一種導電性粘結材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導電性粘結材料。目的在于提供一種無機基板與銅層的粘結材料，提高其粘合性與導電性?；迳现辽儆幸徊糠指街蠳i金屬粒子及其氧化物，其上方涂布有銅氧化物或有機酸銅等含銅墨水形成的線路，基板與含銅線路充分接觸，從而使基板上電極和線路實現(xiàn)無阻礙的導通，包括Ni和Ag金屬粒子及其氧化物的混合，熱塑性或熱固性樹脂、固化劑、分散劑，其中Ag與Ni兩種元素的比例不低于1:20。所述熱塑性樹脂為聚乙烯。所述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂。所述分散劑為硬脂酸鎂。所述固化劑為乙烯基三胺。Ag或Ni粒子及其氧化物的粒子平均直徑介于1nm～100nm之間。所述金屬粒子表面氧化率為30%。
【專利說明】一種導電性粘結材料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導電性粘結材料。
【背景技術】
[0002]近年來，印刷電路的方式具有低能耗、低成本、高產(chǎn)量、適應生產(chǎn)需求的優(yōu)點，這種成型方式中，使用含有金屬元素的墨水或者漿料印刷成型后，被印刷上去的墨水或者漿料即可得到帶有金屬導電性的線路結構。
[0003]以往的方法中，使用的是片狀的銅或銀、熱塑性樹脂或熱固性樹脂制成的的粘合劑、有機溶劑、固化劑及催化劑一同混合的金屬漿料。這種金屬漿料在基材和印刷設備的配合下進行涂布，常溫干燥或者加熱至150°C將粘合劑用的樹脂固化，即可作為導電性覆膜。這種方法制得的導電性覆膜，內部的金屬粒子只有一部分能夠通過物理接觸相互導通，而固化樹脂本身就決定了導電層的強度及其與基板的粘合性。
[0004]但是，通過這種金屬漿料制成的導電性覆膜，通過粒子間的物理接觸進行導通，同時一部分金屬粒子之間的殘存的粘合劑會阻礙其接觸。因此這種方法制的的導電性覆膜，按照制作方法的不同，其作為導電性指標的體積電阻率落在10-6~10-7Ω.m的范圍內，比較而言，是金屬銅或銀本身體積電阻率16 X 10_9、17 X 10_9 Ω.m的幾十倍，金屬膜無論如何也達不到這個值。而且，以往的含銀漿料中，銀粒子的存在方式為1μm~1OOμm之間的片狀體，理論上來說印刷出片狀銀粒子直徑以下的導線截面寬度的電路是不可能的，從這一點來看以往的銀粒子不適宜用作微型電路結構。
[0005]為了克服含銅或銀漿料的缺點，研發(fā)出了用金屬納米粒子進行電路結構成型的方法，得出了利用金或銀的納米粒子的實施方法。然而使用金或銀這種貴金屬納米粒子的時候，材料本身的高價格就會導致高精度的印刷用分散劑的單價過高，就會形成使其無法作為常用品大面積普及的經(jīng)濟上的壁壘。進一步地，銀納米粒子制的的線路的截面及間距過小，容易相互接觸，因此出現(xiàn)了電遷移導致線路間的絕緣性能低下的缺點。
[0006]另外，作為線路成型用的金屬納米粒子分散劑，一些人希望能利用電遷移現(xiàn)象較少，而且與金銀相比材料本身價格相對廉價的銅。銅作為分散劑使用時，與其作為片狀金屬和樹脂粘合劑混合成漿料時不同，金屬納米粒子分散劑的銅層與設置有電極的玻璃、陶瓷等無機板材或與銦錫鋁等的納米金屬氧化物表面的基板復合時無法充分接觸。
[0007]為了提升粘結性能，人們考慮向漿料中添加樹脂，但是添加了樹脂后導體成型時金屬粒子之間有樹脂間隔，妨礙金屬納米粒子之間的接觸和融合，結果導體層的體積電阻率反而增加，導電性更為低下。
[0008]這樣一來，設有電極的無機板材或氧化物表面的基板等無機材料與銅層的粘合方法就有所欠缺，為了解決這個問題就需要兼?zhèn)渑c銅層和基板兩者粘合性能的適宜的粘結材料，還要解決銅層與基板間存在粘結材料產(chǎn)生的電阻。解決上述問題，就需要一種兼?zhèn)渑c銅層和基板兩者粘合性能的適宜的粘結材料，而且該材料應當不會妨礙銅層與附著的電極間的電聯(lián)接。
【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種無機基板與銅層的粘結材料，提高其粘合性與導電性。
[0010]本發(fā)明中，基板上至少有一部分附著有Ni金屬粒子及其氧化物，其上方涂布有銅氧化物或有機酸銅等含銅墨水形成的線路，基板與含銅線路充分接觸，從而使基板上電極和線路實現(xiàn)無阻礙的導通，具體是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種導電性粘結材料，包括Ni和Ag金屬粒子及其氧化物的混合，熱塑性或熱固性樹月旨、固化劑、分散劑，其中Ag與Ni兩種元素的比例不低于1:20。
[0011 ] 進一步地，所述熱塑性樹脂為聚乙烯。
[0012]進一步地，所述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂。
[0013]進一步地，所述分散劑為硬脂酸鎂。
`[0014]進一步地，所述固化劑為乙烯基三胺。
[0015]進一步地，Ag或Ni粒子及其氧化物的粒子平均直徑介于Inm~IOOnm之間。
[0016]進一步地，所述金屬粒子表面氧化率為30%。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于將在【具體實施方式】部分結合具體數(shù)據(jù)一并詳述。
【具體實施方式】
[0018]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行進一步闡述:
所述粘結材料包括Ni與Ag金屬粒子及其氧化物的混合，同時添加有熱塑性樹脂(如聚乙烯)或熱固性樹脂(如環(huán)氧樹脂)制成的的粘合劑、少量有機溶劑(如丙酮)、固化劑(如乙烯基三胺)、分散劑(如硬脂酸鎂)一同混合的金屬漿料，為了使所述氧化物至少覆蓋在所述粘結材料的一部分表面上，如粘結材料表面氧化物偏少時可以在粘結材料制成后再對表面適當氧化處理，該粘結材料其用于和無機基板及銅層進行接觸，在所述粘結材料中，Ag與Ni兩種元素的配比不低于1:20。一般而言，我們選取的Ag或Ni粒子及其氧化物的粒子平均直徑介于Inm~IOOnm之間。
[0019]使用了上述粘結材料，其涂布與基板上方，然后將銅層涂布于粘結材料上方即可制成印刷電路板。
[0020]上述印刷電路板的制造方法如下:(I)將上述粘結材料涂布于無機基板上；(2)在上述粘結材料上涂布含漿料；(3)在120°C的溫度下將含銅墨水固化成型，此時有機溶劑大部分會揮發(fā)。
[0021]上述印刷電路板按照需要添加好絕緣層、觸腳及各功能區(qū)域即可制配線基板用于電子產(chǎn)品的裝配。
[0022]上述的復合層的體積電阻率為1.5X10_8~6.0Χ10_8Ω.πι，具體的數(shù)據(jù)隨原料配比如下，詳見下表:
編號|Ag/Ni比例I粒子平均直徑 I表面氧化物覆蓋率 I體積電阻率-
1_1Λ_Inm_30%_1.5 X ICT8
21:5.35nm30%1.8XlCT8
31:10' IOOnm30%2.5 XlCT8
4|l:15|lnm|30%K.IXlO-8
【權利要求】
1.一種導電性粘結材料，其特征在于:包括Ni和Ag金屬粒子及其氧化物的混合，熱塑性或熱固性樹脂、固化劑、分散劑，其中Ag與Ni兩種元素的比例不低于1:20。
2.根據(jù)權利要求1所述的導電性粘結材料，其特征在于:所述熱塑性樹脂為聚乙烯。
3.根據(jù)權利要求1所述的導電性粘結材料，其特征在于:所述熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂。
4.根據(jù)權利要求1所述的導電性粘結材料，其特征在于:所述分散劑為硬脂酸鎂。
5.根據(jù)權利要求1所述的導電性粘結材料，其特征在于:所述固化劑為乙烯基三胺。
6.根據(jù)權利要求1所述的導電性粘結材料，其特征在于:Ag或Ni粒子及其氧化物的粒子平均直徑介于1nm~ 1OOnm之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的導電性粘結材料，其特征在于:所述金屬粒子表面氧化率為30%。
【文檔編號】C09J163/00GK103740295SQ201310672792
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權日:2013年12月12日
【發(fā)明者】童華東 申請人:東莞市廣海大橡塑科技有限公司