专利名称：适用于导电基板或导电薄膜的导电胶的制作方法
技术领域：
本发明属于导电材料配方开发技术领域，特别是有关于一种适用于导电基板或导电薄膜的导电胶。
背景技术：
美国专利第3,746,662号采用低分子量液态环氧树脂及其硬化剂制成导电胶，但由于其硬化物有硬且脆的缺点，无法使用于薄膜按键开关上。另外，美国专利第4,425,263号描述了一种采用金属粉、有机溶剂及芳香族聚酯树脂胶合材料制成的导电胶，其缺点为弯折性不良，弯折时有断裂之虑。此外，美国专利第4,592,961号为改善柔软性，添加聚二氯乙烯共聚合物到芳香族聚酯树脂，但缺点是无法长期储存时间过久会胶化。另外，美国专利第4,595,605号提出一种可焊接软质导电胶，其金属粉含量为88至93wt％，另可塑性氯乙烯/乙烯乙酯树脂共聚合物含量为7至12wt％，其分子量为14000至35000但无法附着于ITO薄膜(FILM)。美国专利第5,011,627号提出一种导电胶，其由金属粉含量40至75wt％、溶剂5至20wt％、可塑性环氧树脂、以及酚醛树脂(酚醛树脂分子量10000至250000)等物质组合而成，虽然可以用来改善柔软性，但仍无法达到类似聚酯膜相当的柔软性。另外，美国专利第5,011,627号的金属粉采用粉末(球状或不规则或片形)材料，导电性较差。再如，美国专利第5,089,173号提出一种由可塑性氯乙烯/乙烯乙酯树脂/双羧基酸三成份聚合物组成的导电胶，其中可塑性氯乙烯/乙烯乙酯树脂/双羧基酸含量3至15wt％，搭配1～6％聚酰胺树脂、2～10％聚酯树脂(或者1～10％聚酰胺树脂与聚酯树脂二者混合物)、0.05～1.0％中和酸基的三羟基三乙胺、以及金属粉50～80％等所组成的导电胶，可用于薄膜按键开关，但由于树脂具酸性对电子线路略具腐蚀性，若久藏易胶化。
美国专利5,653,918号提出一种可塑性氯乙烯/乙烯乙酯树脂/乙烯醇或羟基三成份聚合物组成的导电胶，其含量4至18wt％，金属粉含量40～80％及溶剂组成的导电胶，虽可改善上述胶化的缺点，却不适用于ITO薄膜及ITO玻璃等导电材料。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提出一种适用于导电基板或导电薄膜的导电胶，为可塑性直链状饱和性聚酯树脂(其分子量为5000至30000)，添加0.5～2.0％环氧硅烷耦合剂，改善其附着性，树脂用量约5至15wt％。由于环氧硅烷耦合剂可大幅促进附着性，故对ITO薄膜或ITO玻璃附着性均优于现有技术，且可满足对于导电性的需求。
另外，本发明的导电胶含有导电金属粉，此导电金属粉末为具有适当厚度、适当直径的圆片形金属粉，其圆片形直径控制在10um以内，太大不利弯折性及附着性，厚度控制在0.1至0.5um之间，厚度太大或太小均不利弯折性，弯折后电阻变化率太大。
再者，本发明的导电胶可印刷于聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚酰胺膜、聚氯乙烯膜上及其ITO被覆膜上，经红外光120℃、2分钟、再用热风循环风箱烘烤150℃、20～30分钟即可得高附着、低电阻、高柔软性的薄膜触摸开关。
另外，本薄膜触摸开关可通过85℃、85％RH、1000小时(hours)的环境测试，并能通过重复按键1百万次的功能测试。
此外，本发明所采用的片状金属粉，主要为银、其次为铜或其合金，其堆积密度(Tap density)为2.5～4.0g/cm3，比表面积(specific surface area)为0.8～1.8m2/g，片形直径约5～15um，厚度约0.1～0.5um。
再又，本发明采用可塑性直链状饱和性聚酯树脂，其分子量为5000至30000，添加0.5～2.0％环氧硅烷耦合剂，改善其附着性，树脂用量约5至15wt％。
本发明采用的溶剂为高沸点、低蒸气压的溶剂，主要为2，2’-二羟基二乙醚、2，2’-二羟基二乙醚丁酯、异佛尔酮、1，4-己二酸二甲酯、谷胱甘肽二甲酯、琥珀酸二甲酯、1，4-丁内酯和1，2-丙二醇乙酯。
其他添加剂用量在0～2％之间，如流平剂为改性聚硅氧烷树脂，消泡剂为改性聚硅氧烷树脂，触变剂为聚酰胺树脂。
具体实施例方式
根据本发明的导电胶，包含约为55至65wt％的鳞片形金属粉末、含量约为5至15wt％的可塑性直链状饱和性聚酯树脂、含量约为30至50wt％的溶剂、含量约为0.5至2wt％的附着促进剂、以及含量约为0至5wt％的助剂。该鳞片形金属粉末可以是银、铜、铝或其合金，其堆积密度为2.5～4.0g/cm3、比表面积为0.8～1.8m2/g、片形直径约5～15um、厚度约0.1～0.5um。可塑性直链状饱和性聚酯树脂的分子量为5000至30000。溶剂为酮类或酯类溶剂，具有高沸点，低蒸气压的特性，可以是2，2’-二羟基二乙醚、2，2’-二羟基二乙醚丁酯、异佛尔酮、1，4-己二酸二甲酯、谷胱甘肽二甲酯、琥珀酸二甲酯、1，4-丁内酯、或1，2-丙二醇乙酯等物质。附着促进剂为环氧硅烷耦合剂，其一端具有环氧官能基、另一端具有烷氧硅烷官能基。助剂可以是流平剂、消泡剂、以及触变剂；例如流平剂可以是改性聚硅氧烷树脂，消泡剂可以是改性聚硅氧烷树脂，而触变剂可以是聚酰胺树脂。
根据本发明导电胶的制造方法，先将该溶剂加热至一既定温度，此温度约为60℃～80℃。接着，加入可塑性直链状饱和性聚酯树脂，并搅拌至完全溶解。然后，加入附着促进剂与该助剂予以均匀搅拌。紧接着加入鳞片形金属粉末，搅拌分散成具有一第一既定细度，此第二细度小于15um。最后，以珠磨机施以研磨处理，使其具有一第二既定细度，此第二细度小于5um。
为能阐明本发明导电胶的功效，特举若干实施例如下实施例一取500克2，2’-二羟基乙醚丁酯搅拌加热至60℃，再将dynapol L206500克逐步溶于2，2’-二羟基二乙醚乙酯，一直搅拌至完全溶解为止，溶解物称为胶合剂A。
取胶合剂A 165克，加入2，2’-二羟基乙醚丁酯82.8克，2，2’-二羟基二乙醚乙酯76.74克，再加入德谦公司的硅烷耦合剂Z-6040 10.0克，PA-56 7.2克，5300 8.26克，搅拌均匀后，逐步加入FERRO公司生产的银雪粉型号SF-65650克，再搅拌均匀后，置入珠磨机研磨至少三至五次，直至细度小于5um为止。
将此银胶用250目的网版印刷于ITO聚酯膜上或ITO玻璃上，经红外光120℃，2分钟，再用热风循环风箱烘烤150℃，20～30分钟即可得ITO薄膜高附着、低电阻8mΩ/□、薄膜触摸开关。
实施例二取胶合剂A 165克，加入2，2’-二羟基乙醚丁酯82.8克，2，2’-二羟基二乙醚乙酯126.74克，再加入德谦公司的硅烷耦合剂Z-6040 10.0克，PA-567.2克，5300 8.26克，搅拌均匀后，逐步加入FERRO公司生产的银雪粉型号9AL 600克，再搅拌均匀后，置入珠磨机研磨至少三至五次，直至细度小于5um为止。
将此银胶用250目的网版印刷于ITO聚酯膜上或IT0玻璃上，经红外光120℃，2分钟，再用热风循环风箱烘烤150℃，20～30分钟即可得ITO薄膜高附着、低电阻12mΩ/□、薄膜触摸开关。
实施例三取胶合剂A 165克，加入2，2’-二羟基乙醚丁酯132.8克，2，2’-二羟基二乙醚乙酯126.74克，再加入德谦公司的硅烷耦合剂Z-6040 10.0克，PA-56 7.2克，5300 8.26克，搅拌均匀后，逐步加入FERRO公司生产的银雪粉型号70A 550克，再搅拌均匀后，置入珠磨机研磨至少三至五次，直至细度小于5um为止。
将此银胶用250目的网版印刷于ITO聚酯膜上或ITO玻璃上，经红外光120℃，2分钟，再用热风循环风箱烘烤150℃，20～30分钟即可得ITO薄膜高附着、低电阻18mΩ/□、薄膜触摸开关。
比较例以美国专利第5011627号所揭露的导电胶作为比较例。取酚氧树脂PKHH(Union Carbide)40％与2，2’-二羟基二乙醚丁酯60％混合，此溶解物称为胶合剂B。取胶合剂B 225克与600克银粉(堆积密度3.5g/cm3)混合后再加入175克2，2’-二羟基二乙醚丁酯酯再搅拌均匀后，置入三滚筒研磨至少三至五次，直至细度小于5um为止。
将此银胶用250目的网版印刷于ITO聚酯膜上或ITO玻璃上，经红外光120℃，2分钟，再用热风循环风箱烘烤150℃，20～30分钟即可得高附着、低电阻16mΩ/□、薄膜触摸开关。
下表为各实施例与比较例性能比较表
由上表比较得知本发明在银含量方面及作业性方面，显然优于美国专利比较例，因此本发明具有较低的银含量，较低的成本，极佳的作业性及附着性，极适合应用于触摸开关。
权利要求
1.一种导电胶，包含鳞片形金属粉末，其含量约为55至65wt％；可塑性直链状饱和性聚酯树脂，其含量约为5至15wt％；溶剂，其含量约为30至50wt％；附着促进剂，其含量约为0.5至2wt％；以及助剂，其含量约为0至5wt％。
2.如权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该鳞片形金属粉末选自银、铜、铝及其合金或其组合，其堆积密度为2.5～4.0g/cm3、比表面积为0.8～1.8m2/g、片形直径约5～15um、厚度约0.1～0.5um。
3.如权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该可塑性直链状饱和性聚酯树脂的分子量为5000至30000。
4.如权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该溶剂为酮类或酯类溶剂，具有高沸点，低蒸气压的特性。
5.如权利要求4所述的导电胶，其特征在于，该溶剂选自2，2’-二羟基二乙醚、2，2’-二羟基二乙醚丁酯、异佛尔酮、1，4-己二酸二甲酯、谷胱甘肽二甲酯、琥珀酸二甲酯、1，4-丁内酯、以及1，2-丙二醇乙酯等或其组合。
6.如权利要求1所述的该导电胶，其特征在于，该附着促进剂为环氧硅烷耦合剂。
7.如权利要求6所述的导电胶，其特征在于，该环氧硅烷耦合剂的一端具有环氧官能基、另一端具有烷氧硅烷官能基。
8.如权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该助剂包含流平剂。
9.如权利要求8所述的导电胶，其特征在于，该流平剂为改性聚硅氧烷树脂。
10.如权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该助剂包含消泡剂。
11.如权利要求10所述的导电胶，其特征在于，该消泡剂为改性聚硅氧烷树脂。
12.如权利要求1所述的导电胶，其特征在于，该助剂包含触变剂。
13.如权利要求12所述的导电胶，其特征在于，该触变剂为聚酰胺树脂。
1 4.一种导电胶的制造方法，该导电胶包含约为55至65wt％的鳞片形金属粉末、含量约为5至15wt％的可塑性直链状饱和性聚酯树脂、含量约为30至50wt％的溶剂、含量约为0.5至2wt％的附着促进剂、以及含量约为0至5wt％的助剂该制造方法包括下列步骤将该溶剂加热至一既定温度；加入该可塑性直链状饱和性聚酯树脂，并搅拌至完全溶解；加入该附着促进剂与该助剂，并均匀搅拌；加入鳞片形金属粉末，搅拌分散成具有一第一既定细度；以及施以研磨处理，使具有一第二既定细度；其中该第一细度大于该第二细度。
15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该鳞片形金属粉末选自银、铜、铝及其合金，其堆积密度为2.5～4.0g/cm3、比表面积为0.8～1.8m2/g、片形直径约5～15um、厚度约0.1～0.5um。
16.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该可塑性直链状饱和性聚酯树脂的分子量为5000至30000。
17.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该溶剂为酮类或酯类溶剂，具有高沸点，低蒸气压的特性。
18.如权利要求17所述的制造方法，其特征在于，该溶剂选自由2，2’-二羟基二乙醚、2，2’-二羟基二乙醚丁酯、异佛尔酮、1，4-己二酸二甲酯，谷胱甘肽二甲酯、琥珀酸二甲酯、1，4-丁内酯、以及1，2-丙二醇乙酯或其组合。
19.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该附着促进剂为环氧硅烷耦合剂。
20.如权利要求19所述的制造方法，其特征在于，该环氧硅烷耦合剂的一端具有环氧官能基、另一端具有烷氧硅烷官能基。
21.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该助剂包含流平剂。
22.如权利要求21所述的制造方法，其特征在于，该流平剂为改性聚硅氧烷树脂。
23.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该助剂包含消泡剂。
24.如权利要求23所述的制造方法，其特征在于，该消泡剂为改性聚硅氧烷树脂。
25.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该助剂包含触变剂。
26.如权利要求25所述的制造方法，其特征在于，该触变剂为聚酰胺树脂。
27.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该既定温度约为60℃～80℃。
28.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该第一既定细度小于15um。
29.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，该第二既定细度小于5um。
全文摘要
本发明的薄膜按键开关用导电胶由55至65wt％鳞片形金属粉(银、铝、铜及其混合物)，35至60wt％高沸点有机溶剂及5至15wt％有机可塑性树脂，主要为饱和聚酯树脂及少量0.5～5wt％环氧硅烷耦合剂、流平剂、消泡剂、触变剂组合而成。本发明的特点为其对ITO薄膜或ITO玻璃基板，具有极佳导电性(小于20mΩ/□)与较佳的附着力，并能通过85℃、85％RH、以及1000小时(hours)等条件的环境测试，适合应用在触控薄膜或触控玻璃导电线路。
文档编号C09J11/00GK101063027SQ20061007767
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月29日 优先权日2006年4月29日
发明者郭光明, 曾焕明, 萧永仁 申请人:永富光电科技股份有限公司