CN100429727C - 铜银合金导体浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铜银合金导体浆料的制备方法。本发明用直流电弧等离子体方法,以高纯铜银合金原料作为阳极,以金属钨作为阴极,氢气比例为45%的氢气和氩气的混合气氛中制备铜银合金纳米粒子,粒子的平均粒径为80~100纳米,粒子中银含量为5~20wt%。浆料的质量组成为:纳米粒子35~50wt%,松油醇30~40wt%,玻璃粉5~20wt%,乙基纤维素1~5wt%,无水乙醇2~5wt%。浆料的制备方法是首先把松油醇、乙基纤维素、无水乙醇充分混合后,加入纳米粒子,充分搅拌后用超声波震荡,再加入玻璃粉,再次充分搅拌,再用超声波震荡后得到导体浆料。该浆料的烧结温度低,烧结时不需要保护气体,导电稳定性高于铜粉浆料,有望代替价格昂贵的金、银、钯导体浆料。
Description
技术领域:
本发明涉及纳米技术及微电子领域,特别是一种以铜银合金纳米粒子为主要原料的厚膜导体浆料及其制备方法。
背景技术:
电子工业中广泛使用导体浆料,导体浆料中常用的导体材料有金、银、钯、镍、铜等金属粉和碳粉。金、银、钯导体浆料导电性好,但价格昂贵,特别是银奖料在外电场中易产生离子迁移,影响绝缘。碳粉浆料的价格便宜,但导电性较其它材质差。镍粉浆料的导电性要求高的印刷电路版。铜粉浆料的导电性较好,价格便宜,但其导电性易受环境的影响,不很稳定。
发明内容:
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足,提供一种以铜银合金纳米粒子为主要原料的厚膜导体浆料及其制备方法。本发明与现有技术相比具有如下优点:浆料的烧结温度低,烧结时不需要保护气体,导电稳定性高于铜粉浆料,有望代替价格昂贵的金、银、钯导体浆料。本发明的目的是这样实现的,其特征是:
1、制备铜银合金纳米粒子
以高纯的铜银合金原料作为阳极,以金属钨作为阴极,在氢气和氩气的混合气氛下,用直流电弧等离子体方法制备出铜银合金纳米粒子,粒子的平均粒径为80-100纳米,粒子中银含量为5-20Wt%。
2、配置导体浆料
导体浆料的质量组成为:铜银合金纳米粒子35-50Wt%,松油醇30-45Wt%,玻璃粉5-25Wt%,乙基纤维素1-5Wt%,无水乙醇2-5玻Wt%。制备方法是首先把松油醇、乙基纤维素、无水乙醇充分混合后,加入璃粉,再次充分搅拌,再用超声波震荡15-20分钟后得到导体浆料。
3、烧结浆料
用300目不锈钢网印刷成膜或直接涂成膜,经充分凉干后,再1.33Pa真空条件加热到50-220℃保温50-70分钟,然后再真空条件下自然冷却至70℃以下,关闭抽气泵,使之自然冷却到室温,6小时后取出即使成品。
具体实施方式:
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1
用银含量为5.5Wt%的铜银合金原料作为阳极,以金属钨作为阴极,在氢气比例为45%的氢气和氩气的混合气氛下,用直流电弧等离子体方法制备出银含量为5Wt%的铜银合金纳米粒子,粒子的平均粒径为86纳米。按质量百分比分别称取铜银合金纳米粒子40Wt%,松油醇42Wt%,玻璃粉15Wt%,乙基纤维素1Wt%,无水乙醇2Wt%。首先把松油醇、乙基纤维素、无水乙醇充分混合后,加入铜银合金纳米粒子,充分搅拌后用超声波震荡20分钟,再加入玻璃粉,再次充分搅拌,再用超声波震荡20分钟后得到导体浆料。
烧结浆料:用300目不锈钢网印刷成膜,经充分凉干后,在1.33Pa真空条件加热到70℃保温60分钟,然后在真空条件下自然冷却至60℃,关闭抽气泵,使之自然冷却到室温,6小时后取出。
得到的膜层性能指标:方阻75mΩ/□,附着力大于5N/mm2
实施例2
用银含量为8Wt%的铜银合金原料作为阳极,以金属钨作为阴极,在氢气比例为45%的氢气和氩气的混合气氛下,用直流电弧等离子体方法制备出银含量为8.5Wt%的铜银合金纳米粒子,粒子的平均粒径为90纳米。按质量百分比分别称取铜银合金纳米粒子45Wt%,松油醇45Wt%,玻璃粉10Wt%,乙基纤维素1.5Wt%,无水乙醇3.5Wt%。首先把松油醇、乙基纤维素、无水乙醇充分混合后,加入铜银合金纳米粒子,充分搅拌后用超声波震荡20分钟,再加入玻璃粉,再次充分搅拌,再用超声波震荡15分钟后得到导体浆料。
烧结浆料:用300目不锈钢网印刷成膜,经充分凉干后,在1.33Pa真空条件加热到120℃保温65分钟,然后再真空条件下自然冷却至65℃,关闭抽气泵,使之自然冷却到室温,6小时后取出。
得到的膜层性能指标:方阻60mΩ/□,附着力大于5N/mm2
实施例3
用银含量为18Wt%的铜银合金原料作为阳极,以金属钨为阴极,在氢气比例为45%的氢气和氩气的混合气氛下,用直流电弧等离子体方法制备出银含量为19Wt%的铜银合金纳米粒子,粒子的平均粒径为98纳米。按质量百分比分别称取铜银合金纳米粒子50Wt%,松油醇35Wt%,玻璃粉10Wt%,乙基纤维素2.5Wt%,无水乙醇2.5Wt%。首先把松油醇、乙基纤维素、无水乙醇充分混合后,加入铜银合金纳米粒子,充分搅拌后用超声波震荡15分钟,再加入玻璃粉,再次充分搅拌,再用超声波震荡20分钟后得到导体浆料。
烧结浆料:用300目不锈钢网印刷成膜,经充分凉干后,在1.33Pa真空条件加热到150℃保温50分钟,然后在真空条件下自然冷却至65℃,关闭抽气泵,使之自然冷却到室温,6小时后取出。
得到的膜层性能指标:方阻50mΩ/□,附着力大于5N/mm2。
Claims (1)
1、一种铜银合金导体浆料的制备方法,其技术特征是:用直流电弧等离子体方法,以高纯铜银合金原料作为阳极,以金属钨作为阴极,氢气比例为45%的氢气和氩气的混合气氛中制备铜银合金纳米粒子,粒子的平均粒径为80~100纳米,粒子中银含量为5~20wt%,浆料的质量组成为:纳米粒子35~50wt%,松油醇30~40wt%,玻璃粉5~20wt%,乙基纤维素1~5wt%,无水乙醇2~5wt%,浆料的制备方法是首先把松油醇、乙基纤维素、无水乙醇充分混合后,加入纳米粒子,充分搅拌后用超声波震荡15-20分钟,再加入玻璃粉,再次充分搅拌,再用超声波震荡15-20分钟后得到导体浆料。
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