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      絲網(wǎng)印刷用導(dǎo)電性膠粘劑以及無機(jī)原材料的接合體及其制造方法_2

      文檔序號(hào):8435333閱讀:來源:國(guó)知局
      量添加時(shí)就具有增粘效果。因此,如果使用粘 度調(diào)節(jié)劑(B),即使沒有膠粘目的的樹脂(粘結(jié)劑樹脂),也能夠確保膠粘性,還能夠確保絲 網(wǎng)印刷性(適當(dāng)?shù)恼扯取⒘髯冃裕?,并且能夠確保導(dǎo)電性。
      [0037] 這樣的本發(fā)明效果推斷是通過粘度調(diào)節(jié)劑(B)所具有的氫鍵形成基團(tuán)(酰胺基和 /或脲基等)與包圍金屬納米粒子(A1)的保護(hù)膠體(A2)的羧基的氫鍵鍵合而表現(xiàn)出來。 即,可以推斷為:粘度調(diào)節(jié)劑(B)通過氫鍵固定保持于保護(hù)膠體(A2),因此不易滯留于基材 表面/金屬納米粒子界面(被膠粘面)(相對(duì)于粘度調(diào)節(jié)劑(B)滯留于基材表面/金屬納 米粒子界面(被膠粘面)的速度,金屬納米粒子(A1)與基材結(jié)合的速度較快),促進(jìn)金屬納 米粒子(A1)與基材的金屬鍵合的形成,并且粘度調(diào)節(jié)劑(B)所具有的氫鍵形成基團(tuán)與溶劑 分子、保護(hù)膠體(A2)發(fā)生氫鍵鍵合,由此還表現(xiàn)出增粘效果,從而使絲網(wǎng)印刷變得容易。
      [0038] (A)金屬膠體粒子
      [0039] 金屬膠體粒子(A)只要含有金屬納米粒子(A1)和含有具有羧基的有機(jī)化合物和 具有羧基的高分子分散劑的保護(hù)膠體(A2)即可,金屬納米粒子(A1)與保護(hù)膠體(A2)可以 獨(dú)立存在,但從能夠提高金屬納米粒子(A1)的分散性的觀點(diǎn)出發(fā),可以是由金屬納米粒子 (A1)和包覆該金屬納米粒子(A1)的保護(hù)膠體(A2)構(gòu)成的金屬膠體粒子(A)。
      [0040] (A1)金屬納米粒子
      [0041]作為構(gòu)成金屬納米粒子(A1)的金屬(金屬原子),可以列舉例如:過渡金屬(例 如,鈦、鋯等元素周期表第4A族金屬;釩、鈮等元素周期表第5A族金屬;鉬、鎢等元素周期 表第6A族金屬;錳等元素周期表第7A族金屬;鐵、鎳、鈷、釕、銠、鈀、錸、銥、鉑等元素周期 表第8族金屬;銅、銀、金等元素周期表第1B族金屬等)、元素周期表第2B族金屬(例如, 鋅、鎘等)、元素周期表第3B族金屬(例如,鋁、鎵、銦等)、元素周期表第4B族金屬(例如, 鍺、錫、鉛等)、元素周期表第5B族金屬(例如,銻、鉍等)等。金屬可以是元素周期表第8 族金屬(鐵、鎳、銠、鈀、鉑等)、元素周期表第1B族金屬(銅、銀、金等)、元素周期表第3B族 金屬(鋁等)和元素周期表第4B族金屬(錫等)等。需要說明的是,多數(shù)情況下金屬(金 屬原子)是對(duì)保護(hù)膠體(A2)的配位性高的金屬,例如元素周期表第8族金屬、元素周期表 第1B族金屬等。
      [0042] 金屬納米粒子(A1)可以是上述金屬單質(zhì)、上述金屬的合金、金屬氧化物、金屬氫 氧化物、金屬硫化物、金屬碳化物、金屬氮化物、金屬硼化物等。這些金屬納米粒子(A1)可 以單獨(dú)使用或組合使用兩種以上。金屬納米粒子(A1)通常多是金屬單質(zhì)粒子或金屬合金 粒子。其中,構(gòu)成金屬納米粒子(A1)的金屬優(yōu)選為至少含有銀等貴金屬(尤其是元素周 期表第1B族金屬)的金屬(金屬單質(zhì)和金屬合金)、特別優(yōu)選為貴金屬單質(zhì)(例如銀單質(zhì) 等)。
      [0043] 金屬納米粒子(A1)為納米尺寸。金屬納米粒子(A1)的體積基準(zhǔn)中值粒徑(一次 粒徑)可以從約lnm~約150nm的范圍內(nèi)選擇,例如為約10nm~約150nm、優(yōu)選為約15nm~ 約120nm、進(jìn)一步優(yōu)選為約20nm~約lOOnm。粒徑過小時(shí),納米粒子的比表面積大,因此,包 覆表面的保護(hù)膠體(A2)的比例增多,即使通過煅燒也難以除去保護(hù)膠體(A2),容易阻礙金 屬鍵合。另一方面,粒徑過大時(shí),難以發(fā)生燒結(jié),難以形成金屬鍵合。
      [0044] (A2)保護(hù)膠體
      [0045] 保護(hù)膠體(A2)含有具有羧基的有機(jī)化合物(羧基有機(jī)化合物),還含有具有羧基 的高分子分散劑。
      [0046] 羧基有機(jī)化合物具有羧基。這種羧基的數(shù)目只要是羧基有機(jī)化合物每一個(gè)分子中 為一個(gè)以上就沒有特別限定,可以優(yōu)選約為1~3。需要說明的是,羧基有機(jī)化合物中,一 部分或全部的羧基可以形成鹽(與胺的鹽、金屬鹽等)。在本發(fā)明中,可以特別優(yōu)選使用羧 基(尤其是所有羧基)未形成鹽[尤其是與堿性化合物的鹽(與胺的鹽或胺鹽等)]的有 機(jī)化合物(即具有游離羧基的有機(jī)化合物)。
      [0047] 作為羧基有機(jī)化合物,可以將上述專利文獻(xiàn)1中記載的具有羧基的化合物單獨(dú)使 用或組合使用兩種以上。上述專利文獻(xiàn)1中記載的具有羧基的化合物之中,從在煅燒溫度 下從金屬粒子脫離或消失、形成燒結(jié)位點(diǎn)、由此能夠提高無機(jī)原材料的接合力的觀點(diǎn)出發(fā), 優(yōu)選具有游離羧基的相對(duì)低分子的飽和脂肪族羧酸,例如可以為甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊 酸等Ch6鏈烷酸(鏈烷羧酸)、優(yōu)選為C 鏈烷酸(例如CK鏈烷酸)、進(jìn)一步優(yōu)選為Ci_4 鏈烷酸、尤其是鏈烷酸(例如乙酸等ci_2鏈烷酸)。
      [0048] 需要說明的是,羧基有機(jī)化合物的分子量例如可以為1000以下(例如約為46~ 900)、優(yōu)選為600以下(例如約為46~500)、進(jìn)一步優(yōu)選為100以下(例如約為46~74)。
      [0049]另外,羧基有機(jī)化合物的pKa值例如可以約為1以上(例如約為1~10)、優(yōu)選約 為2以上(例如約為2~8)。
      [0050] 上述羧基有機(jī)化合物通過與具有羧基的高分子分散劑組合,盡管粗大粒子少,但 也能夠增大金屬納米粒子(A1)的比例,還能夠提高糊中的金屬膠體粒子(A)(及其分散液) 的保存穩(wěn)定性。
      [0051] 作為具有羧基的高分子分散劑,也可以將上述專利文獻(xiàn)1中記載的高分子分散劑 單獨(dú)使用或組合使用兩種以上。專利文獻(xiàn)1中記載的高分子分散劑之中,可以優(yōu)選使用聚 (甲基)丙烯酸類[或聚丙烯酸類樹脂,例如聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸與共聚性 單體(例如,(甲基)丙烯酸酯、馬來酸酐等)的共聚物等以(甲基)丙烯酸為主要成分的 聚合物、它們的鹽(例如,聚丙稀酸鈉等堿金屬鹽等)等]、A-匕' 7夕190 (匕' 7夕 亇S^亇八 > 株式會(huì)社制)、亍、、彳乂八-匕、7夕194 (匕、7夕亇S^亇八 > 株式會(huì) 社制)等。
      [0052] 具有羧基的高分子分散劑的數(shù)均分子量可以從1000~1000000的范圍內(nèi)選擇, 例如可以為1500~500000、優(yōu)選為2000~80000、進(jìn)一步優(yōu)選為3000~50000(尤其是 5000 ~30000)左右。
      [0053] 羧基有機(jī)化合物與具有羧基的高分子分散劑的比例(含有溶劑等時(shí)為固體成分 的比例)可以為前者/后者(質(zhì)量比)=99. 9/0. 1~1/99、優(yōu)選為99/1~5/95、進(jìn)一步 優(yōu)選為95/5~10/90 (尤其是95/5~50/50)左右。
      [0054] 保護(hù)膠體(A2)的比例以固體成分換算相對(duì)于100質(zhì)量份金屬納米粒子(A1)例如 為0. 1~10質(zhì)量份、優(yōu)選為0. 3~8質(zhì)量份、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5~5質(zhì)量份(尤其是1~ 3質(zhì)量份)左右。保護(hù)膠體(A2)的比例過少時(shí),粗大的金屬納米粒子的比例增多,過多時(shí), 有時(shí)金屬鍵合受阻,導(dǎo)電性降低。
      [0055] (B)粘度調(diào)節(jié)劑
      [0056] 粘度調(diào)節(jié)劑(粘稠劑或流變控制劑)(B)是在膠粘劑中能夠與保護(hù)膠體(A2)中所 含的羧基進(jìn)行氫鍵鍵合的添加劑,為了能夠與羧基進(jìn)行氫鍵鍵合,在分子內(nèi)具有氫原子和 陰性原子(氧原子和/或氮原子),從氫鍵鍵合的鍵合強(qiáng)度大、增粘性、與溶劑的相容性也高 的觀點(diǎn)出發(fā),具有酰胺鍵和/或脲鍵(尤其是酰胺鍵)。因此,酰胺鍵和/或脲鍵與保護(hù)膠 體(A2)相互作用,由此,即使以較少的添加量也能夠大幅改善糊狀的膠粘劑的粘度,能夠 提高絲網(wǎng)印刷性。另外,在這種表現(xiàn)出氫鍵鍵合的粘度調(diào)節(jié)劑(B)的情況下,在膠粘劑的固 化時(shí),粘度調(diào)節(jié)劑(B)不易滯留于基材的被膠粘面,不易阻礙金屬接合。
      [0057] 與此相對(duì),在與保護(hù)膠體(A2)不發(fā)生氫鍵鍵合的高分子(樹脂)或與保護(hù)膠體 (A2)的氫鍵鍵合的鍵合強(qiáng)度小的高分子的情況下,在固化條件下,相比于金屬納米粒子 (A1)在基材的貴金屬表面上發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)(金屬鍵合),樹脂容易先滯留于基材表面/金 屬納米粒子界面而難以發(fā)生金屬接合(與金屬納米粒子在基材表面上的燒結(jié)速度相比,樹 脂滯留于基材表面/金屬納米粒子界面的速度更快)。另一方面,在能夠與保護(hù)膠體(A2) 進(jìn)行氫鍵鍵合的粘度調(diào)節(jié)劑(作為氫鍵鍵合助劑發(fā)揮作用的粘度調(diào)節(jié)劑)(B)的情況下,可 以推斷為:粘度調(diào)節(jié)劑(B)的一部分或全部因與保護(hù)膠體(A2)的氫鍵鍵合而被束縛,因此, 在固化條件下,金屬納米粒子(A1)發(fā)生燒結(jié)反應(yīng)(金屬鍵合)早于粘度調(diào)節(jié)劑(B)在基材 表面的滯留,從而能夠?qū)崿F(xiàn)金屬接合(與粘度調(diào)節(jié)劑(B)滯留于基材表面/金屬納米粒子 界面的速度相比,金屬納米粒子(A1)在基材表面上的燒結(jié)速度更快)。
      [0058] 粘度調(diào)節(jié)劑(B)優(yōu)選為容易與保護(hù)膠體(A2)的羧基進(jìn)行氫鍵鍵合的結(jié)構(gòu),特別優(yōu) 選為具有脲改性聚酰胺骨架的結(jié)構(gòu)。
      [0059] 為了提高在膠粘劑中的分散性,粘度調(diào)節(jié)劑(B)除上述聚酰胺骨架(尤其是脲改 性聚酰胺骨架)以外還可以具有(聚)氧C 2_4亞烷基(例如,羥基乙氧基、聚氧亞乙基、羥基 丙氧基、聚氧亞丙基等)、烷基(例如,甲基、乙基、丁基等(V 12烷基等)。這些基團(tuán)可以單獨(dú) 也可以組合兩種以上(例如,(聚)氧亞乙基和(聚)氧亞丙基和烷基的組合等)。其中, (聚)氧c 2_4亞烷基(尤其是(聚)氧亞乙基)在親水性分散溶劑中的分散性優(yōu)良,烷基在 疏水性分散溶劑中的分散性優(yōu)良。
      [0060] 粘度調(diào)節(jié)劑⑶可以是由式(1) ^-A-U-I^-U-A-RH式中,R1為羥基(聚)C2_4烷 氧基或烷基,A為脲改性聚酰胺基,U為脲基,R 2為(聚)氧C 2_4亞烷基或亞烷基)表示的 化合物。
      [0061] 在具有聚酰胺骨架(尤其是脲改性聚酰胺骨架)的粘度調(diào)節(jié)劑(B)
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