[發明專利]導電組合物及與其相關的方法

在審

• 申請號: 201480038053.0
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN105358261A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: D·慧;G·J·格里菲斯
• 申請（專利權）人: E.I.內穆爾杜邦公司
• 主分類號: B05D3/06
• 分類號: B05D3/06;C08K3/08;H01B1/22;H01L31/0216;H05K1/09;C08L1/28;C09D11/52
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒;朱黎明

技術領域

本發明的領域為可諸如通過固化成形的(例如，可印刷的)導電組合物，所述成形的導電組合物可用于電子電路類型的應用等。

背景技術

從廣義上講，用于絲網印刷金屬電路的銀漿是已知的。然而，存在對于提供具有較高性能與較低總擁有成本的改善的銀漿的需要。CN102277109涉及導電銀漿，其可通過光子(即，光)能進行固化，并且其包含銀粉的薄片、有機樹脂(聚丙烯酸樹脂或環氧樹脂)、溶劑和作為固化促進劑的咪唑衍生物。

發明內容

本發明涉及可成形的導電組合物，如可固化金屬漿料，其包括(處于其未固化狀態或換句話講前體狀態)：

a.銀粒子，其重量百分比在介于以下重量百分比的任何兩個之間(并任選地包括以下百分比)的范圍內：40、42、45、48、50、52、55、58、60、65、70、75、78、80、82、85、87和90重量％(wt％)，所述銀粒子具有在介于以下粒度的任一個之間(并任選地包括以下粒度)的范圍內的平均一次粒度(以納米為單位)：10、12、15、17、20、22、25、27、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、250、300、325、350、375、370、385、390、395、400、410、420、430、440、445和450nm，所述銀粒子具有A:B的縱橫比，其中A在介于以下數值的任何兩個之間(并任選地包括以下數值)的范圍內：3、2.5、2、1.5和1，并且B為1，

b.樹脂，其重量百分比在介于以下重量百分比的任何兩個之間(并任選地包括以下百分比)的范圍內：2、3、4、5、7、10、12、15、16、17、18、19、20重量％，其中所述樹脂包含烷基羰基大分子，諸如烷基官能化糖類，例如烷基纖維素，諸如乙基纖維素，其中所述樹脂具有在介于以下重均分子量的任兩個之間(并任選地包括以下重均分子量)的范圍內的重均分子量(如由ASTMD6579所定義的)：4,000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、12,000、14,000、15,000、17,000、20,000、25,000、50,000、75,000、100,000、125,00和200,000，并且此外，所述樹脂還包含約45至53重量％的烷氧基(例如乙氧基)部分和約10至58重量％的稀釋劑。

在一個實施例中，上文剛剛所述的本公開的前體組合物沉積在可釋放的基底上，然后整體或部分地固化成或換句話講整體或部分地硬化成基本上自支撐的膜，所述自支撐的膜可從可釋放的基底中除去以提供基本上自支撐的導電膜，取決于所期望或所選擇的實施例，所述導電膜在至少一個側面上具有小于5、10、15、20、25、30、35、40、50、75、100、150、200、250、300、350、400、450或500納米(nm)的R_a表面粗糙度。已發現所得的膜具有足夠的結構完整性以諸如通過卷到卷制造操作等移動并施加于電路系統，諸如光伏系統中。

具體實施方式

在說明書和權利要求書中，使用術語“平均粒度”并且應當是指借助于激光散射測定的平均一次粒度(平均粒徑，d50)。激光散射測量可利用粒度分析儀，例如MicrotracS3500機來實施。另選地或除此之外，d50平均粒徑可通過電子顯微鏡來測定。

在說明書和權利要求書中，所使用的術語“縱橫比”涉及本發明的導電組合物中所包含的銀粒子的形狀。這是指銀粒子的最大尺寸與最小尺寸的比率，并且其是利用電子顯微鏡法測定的，并且通過測量統計學上有意義數目的單個銀粒子的尺寸來評測電子顯微鏡圖像。

在說明書和權利要求書中，使用術語“重均摩爾質量”或“重均分子量”。其應當是指如通過凝膠滲透色譜法(GPC；二乙烯基苯交聯的聚苯乙烯作為固定相，四氫呋喃作為液相，聚苯乙烯標準物)所測定的重均摩爾質量。

關于本公開的導電組合物，申請人已經發現在由此施涂于基底上并通過光子燒結固化的導電金屬化物的低電阻率和良好物理柔韌性方面的改善的導電組合物。所述低電阻率可在例如僅6至25μΩ·cm的范圍內。

本發明的導電組合物包含基于總導電組合物計40至90重量％，或在一個實施例中65至80重量％的銀粒子。銀粒子可為未涂覆的或至少部分地涂覆有表面活性劑。表面活性劑可選自但不限于硬脂酸、棕櫚酸、月桂酸、油酸、癸酸、肉豆蔻酸和亞油酸、以及它們的鹽，例如銨鹽、鈉鹽或鉀鹽。

銀粒子可具有在10至450nm范圍內的平均粒度。