散；步骤S5、混合完成后，利用三轴辊轧机对上述材料进行加工，得到液态金属导电浆料；其中，所述液态金属为熔点低于室温的金属单质或合金。第三方面，本专利技术提供一种电子器件，所述电子器件包括基材和位于所述基材上的导电线路，所述导电线路由以上任一项所述的液态金属导电浆料制成。第四方面，本专利技术提供一种电子器件的制作方法，采用如下技术方案：所述电子器件的制作方法包括：使用以上任一项所述的液态金属导电浆料在基材上制作导电线路图形；对所述导电线路图形进行紫外光照射，使其预固化；对所述导电线路图形进行加热，使其固化，得到所述导电线路。可选地，所述基材为热塑性基材，所述电子器件的制作方法还包括：在使用液态金属导电浆料在基材上制作导电线路图形之前，对所述基材进行电晕和/或基材熟化预处理。可选地，所述导电线路图形包括多个线路图形时，所述电子器件的制作方法包括：使用液态金属导电浆料在基材上制作第一个线路图形；对所述第一个线路图形进行紫外光照射，使其表面预固化；使用液态金属导电浆料在基材上制作第二个线路图形；对所述第二个线路图形进行紫外光照射，使其表面预固化；重复以上步骤，直至所有线路图形制作并预固化完毕；进行热固化，使所有线路图形固化，得到所述导电线路。本专利技术提供了一种液态金属导电浆料、电子器件及其制作方法，由于该液态金属导电浆料同时包括预聚体、紫外光引发剂和热交联剂，从而使得该液态金属导电浆料可以通过热固化和紫外光辐照固化两种方式进行固化，两种固化方式可以互为补充，如首先采用短时间的紫外光辐照，促使紫外光引发剂产生自由基(或阴离子、阳离子)，实现具有反应活性基团的预聚体进一步聚合，保证成型的导电线路具有一定的初始附着力，能够保证在后续过程，如“卷对卷”(Roll-to-Roll)生产中不可避免的收开卷时导电线路不会被擦花或粘掉，保证导电线路的尺寸稳定性，待全部印刷工序完成后，通过进一步加热，诱使热交联剂发挥作用，进一步将未反应的活性稀释剂、预聚体聚合或促使线型高分子交联，达到最佳附着力、化学稳定性和导电特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的验证图形的照片；图2为本专利技术实施例提供的从第一验证图形上撕下的胶带的照片；图3为本专利技术实施例提供的从第二验证图形上撕下的胶带的照片；图4为本专利技术实施例提供的液态金属导电浆料的制备方法的流程图；图5为本专利技术实施例提供的电子器件的制作方法的流程图一；图6为本专利技术实施例提供的电子器件的制作方法的流程图二。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下本专利技术实施例中的各技术特征均可以相互结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属导电浆料，其特征在于，按重量百分比计，所述液态金属导电浆料包括：5％～20％预聚体、1％～4％紫外光引发剂、10％～70％导电填料、5％～40％液态金属、2％～20％活性稀释剂、1％～5％热交联剂和0％～5％助剂；其中，所述液态金属为熔点低于室温的金属单质或合金。/n

【技术特征摘要】
1.一种液态金属导电浆料，其特征在于，按重量百分比计，所述液态金属导电浆料包括：5％～20％预聚体、1％～4％紫外光引发剂、10％～70％导电填料、5％～40％液态金属、2％～20％活性稀释剂、1％～5％热交联剂和0％～5％助剂；其中，所述液态金属为熔点低于室温的金属单质或合金。


2.根据权利要求1所述的液态金属导电浆料，其特征在于，所述预聚体包括丙烯酸树脂、氨基甲酸酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的液态金属导电浆料，其特征在于，所述液态金属以液态金属微胶囊的形式存在于所述液态金属导电浆料中，所述液态金属微胶囊的囊壁为包覆聚合物，囊芯为所述液态金属。


4.根据权利要求3所述的液态金属导电浆料，其特征在于，所述液态金属微胶囊的形状为球形、椭球形、蠕虫形、片形、线形中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的液态金属导电浆料，其特征在于，所述活性稀释剂包括乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双-三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的液态金属导电浆料，其特征在于，所述热交联剂包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：董仕晋，于洋，门振龙，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11