[发明专利]含有蜡触变胶的可高纵横比丝网印刷的厚膜糊剂组合物

说明书

相关申请

本申请要求如下优先权:2011年3月29日提交的Diptarka Majumdar、Hsien Ker、Philippe Schottland和Michael McAllister的题为“HIGH-ASP ECT RATIO SCREEN PRINTABLE THICK FILM PASTE COMPOSITI ONS CONTAINING WAX THIXOTROPES（含有蜡触变胶的可高纵横比丝网印刷的厚膜糊剂组合物）”的美国临时申请系列No.61/468,621。

在允许下，上述临时申请的主题以全文引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及厚膜金属糊剂，如银糊剂，以及制备和使用厚膜可印刷金属糊剂的方法，所述厚膜金属糊剂可使用例如丝网印刷沉积而沉积至基材上，以在基材上产生印刷电路、导电线或特征和/或在太阳能电池装置的前侧上产生导电表面。

背景技术

能量、电子和显示器工业依赖于导电材料的涂布和图案形成，以在有机和无机基材上形成电路、导电线或特征。在有机和无机基材上产生导电图案，特别是大于约100μm的特征的主要印刷方法之一为丝网印刷。诸如银颗粒和铜颗粒的金属离子广泛用于制造用于电子装置和其他用途的导电性厚膜。厚膜应用的例子包括多层电容器中的内电极；多芯片部件中的相互连接；汽车除雾器/除冰器、光伏模块、电阻器、电感器、天线中的导电线；电磁屏蔽（如移动电话）、导热膜；光反射膜；和导电粘合剂。

电子部件中厚膜导体的使用是电子领域中公知的。厚膜导体可含有金属（包括贵金属、金属合金或它们的混合物）的微细颗粒和少量无机粘结剂的分散体，所述金属的微细颗粒和无机粘结剂均分散于有机介质中以形成糊状产品。这种糊剂通常例如通过丝网印刷施用至基材，以形成图案化层。然后可烧制图案化的厚膜导体层以使有机介质挥发，并烧结无机粘结剂，所述无机粘结剂通常可含有玻璃料或玻璃形成材料。所得经烧制的层必须显示出导电性，且其必须牢固附接至其印刷的基材。使用本领域已知的厚膜组合物所遇到的问题中的一些包括无法形成高纵横比（高度：宽度，即高的）图案、线或指状物；细线或指状物中增加的电阻和有限的载流能力；以及形成复杂的细线图案的难度和/或费用。

因此，需要用于制造待用于电子、显示器和其他应用中的导电特征的厚膜金属糊剂，特别是银糊剂，所述厚膜金属糊剂产生具有高纵横比和/或增加的载流能力和/或降低的电阻的导电特征，所述导电特征可被印刷或图案化而在有机和无机基材上形成电路、导电线和/或特征，以有效地且相对便宜地用于电子、显示器和其他应用中。

发明内容

本文提供了厚膜金属糊剂组合物，以及使用所述组合物制造用于电子、显示器和其他应用中的导电特征的方法。所述厚膜金属糊剂组合物含有酰胺蜡触变胶，并可被印刷或沉积，以形成具有细小特征尺寸的结构（例如宽度如70μm细的线）和/或形成具有高纵横比（如0.3至0.45）的结构（如线或指状物），并产生具有足够电性质和机械性质的电子特征。

本发明也提供了厚膜银糊剂，其含有蜡触变胶，并优选具有特定的恢复时间范围、指定的剪切变稀指数（STI）范围、高纵横比，或它们的任意组合。通过仔细选择与触变蜡组合的原料，可将厚膜银糊剂配制为具有这些性质。配方设计师将知晓如何选择符合产生这些性质所需的特定属性的原料，且非限制性的例子在本文提供。

已发现，当本发明的厚膜金属糊剂组合物用于沉积或印刷诸如细线的特征时，所述厚膜金属糊剂组合物保持良好的可印刷性，并具有良好的印刷线尺寸稳定性和高纵横比。本发明的厚膜金属糊剂组合物可在许多不同的基材上使用，例如未涂布的或氮化硅（例如SiN_x）涂布的多晶或单晶硅晶片和它们的组合。

本文提供的糊剂能够实现具有高纵横比的导体网格的细线印刷，这降低了线电阻率，因此改进了最终用途应用（例如在太阳能电池中）的性能。可通过本发明的糊剂获得的印刷网格线的厚度显著高于来自常规糊剂的那些，并且可相比于使用需要更复杂和耗时的过程的“热熔”糊剂或“叠印”技术获得的那些。该特征对于配制用于使太阳能电池与浅结发射极接触（其中接触电阻通常高于具有低表面电阻率的那些，并因此需要低的线电阻率以获得低的总串联电阻）的糊剂是特别重要的。

附图说明