[發(fā)明專利]一種碳納米管復合銅厚膜導電漿料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410292765.7
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104021841A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 屈銀虎;蒙青
• 申請（專利權(quán)）人: 西安工程大學
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子漿料技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種碳納米管復合銅厚膜導電漿料，本發(fā)明還涉及該導電漿料的制備方法。

背景技術(shù)

電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，推動了電子漿料行業(yè)的長足發(fā)展，電子漿料集冶金、化工、電子技術(shù)于一體，是一種具有高技術(shù)的電子功能材料，因此，在電子行業(yè)中具有無可替代的地位。銀導電漿料在電子工業(yè)中應用最為廣泛，也是用量最大的一種貴金屬粉末，是生產(chǎn)各種電子元器件產(chǎn)品的基本材料。但是隨著需求量及電子產(chǎn)品種類的增加，生產(chǎn)成本明顯不占優(yōu)勢，限制了其應用領(lǐng)域和范圍，所以賤金屬電子漿料隨之層出不窮，其中以銅漿料為主，一方面是因其生產(chǎn)成本比銀漿低，另一方面，銅漿料不存在銀漿料電子遷移的現(xiàn)象。相比之下，人們更愿意選擇銅漿料。但是銅漿料也存在一些問題，如低氧化穩(wěn)定性和燒結(jié)后的較高電阻，使得銅漿料導電性受到影響，尤其是低溫燒結(jié)后的電子漿料。

碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料，主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2～20nm。碳納米管重量輕，中空結(jié)構(gòu)，具有許多優(yōu)異的力學、電學和化學性能，近些年隨著碳納米管及納米材料的深入研究，其廣闊的應用前景也不斷地展現(xiàn)出來。

碳納米管可以看做是單層石墨烯片卷曲而成，因此按照石墨烯片的層數(shù)可分為：單壁碳納米管與多壁碳納米管。單壁碳納米管具有較高的化學惰性，而多壁碳納米管表面要活潑得多，結(jié)合有大量的表面基團。碳納米管上由于存在五元環(huán)的缺陷，增強了反應活性，在高溫和其他物質(zhì)存在的條件下，碳納米管容易在端面處打開，形成一個管子，極易被金屬浸潤。碳納米管具有良好的導電性能，因此碳納米管被期待用來發(fā)展導電性能更好的導電漿料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種碳納米管復合銅厚膜導電漿料，印刷厚度小，低溫燒結(jié)仍具有優(yōu)異的電性能。

本發(fā)明的另一個目的是提供上述導電膠料的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種碳納米管復合銅厚膜導電漿料，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成：導電相60％～80％，玻璃相4％～10％，有機載體15％～30％，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100％。

本發(fā)明的特點還在于，

導電相由質(zhì)量比為(75～98):(0.5～5)的球狀銅粉和碳納米管組成；

玻璃相選用CaO-ZnO-B₂O₃體系低熔點玻璃，其組成為：45～65％B₂O₃、20～40％CaO、10～30％ZnO，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100％；

有機載體按照質(zhì)量百分比由以下組分組成：乙基纖維素4％～8％、松油醇76％～90％、消泡劑1％～4％、硅烷偶聯(lián)劑0.5％～2％、乙酸乙酯2％～10％、分散劑0.1％～1％上述各組分質(zhì)量百分比之和為100％。

球狀銅粉的粒徑為5～15μm，碳納米管為外徑2～5nm、長度0.5～3μm的單壁碳納米管。

球狀銅粉表面包覆有抗氧化劑，抗氧化劑為磷酸三丁酯、油酸或乳酸中的任意一種。

分散劑為聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酸類物質(zhì)中的任意一種。

消泡劑為聚醚消泡劑，硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是：一種碳納米管復合銅厚膜導電漿料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：取粒徑為5～15μm球狀銅粉，依次用酸洗、水洗、乙醇洗，然后加入抗氧化劑攪拌均勻，在氨氣或氮氣氣氛中于90℃～100℃的溫度烘干2～3h，得到包覆有抗氧化劑的球狀銅粉；

步驟2：稱取導電相各原料：按照質(zhì)量比為(75～98):(0.5～5)稱取步驟1得到的包覆有抗氧化劑的球狀銅粉以及外徑2～5nm、長度0.5～3μm的單壁碳納米管；

按照質(zhì)量百分比分別稱取CaO-ZnO-B₂O₃體系低熔點玻璃各原料：B₂O₃45～65％、CaO20～40％、ZnO10～30％，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100％；

按照質(zhì)量百分比分別稱取有機載體各原料：乙基纖維素4％～8％、松油醇70％～90％、消泡劑1％～4％、硅烷偶聯(lián)劑0.5％～2％、乙酸乙酯2％～10％、分散劑0.1％～1％，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100％；