一种低温导电银浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低温导电银浆及其制备方法和应用，选用银纳米线与传统的导电银浆中的银粉混合，形成新的低温导电银浆，其可以大幅降低传统导电银浆中银粉的含量，少量的银纳米线在其中起到很到的导电作用，即传统导电银浆是需要圆形的银颗粒点对点的接触才能导电，而银纳米线的加入可以串联原先的银颗粒，同时银纳米线如网状一样形成导电网络。而且采用该低温导电银浆形成的导电薄膜、导电开关、柔性印刷电路板、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统、太阳能电池等耐折性更加优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导电银浆
，具体地是涉及一种低温导电银浆及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着电子工业的飞速发展，薄膜开关、柔性印刷电路板、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统、太阳能电池等的需求量在迅速增加，而导电银浆作为制备此类电子元器件的关键功能材料，其发展和应用也受到人们的广泛关注。据分析，仅导电银浆市场而言，每年具有数十亿美元的市场规模。在信息产业的高速发展进程中，浆料作为一种关键材料有着重要的地位。高性能、低成本不但能大大地提高产品的竞争力，同时也是电子浆料发展的必然趋势。随着微电子元器件技术的发展，对于制备电极用的厚膜电子银电子浆料的要求是：导电性好；浆料印刷细线化；烧结或干燥温度越低越好；浆料成本低；附着力要高；耐磨性好；不含铅等有害元素，符合环保要求等。据统计，近年来全国各大电子浆料公司竞相推出自己的银电极导电浆料，其每年的产值都在上亿美元以上，而且这个规模随着电子工业的发展正在呈逐年增长的趋势。其中，低温固化导电银浆是银浆中的一种，是指固化温度较低的一类银浆，可印刷在玻璃化温度较低且成本低廉的塑料或柔性板上，这类导电银浆应具有优异的导电性、耐弯折性、附着力和一定的硬度，广泛应用于碳膜电位器、圆形(或片状)钽电容器、薄膜开关/柔性电路、导电胶等方面。低温固化导电银浆一般是由金属银粉、高分子树脂粘结相、溶剂及其他助剂在一定机械力作用下混合而成，其导电功能主要靠加入的银粉粒子提供的自由电子载流子来实现。工业应用中，银粉的形状通常为片状或球状。片状银粉之间以面或线接触，可以提高银浆导电性，获得低银含量高导电率的银浆，该类银浆较多应用于薄膜开关、滤波器等电子元器件，缺点是银浆印刷适性和耐弯折性会相应下降。而且一般的，片状银粉所制银浆的银粉含量为50～60wt％。球状银粉之间以点接触，可提高银浆流变性，适用于对印刷特性和耐弯折性等机械性能有较高要求的场合，缺点是导电性能会相应下降，因此需要更高的银含量(一般银浆银粉含量达到60～83％)，不仅提高了生产成本，高固含量还会造成浆料粘度上升反过来影响印刷适性。因此，本专利技术的专利技术人亟需构思一种新技术以改善其问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种低温导电银浆及其制备方法和应用，其既可以降低银粉固含量，同时又能保证导电性和耐折弯性能。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种低温导电银浆，包括如下重量份的原料：优选地，所述树脂为改性环氧树脂、TDI改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、氯醋树脂和丙烯酸树脂中的一种或者多种。优选地，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或者多种。优选地，所述交联剂为有机硅交联剂。优选地，所述银纳米线的长度为10-40μm，截面直径为20-80nm。优选地，所述载体溶剂为异丙醇、水、乙醇中的一种或者多种。优选地，所述银粉为球状银粉。一种基于上述所述的低温导电银浆的制备方法，包括如下步骤：S1：将银纳米线与银粉按照上述比例混合均匀；S2：按照比例将表面活性剂、分散剂、树脂、羟甲基纤维素、交联剂、流平剂加入到载体溶剂中，搅拌均匀，升高温度为75-80℃，搅拌混合10-13分钟，得到有机载体；S3：将银粉银纳米线与银粉的混合液加入到有机载体中，送入三辊研磨机上进行混合，研磨浆料粒度至8-15微米，即得成品。一种低温导电银浆的应用，将上述所述的低温导电银浆或低温导电银浆制备方法制备出的低温导电银浆应用于导电薄膜、导电开关、柔性印刷电路板、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统、太阳能电池的制备中。采用上述技术方案，本专利技术至少包括如下有益效果：本专利技术所述的低温导电银浆及其制备方法和应用，选用银纳米线与传统的导电银浆中的银粉混合，形成新的低温导电银浆，其可以大幅降低传统导电银浆中银粉的含量，少量的银纳米线在其中起到很到的导电作用，即传统导电银浆是需要圆形的银颗粒点对点的接触才能导电，而银纳米线的加入可以串联原先的银颗粒，同时银纳米线如网状一样形成导电网络。而且采用该低温导电银浆形成的导电薄膜、导电开关、柔性印刷电路板、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统、太阳能电池等耐折性更加优异。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。一种低温导电银浆，包括如下重量份的原料：优选地，参见表1，包括如下实施例：表1优选地，所述树脂为改性环氧树脂、TDI改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、氯醋树脂和丙烯酸树脂中的一种或者多种。优选地，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或者多种。优选地，所述交联剂为有机硅交联剂。优选地，所述银纳米线的长度为10-40μm，截面直径为20-80nm。最为优选的是银纳米线的长度为30μm，截面直径为50nm。优选地，所述载体溶剂为异丙醇、水、乙醇中的一种或者多种。优选地，所述银粉为球状银粉。众所周知，在导电银粉中，粒径大小对导电银浆导电性能的影响是关键的。银粉颗粒的粒径越小，电阻率越小，其固化所需的温度越低。若银粉颗粒的粒径过大，银粉离子键的接触率很低，例子之间的空隙很可能被树脂粘结相所填充，大大阻碍了连续稳定的导电通路的而形成，造成固化后的导电银浆导电性差，电阻上升。同时，在丝网印刷时可能因为粒径过大而不能正常通过丝网，会严重影响银浆的印刷性和涂覆性。但是，另一方面如果银粉颗粒的粒径过小，粒子的表面能较大，很容易形成团聚，从而影响银粉在浆料中的分散。因此粒径大小对导电性能的影响是非常重要的。纳米线是一种纳米尺度的线。换一种说法，纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构。根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线(如：Ni，Pt，Au等)，半导体纳米线(如：InP，Si，GaN等)和绝缘体纳米线(如：SiO2，TiO2等)。银纳米线是金属纳米线的一种，除具有银优良的导电性之外，同时由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。本专利技术选用银纳米线与传统的导电银浆中的银粉混合，形成新的低温导电银浆，其可以大幅降低传统导电银浆中银粉的含量，少量的银纳米线在其中起到很好的导电作用，即传统导电银浆是需要圆形的银颗粒点对点的接触才能导电，而银纳米线的加入可以串联原先的银颗粒，同时银纳米线如网状一样形成导电网络。为了避免粒子的团聚，本专利技术选用使用聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone，简称PVP，是一种非离子型高分子化合物)作为分散剂。因为PVP分子每个结构单元都有一个吡咯基，会吸附在纳米银颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温导电银浆，其特征在于，包括如下重量份的原料：银纳米线 0.1‑1份；银粉 20‑35份；表面活性剂 0.1‑5份；分散剂 1‑3份；树脂 1‑5份；羟甲基纤维素 1‑2份；交联剂 0.5‑1份；流平剂 1‑3份；载体溶剂 50‑75份。

【技术特征摘要】
1.一种低温导电银浆，其特征在于，包括如下重量份的原料：银纳米线 0.1-1份；银粉 20-35份；表面活性剂 0.1-5份；分散剂 1-3份；树脂 1-5份；羟甲基纤维素 1-2份；交联剂 0.5-1份；流平剂 1-3份；载体溶剂 50-75份。2.如权利要求1所述的低温导电银浆，其特征在于：所述树脂为改性环氧树脂、TDI改性醇酸树脂、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、氯醋树脂和丙烯酸树脂中的一种或者多种。3.如权利要求1或2所述的低温导电银浆，其特征在于：所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。4.如权利要求1-3任一所述的低温导电银浆，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或者多种。5.如权利要求1-4任一所述的低温导电银浆，其特征在于：所述交联剂为有机硅交联剂。6.如权利要求1-5任一所述的低温导电银浆，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾宏伟，戚芬强，
申请(专利权)人：苏州顾氏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32