[發明專利]一種納米金-錫-銅合金導電油墨的制備方法

無效

• 申請號: 201310066249.8
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103146251A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 曹小真;陳信華
• 申請（專利權）人: 溧陽市新力機械鑄造有限公司
• 主分類號: C09D11/02
• 分類號: C09D11/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王鵬翔

技術領域：

本發明屬于印刷電路板技術領域，特別是涉及一種納米金-錫-銅合金導電油墨的制備方法。

背景技術：

在印刷電路板中，構成線路的材料可以采用導電油墨通過印刷工藝來形成。通常的做法是將導電油墨印在印刷電路基板上，然后使油墨在室溫下固化，或在烘箱內固化。

現有技術中構成印刷電路板線路的導電油墨一般分為金系導電油墨、銀系導電油墨以及銅系導電油墨。銅系導電相比銀系導電油墨的價格便宜，但是由于銅容易氧化，所以導致銅系導電的導電性能不穩定。銀系導電油墨雖然導電性能較好，但是銀系導電油墨烘干后所形成的導電線路都較軟，而且銀系油墨形成的線路在直流大電流的工作環境中，由于容易產生銀遷移，因此線路的電學性能不能完全滿足直流大電流的工作環境需求，而且，銀的功函數高，高的功函數，導致了低性能和低效率。與銀系油墨和銅系油墨相比較，金系導電油墨的抗氧化性能最好，強度適中。

但是，由于金系油墨的成本較高，如果油墨的導電微粒都采用金來制作，其成本劣勢不容忽視。因此，有必要研究一種既能適合在直流大電流下穩定工作，又能盡可能降低成本的導電油墨，通過采用這種導電油墨來制作印刷電路板的導電線路，并與線路阻焊工藝結合，從而提升印刷電路板的性能和使用壽命。

專利公開號為：CN1783355A的中國發明專利公開了一種銅銀合金導體漿料及其制備方法，在該專利中漿料的組分含量分別為：銅銀合金納米粒子35～50Wt％，松油醇30～45Wt％，玻璃粉5～25Wt％，乙基纖維素1～5Wt％，無水乙醇2～5Wt％。所述銅銀合金納米粒子的平均粒徑為80～100納米，粒子中銀含量為5～20Wt％。但是該納米銅銀合金導電漿料的燒結溫度仍然維持在210℃～220℃，仍然有所偏高，該偏高的燒結溫度容易導致電路板短路或者失效。

發明內容：

為此，本發明提供一種制備導電油墨的方法，該導電油墨具有納米金-錫-銅合金，采用該導電油墨來構成印刷電路板線路，不僅可以降低燒結溫度，而且納米金-錫-銅合金抗氧化能力也相對較高，因此燒結時不需要保護氣體。

本發明提出的導電油墨的制備方法包括如下步驟：

（1）按重量份計，稱取10份粒徑分布范圍為20nm～100nm的納米金-錫-銅合金粉體、2份的助劑和88份溶劑；

（2）制備溶劑，將水、醇類、醚類和酯類添加到攪拌器中攪拌來制備所述溶劑；

（3）制備助劑，將表面活性劑和分散劑添加到攪拌器中攪拌來制備所述助劑；

（4）將所述納米金-錫-銅合金粉分散到所述溶劑后，添加所述助劑，并在超聲振蕩設備中研磨分散30分鐘后制得所述導電油墨；

其中，所述納米金-錫-銅合金微粒中銀、錫和銅的含量按質量百分比計，分別為：金：2％～5％，錫：5％～15％，銅：80％～95％；

其中，所述88份溶劑中包含18份水、50份醇類、10醚類和10份酯類，所述2份助劑包括1份表面活性劑、0.5份分散劑和0.5份還原劑。

其中，溶劑的制備通過將所述18份水、50份醇類、10份醚類和10份酯類在攪拌器中均勻攪拌制得。

其中，所述醇類包括：由乙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇、苯甲醇組成的組中的一種或多種。醚類包括：由乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚組成的組中的一種或多種。酯類包括：醋酸丁酯或醋酸乙酯。

其中，助劑包括表面活性劑、分散劑、還原劑中的一種或多種；

其中，表面活性劑包括：由硬脂酸、油酸、月桂酸、三乙醇胺、月桂醇硫酸鈉、果膠酸鈉、羥甲基淀粉等組成的組中的一種或多種；

其中，分散劑包括：由烷基硫醇、烷基酸、烷基胺、烷基磷酸組成的組中的一種或多種；還原劑包括：由抗壞血酸、水合肼、甲酸和甲醛組成的組中的一種或多種；

優選地，所述納米金-錫-銅合金微粒中金、錫和銅的含量按質量百分比計，分別為：3％，7％，90%。

具體實施方式：

下面通過具體實施方式對本發明的納米金-錫-銅合金油墨的制備方法進行詳細說明。

實施方式1：

導電油墨的制備方法包括如下步驟：

（1）按重量份計，稱取10份粒徑分布范圍為20nm～100nm的納米金-錫-銅合金粉體、2份的助劑和88份溶劑；其中，所述納米金-錫-銅合金微粒中銀、錫和銅的含量按質量百分比計，分別為：金：2％～5％，錫：5％～15％，銅：80％～95％