一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆

摘要

本发明公开了一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，该浆料适用于介质玻璃粉上和玻璃粉一起共烧导电。由以下质量比例的组分制成：银粉60‑85％，氧化铋2‑6％，其他为有机载体。与现在其他导电银浆技术相比，本发明的用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆能匹配各种介质玻璃粉一起共烧，烧结后形成的银层导电性能好，表面光滑白亮，没有其他缺陷，而且是在介质玻璃粉层外形成独立的导电层，并与介质玻璃粉层结合良好，银浆中的其他成分不和介质玻璃粉发生明显的反应，不影响玻璃粉介质层的性能。此外，银浆烧结后与介质玻璃粉结合良好，不出现剥离脱落的现象。

权利要求

1.一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，其特征在于：由以下质量比例的组分制成：

银粉60‑85％，氧化铋2‑8％，其他为有机载体；

所述银粉是多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉，其中整体颗粒的粒度分布数据：D10为0.5‑0.6微米，D50为1.5‑2.5微米，D90为4.0‑6.0微米，其中振实密度范围为4.0‑

6.5，比表面积为2.0‑4.0；

所述银粉是向温度为50℃的0.3mol/L的硝酸银溶液里面加入相当于硝酸银物质的量三万分之一的氨水后，接着加入相当于硝酸银物质的量万分之三的均三嗪，再加入相当于硝酸银物质的量的1.2倍的温度为40℃的0.4mol/L的维生素C溶液，在90转/分钟的搅拌作用下，溶液温度控制在65‑75℃进行还原反应，分离、干燥而成；

所述氧化铋的纯度≥99％，平均粒径为1.0‑3.0微米；

所述的有机载体，由以下质量比例的组分制成：有机树脂4‑8％、分散剂3‑5％，其它是有机溶剂；

所述的有机树脂，选自松香、聚合松香、聚酚氧树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、马林酸树脂、有机硅树脂中的一种；

所述的分散剂，选自长链脂肪酸，为具有官能胺、酸性酯或醇基团的硬脂酸中的一种；

所述的有机溶剂，选自2，2，4‑三甲基‑1，3‑戊二醇一异丁酯、丙醇、异丙醇、乙二醇和二甘醇衍生物、甲苯、二甲苯、二丁基卡必醇、松油醇或其混合物，混合时为任意比例。

2.根据权利要求1所述的一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，其特征在于：所述氧化铋的平均粒径为1.0‑1.5微米。

说明书

一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆

技术领域

[0001] 本发明属于导电银浆技术领域，具体涉及一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆。

背景技术

[0002] 目前，印制电子工业发展迅速，薄膜开关、柔性印刷电路板、电磁屏蔽、无线射频识别系统等需求量迅速增加，而导电银浆作为制备此类电子元器件的功能材料，其开发和应
用受到了人们的广泛关注。现有的低温固化导电银浆是指固化温度在80‑200℃范围的银
浆，可通过印刷的方式制备在塑料或者柔性基材上。作为导电材料的银浆，在固化后应具有
优异的导电性能和附着力等性能。

[0003] 随着厚膜电子浆料应用越来越广，复杂的不同成分组合浆料搭配使用也越来越多。其中有一类使用组合是在基材上先印刷介质玻璃粉浆料，然后烘干，再印刷导电银浆。
这类厚膜电子浆料组合应用的优势在于能使介质玻璃粉保护好需要覆盖的基材，然后需要
进行导电的银浆覆盖在介质玻璃粉的表层，进行电流的传导。但是这种组合对印刷在介质
玻璃粉层上的导电银浆的整体技术要求非常严格，即需要导电银浆和介质玻璃粉层共烧后
有非常好的结合性，同时还需要这两种材料共烧后能隔离主体成分，有相互独立性，不干扰
各自的性能。

[0004] 对于导电银浆，作为主要导电介质的银粉的至关重要。一般来说，片状银粉有利于膜层的高导电性，但片状银粉在堆叠过程中存在大量的孔隙，从而会影响银浆导电性能的
进一步提高；球状银粉具有较好的堆叠密度，可以起到部分的孔隙填充；纳米银具有低温可
烧结的特性，随着纳米粒径的降低，烧结所需的温度也越低，一般在低于20nm时，可满足低
温烧结(<150℃)，而在该温度下，可适用一般类如聚酯薄膜等柔性印刷材料。目前大部分低
温导电银浆应用中存在的问题主要由于导电性能不高，导致器件灵敏度差。

[0005] 中国专利申请CN201610521951.2一种导电银浆及其制备方法，该方法采用无卤有机树脂作为粘结相，制备得到卤素含量低于检出限的导电银浆，但是该方法制备时间长，生
产效率不高；该法中有机粘结相和有机载体分开制备，生产周期长，并且触变剂与有机载体
一起分散在有机溶剂中，触变剂长时间在较高温度下，容易失去活性。该方法制备出的银浆
触变指数低，印刷出的银线分辨率不高，无法满足精细化线路印刷要求。

[0006] 因此，市场亟需一种效果好的，用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆。

发明内容

[0007] 本发明要解决的技术问题是克服现有市场上用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，烧结后形成的银层导电性能不好、表面粗糙、颜色暗淡、导电层和介质玻璃粉层结合
不好等不足，提供一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，得到的导电银浆能匹配各
种介质玻璃粉一起共烧，烧结后形成的银层导电性能好，表面光滑白亮，而且是在介质玻璃
粉层外形成独立的导电层，并与介质玻璃粉层结合良好。

[0008] 一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，由以下质量比例的组分制成：

[0009] 银粉60‑85％，氧化铋2‑8％，其他为有机载体；

[0010] 所述银粉是多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉，其中整体颗粒的粒度分布数据：D10为0.5‑0.6微米，D50为1.5‑2.5微米，D90为4.0‑6.0微米，其中振实密度范围为
4.0‑6.5，比表面积为2.0‑4.0；

[0011] 所述银粉是向温度为50℃的0.3mol/L的硝酸银溶液里面加入相当于硝酸银物质的量三万分之一的氨水后，接着加入相当于硝酸银物质的量万分之三的均三嗪，再加入相
当于硝酸银物质的量的1.2倍的温度为40℃的0.4mol/L的维生素C溶液，在90转/分钟的搅
拌作用下，溶液温度控制在65‑75℃进行还原反应，分离、干燥而成；

[0012] 所述氧化铋的纯度≥99％，平均粒径为1.0‑3.0微米；

[0013] 所述的有机载体，由以下质量比例的组分制成：有机树脂4‑8％、分散剂3‑5％，其它是有机溶剂。

[0014] 本发明所述氧化铋的平均粒径为1.0‑1.5微米。

[0015] 所述的有机树脂，选自松香、聚合松香、聚酚氧树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、马林酸树脂、有机硅树脂中的一种。

[0016] 所述的分散剂，选自长链脂肪酸，例如具有官能胺、酸性酯或醇基团的硬脂酸中的一种。

[0017] 所述的有机溶剂，选自2，2，4‑三甲基‑1，3‑戊二醇一异丁酯、丙醇、异丙醇、乙二醇和二甘醇衍生物(乙二醇醚溶剂)、甲苯、二甲苯、二丁基卡必醇、松油醇或其混合物，混合时
为任意比例。

[0018] 本发明所述一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆的制备方法，包括以下步骤：

[0019] 1)有机载体制备：按质量比例称取有机树脂、有机溶剂在60‑95℃下搅拌混匀；

[0020] 2)分散剂处理：按质量比例称取分散剂加入到有机载体中，常温搅拌5分钟；

[0021] 3)导电银浆制备：按质量比例称取银粉、氧化铋、有机载体搅拌分散，辊压至银浆达到细度要求。

[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0023] 1、本专利得到的用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，该导电银浆能匹配各种介质玻璃粉一起共烧，烧结后形成的银层导电性能好，表面光滑白亮，没有其他缺陷，而且
是在介质玻璃粉层外形成独立的导电层，并与介质玻璃粉层结合良好，银浆中的其他成分
不和介质玻璃粉发生明显的反应，不影响玻璃粉介质层的性能。

[0024] 2、本专利得到的用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆烧结后与介质玻璃粉结合良好，不出现剥离脱落的现象。

附图说明

[0025] 图1是本发明制备得到的多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉的扫描电子显微镜照片放大图。

[0026] 图2是本发明制备得到的多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉的扫描电子显微镜照片图。

具体实施方式

[0027] 以下通过实施例进一步详细描述本发明，但这些实施例不应认为是对本发明的限制。

[0028] 实施例1：

[0029] 一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，由以下质量比例的组分制成：

[0030] 银粉60g，氧化铋5g，有机载体35g(其中松聚酚氧树脂6％、分散剂为具有官能胺的硬脂酸5％，丙醇89％)；

[0031] 所述银粉是多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉，其中整体颗粒的粒度分布数据：D10为0.5‑0.6微米，D50为1.5‑2.5微米，D90为4.0‑6.0微米，其中振实密度范围为
4.0‑6.5，比表面积为2.0‑4.0；

[0032] 所述银粉是向温度为50℃的0.3mol/L的硝酸银溶液里面加入相当于硝酸银物质的量三万分之一的氨水后，接着加入相当于硝酸银物质的量万分之三的均三嗪，再加入相
当于硝酸银物质的量的1.2倍的温度为40℃的0.4mol/L的维生素C溶液，在90转/分钟的搅
拌作用下，溶液温度控制在65‑75℃进行还原反应，分离、干燥而成；

[0033] 所述氧化铋的纯度≥99％，平均粒径为1.0‑3.0微米。

[0034] 所述一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆的制备方法，包括以下步骤：

[0035] 1)有机载体制备：按质量比例称取有机树脂、有机溶剂在60‑95℃下搅拌混匀；

[0036] 2)分散剂处理：按质量比例称取分散剂加入到有机载体中，常温搅拌5分钟；

[0037] 3)导电银浆制备：按质量比例称取银粉、氧化铋、有机载体搅拌分散，辊压至银浆达到细度要求。

[0038] 实施例2：

[0039] 一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，由以下质量比例的组分制成：

[0040] 银粉85g，氧化铋2g，有机载体13g(松香4％、分散剂为具有酸性酯的硬脂酸5％，异丙醇91％)；

[0041] 所述银粉是多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉，其中整体颗粒的粒度分布数据：D10为0.5‑0.6微米，D50为1.5‑2.5微米，D90为4.0‑6.0微米，其中振实密度范围为
4.0‑6.5，比表面积为2.0‑4.0；

[0042] 所述银粉是向温度为50℃的0.3mol/L的硝酸银溶液里面加入相当于硝酸银物质的量三万分之一的氨水后，接着加入相当于硝酸银物质的量万分之三的均三嗪，再加入相
当于硝酸银物质的量的1.2倍的温度为40℃的0.4mol/L的维生素C溶液，在90转/分钟的搅
拌作用下，溶液温度控制在65‑75℃进行还原反应，分离、干燥而成；

[0043] 所述氧化铋的纯度≥99％，平均粒径为1.0‑3.0微米。

[0044] 所述一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆的制备方法，包括以下步骤：

[0045] 1)有机载体制备：按质量比例称取有机树脂、有机溶剂在60‑95℃下搅拌混匀；

[0046] 2)分散剂处理：按质量比例称取分散剂加入到有机载体中，常温搅拌5分钟；

[0047] 3)导电银浆制备：按质量比例称取银粉、氧化铋、有机载体搅拌分散，辊压至银浆达到细度要求。

[0048] 实施例3：

[0049] 用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆，由以下质量比例的组分制成：

[0050] 银粉75g，氧化铋6g，有机载体19g(聚酰胺树脂6％、分散剂为具有醇基团的硬脂酸4％，乙二醇90％)；

[0051] 所述银粉是多边形层状叠加型结晶整体为颗粒状的银粉，其中整体颗粒的粒度分布数据：D10为0.5‑0.6微米，D50为1.5‑2.5微米，D90为4.0‑6.0微米，其中振实密度范围为
4.0‑6.5，比表面积为2.0‑4.0；

[0052] 所述银粉是向温度为50℃的0.3mol/L的硝酸银溶液里面加入相当于硝酸银物质的量三万分之一的氨水后，接着加入相当于硝酸银物质的量万分之三的均三嗪，再加入相
当于硝酸银物质的量的1.2倍的温度为40℃的0.4mol/L的维生素C溶液，在90转/分钟的搅
拌作用下，溶液温度控制在65‑75℃进行还原反应，分离、干燥而成；

[0053] 所述氧化铋的纯度≥99％，平均粒径为1.0‑1.5微米。

[0054] 所述一种用于印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆的制备方法，包括以下步骤：

[0055] 1)有机载体制备：按质量比例称取有机树脂、有机溶剂在60‑95℃下搅拌混匀；

[0056] 2)分散剂处理：按质量比例称取分散剂加入到有机载体中，常温搅拌5分钟；

[0057] 3)导电银浆制备：按质量比例称取银粉、氧化铋、有机载体搅拌分散，辊压至银浆达到细度要求。

[0058] 对比例1：

[0059] 和实施例3相比，把氧化铋换成玻璃粉(深圳荣达咨询服务有限公司生产的玻璃粉)，其他同实施例3。

[0060] 对比例2：

[0061] 和实施例3相比，把银粉换成市售大颗粒粒径分布球形银粉或者微晶银粉，其中银粉粒径分布为D50是1.0‑3.0微米，D90为4.0‑10.0微米，其他同实施例3。

[0062] 对比例3：

[0063] 和实施例3相比，把银粉换成市售小颗粒粒径分布球形银粉或者微晶银粉，其中银粉粒径分布为D50是0.2‑0.7微米，D90为2.0‑6.0微米，其他同实施例3。

[0064] 对比例4：

[0065] 和实施例3相比，换成更小粒径的氧化铋，其粒径分布为D50是0.1‑0.7微米，D90为1.0‑5.0微米，其他同实施例3。

[0066] 对比例5：

[0067] 和实施例3相比，换成更大粒径的氧化铋，其粒径分布为D50是4.0‑8.0微米，D90为10.0‑20.0微米，其他同实施例3。

[0068] 对比例6：

[0069] 和实施例3相比，把氧化铋换成氧化钛，其粒径分布为D50是1.0‑1.5微米，D90为3.0‑5.0微米，其他同实施例3。

[0070] 实验例：

[0071]

[0072] 结果表明：

[0073] 1、本发明所使用的银粉，采用本发明的制备方法得到，颗粒表面高活性、高振实密度，颗粒粒径分布非常集中，分散性能好，该银粉的烧结特性在于能在600‑700℃就可以在
银粉表面迅速熔融搭接，降低整体银浆体电阻，由于只是银粉表面迅速熔融搭接，所以整体
银浆在高温下流动性比较差，不会出现和其他组分共烧搭接相关融合的现象，适合用于与
介质玻璃粉一起共烧的工艺。

[0074] 2、使用本发明的银粉搭配氧化铋粉制作印刷在介质玻璃粉层上的导电银浆的导电性能非常好，表面光滑亮白，不会出现凹坑、突起、小包、裂纹等缺陷，该银粉和介质玻璃
粉层共烧后也有较好的附着力，不容易出现剥离脱落等现象。参看对比例，使用其他粒径分
布比较小的球形银粉或者微晶银粉型(对比例3)，则容易出现烧结起包，银层颜色混入介质
玻璃粉颜色，银浆层向介质玻璃粉层渗透影响介质玻璃粉性能等现象；而如果使用其他粒
径分布比较大的球形银粉或者微晶银粉型(对比例2)，则容易出现烧结后导电性能差，银层
表面泛黄粗糙不光滑，容易出现剥离脱落等现象。

[0075] 3、本发明所使用的氧化铋的纯度≥99％，平均粒径大约在1.0‑3.0微米，更好是1.0‑1.5微米，这个氧化铋的平均粒径是为了配合本发明多边形层状叠加型结晶整体为颗
粒状的银粉，氧化铋颗粒太小容易在银浆制作过程中产生团聚现象(对比例4)，颗粒太大则
不容易分散，导致整体银浆细度较大，导致银浆印刷不透网(对比例5)。氧化铋的作用在于
在600‑700℃银浆和介质玻璃粉层共烧的时候能与银粉颗粒表层融合在一起，并提供一定
的附着力，尤其在介质玻璃粉表层和银浆一起形成共晶相，这种共晶相能阻止各个组分的
相互渗透，而且能使各自的晶界得到有效地结合。如果使用其他氧化物，例如使用氧化钛或
者氧化锌，氧化铜等(对比例6)，则不会出现这种特别的现象，容易出现银浆和介质玻璃粉
层共烧脱落的现象。而如果使用其他玻璃粉取代银浆中的氧化铋(对比例1)，则容易出现银
浆和介质玻璃粉在烧结过程中相互渗透的现象，影响介质玻璃粉的性能，也影响银浆烧结
后的导电性能。

[0076] 通过实施例和对比例的基本性能的比较，实施例的配方、银粉制备工艺明显优于对比例。