本发明专利技术提供导电金属膏组合物及其制造方法、以及利用其的电子装置的电极和导电电路，其中该导电金属膏组合物包括：导电金属颗粒，其包括具有小于100nm粒径且表面涂覆包封材料的第一金属颗粒；粘合剂；以及溶剂。根据本发明专利技术，包含两种或更多种具有不同粒径的导电金属颗粒的导电金属膏组合物，与常规金属膏相比，能够确保在低温烧结或短时间介质和高温烧结期间的高导电性。因此，可实现导电膏材料的大量生产，并可通过将分散的纳米颗粒与大的导电金属颗粒混合而提高在各种温度下的烧结性质。另外，可在各种电子装置中使用该导电金属膏组合物，并使故障最小化，如短路、断开、以及此时形成的电极和导电电路图案的裂缝。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电金属膏组合物(导电金属糊组合物，conductive metal pastecomposition)、制造其的方法、以及利用其的各种电子装置的电极和导电电路，并且更具体地，涉及具有高导电性和在低温下可烧结的导电金属膏组合物、制造其的方法、以及利用其的各种电子装置的电极和导电电路。
技术介绍
在绝缘衬底中和在要求低温烧结的过程中使用导电膏。此时，主要使用利用银或金的膏组合物。然而，因为银和金价格昂贵，需要廉价的膏来替代它们。尤其是，能够在从低温烧结到高温烧结的宽温度范围下使用的导电膏组合物。近来，已试图在各种电气和电子装置中使用相对廉价的铜(Cu)膏。为了制造常规的导电铜膏，如图1，使用将微(米)尺度(micro-scale)的金属颗粒和片状亚微(米)颗粒(plate-like sub-micro particles)或具有比亚微(米)颗粒更小尺寸的颗粒混合的方法。然而，由以上方法制造的铜膏需要进行昂贵的后加工(后处理)以确保颗粒之间的均匀混合和高分散性，且在确保经低温烧结的高导电性方面存在困难。另外，如图2，(有人)提出通过将纳米尺寸的金属颗粒与可分散树脂混合来制作膏的方法。然而，在该方法中，颗粒的表面积由于小粒径颗粒而增大。因此，用于保持分散性的有机分散剂的含量增大，且因此存在以下缺点膏的粘度与含有相同金属含量的膏相比大大增加，并且烧结期间体积收缩增大。同时,骨组合物应在低温下烧结,优选低于200°C,以通过在衬底上印刷导电金属膏而形成电极，其中衬底包含不适合高温加工的聚合物、玻璃、非晶硅等。然而，在目前使用的导电金属膏组合物的情况中，因为它们具有高于300°C的烧结温度，而难于将它们应用到以上
中。因此，为了进行低温烧结，需要纳米现象(熔点降低)，并需要满足其的导电金属膏组合物。
技术实现思路
专利技术了本专利技术以克服上面所描述的问题，且因此本专利技术的一个目的在于提供可在低温下烧结的导电金属膏组合物，其具有高分散性并能够形成高密度的导电电路。本专利技术的另一个目的在于提供制造该导电金属膏组合物的方法。本专利技术的又一个目的在于提供利用该导电金属膏组合物的各种电子装置(电子器件，electronic devices)的电极和导电电路。根据本专利技术以达到其目的的一个方面，提供了一种导电金属膏组合物，包括导电金属颗粒，其包括具有小于IOOnm的粒径且表面涂覆有包封材料(帽封材料、覆盖材料，capping material)的第一金属颗粒和具有大于IOOnm的粒径的第二金属颗粒；粘合剂；以及溶剂。涂覆在第一金属颗粒表面上的包封材料，可包括分子中的-N-和-O-元素(elements)。可优选包封材料为脂肪酸或脂肪族胺。包封材料可在整个膏组合物中以O. 01至25￥七％被包含。 导电金属可以为选自由铜、银、金、镍、钼、钯、以及它们的盐组成的组中的一种或多种。可优选第一金属颗粒和第二金属颗粒以I : I至I : 30的重量比被包含。粘合剂可以为选自由纤维素树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、乙烯树脂、亚胺树脂(酰亚胺树脂，imide resin)、酰胺树脂、以及丁缩醛树脂组成的组中的一种或多种。溶剂可以为选自以下中的一种或多种选自由甲苯、甲基乙基酮(甲乙酮、丁酮，methyl ethyl ketone)、以及甲基异丁酮组成的组中的一种或多种有机溶剂；选自由石蜡油、十四烷、四氢萘、以及矿物油组成的组中的一种或多种非极性溶剂；以及选自由丙醇、异丙醇、松油醇(職品醇，terpineol)、丁基卡必醇(butyl carbitol)、以及新癸酸酯(neodecanoate)组成的组中的一种或多种极性溶剂。导电金属膏组合物可以包含50至95 〖％的导电金属颗粒(包括第一金属颗粒和第二金属颗粒)、0. 01至10￥1:%的粘合剂、以及余量的溶剂。导电金属膏组合物具有在低于200°C下可烧结的性质。另外，根据本专利技术以达到其目的的另一方面，提供了一种制造导电金属膏组合物的方法，该方法包括以下步骤制造用包封材料涂覆的第一金属颗粒；以及将第一金属颗粒和粘合剂加入到第二金属颗粒分散溶液中。根据本专利技术的一种实施方式，制造第一金属颗粒的步骤可包括，形成包含第一金属的金属前体、在高温气氛中还原该金属前体、以及用包封材料涂覆金属前体的表面的步骤。第一金属颗粒和第二金属颗粒可以以I : I至I : 30的重量比混合。另外，可以提供本专利技术以利用导电金属膏组合物形成各种电子装置的电极和导电电路。附图说明本专利技术的总的专利技术构思的这些和/或其他的方面及优点，通过以下结合附图对实施方式的描述，将变得显而易见并更加容易理解，在附图中图I示出在根据现有技术的膏组合物中的混合膏颗粒的形状；图2示出仅由纳米颗粒组成的常规导电膏颗粒的形状；图3示出根据本专利技术实施方式的导电膏颗粒的形状；以及图4和图5示出根据本专利技术第五和第六实施方式制造的电极图案的形状。具体实施例方式本说明书中使用的术语用于描述特定的实施方式，并不限制本专利技术。如在本说明书中，除非上下文中另外明确指出，否则单数形式包括复数形式。术语“包括”和/或“包含”指代存在其所提及的形状、数量、步骤、操作、成员(members)、元素、和/或组(基团，groups)，但不排除存在或添加其一种或多种不同的形状、数量、操作、成员、元素、和/或组。本专利技术提供了一种导电金属膏组合物，其具有高分散性和低温可烧结性，或能够通过在介质和高温下短时间烧结而确保高导电性。 用于获得以上效果的本专利技术的导电金属膏组合物包括金属颗粒、粘合剂、和溶齐U。特别地，金属颗粒包括两种或更多种不同粒径的颗粒。具体地，金属颗粒包括具有小于IOOnm粒径且表面涂覆包封材料的第一金属颗粒和具有大于IOOnm粒径的第二金属颗粒。第一金属颗粒具有小于IOOnm的粒径,优选小于10nm。因为第一金属颗粒具有小粒径，其起到降低烧结温度的作用。因此，金属膏能够在低温下烧结或在介质和高温下短时间烧结。另外，第一金属颗粒具有其外部涂覆有包封材料的结构。包封材料是为了提高金属膏的分散性。具体地，优选-N-和-O-元素包含于包封材料的分子中。优选涂覆在第一金属颗粒表面的包封材料为脂肪酸或脂肪族胺。脂肪酸是选自由月桂酸、油酸、癸酸、和棕榈酸组成的组中的一种或多种，但不限于此。另夕卜，脂肪族胺是选自由辛胺、癸胺、十二烷胺(dodecyclamine)、油胺(oleylamine)、2_乙基己胺、和十六烧胺(hexadecylamine)组成的组中的一种或多种,但不限于此。优选包封材料在整个膏组合物中以O. 01至25￥七％被包含。在少于O. 0^^%的情况下，存在膏分散性降低的问题。在超过25wt%的情况下，由于膏可印刷性(可印制性，printability)降低和导电材料含量减少,而不是优选的。这里，多种材料可用作包封材料。作为实例，多种脂肪酸可用作包封材料。用该包封材料包封的铜纳米颗粒能够通过申请人先前提交的多种制造方法制造。作为一个实例，根据韩国专利申请第2005-72478号，可通过利用起到还原剂作用的铜化合物获得用链烷酸，即脂肪酸如月桂酸、油酸、癸酸、和棕榈酸涂覆的金属纳米颗粒。作为另一个实例，根据韩国专利申请第2005-66936号,可通过热处理金属链本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.28 KR 10-2011-0017831;2011.10.26 KR 10-2011.一种导电金属膏组合物，包括 导电金属颗粒，包括具有小于IOOnm的粒径且表面涂覆有包封材料的第一金属颗粒、和具有大于IOOnm的粒径的第二金属颗粒； 粘合剤；以及 溶剤。2.根据权利要求I所述的导电金属膏组合物，其中，所述第一金属颗粒和所述第二金属颗粒以I : I至I : 30的重量比被包含。3.根据权利要求I所述的导电金属膏组合物，其中，涂覆在所述第一金属颗粒的表面上的所述包封材料包括分子中的-N-和-O-元素。4.根据权利要求3所述的导电金属膏组合物，其中，所述包封材料在整个膏组合物中以O. 01至25wt%被包含。5.根据权利要求I所述的导电金属膏组合物，其中，导电金属为选自由铜、银、金、镍、钼、钯、以及它们的盐组成的组中的ー种或多种。6.根据权利要求I所述的导电金属膏组合物，其中，所述粘合剂为选自由纤维素树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、こ烯树脂、亚胺树脂、酰胺树脂、以及丁缩醛树脂组成的组中的ー种或多种。7.根据权利要求I所述的导电金属膏组合物，其中，所述溶剂为选自以下中...
【专利技术属性】
技术研发人员：全炳镐，金东勋，曹守焕，赵廷珉，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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