專利名稱：水性納米電子銀漿及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性納米電子銀漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
近二十年來，隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的迅速發(fā)展，微電子材料也得到蓬勃發(fā)展。厚膜工藝技術(shù)將各具電性能的組件(導(dǎo)電或電阻、電容、絕緣)以厚膜絲網(wǎng)印刷的形式形成多層集成電路或元器件，以達(dá)到高集成度、電性能穩(wěn)定、工藝簡便、價格較低、體積小型化的目的，因此在微電子領(lǐng)域一直占有不可忽視的位置。厚膜絲網(wǎng)印刷從設(shè)計的柔性變化，成本低，制造周期短，設(shè)備投資小，有助于改善產(chǎn)品質(zhì)量及批次重現(xiàn)性。電子漿料是制備厚膜電路或電子元件功能電極的材料，它通過將功能粉末在有機(jī)粘合劑中分散制成漿體，在非導(dǎo)電基板上或半導(dǎo)體基板上印刷形成導(dǎo)電性、電阻體、絕緣膜及電容體等，因此電子漿料是發(fā)展電子元器件的基礎(chǔ)材料，也是制作厚膜精密混合集成電路及其它片式元件(片式電阻，片式電容器等)的關(guān)鍵材料。發(fā)展電子漿料是厚膜微電子材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要步驟。目前，主要應(yīng)用銀、金、鍺、氧化釕厚膜系統(tǒng)等貴金屬粉末形成導(dǎo)體和氧化釕電子漿體。銀由于在幾種貴金屬中屬于價格較低、性能穩(wěn)定，及優(yōu)良的導(dǎo)電特性，已大量應(yīng)用于電子工業(yè)。高導(dǎo)電率、高分辨率的銀基燒結(jié)銀漿如用于在太陽能硅片上的光電轉(zhuǎn)化電極，汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅(qū)動電極等產(chǎn)品。對于等離子顯示器驅(qū)動電路及分辨率的要求，PDP顯示屏的光刻電極主要考慮的因素有:電極寬度、線條邊緣平直度、表面粗糙度、電極均勻性及電極是否存在缺陷等，由于電極斷路使得相應(yīng)的像素?zé)o法被點亮，顯示屏出現(xiàn)黑線，電極分辨率差，線路間易短路，容易造成尋址錯誤或串?dāng)_。玻璃基板印燒的特種高導(dǎo)及細(xì)線印刷銀漿近五年來需求量成倍增長，特別在汽車擋風(fēng)玻璃及平板顯示器方面的應(yīng)用。汽車鋼化玻璃除霜加熱線，是采用在玻璃基板上印刷銀漿，在玻璃的鋼化熱處理過程(急熱驟冷工藝)中完成銀導(dǎo)體膜的燒結(jié)附著，由于燒結(jié)時間短(總時間250Sec)和溫度驟變條件相當(dāng)苛刻，要求導(dǎo)電細(xì)線無脫落斷線，在功率滿足要求的情況下，與外蓄電池連接的電極的焊接及附著強(qiáng)度也有具體要求，另外耐候性及耐擦洗等后步要求也較苛刻。為開發(fā)電學(xué)性能穩(wěn)定、高導(dǎo)電率、具有良好細(xì)線印刷性能及優(yōu)良附著性的高性能電子漿料，本發(fā)明采用改進(jìn)的研磨設(shè)備，制備顆粒尺度10 100納米的銀粒子，同時采用水溶性高分子分散劑體系，在銀顆粒表面形成保護(hù)層，提供空間位阻，避免絮凝，制備水性納米電子銀漿。相比于傳統(tǒng)的溶劑型銀衆(zhòng)，本發(fā)明產(chǎn)品在日益注重環(huán)保的今天，具有更加現(xiàn)實的意義，具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電學(xué)性能穩(wěn)定、高導(dǎo)電率、具有良好細(xì)線印刷性能及優(yōu)良附著性的高性能電子漿料，本發(fā)明采用改進(jìn)的研磨設(shè)備，制備顆粒尺度10 100納米的銀粒子，同時采用水溶性高分子分散劑體系，在銀顆粒表面形成保護(hù)層，提供空間位阻，避免絮凝，制備水性納米電子銀漿。本發(fā)明提供的水性納米電子銀漿，其特征在于:該漿料由以下組分組成，各組分的重量百分比如下:
組分重量百分比wt%
銀粉55 80
乙二醇0.5~5
聚乙烯吡咯烷酮5 20
水15 40
流平劑、消泡劑0.5 3其總量滿足100%。本發(fā)明還提供了一種水性納米電子銀漿的制備方法，其特征在于具體步驟如下:按比例取5 20wt%的聚乙烯吡咯烷酮、0.5 5wt%的乙二醇、0.5 3wt%的流平劑和消泡劑，溶解在15 40wt%的去離子水中，然后加入55 80wt%的粗銀粉，經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨2 8小時，使銀粒子的細(xì)度達(dá)到10 100納米，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。本發(fā)明提供的水性納米電子銀漿，其特征在于可用于厚膜印刷技術(shù)制備太陽能硅片上的光電轉(zhuǎn)化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅(qū)動電極等產(chǎn)品，也可以用于制作防菌材料。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點在于:改進(jìn)的研磨設(shè)備，使得銀顆?？梢约?xì)至10 100納米；采用水性高分子分散劑，使得納米銀顆粒能夠穩(wěn)定分散在水性體系中，從而獲得真正納米級的水性電子銀漿。相比于傳統(tǒng)的溶劑型銀漿，本發(fā)明產(chǎn)品在日益注重環(huán)保的今天，具有更加現(xiàn)實的意義。本發(fā)明制備的水性納米電子銀漿，粒度小、分布窄、穩(wěn)定性佳，可用于厚膜印刷技術(shù)制備太陽能硅片上的光電轉(zhuǎn)化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅(qū)動電極等產(chǎn)品，也可以用于制作防菌材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。 實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例1:按比例取10wt%的聚乙烯吡咯烷酮、2 七％的乙二醇作為還原劑、0.5wt%的流平劑和0.5wt%消泡劑，溶解在17wt%的去離子水中，然后加入70Wt%的粗銀粉，經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨8小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細(xì)度達(dá)到50納米。實施例2:按比例取5wt %的聚乙烯卩比咯燒酮、1.5wt %的乙二醇、1.5wt %的流平劑和1.0wt%消泡劑，溶解在31wt%的去離子水中，然后加入6(^1:%的粗銀粉，經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨4小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細(xì)度達(dá)到70納米。實施例3: 按比例取15wt %的聚乙烯卩比咯燒酮、0.5wt %的乙二醇、1.5wt %的流平劑和1.5wt%消泡劑，溶解在26.5wt%的去離子水中，然后加入55被％的粗銀粉，經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨6小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細(xì)度達(dá)到48納米。實施例4:按比例取20wt %的聚乙烯吡咯烷酮、Iwt %的乙二醇、1.0wt %的流平劑和
0.5wt%消泡劑，溶解在19.5wt%的去離子水中，然后加入58被％的粗銀粉，經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨7小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細(xì)度達(dá)到30納米。實施例5:按比例取18wt %的聚乙烯吡咯烷酮、3wt %的乙二醇、0.5wt %的流平劑和
1.0wt %消泡劑，溶解在15.5wt %的去離子水中，然后加入62wt %的粗銀粉，經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨6.5小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細(xì)度達(dá)到42納米。上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水性納米電子銀漿，其特征在于:該漿料由以下組分組成，各組分的重量百分比如下:組分重量百分比wt% 銀粉55 80 乙二醇0.5~5 聚乙烯吡咯烷酮5 20 水15 40 流平劑、消泡劑0.5~3 其總量滿足100%。
2.一種水性納米電子銀漿的制備方法，其特征在于具體步驟如下:按比例取5 20wt%的聚乙烯吡咯烷酮、0.5 5wt%的乙二醇、0.5 3wt%的流平劑和消泡劑，溶解在15 40wt %的去離子水中，然后加入55 80wt %的粗銀粉,經(jīng)輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進(jìn)入改裝的研磨機(jī)中進(jìn)行循環(huán)研磨，為防止高溫下發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致漿料變質(zhì)，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護(hù)氣體，優(yōu)選氬氣，循環(huán)研磨2 8小時，使銀粒子的細(xì)度達(dá)到10 100納米，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的水性納米電子銀漿，其特征在于可用于厚膜印刷技術(shù)制備太陽能硅片上的光電轉(zhuǎn)化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅(qū)動電極等產(chǎn)品，也可以用于制作防菌材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于納米技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性納米電子銀漿及其制備方法。該銀漿使用濕法高效研磨設(shè)備制備，使得銀顆?？梢约?xì)至10～100納米；采用水性高分子分散劑，使得納米銀顆粒能夠穩(wěn)定分散在水性體系中，從而獲得真正納米級的水性電子銀漿。相比于傳統(tǒng)的溶劑型銀漿，本發(fā)明可以減少VOC排放，清潔環(huán)保，環(huán)境友好。本發(fā)明制備的水性納米電子銀漿，粒度小、分布窄、穩(wěn)定性佳，可用于厚膜印刷技術(shù)制備太陽能硅片上的光電轉(zhuǎn)化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅(qū)動電極等產(chǎn)品，也可以用于制作防菌材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號H01B13/00GK103198876SQ20121000333
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者任天斌 申請人:任天斌