專利名稱：一種納米銀導體漿料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子漿料領域，涉及一種納米銀導體漿料及其制備方法，尤其是一種 適用于微電子線路制造領域的納米銀導體漿料及其制備方法。
背景技術：
在微電子工業(yè)中，對電子元器件的要求是體積小、功率大、耗電低、熱效率高、溫度 場均勻、工藝性好、本體需自控溫、運行安全可靠、壽命長，適應范圍廣，這就要求有新的微 電子工藝制備流程，新的制備工藝，相應地就需要有新的符合要求的導體漿料、電極漿料、 介質(zhì)漿料與電阻漿料等電子漿料與之相匹配，因此，開展新導體漿料的研究也就勢在必行。一股來講，電子漿料的主要成分包括有功能相(如金屬、貴金屬粉末等)、無機粘 結劑(如玻璃粉末、氧化物粉末等)、有機粘結劑、其它的溶劑和添加劑。通常，電子漿料中 的功能相起導電作用，要具有很好的導電性能，一股由金屬粉末或貴金屬粉末來充當，常用 的金屬粉末有銅粉、鋁粉、鋅粉、鎳粉等，常用的貴金屬粉有金粉、銀粉、鉬粉、鈀粉等；無機 粘結劑起固定電子漿料到基材的作用，一股由氧化物粉末和玻璃粉末來充當，但是這一成 分在電子漿料中所占比重較低，有的甚至沒有；有機粘結劑主要的作用是使?jié){料具有一定 的形狀、易于印刷或涂敷，主要是由高分子樹脂、小分子樹脂等來充當。隨著化學工業(yè)技術 的進步，有機粘結劑在電子漿料中的作用越來越突出，尤其是在應用于絲網(wǎng)印刷時，改變有 機粘結劑的成分就可以改變電子漿料的印刷、干燥、燒結性能。在現(xiàn)有的電子漿料領域里，銀系導體漿料因其具有導電率高，性能穩(wěn)定，與基板結 合強度大等特點，而廣泛應用于集成電路、多芯片組件、薄膜開關等電子元器件的生產(chǎn)。但 是，現(xiàn)有的銀導體漿料中的銀粉大部分是微米級的粉末，其制成的漿料的膜層厚度、印刷性 能等對于現(xiàn)在高端的精密儀器有很大的局限性，這就限制了銀導體漿料的應用范圍；而且， 銀導體漿料的粒徑偏大，成品粘度較高，漿料的印刷性能較差，極容易造成膜層不均勻，進 而影響導體漿料的使用壽命。在新材料領域里，納米技術的發(fā)展非常迅猛，這極大地擴展了人們對材料的認識， 使得納米材料的研究成了這些年的熱門話題，對納米銀粉的研究持續(xù)了很長一段時間，各 種納米銀粉的制備方法也層出不窮，各個公司競相推出自己的納米銀粉。但是鮮有納米銀 粉制成漿料的報道。鑒于以上現(xiàn)有銀導體漿料存在的不足，開發(fā)出一種用納米銀粉作為主 要功能相的新的導體漿料就成為當務之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種納米銀導體漿料，該漿料導電性能好、附著力強、印 刷性能好，且該導體漿料具有與基板材料、介質(zhì)漿料有優(yōu)良的潤濕性和相容性。本發(fā)明的另一個目的是提供一種納米銀導體漿料的制備方法，在制備的過程中所 用的是現(xiàn)有的漿料的生產(chǎn)設備，故在漿料的生產(chǎn)加工過程中不需要另外進行新的投資，同 時有利于環(huán)境保護和含有此電極漿料的電子產(chǎn)品的回收與重復利用。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟(1)納米銀粉的稀混合液的制備按照質(zhì)量百分比，將30-75 %的納米銀粉加入到10-55%的A溶劑中，再加入 1-10%的分散劑，得到納米銀粉的稀混合液；所述納米銀粉、A溶劑和分散劑的總量是 100% ；
步驟(2)有機載體的制備在70_80°C恒溫加熱，按質(zhì)量百分比將10-46%的有機粘結劑溶入54_90%的B溶 劑中，充分混合經(jīng)過濾后得到有機載體；所述有機粘結劑和B溶劑的總量是100% ；步驟(3)納米銀導體漿料的制備將質(zhì)量百分比為20-80%的納米銀粉的稀混合液加入到質(zhì)量百分比為18-75%的 有機載體中，再向其中加入1-10%的消泡劑、2-8%的增稠劑和3-10%的表面活性劑，在攪 拌機里混合0. 5-1. 5h，然后經(jīng)三棍軋機軋制到細度小于2 μ m，最后經(jīng)過濾得到納米銀導體 漿料；所述納米銀粉、有機載體、消泡劑、增稠劑和表面活性劑的總量是100%。所述步驟(1)中納米銀粉的平均粒徑為10-25nm。所述步驟(1)中A溶劑及其溶劑量分別為5-30%乙二醇、10-30%丙三醇、10-55% 乙二胺中的一種或幾種。所述步驟(2)中有機粘結劑為聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂中的一種或幾 種。所述步驟(2)中B溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸乙酯、甲基異丁基酮中的一種或 幾種。所述步驟(3)中攪拌機為行星式或其它類型攪拌機，混合時間為0. 5-1. 5h。本發(fā)明用納米銀粉取代現(xiàn)有銀導體漿料中的微米級的銀粉，銀粒徑的減小，改變 了銀導體漿料的微觀結構，從而改變了漿料的導電性能、印刷性能和連接牢靠性，大大擴展 了銀導體漿料在電子元器件，特別是高精密電子元器件中的應用。從以上制備方法可以看出，上述的導體漿料及其制備過程的主要優(yōu)點在于以下幾 個方面1、上述的導體漿料主要以納米銀粉作為功能相，首先，是由于銀一直被人們認為 是可接受的價格比較便宜的金屬，尤其是使用在民用電子元器件、高精密儀器等環(huán)境要求 不是很苛刻的場合；其次，銀也是具有優(yōu)良的導電性的金屬材料，比較符合對于高導電率的 要求；再者，國內(nèi)外對納米銀粉的研究開展的比較積極，國內(nèi)也相繼有成熟的符合要求的納 米銀粉推向市場。2、結合以往的導體漿料的物理化學性能并對其進行分析，加入一定的無機添加劑 如氧化鋅和二氧化鈦等，漿料的潤濕性、表面平滑性、相溶性、與基板的結合強度等性能都 有很大的改善。3、本發(fā)明中的有機溶劑載體是將不同沸點及揮發(fā)速度的溶劑按照一定比例配置 在一起，使銀導體漿料在印刷、溜平、烘干等過程中逐次揮發(fā)，不宜形成氣孔、裂縫等缺陷， 使導體漿料與其它材料連接牢靠，提高連接強度?？偠灾?，按照上述方法制備的納米銀導體漿料導電性能、接觸性能、連接性能優(yōu)良；本發(fā)明通過調(diào)整各種無機成分與有機成分的含量，可以與基板材料以及相應的電極漿料、介質(zhì)漿料相適應，達到使產(chǎn)品性能更加優(yōu)良的效果，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進一步詳細描述實施例1 一種納米銀導體漿料，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的首先將30g的平均粒徑為10-25nm的納米銀粉加入到40g的乙二醇溶液中，再加 入2. 5g的分散劑，得到上述納米銀粉的稀混合液；然后把40g的聚氨酯樹脂加入60g的乙 二醇乙醚醋酸酯中，在70°C的溫度條件下恒溫加熱直至完全溶解，經(jīng)過濾得到有機載體； 最后將59g的納米銀粉和乙二醇的稀混合液加入到35g的有機載體中，加入Ig的消泡劑和 2g的增稠劑和3g的表面活性劑，在行星式或其它攪拌機里混合20-60分鐘，然后經(jīng)三棍軋 機軋制到細度小于2 μ m，經(jīng)400目標準篩過濾得到這種納米銀導體漿料即為產(chǎn)品。實施例2:一種納米銀導體漿料，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的首先將45g的平均粒徑為10-25nm的納米銀粉加入到40g的丙三醇溶液中，再加 入Ig的分散劑，得到上述納米銀粉的稀混合液；然后把50g的丙烯酸樹脂加入46g的醋酸 乙酯中，在75°C的溫度條件下恒溫加熱直至完全溶解，經(jīng)過濾得到有機載體；最后將62g的 納米銀粉和丙三醇的稀混合液加入到30g的有機載體中，加入1. 5g的消泡劑和2. 5g的增 稠劑和2. 5g的表面活性劑，在行星式或其它攪拌機里混合30-60分鐘，然后經(jīng)三棍軋機軋 制到細度小于2 μ m，經(jīng)400目標準篩過濾得到這種納米銀導體漿料即為產(chǎn)品。實施例3 一種納米銀導體漿料，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的首先將50g的平均粒徑為10-25nm的納米銀粉加入到45g的乙二胺溶液中，再加 入5g的分散劑，得到上述納米銀粉的稀混合液；然后把45g的環(huán)氧樹脂加入52g的甲基異 丁基酮中，在80°C的溫度條件下恒溫加熱直至完全溶解，經(jīng)過濾得到有機載體；最后將65g 的納米銀粉和乙二胺的稀混合液加入到25g的有機載體中，加入2. 5g的消泡劑和3. 5g的 增稠劑和4g的表面活性劑，在行星式或其它攪拌機里混合30-80分鐘，然后經(jīng)三棍軋機軋 制到細度小于2 μ m，經(jīng)400目標準篩過濾得到這種納米銀導體漿料即為產(chǎn)品。實施例4 一種納米銀導體漿料，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的首先將60g的平均粒徑為10-25nm的納米銀粉加入到25g的丙三醇和12g的乙二 醇的混合溶液中，再加入3g的分散劑，得到上述納米銀粉的稀混合液；然后把24g的聚氨酯 樹脂和25g的丙烯酸樹脂加入43g的醋酸乙酯中，在80°C的溫度條件下恒溫加熱直至完全 溶解，經(jīng)過濾得到有機載體；最后將按70g的納米銀粉和丙三醇的稀混合液加入到25g的有 機載體中，加入Ig的消泡劑和1. 5g的增稠劑和2. 5g的表面活性劑，在行星式或其它攪拌 機里混合20-70分鐘，然后經(jīng)三棍軋機軋制到細度小于2 μ m，經(jīng)400目標準篩過濾得到這種 納米銀導體漿料即為產(chǎn)品。實施例5
一種納米銀導體漿料，其具體的制備是按照如下的工藝步驟完成的首先將75g的平均粒徑為10-25nm的納米銀粉加入到20g的乙二胺和3g的乙二 醇的混合溶液中，再加入2g的分散劑，得到上述納米銀粉的稀混合液；然后把28g的環(huán)氧樹 脂和25g的丙烯酸樹脂加入47g的乙二醇乙醚醋酸酯中，在70°C的溫度條件下恒溫加熱直 至完全溶解，經(jīng)過濾得到有機載體；最后將60g的納米銀粉和乙二胺和乙二醇的稀混合液 加入到31g的有機載體中，加入3g的消泡劑和2. 5g的增稠劑和3. 5g的表面活性劑，在行 星式或其它攪拌機里混合20-90分鐘，然后經(jīng)三棍軋機軋制到細度小于2 μ m，經(jīng)400目標準 篩過濾得到這種納米銀 導體漿料即為產(chǎn)品。以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所 提交的權利要求書確定專利保護范圍。
權利要求
一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于，包括以下步驟步驟(1)納米銀粉的稀混合液的制備按照質(zhì)量百分比，將30-75％的納米銀粉加入到10-55％的A溶劑中，再加入1-10％的分散劑，得到納米銀粉的稀混合液；所述納米銀粉、A溶劑和分散劑的總量是100％；步驟(2)有機載體的制備在70-80℃恒溫加熱，按質(zhì)量百分比將10-46％的有機粘結劑溶入54-90％的B溶劑中，充分混合經(jīng)過濾后得到有機載體；所述有機粘結劑和B溶劑的總量是100％；步驟(3)納米銀導體漿料的制備將質(zhì)量百分比為20-80％的納米銀粉的稀混合液加入到質(zhì)量百分比為18-75％的有機載體中，再向其中加入1-10％的消泡劑、2-8％的增稠劑和3-10％的表面活性劑，在攪拌機里混合0.5-1.5h，然后經(jīng)三棍軋機軋制到細度小于2μm，最后經(jīng)過濾得到納米銀導體漿料；所述納米銀粉、有機載體、消泡劑、增稠劑和表面活性劑的總量是100％。
2.如權利要求2所述一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于所述步驟(1) 中納米銀粉的平均粒徑為10-25nm。
3.如權利要求2所述一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于所述步驟(1) 中A溶劑及其溶劑量分別為5-30 %乙二醇、10-30 %丙三醇、10-55 %乙二胺中的一種或幾 種。
4.如權利要求2所述一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于所述步驟(2) 中有機粘結劑為聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。
5.如權利要求2所述一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于所述步驟(2) 中B溶劑為乙二醇乙醚醋酸酯、醋酸乙酯、甲基異丁基酮中的一種或幾種。
6.如權利要求2所述一種納米銀導體漿料及其制備方法，其特征在于所述步驟(3) 中攪拌機為行星式或其它類型攪拌機，混合時間為0. 5-1. 5h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米銀導體漿料及其制備方法，包括以下步驟(1)納米銀粉的稀混合液的制備；(2)有機載體的制備；(3)納米銀導體漿料的制備。本發(fā)明用納米銀粉取代現(xiàn)有銀導體漿料中的微米級的銀粉，銀粒徑的減小，改變了銀導體漿料的微觀結構，從而改變了漿料的導電性能、印刷性能和連接牢靠性，大大擴展了銀導體漿料在電子元器件，特別是高精密電子元器件中的應用；另外，本發(fā)明所提供得納米銀導體漿料的制備方法，在制備的過程中所用的是現(xiàn)有的漿料的生產(chǎn)設備，故在漿料的生產(chǎn)加工過程中不需要另外進行新的投資，同時有利于環(huán)境保護和含有此電極漿料的電子產(chǎn)品的回收與重復利用。
文檔編號H01B13/00GK101872653SQ20101021104
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權日2010年6月28日
發(fā)明者張宇陽 申請人:彩虹集團公司