一种在低温下具有高导电性的银浆及其制备方法

摘要

本发明公开了一种在低温下具有高导电性的银浆，包括如下重量份的组分：草酸银10‑15份；镀银铜粉50‑70份；聚偏二氟乙烯树脂30‑40份；溶剂20‑25份；低温固化剂20‑25份；表面活性剂15‑25份；本发明的导电银浆以镀银铜粉为主要导电相，其具有树枝状的形状，该树枝状具有主干和与主干分开的多个分支，在固化过程中树枝状镀银铜粉的主干和分支之间具有较多接触点，形成较好的导电性能；此外还在银浆中添加草酸银，固化过程中随着温度的升高，草酸银发生分解，产生银颗粒，这些新析出的银增加了银浆中原有银颗粒的连接网络，从而进一步增加了整体的导电性能。

说明书

技术领域

本发明涉及导电银浆领域，具体涉及一种在低温下具有高导电性的银浆及其制备方法。

背景技术

导电性银浆主要用于常温固化焊接场合的导电导热粘接，如石英晶体、红外热释电探测器、压电陶瓷、电位器、闪光灯管以及屏蔽、电路修补等，也可用于无线电仪器仪表工业作导电粘接；也可以代替锡膏实现导电粘接。

现有在低温固化条件下，交联反应通常很难充分进行，导致固化后的导电银浆硬度相对较大，柔韧性不足且在低温固化条件下的导电性也相对较差。

为此，如何解决上述现有技术存在的不足，是本发明研究的课题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种在低温下具有高导电性的银浆及其制备方法。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种在低温下具有高导电性的银浆，包括如下重量份的组分：

草酸银10-15份；

在银浆中添加草酸银，随着温度的升高，草酸银发生分解，随之有银颗粒的产生，这些新析出的银增加了银浆中原有银颗粒的连接网络，从而进一步增加了整体的导电性能；

镀银铜粉50-70份；

聚偏二氟乙烯树脂30-40份；

溶剂20-25份；

低温固化剂20-25份；

表面活性剂15-25份；

所述镀银铜粉为为纳米级镀银铜粉，该镀银铜粉的D50为50-80nm，所述镀银铜粉呈树枝状；所述表面活性剂为离子型表面活性剂；

离子型表面活性剂可包覆在镀银铜粉外表面充当包覆膜，依靠静电排斥使颗粒间相互隔离，阻止颗粒聚合；

作为本发明的一种改进，所述低温固化剂选自苯二甲胺三聚体、氯邻苯二胺、双苄胺基醚、间苯二胺与二氨基二苯基甲烷混合物中的一种或几种。

作为本发明的一种改进，所述银浆还包括促进剂，该促进剂的重量份为6-10份。

作为本发明的一种改进，所述促进剂为三乙胺或三乙醇胺。

作为本发明的一种改进，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂，所述阴离子表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠中的一种。

作为本发明的一种改进，所述溶剂为四氢呋喃、甲基乙基丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、磷酸三甲脂、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

一种在低温下具有高导电性的银浆的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：采用置换还原法制备镀银铜粉，得到A料；

步骤二：制备树脂载体：将聚偏二氟乙烯树脂与溶剂进行混合，并在60-65℃下溶解完全；然后在1000目筛网上过滤除杂，并调节树脂载体的粘度为20000-28000 dpas；

步骤三：将上述A料、树脂载体、草酸银、低温固化剂及表面活性剂共同置入离心机中进行预混，得到B料，之后将该B料投入超声波研磨设备中进行研磨分散，并调节其粘度至30000-40000 dpas，得到所述导电性银浆；

纳米级镀银铜粉通常处于不稳定状态，较小的尺寸导致粒子间自发相互吸引，有严重的团聚和低温锡非密集化扩散问题，团聚导致颗粒不均匀分散，因此形成大空洞，制备时，通过超声波研磨设备（即通过超声振荡重新分散）可将团聚在一起的颗粒重新分散开来。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：本发明的导电银浆以镀银铜粉为主要导电相，其具有树枝状的形状，该树枝状具有主干和与主干分开的多个分支，在固化过程中树枝状镀银铜粉的主干和分支之间具有较多接触点，形成较好的导电性能；此外还在银浆中添加草酸银，固化过程中随着温度的升高，草酸银发生分解，产生银颗粒，这些新析出的银增加了银浆中原有银颗粒的连接网络，从而进一步增加了整体的导电性能；采用聚偏二氟乙烯树脂为主要载体，其在固化后能够提高导电银浆的整体柔韧性，使其在PET或PC料上附着时能够具有较好的抗弯折性能。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下述实施例中银浆的制备方法为：

步骤一：采用置换还原法制备镀银铜粉，得到A料；

步骤二：制备树脂载体：将聚偏二氟乙烯树脂与溶剂进行混合，并在60-65℃下溶解完全；然后在1000目筛网上过滤除杂，并调节树脂载体的粘度为20000-28000 dpas；

步骤三：将上述A料、树脂载体、草酸银、低温固化剂及表面活性剂共同置入离心机中进行预混，得到B料，之后将该B料投入超声波研磨设备中进行研磨分散，并调节其粘度至30000-40000 dpas，得到所述导电性银浆。

实施例1-3及对照例1：

表1中实施例1、实施例2、实施例3为使用不同重量份的原料制得的导电浆料的电阻率情况；其中对照例1与实施例3所不同的是导电银浆中未加入草酸银；对照例2与实施例3所不同的是加入的镀银铜粉呈颗粒状；

测试电阻率时，将银浆分别印刷在PET基材表面，印刷成3 mm×35 mm的电阻测试块，并在100℃下烘烤40 min后测试对应的电阻，并换算成电阻率；

实施例3-5：

表2为实施例3、实施例4、实施例5中使用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂制得的导电浆料的电阻率情况。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。