[发明专利]导电金属膏组合物及其制造方法，以及利用其的电子装置的电极和导电电路

说明书

相关申请的引用 

本申请要求分别于2011年2月28日和2011年10月26日提交的韩国专利申请序列号10-2011-0017831和10-2011-0109937的权益，其全部内容并入本申请供参考。 

技术领域

本发明涉及导电金属膏组合物(导电金属糊组合物，conductive metal paste composition)、制造其的方法、以及利用其的各种电子装置的电极和导电电路，并且更具体地，涉及具有高导电性和在低温下可烧结的导电金属膏组合物、制造其的方法、以及利用其的各种电子装置的电极和导电电路。 

背景技术

在绝缘衬底中和在要求低温烧结的过程中使用导电膏。此时，主要使用利用银或金的膏组合物。然而，因为银和金价格昂贵，需要廉价的膏来替代它们。尤其是，能够在从低温烧结到高温烧结的宽温度范围下使用的导电膏组合物。 

近来，已试图在各种电气和电子装置中使用相对廉价的铜(Cu)膏。 

为了制造常规的导电铜膏，如图1，使用将微(米)尺度(micro-scale)的金属颗粒和片状亚微(米)颗粒(plate-like sub-micro particles)或具有比亚微(米)颗粒更小尺寸的颗粒混合的方法。然而，由以上方法制造的铜膏需要进行昂贵的后加工(后处理)以确保颗粒之间的均匀混合和高分散性，且在确保经低温烧结的高导电性方面存在困难。 

另外，如图2，(有人)提出通过将纳米尺寸的金属颗粒与可分散树脂混合来制作膏的方法。然而，在该方法中，颗粒的表面积由于小粒径颗粒而增大。因此，用于保持分散性的有机分散剂的含量增大，且因此存在以下缺点：膏的粘度与含有相同金属含量的膏相比大大增加，并且烧结期间体积收缩增大。 

同时，膏组合物应在低温下烧结，优选低于200℃，以通过在衬底上印刷导电金属膏而形成电极，其中衬底包含不适合高温加工的聚合物、玻璃、非晶硅等。然而，在目前使用的导电金属膏组合物的情况中，因为它们具有高于300℃的烧结温度，而难于将它们应用到以上技术领域中。 

因此，为了进行低温烧结，需要纳米现象(熔点降低)，并需要满足其的导电金属膏组合物。 

发明内容

发明了本发明以克服上面所描述的问题，且因此本发明的一个目的在于提供可在低温下烧结的导电金属膏组合物，其具有高分散性并能够形成高密度的导电电路。 

本发明的另一个目的在于提供制造该导电金属膏组合物的方法。 

本发明的又一个目的在于提供利用该导电金属膏组合物的各种电子装置(电子器件，electronic devices)的电极和导电电路。 

根据本发明以达到其目的的一个方面，提供了一种导电金属膏组合物，包括：导电金属颗粒，其包括具有小于100nm的粒径且表面涂覆有包封材料(帽封材料、覆盖材料，capping material)的第一金属颗粒和具有大于100nm的粒径的第二金属颗粒；粘合剂；以及溶剂。 

涂覆在第一金属颗粒表面上的包封材料，可包括分子中的-N-和-O-元素(elements)。 

可优选包封材料为脂肪酸或脂肪族胺。 

包封材料可在整个膏组合物中以0.01至25wt％被包含。 

导电金属可以为选自由铜、银、金、镍、铂、钯、以及它们的盐组成的组中的一种或多种。 

可优选第一金属颗粒和第二金属颗粒以1∶1至1∶30的重量比被包含。 

粘合剂可以为选自由纤维素树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、乙烯树脂、亚胺树脂(酰亚胺树脂，imide resin)、酰胺树脂、以及丁缩醛树脂组成的组中的一种或多种。 

溶剂可以为选自以下中的一种或多种：选自由甲苯、甲基乙基酮(甲乙酮、丁酮，methyl ethyl ketone)、以及甲基异丁酮组成的组中的一种或多种有机溶剂；选自由石蜡油、十四烷、四氢萘、以及矿物油组成的组中的一种或多种非极性溶剂；以及选自由丙醇、异丙醇、松油醇(萜品醇，terpineol)、丁基卡必醇(butyl carbitol)、以及新癸酸酯(neodecanoate)组成的组中的一种或多种极性溶剂。 

导电金属膏组合物可以包含50至95wt％的导电金属颗粒(包括第一金属颗粒和第二金属颗粒)、0.01至10wt％的粘合剂、以及余量的溶剂。 

导电金属膏组合物具有在低于200℃下可烧结的性质。