[发明专利]一种高分辨、高导电固化型银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油墨类材料技术领域，具体涉及一种高分辨、高导电固化型银浆，本发明还涉及该高分辨、高导电固化型银浆的制备方法。

背景技术

导电银浆是印刷厚膜电子元器件的关键基础材料之一，被广泛运用于电子信息领域，为其提供导电布线，用量十分巨大。目前，电子信息领域对产品的小型化和集成化提出了更高的要求，这迫使导电布线必须具备较小的线宽和线间距，以及较低的阻抗。因此，开发兼顾高分辨印刷能力和低方阻的导电银浆将会带来广阔的运用前景。

对于导电银浆，高分辨和高导电之间往往相互矛盾，在原料的选择方面具备较大差异。银粉方面，一般来说，片状银粉有利于膜层的高导电性能，并且径厚比越大阻抗越小；但是，过大的径厚比又会造成浆料拉丝特性显著从而降低印刷分辨率。树脂方面，较小的分子量有利于较高的印刷分辨率，而较小的分子量又会使得膜层的导电能力和力学性能有所下降，所以必须寻找到合适的解决途径。

丝网印刷是十分成熟的厚膜制备工艺，被广泛地应用于印刷电子产品的大面积、低成本制造。目前，采用丝网印刷工艺制备精细导线的方法主要有两种，一种直接布线，另一种采用激光刻蚀，具备这两种性能的通用性银浆可以拓展其工程运用领域。对于通用性银浆，其均匀性十分重要，体系中的不均匀成份（比如软团聚、气泡等）将同时影响到两种布线方法的成膜质量。因此，需要选择合适的配方和制备工艺来实现良好的均匀性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种高分辨、高导电固化型银浆及其制备方法。该银浆适用于丝网印刷工艺，并且具备较高的印刷分辨率，低温固化后具有较低的阻值，即同时具有高分辨率和高导电性。同时，本发明的产品还具备良好的通用性，可直接用于印刷布线，也可作为激光银浆使用。

为解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

一种高分辨、高导电固化型银浆，其特征在于，所述导电银浆包括以下组分及含量（Wt%）：

微米级银粉60%～75%，

聚氨酯类树脂6%～12%，

有机溶剂16%～25%，

添加剂1～5%；

所述微米级银粉由同一种类球粉经不同球墨工艺得到不同径厚比的片粉A和片粉B组成，A和B之间可根据需要调制比例，其中类球粉：松装密度为2.5g/cm³～3.6g/cm³，其粒径分布D₅₀为0.8μm～1.2μm；片粉A：松装密度为1.8g/cm³～2.5g/cm³，其粒径分布D₅₀为1.8μm～2.1μm；片粉B：松装密度为0.8g/cm³～1.5g/cm³，其粒径分布D₅₀为2.5μm～3.5μm。

所述聚氨酯类树脂，其数均分子量在10000～20000之间，玻璃化温度为50℃～80℃。

所述有机溶剂环己酮、异佛尔酮、乙二醇乙醚醋酸酯（CAC）、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）、乙二醇单丁醚（BCS）、二元酸酯（DBE）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）等高沸点溶剂。

所述添加剂包括流变助剂和固化剂，其中流变助剂0%～1%，固化剂1%～5%。流变助剂为导电炭黑和聚酰胺蜡中的至少一种，导电炭黑为纳米球形颗粒，其粒径D₅₀小于30nm。固化剂为双官能团或者三官能团的潜伏性固化剂，活化温度80℃～130℃。

一种高分辨、高导电固化型银浆的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤一，树脂溶液载体制备

先将所述有机溶剂与树脂粉末混合，经加热溶解后制得固含量在25%～40%的聚氨酯树脂溶液；

步骤二，银浆预分散

采用行星式搅拌机将制备好的树脂溶液和导电微粒混合，混合分三步进行，先后在850r/min～1050r/min公转速度下搅拌15s～35s、1200r/min～1550r/min公转速度下搅拌100s～150s、800r/min～900r/min公转速度下搅拌40s～60s，制得导电油墨混合物；再添加所述添加剂，并按照前述三步法混合；

步骤三，三辊轧制银浆

将由步骤二制得的浆料放入三辊轧机进行研磨，具体工艺参数为：依次按照90/60、60/30、30/20、20/10（gap、μm）各三次，速度150～300转/秒，制得的浆料细度应控制在5μm以下。

步骤四，真空脱泡