[发明专利]一种纳米印刷导电油墨组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纳米印刷导电油墨组合物及其制备方法。该导电油墨组合物按质量比由以下组分制备而成：金属纳米颗粒20‑50％、分散剂1‑8％、自分散功能树脂15‑35％、溶剂10‑35％、增稠剂1‑5％。其制备方法是：将所述金属纳米颗粒、分散剂、自分散功能树脂、溶剂和增稠剂混合均匀后，研磨至粒度≤100nm，即可。本发明的纳米印刷导电油墨组合物，通过使用自分散的功能树脂和分散剂，使得纳米金属导电粒子在油墨组合物中均匀分布，从而获得附着力强且导电性好的导电油墨组合物，其所形成的金属膜的初始体积电阻值最低可达4μΩ·cm。

技术领域

本发明属于导电油墨领域，具体涉及一种纳米印刷导电油墨组合物及其制备方法和应用。

背景技术

随着半导体技术的发展，对半导体元件的性能要求越来越高(电极、电阻、磁屏蔽元件)。金属纳米颗粒具有极佳的物理与烧结性能，纳米技术的进步，它为半导体技术的发展了提供了强大的支持。在纳米材料使用过程中，通常是将金属纳米颗粒分散在特定的有机载体中，通过印刷技术将组合物印刷在相应的基材上(如陶瓷薄膜，硅、高分子薄膜、玻璃甚至是纸上)，再经过对其热处理(干燥、烧制、真空回火)，实现导电、电阻、介电以及电磁屏蔽的电器元件的功能。

在使用过程中，通过采用丝网印刷或涂布工艺至基材，形成电路图案或形成电极的导电层，对产品的性能测试发现：同样的纳米颗粒，性能却存在巨大的性能差异。目前的导电油墨中的导电粒子分布不够均匀，从而影响导电性能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种纳米印刷导电油墨组合物。具体技术方案如下：

一种纳米印刷导电油墨组合物，按质量百分比由以下组分制备而成：金属纳米颗粒20-50％、分散剂1-8％、自分散功能树脂15-35％、溶剂10-35％、增稠剂1-5％；所述自分散功能树脂的结构式如下：

其中，n/m＝6，数均分子量为5000～20000。

优选地，所述分散剂的结构如下：

其中，R为1-4的烷基。

优选地，所述溶剂为乙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇甲乙醚、二乙醇二醇甲醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丙醚。

优选地，所述金属纳米颗粒为银、金、铂、钯、铱、钌、铑、铜或镍的纳米颗粒。

优选地，所述增稠剂为乙氧基化醇或聚氨酯流平增稠剂。

本发明的目的之二是提供所述纳米印刷导电油墨组合物的制备方法。具体技术方案如下：

一种所述纳米印刷导电油墨组合物的制备方法，包括以下步骤：按照质量比，将所述金属纳米颗粒、分散剂、自分散功能树脂、溶剂和增稠剂混合均匀后，研磨至粒度≤100nm，即可得到所述纳米印刷导电油墨组合物。

本发明的目的之三是提供所述纳米印刷导电油墨组合物的应用。具体技术方案如下：

所述纳米印刷导电油墨组合物应用于半导体电路印刷。

优选地，具体应用的方法是：将所述纳米印刷导电油墨组合物丝印或涂覆在聚合物、玻璃或金属衬底上以形成薄膜或电路图案，干燥和热处理的温度为50～250℃。

其中，在涂膜形成工序中，在基材的表面涂布金属纳米油墨。金属纳米油墨的涂布没有特别限制，可通过旋涂、喷涂、刮刀涂布、丝网印刷、喷墨等公知的涂布方法来进行。另外，涂膜不限于整面膜，也可以是配线、埋孔这样的图案膜。