[发明专利]快速导电聚合物银

说明书

提供导电膏剂以在基板上形成导电迹线。导电膏剂包括载体和导电材料。该载体包括树脂、增塑剂和树脂溶解于其中的溶剂。在施加到基板之后，通过从膏剂蒸发溶剂在环境温度固化导电膏剂，由此在基板上形成导电迹线。导电迹线不需要固化剂，并且在施加到基板的几分钟内达到低电阻率。

领域

本主题涉及聚合物导电膏剂、导电迹线和相关方法。

背景

已知包含银片(silver flake)的导电膏剂用于在基板上形成导电迹线。这些材料与很多种基板和设备是相容的，并且最常用于RFID应用或其他电子设备。

各种导电膏剂制剂包含玻璃料(glass frit)。这些玻璃料导电膏剂在已被施加到基板上之后必然需要烧制步骤以从膏剂中除去任何挥发性组分并且以烧结玻璃料。因此，这些导电迹线的生产必然需要特定的加热设备，例如烧制炉(firing oven)、退火炉或窑炉，并且由于烧结玻璃料所需的步骤而导致较长的生产时间。此外，这些膏剂通常导致刚性的导电迹线，刚性的导电迹线易于由于弯曲而损坏或劣化。

其他类型的导电膏剂制剂被称为聚合物导电膏剂，其通常包括重负载有导电材料的可固化聚合物。将聚合物导电膏剂施加到基板上，并使聚合物通过辐射(例如紫外线)固化、催化固化或在升高的温度热固化。这样的工艺必然需要一定的时间段来完成聚合物的固化，并且因此延迟包括这样的导电迹线的完整电路获得完整功能的时间并因此延迟包括这样的电路的电子设备的编程或使用。催化固化的膏剂制剂由于向膏剂中加入固化催化剂而具有有限的适用期，并且因此要求在膏剂固化之前的一定的时间段内使用整个批次，否则将会导致该批次中未使用的部分的浪费。热固化工艺必然需要不受升高的温度不利影响的基板，并且因此限制了可用于这些应用中的基板的类型。

因此，存在对解决了先前制剂的缺点的改进的导电膏剂制剂的需求。

概述

在本组合物、方法和组件中解决了与先前已知的体系相关的困难和缺点。

对能够在非常短的时间段内实现导电性的聚合物银导体存在日益增长的需求。还需要这些材料在不需要加热该材料，即在环境温度固化，并且所得到的膜是高度柔性的。本发明由以下的聚合物导电膏剂组成：所述合物导电膏剂容易施加到基板，在环境温度实现快速的导电性，并且通过蒸发固化工艺产生具有高度塑化的树脂体系的柔性的导电迹线。

本导电膏剂不需要固化剂，即用辐射(例如紫外光)照射膏剂，将固化催化剂引入组合物中，或使膏剂经历高于环境温度的升高的温度。在一个实施方案中，形成导电迹线的方法不包括使用固化剂来固化膏剂。

在一个方面中，本主题提供了不含铅、镉和邻苯二甲酸盐(phthalate)的导电膏剂。该膏剂包含约5wt％-35wt％的粘合剂体系、约60wt％-90wt％的导电材料和约0.05wt％-0.15wt％的消泡剂。粘合剂体系包含聚合物树脂、增塑剂和溶剂。聚合物树脂溶解在溶剂中。聚合物树脂的量与增塑剂的量的重量比率是约1.25至约1.75。在将导电膏剂施加到相关的基板上之后的前5分钟内，溶剂在环境温度以约0.5wt％-1wt％的速率蒸发。在环境温度，该导电膏剂在从施加该导电膏剂到基板的1分钟内在预定的图案上实现小于1.00×10⁴欧姆(Ω)的电阻，并且在从施加该导电膏剂到基板的5分钟内在预定的图案上实现小于1欧姆的电阻，由此形成柔性的导电迹线。