用于低温烧结的导电浆料组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种用于低温烧结的导电浆料组合物，所述导电浆料组合物含有包括片状粉末、球状粉末和纳米粉末的导电铜粉、三聚氰胺基粘合剂以及有机溶剂，从而使得能够使用廉价的金属形成具有高长宽比和高可印性的导线，所述导线且即使在200℃以下进行低温烧结也表现出优异的电性能和粘附力，从而所述导电浆料组合物可以有效地应用于形成各种产品(如太阳能电池、触摸屏、印刷电路板(PCBs)、射频识别(RFID)、等离子显示屏(PDPs)等)的电极的导电材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于低温烧结的导电浆料组合物。
技术介绍
近来对用于印刷电路板(PCBs)、射频识别(RFID)、触摸屏、等离子体显示屏 (PDPs)、太阳能电池等的电极的低成本和低温烧结的要求逐渐增加，因此即使在进行低温烧结时仍然具有优异电性能的廉价导电浆料受到了广泛的关注。虽然传统上使用主要由银组成的导电浆料，但银是一种昂贵的稀有金属，很难满足低成本的要求。因此人们尝试利用较低成本的材料，如铝、锌、铜等来替代银，但由于低氧化稳定性和低温烧结后的高电阻，难以应用这些材料。例如，韩国专利公开号No. 2011-0033770公开了一种用于低温烧结的由锌粉和有机粘合剂组成的导电浆料，但是实际的低温烧结温度高至约480°C的程度，且因而产生的电阻高达50-300μ Ω · cm，使得难以将其应用到用于低温烧结的电极材料中。韩国专利公开号No. 2005-0104357也公开了一种导电浆料，该导电浆料由通过电镀使得表面涂覆有银的球状和片状的铜粉(替代了昂贵的银粉)、苯酚以及环氧树脂组成， 其在170-200°C进行热处理，可以表现出高粘附力，但会产生高达100-1000μ Ω .cm的电阻，使其不适合应用为在进行低温烧结时获得优异电性能的电极材料。同时，韩国专利公开号No. 2010-0108098公开了一种用于低温烧结的浆料，该浆料由具有接枝在表面的金属纳米粒子或具有涂覆有银的铜片颗粒的微米尺寸的银组成。然而，当所述片状颗粒不用于银而是用于铜时，接枝在表面的所述纳米粒子的数量少，使得低温烧结后难以获得好的电性能。另外，日本专利公开号No. 2005-251542公开了一种制备导电银衆的方法,该导电银浆由环氧树脂、片状银粉和表面涂覆有有机材料的大小为20nm以下的纳米银粉组成。然而，含有片状粉末和纳米粉末的组合物难以通过自身增加金属导线的填充密度。即使利用铜一体化此类粉末组合物，进行低温烧结时获得好的电性能还是受到了限制。
技术实现思路
因此，本专利技术的专利技术人发现当提供的导电浆料含有具有最佳直径、形状和组成比例的导电铜粉且以三聚氰胺基粘合剂作为主要有机粘合剂时，可以形成具有高长宽比的导线，与主要由银粉组成的传统导电浆料相比，可以减少导电浆料的成本，甚至可以在200°C 以下的低温下烧结，都会表现出优异的电性能和粘附力，由此在本专利技术中达到最佳。因此，本专利技术一方面提供一种用于低温烧结的导电浆料组合物，所述导电浆料组合物可以表现出高的长宽比、优异的电性能和高粘附力。为了达到上述目的，本专利技术提供一种用于低温烧结的导电浆料组合物，所述导电浆料组合物含有包括片状粉末、球状粉末和纳米粉末的导电铜粉、三聚氰胺基粘合剂以及有机溶剂。在本专利技术的一种实施方式中，所述组合物可以含有50_95wt %的所述导电铜粉、0.01_5wt%的所述三聚氰胺基粘合剂以及余量的所述有机溶剂。在本专利技术的另一种实施方式中，所述导电铜粉可以包括大小为1-20 μ m的片状粉末、大小为O. 1-5 μ m的球状粉末和大小为1-1OOnm的纳米粉末。在本专利技术的另一种实施方式中，所述导电铜粉可以含有30-90wt%的所述片状粉末、5-60wt%的所述球状粉末和l-30wt%的所述纳米粉末。在本专利技术的另一种实施方式中，所述片状粉末的长直径与短直径比可以为1.5-10。在本专利技术的另一种实施方式中，所述纳米粉末的表面可以涂覆有选自由脂肪酸基、胺基、醇基(alcohol-)、硫醇基和聚合物基分散剂组成的组中的一种或多种。在本专利技术的另一种实施方式中，所述三聚氰胺基粘合剂可以为选自由甲基化三聚氰胺(methylated melamine)、亚氨基甲基化三聚氰胺(methylated imino melamine)、 丁基化三聚氰胺(butylated melamine)、亚氨基丁基化三聚氰胺(butylated imino melamine)、异丁基化三聚氰胺(isobutylated melamine)、甲基丁基混合三聚氰胺 (methyl-butyl mixed melamine)、六甲氧甲基三聚氰胺和脲三聚氰胺树脂(urea melamine resin)组成的组中的一种或多种。 在本专利技术的另一种实施方式中，所述组合物可以进一步含有0. 01_10wt%的纤维素基粘合剂。在本专利技术的另一种实施方式中，所述纤维素基粘合剂可以为选自由乙基纤维素、 甲基纤维素、丙基纤维素、硝基纤维素、醋酸纤维素、丙酸纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟乙基羟丙基纤维素组成的组中的一种或多种。在本专利技术的另一种实施方式中，所述组合物可以进一步含有0.01-10Wt%的丙烯酸粘合剂。在本专利技术的另一种实施方式中，所述丙烯酸粘合剂可以为选自由聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、甲基丙烯酸乙基己酯(ethylhexylmethacrylate)、甲基丙烯酸环己酯(cyclohexylmethacrylate)和丙烯酸丁酯(butylacrylate)组成的组中的一种或多种。在本专利技术的另一种实施方式中，所述有机溶剂可以为选自由松油醇、二氢松油醇、 二甘醇一乙醚、二甘醇一丁醚、二氢乙酸松油酯(dihydroterpineol acetate)、二甘醇一乙醚乙酸酯(ethyl carbitol acetate)和二甘醇一丁醚乙酸酯组成的组中的一种或多种。在本专利技术的另一种实施方式中，所述组合物可以进一步含有选自由塑化剂、增稠剂、分散剂、触变剂和消泡剂组成的组中的一种或多种。在本专利技术的另一种实施方式中，所述组合物可以为用于形成太阳能电池、触摸屏、 PCB、RFID或TOP的电极的导电材料。在本专利技术的另一种实施方式中，所述电极可以通过使用丝网印刷、凹版印刷、分配器印刷(dispenser printing)、喷墨印刷、浸涂或喷涂形成。在本专利技术的另一种实施方式中，所述组合物可以在100-200°C的温度范围内烧结。 附图说明图1表示根据本专利技术的用于低温烧结的铜浆料颗粒组合物的示意图。具体实施方式在下文中，将详细描述本专利技术的实施方式。根据本专利技术，导电浆料组合物主要由导电铜粉、三聚氰胺基粘合剂和溶剂组成，其中所述浆料中的所述铜粉的直径、形状和组成比例是最优化的，从而使得即使在200°C以下接受低温烧结后也能形成具有高长宽比并表现出优异的电性能的导线。在本专利技术中，金属粉末可以含有作为导电填充剂的具有各种直径和形状的铜粉。 考虑到使用用于低温烧结的导电浆料达到优异电性能的目的，调整所述导电粉末的直径、 颗粒尺寸、形状和数量以确保颗粒的高填充率，并同时确保高可印性。因此，调整所述导电粉末是重要的。在本专利技术中，为了获得优异的电性能和可印性，铜粉混合物包括大小为1-20 μ m 的片状铜粉、大小为O. 1-5 μ m的球状铜粉和大小为IOOnm以下特别是1-1OOnm的纳米铜粉。图1表示根据本专利技术的用于低温烧结的铜浆料颗粒组合物的示意图。在本专利技术中，由于扩大了所述颗粒的所述接触面积，为骨架颗粒(backbone particle)的所述片状粉末有利于增强导电性，并可以增加所述浆料的触变指数(TI)，从而形成即使当印刷工序进行一次时也具有高长宽比的金属导线。因此，所述片状粉末的大小可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低温烧结的导电浆料组合物，所述导电浆料组合物含有包括片状粉末、球状粉末和纳米粉末的导电铜粉、三聚氰胺基粘合剂以及有机溶剂。

【技术特征摘要】
2011.09.21 KR 10-2011-00949641.一种用于低温烧结的导电浆料组合物，所述导电浆料组合物含有包括片状粉末、球状粉末和纳米粉末的导电铜粉、三聚氰胺基粘合剂以及有机溶剂。2.根据权利要求1所述的导电浆料组合物，其中，所述导电浆料组合物含有50-95wt% 的所述导电铜粉、O. 01-5wt%的所述三聚氰胺基粘合剂以及余量的所述有机溶剂。3.根据权利要求1所述的导电浆料组合物，其中，所述导电铜粉包括大小为1-20μ m的片状粉末、大小为O. 1-5 μ m的球状粉末和大小为1-1OOnm的纳米粉末。4.根据权利要求1或3所述的导电浆料组合物，其中，所述导电铜粉含有30-90wt%的所述片状粉末、5-60wt%的所述球状粉末和l-30wt%所述纳米粉末。5.根据权利要求1或3所述的导电浆料组合物，其中，所述片状粉末的长直径与短直径的比为1. 5-10。6.根据权利要求1所述的导电浆料组合物，其中，所述纳米粉末的表面涂覆有选自由脂肪酸基、胺基、醇基、硫醇基和聚合物基分散剂组成的组中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的导电浆料组合物，其中，所述三聚氰胺基粘合剂为选自由甲基化三聚氰胺、亚氨基甲基化三聚氰胺、丁基化三聚氰胺、亚氨基丁基化三聚氰胺、异丁基化三聚氰胺、甲基丁基混合三聚氰胺、六甲氧甲基三聚氰胺和脲三聚氰胺树脂组成的组中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的导电浆料组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永日，金东勋，金俊永，权志汉，金成殷，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：