[发明专利]一种铜导电浆料及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种铜导电浆料，所述铜导电浆料以下原料组分及质量百分含量：包覆有纳米铜粉层的微米铜粉65~90wt%；分散剂0.1~5wt%；溶剂9~34%。本发明所述的一种铜导电浆料使用微米铜粉作为主体导电填料，价格便宜，堆积密度高，电子传导效率高；微米铜粉表面包覆有一层纳米铜，纳米铜分散均匀，易于烧结；通过丝网印刷后直接进行光烧结，工艺简单并且适用于大规模生产；烧结后的线路电阻低，耐弯折性高；通过在体系中加入稳定剂，在烧结过程中还原氧化铜，减少了铜线中氧化铜的含量，获得低氧化铜含量的导电线路。

技术领域

本发明涉及一种电子浆料，特别是涉及一种基于纳米铜包覆微米铜的闪灯烧结电子浆料。

背景技术

采用纳米铜制备导电铜浆代替导电银浆是目前研究的热点方向，特别是利用闪灯烧结纳米铜浆料的技术，能够在热敏感基材上得到铜导电线路。闪灯烧结是一种新型电子浆料烧结技术，它是采用宽光谱、高能量的脉冲光对纳米材料浆料进行固化烧结并获得印刷电子器件的物理性能，其原理主要是高能光子与纳米颗粒相互作用，使得纳米颗粒吸收能量后相互聚集融合，形成功能材料薄膜。闪灯烧结纳米铜浆料制备导电线路技术的广泛应用仍然存在诸多不足：1)纳米粒子容易氧化，电子浆料难以稳定保存；需要严格控制烧结条件，；2)采用纳米粒子造成线路中的接触点多，不利于制备低电阻率的导电线路；3)单纯采用铜纳米粒子的制造成本较高，相比银粉的性价比优势并不显著。而采用微米铜粉进行烧结，由于铜粉的熔点较高，颗粒之间只能实现局部熔合，熔合程度小，颗粒之间的结合力弱，导致烧结后线路耐弯折性能差，耐磨性差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于纳米铜包覆微米铜的闪灯烧结电子浆料，用于解决现有技术中闪灯烧结电子浆料导电率低和不耐弯折的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请是通过如下技术方案实现的。

本发明提供一种铜导电浆料，所述铜导电浆料包括以下原料组分及重量百分含量：

包覆有纳米铜粉层的微米铜粉 65～90wt％

分散剂 0.1～5wt％

溶剂 9～34％。

优选地，所述包覆有纳米铜粉层的微米铜粉的重量百分含量为70～85wt％。更优选地，所述包覆有纳米铜粉层的微米铜粉的重量百分含量为77～82wt％。

优选地，溶剂的重量百分含量为10～30wt％。更优选地，溶剂的重量百分含量为14～19wt％。

优选地，分散剂的重量百分含量为0.8～2.5wt％。

优选地，溶剂的重量百分含量为14～19wt％。

在微米颗粒表面包覆纳米结构的技术已经有较多研究，纳米铜包覆微米铜可以通过在微米铜表面的化学还原铜盐制备。陈庆春在《特殊形貌微米铜粉的水热制备》一文中指出，利用D-山梨(糖)醇作为还原剂，以无水硫酸铜为铜源，利用水热法能够合成表面具有亚微米颗粒包覆的多面体结构铜粉。专利申请号200810025661.4公开了一种含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒，将银粉、银包铜粉或银-铜混合粉体分散在溶剂中,然后用还原性化合物使银盐还原为纳米银粉,并沉积在所述基质表面,最后再过滤、干燥,得到含有纳米级别表面结构的微米银-铜颗粒。通过化学还原法可以实现纳米铜粉包覆微米铜粉的制备，作为其中一种实现方法，将微米铜粉分散在乙醇和水的混合液中，高速搅拌，并按照摩尔比1:2加入铜盐(硝酸铜，硫酸铜)和氢氧化钠，然后滴加等摩尔量的抗坏血酸水溶液，搅拌30min，滴加水合肼直到溶液变黑或者暗红色，停止搅拌，离心分离并用乙醇洗涤过滤得到纳米铜包覆的微米铜粉。

优选地，所述纳米铜粉层的厚度为10～300nm。