[发明专利]水性纳米电子银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种水性纳米电子银浆及其制备方法。

背景技术

近二十年来，随着新材料、新工艺、新技术的迅速发展，微电子材料也得到蓬勃发展。厚膜工艺技术将各具电性能的组件(导电或电阻、电容、绝缘)以厚膜丝网印刷的形式形成多层集成电路或元器件，以达到高集成度、电性能稳定、工艺简便、价格较低、体积小型化的目的，因此在微电子领域一直占有不可忽视的位置。厚膜丝网印刷从设计的柔性变化，成本低，制造周期短，设备投资小，有助于改善产品质量及批次重现性。电子浆料是制备厚膜电路或电子元件功能电极的材料，它通过将功能粉末在有机粘合剂中分散制成浆体，在非导电基板上或半导体基板上印刷形成导电性、电阻体、绝缘膜及电容体等，因此电子浆料是发展电子元器件的基础材料，也是制作厚膜精密混合集成电路及其它片式元件(片式电阻，片式电容器等)的关键材料。发展电子浆料是厚膜微电子材料技术产业发展的重要步骤。目前，主要应用银、金、锗、氧化钌厚膜系统等贵金属粉末形成导体和氧化钌电子浆体。银由于在几种贵金属中属于价格较低、性能稳定，及优良的导电特性，已大量应用于电子工业。高导电率、高分辨率的银基烧结银浆如用于在太阳能硅片上的光电转化电极，汽车玻璃电热除霜线、真空显示器件的驱动电极等产品。

对于等离子显示器驱动电路及分辨率的要求，PDP显示屏的光刻电极主要考虑的因素有：电极宽度、线条边缘平直度、表面粗糙度、电极均匀性及电极是否存在缺陷等，由于电极断路使得相应的像素无法被点亮，显示屏出现黑线，电极分辨率差，线路间易短路，容易造成寻址错误或串扰。

玻璃基板印烧的特种高导及细线印刷银浆近五年来需求量成倍增长，特别在汽车挡风玻璃及平板显示器方面的应用。汽车钢化玻璃除霜加热线，是采用在玻璃基板上印刷银浆，在玻璃的钢化热处理过程(急热骤冷工艺)中完成银导体膜的烧结附着，由于烧结时间短(总时间250Sec)和温度骤变条件相当苛刻，要求导电细线无脱落断线，在功率满足要求的情况下，与外蓄电池连接的电极的焊接及附着强度也有具体要求，另外耐候性及耐擦洗等后步要求也较苛刻。

为开发电学性能稳定、高导电率、具有良好细线印刷性能及优良附着性的高性能电子浆料，本发明采用改进的研磨设备，制备颗粒尺度10～100纳米的银粒子，同时采用水溶性高分子分散剂体系，在银颗粒表面形成保护层，提供空间位阻，避免絮凝，制备水性纳米电子银浆。相比于传统的溶剂型银浆，本发明产品在日益注重环保的今天，具有更加现实的意义，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电学性能稳定、高导电率、具有良好细线印刷性能及优良附着性的高性能电子浆料，本发明采用改进的研磨设备，制备颗粒尺度10～100纳米的银粒子，同时采用水溶性高分子分散剂体系，在银颗粒表面形成保护层，提供空间位阻，避免絮凝，制备水性纳米电子银浆。

本发明提供的水性纳米电子银浆，其特征在于：该浆料由以下组分组成，各组分的重量百分比如下：

其总量满足100％。

本发明还提供了一种水性纳米电子银浆的制备方法，其特征在于具体步骤如下：按比例取5～20wt％的聚乙烯吡咯烷酮、0.5～5wt％的乙二醇、0.5～3wt％的流平剂和消泡剂，溶解在15～40wt％的去离子水中，然后加入55～80wt％的粗银粉，经输液泵输入低速搅拌的容器中，溶液由此进入改装的研磨机中进行循环研磨，为防止高温下发生反应导致浆料变质，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保护气体，优选氩气，循环研磨2～8小时，使银粒子的细度达到10～100纳米，收集研磨液，封装即得水性纳米电子银浆产品。

本发明提供的水性纳米电子银浆，其特征在于可用于厚膜印刷技术制备太阳能硅片上的光电转化电极、汽车玻璃电热除霜线、真空显示器件的驱动电极等产品，也可以用于制作防菌材料。

相比于现有技术中的方案，本发明的优点在于：改进的研磨设备，使得银颗粒可以细至10～100纳米；采用水性高分子分散剂，使得纳米银颗粒能够稳定分散在水性体系中，从而获得真正纳米级的水性电子银浆。相比于传统的溶剂型银浆，本发明产品在日益注重环保的今天，具有更加现实的意义。本发明制备的水性纳米电子银浆，粒度小、分布窄、稳定性佳，可用于厚膜印刷技术制备太阳能硅片上的光电转化电极、汽车玻璃电热除霜线、真空显示器件的驱动电极等产品，也可以用于制作防菌材料，具有广阔的应用前景。

具体实施方式