[发明专利]一种掺杂SnO2的浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电子材料技术领域，尤其涉及一种掺杂SnO₂的浆料及其制备方法和应用。本发明公开了一种掺杂SnO₂的浆料，包括：SnO₂粉体、粘结剂、增塑剂、分散剂、纳米金属和混合溶剂；SnO₂粉体的粒径为20nm～100nm；混合溶剂包括丁基卡必醇醋酸酯、硬脂酸丁酯、松油醇和三油酸甘油酯中的两种以上。该浆料粘度适宜，具有一定的流变性，即浆料的粘度随着转速的增加而降低，这样有利于在丝网印刷时浆料能顺利通过网孔，使得在印刷结束后能够保持图案的形状。该浆料通过丝网印刷在基体上，可以呈现完整清晰的图案。同时，印刷的厚膜的表面有适当的孔洞，进而能够吸附更多的被检测的气体。

技术领域

本发明涉及电子材料技术领域，尤其涉及一种掺杂SnO₂浆料及其制备方法和应用。

背景技术

由于石油，煤炭，天然气等传统能源的使用量逐年增加，从而废气的排放量也越来越多，造成了严重的大气污染。近年来，由于环境污染问题日益突出，各种类型的气体传感器被用来检测NO，NO₂，CO，CO₂，NH₃等气体以到达控制污染气体排放的目的。目前，气体传感器的类型分类有，红外传感器型，固体电解质型，电容型，表面声波型，荧光化学传感器和半导体氧化物型传感器等。其中半导体氧化物类传感器，特别是掺杂了贵金属(如Pt、Pd、Au等)之后，其灵敏度高，响应快，得到了广泛的应用。并且，半导体金属氧化物的传感器体积小，能够做成检测多种气体的传感器阵列用于检测多种气体。

制备半导体金属氧化物型气体传感器的方法有很多，如：磁控溅射法，火焰喷雾法，化学气相沉积法，浸渍法和丝网印刷法。其中丝网印刷法，不仅工艺简单合成时间短，而且制备的产品一致性好，能够用于大批量的生产。

早在二战之前，美国人就已经开始用丝网印刷技术在云母片上制备冷凝器的金属电极。1931年，杜邦公司第一次合成了丝网印刷用的银浆。从那以后，特别是90年代以来，由于晶体管和集成电路的产生，电路板的需求量大大增加促进了丝网印刷技术的快速发展。如今，各种各样的浆料(导电浆料，绝缘浆料，加热浆料等)印刷成不同规格的厚膜，用于制作电子器件。

现今，不同微米级别的粉体被配置成性质各异的陶瓷浆料用于各个领域。纳米材料由于颗粒尺寸小，比表面积大，有很高的化学活性，但其颗粒间容易发生团聚，导致在传统的配置纳米浆料的过程中很容易形成分散不均匀的黏膏状混合物，使得纳米浆料粘度大，从而采用丝网印刷的方法得到厚膜表面会凹凸不平，印刷效果差。

发明内容

本发明提供了一种掺杂SnO₂浆料及其制备方法和应用，解决了现有的纳米浆料粘度大，丝网印刷得到的厚膜表面凹凸不平，印刷效果差的问题。

其具体技术方案如下：

本发明提供了一种掺杂SnO₂的浆料，包括：SnO₂粉体、粘结剂、增塑剂、分散剂、纳米金属和混合溶剂；

所述SnO₂粉体的粒径为20nm～100nm，更优选为50nm；

所述混合溶剂包括丁基卡必醇醋酸酯、硬脂酸丁酯、松油醇和三油酸甘油酯中的两种以上，更优选为松油醇和丁基卡必醇醋酸酯的混合物。

需要说明的是，传统纳米浆料的配置采用微米浆料的配方，由于纳米粉体粒径小、表面积大、颗粒间容易发生团聚，导致在配置纳米浆料的过程中很容易形成分散不均匀的黏膏状混合物，严重影响浆料的印刷质量。

本发明中，针对纳米粉体易团聚的特性，选用醇和酯的混合溶剂，并在其中加入增塑剂、粘结剂和分散剂。在保证制备出的浆料具有良好的触变性、分散性还提高了浆料中的固相含量。