[發明專利]一種減緩或阻止導電銀離子遷移的保護涂料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201310003979.3
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103031044A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 張躍進
• 申請（專利權）人: 張躍進;無錫美樂奧瑞科技有限公司
• 主分類號: C09D167/00
• 分類號: C09D167/00;C09D7/12
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 馮智文

技術領域

本申請涉及電子化工材料技術領域，尤其是涉及一種可以延緩或者阻礙導電金屬材料在通電時產生離子遷移的保護涂料。

背景技術

金屬銀具有電阻低、氧化慢且其氧化物也導電的特性，用它制成的導電銀漿產品相比于導電銅漿、導電碳漿產品有更好的導電性，因而其應用更為廣泛，包括以下領域：(1)以PET(聚酯)為基材的薄膜開關和柔性電路板；(2)單板陶瓷電容器；(3)壓敏電阻和熱敏電阻；(4)壓電陶瓷；(5)碳膜電位器；(6)遠紅外發熱膜以及以遠紅外發熱膜作為發熱源或輻射源的系列衍生產品。此外，由導電銀漿采用絲網印刷方式涂敷在薄膜上形成載流條或電極或制作柔性印刷電路板，具有工藝簡單，生產效率高(流水線生產)、綜合成本低的優勢。

然而，銀離子的遷移造成的一系列弊端成為導電銀漿在電子產品、以碳墨(碳漿及碳晶)類遠紅外發熱材料作為面狀發熱體的新一類電熱產品、以及保健器械等產品使用中的一大缺陷。銀離子遷移的后果是：一些電子產品在出廠檢驗時性能良好，各項參數指標完全合格，但用戶使用一段時間后，發現產品電阻增大，或出現短路自通現象；電位器使用一段時間后，絕緣電阻下降，甚至出現擊穿或短路；新型電熱產品使用一段時間后，發熱溫度下降，升溫時間變長等。

導電銀離子遷移的因素很多，其本質原因是銀的活潑性所致；其次是導電銀漿的介質材料致密度不夠，有微小“縫隙”可能成為離子通道；第三是有濕氣的存在，這是銀離子遷移的一個很大誘因，其反應方程式如下：

H₂O→H⁺+OH^-；Ag⁺+OH-→AgOH；2AgOH→Ag₂O+H₂O。

為此，對銀離子遷移現象的克服與預防對策，以往的技術是從以下二個方面來考慮的。一是著眼于導電銀漿產品組成物的研究與開發：(1)對導電銀漿料所用的銀粉的制備和處理進行創新；(2)考慮如何使導電銀漿料的介質更致密化；(3)改用合金化導體電極(一種絲印導電銀漿除外的應用場合)。二是從既有導電銀漿產品應用工藝方面做探索與改進：(1)在銀漿電路印刷完畢后，再絲印一層碳漿覆蓋于銀漿上，限制銀離子析出；(2)在銀漿的上、下層涂敷絕緣保護涂料，形成保護夾層，阻止水分的浸入；(3)在銀漿中加入碳漿或少量添加物如氧化物，對銀離子產生一定阻隔。

但是，所有這些措施，面對導電銀漿制成品可否完全不存在銀離子遷移這樣一個問題，還是無法作出肯定回答。客觀地說，各種手段都只是起到了減緩或阻止銀離子遷移的效果。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種減緩或阻止導電金屬離子遷移的保護涂料。本保護涂料具備多種協同效用，可以減緩或阻止金屬銀離子遷移，防止因銀離子遷移引起電阻變化造成產品性能下降或喪失，尤其適用于導電銀漿或者銀導線、銀電極、銀觸點等場合。

本發明的技術方案如下：

一種減緩或阻止導電銀離子遷移的保護涂料，所述保護涂料由以下重量份數的原料組成：絹云母粉7～12份；石墨粉0～5份；聚酯樹脂溶液80～85份；二甲酯溶劑2～8份。

本申請還提供了所述保護涂料的制備方法，其具體制備方法如下：將絹云母粉單獨或與石墨粉混合后加入到聚酯樹脂溶液中，再加入二甲酯溶劑，首先進行攪拌預混合，然后在攪拌容器中攪拌30～60分鐘，最后置于研磨容器中進行研磨，研磨后取出混合物于20～25℃條件下存放不少于24小時后備用。

所述絹云母粉為濕法制造的絹云母粉，其粒徑≤5μm，能夠過2500目篩。所述石墨粉為納米級導電石墨粉，其粒徑≤0.5μm，能夠過15000目篩，其含碳量≥99％。所述聚酯樹脂溶液的固含量為40～60％，粘度為1000～2000厘泊。

所述保護涂料的工藝指標為：細度≤5μm；粘度為2500～3000厘泊，固含量40～60％。

本申請還提供了所述保護涂料的應用，其具體用法為：將所述保護涂料絲印、輥涂或刷涂在導電銀漿所制成的印刷電路上，或刷涂、點涂在銀電極上，于室溫即20～25℃放置1～3小時后，再在60～90℃下烘1～3小時，再升溫至100～120℃烘1～2小時，確保涂層干透并與導電銀漿及相關物質的粘結牢固。