[發明專利]一種導電漿料及其制備方法以及印刷線路材料

有效

• 申請號: 201310337514.1
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103400637A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 楊誠;崔曉亞;張哲旭;吳浩怡;蘇滋津;劉靜平
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00;H05K1/09
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 余敏

【技術領域】

本發明涉及一種導電漿料及其制備方法。

【背景技術】

目前，導電漿料已廣泛應用于諸如印刷電路板的布線、元件連接等應用中。導電漿料主要成分有：導電填料，例如銀、金或者銅等；樹脂基質。其中，導電填料為零維顆粒狀，或者二維片狀，例如微米銀片。普通顆粒狀或者片狀的金屬填料與粘結樹脂在一定比例下均勻混合可得到導電漿料。當作為導電填料的金屬粉末均勻分散在樹脂內時，該復合材料可表現出導電性能。其中樹脂基質則主要提供力學性能和黏結特性。

在通常的導電漿料配方中，導電填料（例如微米銀片）的含量，以重量比說明，往往超過總量的75%。例如Epotek?H20E導電漿料中的銀含量是在85%。之所以要維持金屬填料的含量在75%以上，是為了確保導電漿料的導電性能較好。也即，現有的導電漿料的滲流閾值較高。滲流閾值的意義在于，當導電漿料中金屬填料的含量達到該滲流閾值時，導電漿料的導電性發生明顯的提高，漿料整體表現為導體。

然而，金屬填料，諸如銀，其價格昂貴，通常是樹脂材料價格的10倍，維持較高含量的金屬填料，最終導致導電漿料的材料成本較高。但如果減少金屬填料的用量，導電漿料的導電性能會變差。也即，現有的導電漿料的滲流閾值較高，使得現有的導電漿料的成本和導電性能無法同時達到最優。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題是：彌補上述現有技術的不足，提出一種導電漿料及其制備方法以及印刷線路材料，導電漿料的滲流閾值較低，從而可使用較少的金屬填料達到較好的導電性能。

本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：

一種導電漿料，包括聚合物樹脂基質和分散在所述聚合物樹脂基質中作為導電填料的金屬粉末；所述金屬粉末的微觀結構為三維樹枝狀金屬晶結構，金屬晶結構的直徑為0.5微米～50微米，二級枝狀結構的長度為5納米～5微米。

一種導電漿料的制備方法，包括以下步驟：1）制備聚合物樹脂基質和微觀結構為三維樹枝狀金屬晶結構的金屬粉末；所述金屬晶結構的直徑為0.5微米～50微米，二級枝狀結構的長度為5納米～5微米；2）將所述聚合物樹脂基質、所述金屬粉末混合得到混合物；3）將所述混合物固化后制得導電漿料。

一種印刷線路材料，包括絕緣基板和印制在所述絕緣基板上的導電漿料圖形；其特征在于：所述導電漿料包括聚合物樹脂基質和分散在所述聚合物樹脂基質中作為導電填料的金屬粉末；所述金屬粉末的微觀結構為三維樹枝狀金屬晶結構，金屬晶結構的直徑為0.5微米～50微米，二級枝狀結構的長度為5納米～5微米。

本發明與現有技術對比的有益效果是：

本發明的導電漿料，使用微觀結構為三維樹枝狀結構的金屬粉末作為導電填料。相對于現有的金屬填料制得的導電漿料而言，一方面，由于三維枝狀結構沿輪廓有凹凸起伏，具有較高的表面曲率，從而具有較高的三維比表面積。當相鄰的填料之間的外緣相互接觸導通時，填料實際所占的體積比球形或片狀的金屬填料小很多，但所獲得的導電性質是近似的。即本發明的導電漿料與現有的導電漿料獲得同樣的導電性質時，所需要的填料的體積較少，用量較少。即三維結構的金屬填料提高了在樹脂分散相中填料間歐姆接觸的幾率，有利于降低導電漿料的滲流閾值，從而允許使用較少的金屬填料用量達到較好的導電性能。另一方面，該金屬填料結構為微納米三維結構，導電漿料固化過程中該金屬填料的納米端部結構將發生燒結，也可以大幅降低導電漿料的電阻率，從而大幅降低導電漿料的滲流閾值。而相對于一維線狀或者二維片狀的金屬填料，三維樹枝狀結構的金屬填料，由于其獨特的樹枝狀結構，能保持良好的各向同性的導電效果和均勻的分散性，并且在樹脂基質中相鄰枝晶以樹枝狀端部接觸；同時由于具有納米端部結構，可大幅降低導電漿料的電阻率，提高導電性能。

【附圖說明】

圖1是本發明具體實施方式的金屬粉末在低倍放大倍數下的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；

圖2是本發明具體實施方式的金屬粉末在高倍放大倍數下的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；

圖3是本發明具體實施方式的實施例1中質量含量為50%的導電銀漿表面的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；

圖4是本發明具體實施方式的實施例2中質量含量為40%的導電銀漿表面的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；

圖5是本發明具體實施方式的實施例3中質量含量為30%的導電銀漿表面的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；

圖6是本發明具體實施方式的實施例4中質量含量為20%的導電銀漿表面的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。