一种导电浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种导电浆料及其制备方法和应用。按重量份计，本发明专利技术所提供导电浆料的制备原料包括：导电粉体70～90份；有机聚合物1～5份；碱金属氢氧化物0.1～3份；导电粉体包括金包银颗粒。发明专利技术提供的导电浆料，通过成分之间的相互配合，能够平衡导电浆料的成本、导电性和使用寿命；还可以提升导电浆料形成的导电线路与玻璃基板之间的附着力；同时还能节约印刷电路板制备过程中的高温处理步骤。本发明专利技术还提供了上述导电粉料的制备方法和应用。提供了上述导电粉料的制备方法和应用。提供了上述导电粉料的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种导电浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于印刷电路板
，具体涉及一种导电浆料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在现代微电子工业中，人们对电子元器件要求越来越高，生产流程逐渐趋于标准化，以此降低成本，印刷电路板(PCB)就是适合微电子工业需求而诞生的。由于印刷电路板的集成性，工业上对制备印刷电路板用导电浆料的综合性能要求越来越高。
[0003]一般来讲，导电浆料的主要成分包括功能相、粘结剂、溶剂和助剂等。其中常用功能相包括金属粉末和碳基粉末，例如铜粉、铝粉、锌粉、镍粉、金粉、银粉、铂粉和钯粉是常用的金属粉末，石墨粉和石墨烯粉等是常用的碳基粉末。粘结剂通常包括有机粘结剂和无机粘结剂，例如光固化树脂、热固化树脂以及松香树脂(热塑性树脂)等是常用的有机粘结剂；二氧化硅、玻璃粉以及玻璃纤维等是常用的无机粘结剂。常用的溶剂包括醚类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂或酯类溶剂。常用的助剂包括分散剂和流平剂等。
[0004]印刷电路板的制备方法，通常包括以下步骤：首先将上述导电浆料采用丝网印刷技术印刷在电路板基体上，之后依次进行干燥、固化和高温热处理，由此可得到具有一定附着性、导电性的，设置在电路板基体上的导电线路。
[0005]为提升导电线路的导电性能，一方面可以提升导电浆料中功能相的比例，但如此会导致导电浆料的粘度提升、分散性和稳定性下降，最终提升了丝网印刷的难度，降低了导电浆料的适用性。例如，相关技术提升功能相的比例后，需要采用特制的钛合金印版。另一方面，还可以通过提升导电相本身的导电性能提升导电线路的性能。但是贵金属功能相，特别是导电性能优异的黄金粉(惰性强)的价格较高，其余金属粉在空气中应用时导电性能较差，也就是难以平衡价格和导电性能。
[0006]最重要的，现在常用印刷电路板采用的基材多为玻璃，有机材料等对玻璃的附着力较差，添加的玻璃粉等无机粘结剂需要经高温处理方能发挥作用，进而导致印刷电路板的制备流程较长，能耗较高。
[0007]综上，现有的印刷电路板中，导电线路的导电性，以及导电线路与电路板基体的附着力均有待提升。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种导电浆料，通过成分之间的相互配合，能够平衡导电浆料的成本和导电性；还可以提升导电浆料形成的导电线路与玻璃基板之间的附着力；同时还能节约印刷电路板制备过程中的高温处理步骤。
[0009]本专利技术还提出一种上述导电浆料的制备方法。
[0010]本专利技术还提出上述导电浆料的应用。
[0011]根据本专利技术的一个方面，提出了一种导电浆料，按重量份计，制备原料包括：
[0012]导电粉体
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70～90份；
[0013]有机聚合物
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1～5份；
[0014]碱金属氢氧化物
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0.1～3份；
[0015]所述导电粉体包括金包银颗粒。
[0016]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0017](1)传统技术的导电粉体，有单独使用金纳米颗粒或银纳米颗粒，也有将两者混合使用的；但是，银纳米颗粒在空气中容易和氧气发生作用被氧化，进而降低导电性能；金的理论电导率虽然低于银，但是其惰性更强，因此，以粉料形态应用时，其电导率反而比银高；但是金的价格昂贵，因此，单纯以金粉作为导电粉体，导电浆料的价格昂贵。
[0018]本专利技术中，采用金包银颗粒，包壳的金保护了银，使其不被氧化，进而抑制了电导率因氧化损失；且包壳所用的金含量很低，因此导电浆料的成本较单独采用金粉时明显下降。
[0019](2)当印刷电路板的基板为玻璃、陶瓷等无机物时，为增加附着力，通常需提升有机聚合物(用作有机粘结剂)的含量，同时在导电浆料中增加不导电的玻璃粉或二氧化硅，由此降低了导电线路的导电性能；还必须在导电浆料印刷后，进行高温热处理，由此增加了能耗，也使印刷电路板的制备方法更加复杂。加之为了使浆料的粘度满足丝网印刷的要求，导电浆料中的导电粉体含量通常不高，这也是抑制导电线路导电性能提升的原因之一。
[0020]本专利技术中，在导电浆料中增加了碱金属氢氧化物；碱金属氢氧化物在常温下即可与玻璃或陶瓷基体会发生反应，生成具有粘性的碱金属硅酸盐，干燥后可增加导电线路与基板之间的附着力，由此可降低有机聚合物的用量，省略使用玻璃粉等无机粘结剂，还可以省略常规印刷电路板制备过程中必须进行的高温热处理步骤。加之碱金属氢氧化物在和基体反应之前粘度较低，由此可降低所得导电浆料的粘度。
[0021](3)若采用传统的导电粉体，例如银粉、铝粉和镍粉等，在不隔绝氧气的条件下，可能会和碱金属氢氧化物发生副反应(副反应速度随导电粉体的粒径和种类而变)，进而降低导电浆料的导电性能。
[0022]本专利技术中，采用金包银颗粒，由于金包壳的存在，可显著抑制上述副反应的发生。由此，导电粉体的种类和碱金属氢氧化物相互协同作用，提升了所得导电浆料的导电性能、导电浆料形成的导电线路与基板的附着力，同时还简化了印刷电路板的制备流程。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述金包银颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0024]A1.将银盐水溶液和电子供体混合、除氧后，对其进行γ辐照；
[0025]A2.除氧条件下，向步骤A1所得混合物中添加金盐水溶液，并继续进行γ辐照。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述银盐包括硝酸银。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述银盐水溶液中银盐的浓度为 5mmol/L～0.1mol/L。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述电子供体包括甲醇、乙醇和异丙醇中的至少一种。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述银盐中银离子和电子供体的物质的量之比为1:1～5。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述γ辐照的剂量率为5～100Gy/min。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，步骤A1中，所述γ辐照的剂量率为 10～20Gy/min。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述γ辐照，所述银盐水溶液和电子供体吸收的剂量为0.5～20kGy。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A1中，所述γ辐照，所述银盐水溶液和电子供体吸收的剂量为0.5～3kGy。
[0034]在本专利技术的一些实施方式中，步骤A2中，所述金盐包括氯金酸钠(NaAuCl4)、二氰合金酸钾(K[Au(CN)2])、氯化金(AuCl3)和硝酸金中的至少一种。
[0035]在本专利技术的一些实施方式中，所述金盐和银盐的物质的量之比为1:5～20。
[0036]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述金盐和银盐的物质的量之比为1:8～15。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电浆料，其特征在于，按重量份计，制备原料包括：导电粉体
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70～90份；有机聚合物
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1～5份；碱金属氢氧化物
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0.1～3份；所述导电粉体包括金包银颗粒。2.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述金包银颗粒的制备方法包括以下步骤：A1.将银盐水溶液和电子供体混合、除氧后，对其进行γ辐照；A2.除氧条件下，向步骤A1所得混合物中添加金盐水溶液，并继续进行γ辐照。3.根据权利要求2所述的导电浆料，其特征在于，所述金包银颗粒的粒径为10～200nm。4.根据权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述导电粉体还包括石墨烯。5.根据权利要求1所述的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小红，
申请(专利权)人：广东江玻玻璃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：