一种低温固化可焊接的高导电浆料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导电浆料，具体涉及一种低温固化可焊接的高导电浆料及其制备方法，属于导电材料领域。
【背景技术】
[0002]目前，可焊接浆料为高温烧结银浆，但是高温烧结银浆需要在温度800°C进行烧结后成膜，对底材的耐温性有着很高的要求，而且能耗大，设备投入高。普通银浆印刷成膜后不耐焊接时候240°C左右焊接温度导致银浆附着力下降，造成银浆脱落，使得不可进行焊接。有人尝试用耐高温有机硅制得浆料，但是有机硅附着力差，硬度低等问题，未获得非常有效成果。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明利用耐高温环氧树脂，可以使得在140~150°C烘烤5~10分钟制得硬度高，附着力强，TG点在300~400°C，导电性好且可耐焊接温度浆料，适用PET、玻璃、陶瓷、金属、线路板、太阳能硅板焊接等电子电路领域。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
一种低温固化可焊接的高导电浆料，其特征是，按质量份计由以下组分组成:树脂半成品15-30份，稀释剂1-10份，抗氧剂0.5-1份，偶联剂0.5-1.5份，分散剂0.5份，导电粉末70-85份；
所述树脂半成品按质量份计由以下组分组成:耐高温环氧树脂10-25份，潜伏性热引发剂0.2-0.5份，稳定剂0.05-0.2份。
[0005]本发明还可以采用以下技术措施解决:
耐高温环氧树脂采用但不限于低官能度脂环族环氧树脂和多官能度脂环族环氧树脂的其中一种或两种混合组成，脂环骨架上直接有内部环氧基，所以在固化性和固化物物性上有着优异的特性，其树脂固化后可达到TG点大于300°C，可由一种或多种混合而成。
[0006]稀释剂为高沸点溶剂；如尼龙酸甲酯(DBE)，二乙二醇单乙醚乙酸酯(CA)等高沸点溶剂一种或者多种的混合。
[0007]潜伏性热固化剂为胺封闭的路易斯酸盐；具体是AgMSAF3_(三氟甲磺酸)银盐或SPh3SbF6-三芳基六氟锑酸锍盐的一种或者两种混合组成；本发明的固化机理是胺封闭的路易斯酸盐随着温度升高达到引发温度后，释放质子酸对环氧树脂迅速进行开环聚合反应，可以达到快速固化，从而节约时间和能量，达到高效率，由于其活性进行了胺封闭，所以可以制得单组份浆料，25°C常温可放置3~6月而不影响浆料性能。
[0008]稳定剂是含氮的环氧树脂稳定剂；通过阻碍质子传递从而让体系稳定。
[0009]抗氧剂是受阻酚型类抗氧剂；具体是IRGAN0X 1010或IRGAN0X 245其中一种。
[0010]偶联剂是硅烷偶联剂；可以是由道康宁Z-6040、Z-6020、Z-6030的一种或者多种混合组成。
[0011]分散剂是聚氨酯类或者丙烯酸酯类分散剂；具体是迪高分散剂或者毕克分散剂其中一种。
[0012]导电银粉为片状银粉或片状铜粉或片状镍粉其中一种，其粒径范围在0.5-10微米，振实密度在2~5.5g/cm3。
[0013]本发明的目的还包括一种制备低温固化可焊接的高导电浆料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括如下步骤:
(1)先称取耐高温环氧树脂后加入潜伏性热固化剂、稳定剂，通过恒温40°C高速分散溶解制得树脂半成品；
(2)称取相应量树脂半成品后加入相应稀释剂、偶联剂、抗氧剂、分散剂以及导电粉末进行搅拌分散后进行三辊机研磨分散直到细度15um以下，得到浆料。
[0014]本发明的有益效果是:
(1)本发明的浆料可140~150°C低温固化的可焊接浆料，不需要高温烧结，可用于不耐高温的底材。
[0015](2)本发明采用耐高温低官能度脂环族环氧树脂和耐高温多官能度脂环族环氧树脂均是固化后TG点大于300°C的环氧树脂，可耐焊接温度(240°C左右)，所制得浆料不同于普通银浆。
[0016](3)本发明的浆料中树脂固化后附着力好且硬度高，不同于有机硅类银浆。
[0017](4)本发明的潜伏性热固化剂在达到引发温度后(大约100°C)释放质子酸，对环氧树脂迅速开环聚合，从而达到快速固化，固化时间约5~10分钟，节约能耗和时间，以达到提高生产效率。
[0018](5)本发明的树脂采用耐高温低官能度脂环族环氧树脂(低粘度)和耐高温多官能度脂环族环氧树脂(高粘度或者固体)的搭配使用可以制得流动性好有身骨且印刷性适应性强的浆料，固化后可获得高电性。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0020]第一实施例，银浆的制备:
(1)树脂半成品的制备:
耐高温低官能度脂环族环氧树脂:10份(环氧当量约100~130，TG点大约350°C);
耐高温多官能度脂环族环氧树脂:10份(环氧当量约150~200，TG点大约320°C);
潜伏性热固化剂:0.4份；
稳定剂:0.2份;
通过将上述称取的组分恒温40°C高速分散溶解得到树脂半成品；
耐高温低官能度脂环族环氧树脂，粘度大约是25°C 100~240mPa.s，润湿性差，而耐高温多官能度脂环族环氧树脂是高粘度或者是固体树脂，润湿性好，搭配使用可获得流动性好，身骨好，印刷适应性强的浆料，在固化后可获得高导电性；
(2)浆料制备:
树脂半成品:20.6粉；
稀释剂:5份； 抗氧剂:0.5份；
偶联剂:1份；
分散剂:0.5份;
银粉:72.4份；
将上述称取的组分进行搅拌分散后，进行三辊机研磨分散直到细度15um以下，得到银浆。
[0021]将银浆用过200网目网板印刷在底材上后进行150°C烘烤10分钟可制得可焊接的涂膜，测得体积电阻率大约为0.8-1.5X10 4Ω.αιι，附着力为5Β，硬度可达5Η~7Η。
[0022]第二实施例，铜浆的制备:
(1)树脂半成品的制备:
耐高温低官能度脂环族环氧树脂:10份(环氧当量约100~130，TG点大约350°C); 耐高温多官能度脂环族环氧树脂:10份(环氧当量约150~200，TG点大约320°C);
潜伏性热固化剂:0.4份；
稳定剂:0.2份;
通过将上述称取的组分恒温40°C高速分散溶解得到树脂半成品；
(2)浆料制备:
树脂半成品:20.6粉；
稀释剂:5份；
抗氧剂:0.5份；
偶联剂份；
分散剂:0.5份;
铜粉:72.4份；
将上述称取的组分进行搅拌分散后，进行三辊机研磨分散直到细度15um以下，得到铜浆。
[0023]将铜浆用过200网目网板印刷在底材上后进行150°C烘烤10分钟可制得可焊接的涂膜，测得体积电阻率大约为4~5X 10 4Ω.αιι，附着力为5Β，硬度可达5Η~7Η。
[0024]以上所述的具体实施例，仅为本发明较佳的实施例而已，举凡依本发明申请专利范围所做的等同设计，均应为本发明的技术所涵盖。
【主权项】
1.一种低温固化可焊接的高导电浆料，其特征是，按质量份计由以下组分组成:树脂半成品15-30份，稀释剂1-10份，抗氧剂0.5-1份，偶联剂0.5-1.5份，分散剂0.5份，导电粉末70-85份； 所述树脂半成品按质量份计由以下组分组成:耐高温环氧树脂10-25份，潜伏性热引发剂0.2-0.5份，稳定剂0.05-0.2份。2.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，耐高温环氧树脂采用低官能度脂环族环氧树脂和多官能度脂环族环氧树脂的其中一种或两种混合组成，其树脂固化后可达到TG点大于300°C。3.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，稀释剂为高沸点溶剂。4.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，潜伏性热固化剂为胺封闭的路易斯酸盐。5.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，稳定剂是含氮的环氧树脂稳定剂。6.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，抗氧剂是受阻酚型类抗氧剂。7.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，偶联剂是硅烷偶联剂。8.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，分散剂是聚氨酯类或者丙烯酸酯类分散剂。9.根据权利要求1所述低温固化可焊接的高导电浆料，其特征在于，导电银粉为片状银粉或片状铜粉或片状镍粉其中一种，其粒径范围在0.5-10微米，振实密度在2~5.5g/3cm ο10.一种制备低温固化可焊接的高导电浆料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括如下步骤: (1)先称取耐高温环氧树脂后加入潜伏性热固化剂、稳定剂，通过恒温40°C高速分散溶解制得树脂半成品； (2)称取相应量树脂半成品后加入相应稀释剂、偶联剂、抗氧剂、分散剂以及导电粉末进行搅拌分散后进行三辊机研磨分散直到细度15um以下，得到浆料。
【专利摘要】本发明公开一种低温固化可焊接高导电浆料及其制备方法，是一种印刷适应性极强，单一组分，可低温快速固化，有极佳的附着力，焊接牢度强劲，超低的电阻率，适用于100-200目丝网印刷及点涂，主要用于PET，玻璃、陶瓷、金属、线路板、太阳能硅板焊接等电子电路领域；由耐高温环氧树脂，稀释剂，潜伏性热固化剂，稳定剂，抗氧剂，偶联剂，分散剂以及导电粒子经过混合，搅拌，研磨分散而制成。
【IPC分类】H01B1/22, C08K3/08, C08L63/00
【公开号】CN105405489
【申请号】CN201510938971
【发明人】何伟雄, 敖玉银
【申请人】佛山市顺德区百锐新电子材料有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月16日