[发明专利]一种空气中可烧结感光银包铜电极浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极浆料及其制备方法，具体的说，涉及一种空气中可烧结感光银包铜电极浆料及其制备方法。

背景技术

感光性导电浆料可用于制备高精密度的电子元件。感光性导电浆料常用金、钯、银、镍、铜等金属超细粉体作为主要功能相。银具有极其优良的导电性、导热性、耐氧化性和低接触电阻，因而被广泛应用在印刷电路和电子元件中。但是银电极在外加电压和湿热条件下会产生电迁移现象而导致短路，这是电子产品小型化、高集成化的一大难题，尤其是等离子显示屏需要大量高质量的感光性银电极浆料，且随着电子工业的迅猛发展和银价的持续走高，电子行业迫切需求一种可以替代银粉的新型导电浆料。铜的成本较低，导电性好，抗迁移能力远远大于银，但在高温烧结时容易被氧化，而采用银包铜粉替代纯银粉，既能降低成本，提高电极的抗迁移性能，又解决了可在空气中烧结的问题，因而具有广阔的市场前景。

采用纯铜粉或铜银复合粉作为电极浆料的功能项已有许多专利和文献报道。公告号为CN 102664057A的专利公开了一种用于片式陶瓷电容器表层电极的铜电极浆料，须在氮气保护下烧结。公告号为CN 102664057A的专利公开了一种用于片式陶瓷电容器表层电极的铜电极浆料，须在氮气保护下烧结。公告号为CN 102610297A的专利公开了一种用于太阳能电池的银包铜导电浆料，未标明烧结条件。公告号CN 100429727C的专利公开了一种铜银合金导体浆料及其制备方法，由于金属相的熔点较低，可在真空中烧结。美国专利公告号为US20110095239A1提出在铜粉中加入0.05～10%重量的金属铋，美国专利公告号为US20110031448A1提出在铜粉中加入0.07～10%重量的金属铝，由制成的铜铋合金粉和铜铝合金粉配制成导电浆料具有一定的抗氧化性，仅能在低氧浓度下烧结。美国专利US7393586B2提出在铜粉表面包覆二氧化硅，显著提高了高温抗氧化性能，但对形成的电极电阻率影响较大。美国专利US8129088B2通过在铜浆料中加入8～25%硼粉解决空气中烧结时铜粉易氧化的问题，存在的问题是在浆料中加入大量硼粉导致制备的电极电阻过大。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低廉、重复性好的空气中可烧结感光银包铜电极浆料及其制备方法，且该浆料导电性能好、抗氧化能力强、可在空气中烧结。

技术方案：

一种空气中可烧结感光银包铜电极浆料，该浆料各组分按重量百分比为：银包铜粉40%～65%，玻璃粉2～9%，感光活性单体6～12%，光聚合引发剂1～5%，有机溶剂10～30%，丙烯酸酯共聚树脂4～12%，其它添加剂1～3%。

所述的银包铜粉为包覆型核壳结构，核层为铜，壳层为银，呈球形，平均粒径在0.8～3微米之间，银含量以重量百分数计在35～65%之间。银包铜粉中的银含量可根据铜粉粒径的变化而变化，粒径小，则包覆的银多，粒径大，则包覆的银可以相对少一些，就可达到阻止氧化的目的。

所述的玻璃粉的组成以wt%计为Bi₂O₃ 60～75%、SiO₂ 1～10%、B₂O₃ 5～20%、ZnO 5～15%、Al₂O₃ 1～5%、BaO 1～3%、Na₂CO₃ 1～3%，玻璃的软化点控制在450～550℃之间，软化点过低，玻璃粉在烧结过程中会从电极中溢出，软化点过高，电极与基板的粘结较差。

所述的丙烯酸酯共聚树脂由丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸中的一种与丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸丁酯、乙基丙烯酸异丁酯、乙基丙烯酸羟乙酯中的至少一种聚合而成，且该共聚物分子量在7000～50000之间，酸值在110～160毫克氢氧化钾/克范围内。根据浆料粘度调节和易于显影的需要，确定共聚物的分子量和酸值。酸值低于110毫克氢氧化钾/克难以显影，高于160毫克氢氧化钾/克线条易被洗掉；分子量低于7000显影时图像易洗掉，分子量高于50000时难以显影。

所述的感光活性单体为1,6-己二醇二丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸脂，双季戊四醇五丙烯酸脂，双季戊四醇六丙烯酸脂，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种、二种或二种以上的混合物，在浆料中起交联作用。