[发明专利]应用于RFID和其他应用的高导电性聚合物厚膜银导体组合物

说明书

发明领域

本发明涉及应用于无线射频识别(RFID)和其他应用的聚合物厚膜(PTF)银导体组合物。在一个实施方案中，将PTF银组合物用作柔性低温基底例如聚酯上的丝网印刷导体，其中PTF银组合物起天线的作用。该组合物可进一步用于任何其他需要极高电导率和极低电阻率的应用。

发明背景

聚合物厚膜银组合物用于RFID装置以及其他应用，例如薄膜按键开关(Membrane Touch Switch)、电器电路或任何需要高导电性聚合物厚膜银导体的应用。此类产品通常用作电池的印刷式天线。将聚合物厚膜银组合物天线图案印刷在适当的基底上。RFID电路性能取决于印刷式天线的电导率和电路的电阻两者。电阻率(电导率的倒数)越低，则此电路使用的任何聚合物厚膜组合物的性能越好。希望使用具有低电阻率并适于以RFID应用所必需的厚度进行涂覆的组合物。

发明概述

本发明涉及聚合物厚膜组合物，其包含：(a)银薄片；(b)有机介质，所述有机介质包含(1)有机聚合物粘合剂；(2)溶剂；以及(3)具有低电阻率的印刷助剂。可以在除去所有溶剂所必需的时间和温度条件下加工组合物。具体地讲，该组合物包含(a)50-85重量％的银薄片，和硬脂酸表面活性剂，所述银薄片的平均粒度为至少3微米，至少10％的颗粒大于7微米(b)15-50重量％的有机介质，所述有机介质包含

(1)16-25重量％的乙烯基共聚物树脂

(2)75-84重量％的有机溶剂。

所述组合物还可包含最多1重量％的金、银、铜、镍、铝、铂、钯、钼、钨、钽、锡、铟、镧、钆、硼、钌、钴、钛、钇、铕、镓、硫、锌、硅、镁、钡、铈、锶、铅、锑、导电性碳、以及它们的组合。

本发明进一步涉及使用此类组合物在RFID或其他电路上形成电极的一种或多种方法，以及由此类方法和/或组合物形成的制品。

发明详述

一般来讲，厚膜组合物包含赋予组合物适当电功能性质的功能相。功能相包含分散在有机介质中的电功能粉，所述有机介质为功能相充当载体。一般来讲，对厚膜组合物进行焙烧以烧尽有机物并赋予电功能性质。然而，如果使用聚合物厚膜组合物，干燥后，有机物仍然为组合物的整体部分。此类“有机物”包括厚膜组合物的聚合物、树脂或粘合剂组分。这些术语可以互换使用。

厚膜导体组合物的主要组分为分散在有机介质中的导体粉末，其中有机介质由聚合物树脂和溶剂组成。本文下面开始讨论各个组分。

A.导体粉末

本发明的厚膜组合物中的电功能粉为银导体粉末，其可以包括银金属粉末、银合金金属粉末、或它们的混合物。粒径、形状以及金属粉末上使用的表面活性剂特别重要，其必须适合于应用方法。

金属颗粒的粒度分布本身对于本发明的效果至关重要。考虑到实际情况，优选的是粒度在1至100微米的范围内。最小粒度在1-10微米的范围内，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10微米。最大粒度在18-100微米的范围内，例如18、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100微米。在一个有利实施方案中，银薄片在2-18微米的范围内。

金属颗粒占总组合物的50-85重量％。

在组合物中使用表面活性剂同样十分重要，目的在于促进本文的薄片状银粒子的有效对齐。硬脂酸是薄片状银的优选表面活性剂。

此外，本领域众所周知的是，可以在银导体组合物中添加少量其他金属，以改善导体的性能。此类金属的一些实例包括：金、银、铜、镍、铝、铂、钯、钼、钨、钽、锡、铟、镧、钆、硼、钌、钴、钛、钇、铕、镓、硫、锌、硅、镁、钡、铈、锶、铅、锑、导电性碳、和它们的组合以及厚膜组合物领域中的其他常见材料。额外的金属可以占总组合物的最多约1.0重量％。

B.有机介质