CN103117105B - 一种导电浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导电浆料，其是由下述重量份的原料制得：A料65-75，B料15-20，C料10-15；所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉40-45、16-25μm银粉10-15、61-90nm银粉10-15、1-5μm玻璃粉8-12、有机载体A 15-20；所述的B料由下述重量份的原料制得：1-5μm铝粉45-55、16-25μm铝粉10-15、20-25μm玻璃粉8-12、有机载体B 15-20；所述的C料由下述重量份的原料制得：1-5μm铜粉50-55、30-60nm铜粉5-10、10-15μm玻璃粉3-6、有机载体C 10-20。本发明所得的导电浆料不含铅,完全符合环保要求,应用于太阳能电池的生产，能在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时选用了不同粒径的银粉与铝，铜粉粉，增加粒子间的接触面积，从而提高了银浆的导电能力。
Description
技术领域
本发明涉及电子精细化学品领域，确切地说是一种导电浆料。
背景技术
导电浆料是电子元器件封装、电极和互联的关键材料,主要包括烧渗型导电浆料和固化型导电胶(导电油墨)两大类。
烧渗型导电浆料主要用在太阳能电池等行业，烧结后作电极使用，固化型导电油墨广泛应用在印刷电路以及电子封装等行业。
导电浆料根据其中的填料不同，可以分为碳浆（石墨导体），金属浆料（金粉，银粉，铜粉，银铜合金），以及改性的陶瓷浆料。
性能比较，贵金属填料的导电性最好，碳浆其次。但黄金价格太高，铜粉的耐氧化性不好，银粉和银铜粉在价格和性能上较为均衡。碳浆的耐磨性银浆的要好。
太阳能电池导电浆料由银粉、铝粉、无机粘结料、有机载体及相关助剂等组成。在大多数的电子浆料中、无机粘结料主要是低熔点的含铅玻璃粉，对环境污染大和可焊接性差是其主要缺陷。因此，导电浆料的无铅化已成为必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效、环保、无铅的导电浆料。
上述目的通过以下方案实现：
一种导电浆料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：A料65-75，B料15-20，C料10-15；
所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉40-45、16-25μm银粉10-15、61-90nm银粉10-15、1-5μm玻璃粉8-12、有机载体A15-20；
所述的B料由下述重量份的原料制得：1-5μm铝粉45-55、16-25μm铝粉10-15、20-25μm玻璃粉8-12、有机载体B15-20；
所述的C料由下述重量份的原料制得：1-5μm铜粉50-55、30-60nm铜粉5-10、10-15μm玻璃粉3-6、有机载体C10-20；
所述的玻璃粉由下述重量份的原料制得：五氧化二钒15-20、三氧化二铬3-5、三氧化二铝5-10、二氧化锰3-5、二氧化铈3.5-5.7、三氧化二硼9-12、二氧化硅25-35、氧化钠2-4、氧化锶4.5-7.5、氧化铜7-9；
所述的有机载体A由下述重量份的原料制得：乙基纤维素4-6，酚醛环氧树脂4.5-8.5，松香0.5-2，硬酯酸钙1.3-3.4，松油醇30-40。
所述的有机载体B由下述重量份的原料制得：C5石油树脂8-10，丙二醇单丁醚4-6，乙二醇苯醚30-40。
所述的有机载体C由下述重量份的原料制得：氯乙烯醋酸乙烯10-12，溶剂DBE20-25，甲基异丁基酮15-17。
所述的一种导电浆料，其特征在于：
制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取制备玻璃粉所需各原料放入石英坩埚里混匀，后放入电炉中于1100-1300℃烧结25-35min，再将所得熔化后的玻璃液倒入冷水中，然后球磨，过200-300目筛，冷却，再在600-700℃保温5-6小时，然后，再用去离子水淬火，球磨，过不同目数的筛，分别收集得到1-5μm玻璃粉，10-15μm玻璃粉和20-25μm玻璃粉，再分别用10-15%盐酸浸泡1-2小时，然后用去离子水洗净至中性，烘干得不同粒径的玻璃粉备用；
（2）按重量份将松香、硬酯酸钙、松油醇混匀，在75-90℃下，依次加入乙基纤维素、酚醛环氧树脂，溶解后搅拌均匀后即得有机载体A的备用；
（3）按重量份将C5石油树脂、丙二醇单丁醚、乙二醇苯醚溶解后，搅拌均匀即得有机载体B备用；
（4）按重量份将氯乙烯醋酸乙烯、溶剂DBE、甲基异丁基酮溶解后，搅拌均匀即得有机载体C备用；
（5）将步骤（1)所制得的1-5μm的玻璃粉按重量份加入步骤（2）所制得的有机载体A中，搅拌混和，再每隔20-30分钟依次按重量份加入1-5μm银粉、16-25μm银粉、61-90nm银粉，搅拌混合1.5-2.5小时，得到A料；
（6）将步骤（1)所制得的20-25μm玻璃粉加入步骤（3）所制得的有机载体B中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入1-5μm铝粉、16-25μm铝粉、搅拌混合2-3小时，得到B料；
（7）将步骤（1)所制得的10-15μm玻璃粉加入步骤（4）所制得的有机载体C中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入1-5μm铜粉，30-60nm铜粉，搅拌混合2-3小时，得到C料；
（8）将A料、B料、C料按重量份混匀，球磨，研磨至浆料细度小于10μm，调粘度，粘度为120-200Pa·s，即得。
本发明的有益效果为：
1、本发明所得的导电浆料不含铅,完全符合环保要求,应用于太阳能电池的生产，能在太阳能电池表面形成附着力强、电池光电转换效率高，同时选用了不同粒径的银粉与铝，铜粉粉，增加粒子间的接触面积，从而提高了银浆的导电能力；
2、本发明在导电浆料中添加了铜粉、铝粉能够有助于降低银浆生产成本，节省大量的贵金属银，同时改善银浆的导电性能，从而达到了降低太阳能电池制造成本的目的，取得了良好的经济效益。同时本发明工艺简单,成本低,因而具有广阔的应用前景。
具体实施方式
一种导电浆料，其是由下述重量份（kg）的原料制得：A料75，B料20，C料15；
所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉40、16-25μm银粉15、61-90nm银粉10、1-5μm玻璃粉12、有机载体A20；
所述的B料由下述重量份的原料制得：1-5μm铝粉48、16-25μm铝粉10、20-25μm玻璃粉12、有机载体B20；
所述的C料由下述重量份的原料制得：1-5μm铜粉55、30-60nm铜粉7、10-15μm玻璃粉6、有机载体C18；
所述的玻璃粉由下述重量份的原料制得：五氧化二钒20、三氧化二铬5、三氧化二铝8、二氧化锰5、二氧化铈5.3、三氧化二硼12、二氧化硅30、氧化钠4、氧化锶6.5、氧化铜9；
所述的有机载体A由下述重量份的原料制得：乙基纤维素5，酚醛环氧树脂7.5，松香1.5，硬酯酸钙2.4，松油醇35。
所述的有机载体B由下述重量份的原料制得：C5石油树脂10，丙二醇单丁醚6，乙二醇苯醚38。
所述的有机载体C由下述重量份的原料制得：氯乙烯醋酸乙烯12，溶剂DBE25，甲基异丁基酮17。
所述的一种导电浆料，制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取制备玻璃粉所需各原料放入石英坩埚里混匀，后放入电炉中于1200℃烧结30min，再将所得熔化后的玻璃液倒入冷水中，然后球磨，过200目筛，冷却，再在700℃保温6小时，然后，再用去离子水淬火，球磨，过不同目数的筛，分别收集得到1-5μm玻璃粉，10-15μm玻璃粉和20-25μm玻璃粉，再分别用15%盐酸浸泡1小时，然后用去离子水洗净至中性，烘干得不同粒径的玻璃粉备用；
（2）按重量份将松香、硬酯酸钙、松油醇混匀，在90℃下，依次加入乙基纤维素、酚醛环氧树脂，溶解后搅拌均匀后即得有机载体A的备用；
（3）按重量份将C5石油树脂、丙二醇单丁醚、乙二醇苯醚溶解后，搅拌均匀即得有机载体B备用；
（4）按重量份将氯乙烯醋酸乙烯、溶剂DBE、甲基异丁基酮溶解后，搅拌均匀即得有机载体C备用；
（5）将步骤（1)所制得的1-5μm的玻璃粉按重量份加入步骤（2）所制得的有机载体A中，搅拌混和，再每隔20分钟依次按重量份加入1-5μm银粉、16-25μm银粉、61-90nm银粉，搅拌混合1.5小时，得到A料；
（6）将步骤（1)所制得的20-25μm玻璃粉加入步骤（3）所制得的有机载体B中，搅拌混和，再每次间隔40分钟依次加入1-5μm铝粉、16-25μm铝粉,搅拌混合3小时，得到B料；
（7）将步骤（1)所制得的10-15μm玻璃粉加入步骤（4）所制得的有机载体C中，搅拌混和，再每次间隔35分钟依次加入1-5μm铜粉，30-60nm铜粉，搅拌混合2小时，得到C料；
（8）将A料、B料、C料按重量份混匀，球磨，研磨至浆料细度小于10μm，调粘度，粘度为120-200Pa·s，即得。
采用丝网印刷机将银浆印刷于125mm×125mmSi基板上，然后在180℃干燥，再在880℃进行快速烧制电极引线，高温烧结后制成的电极引线表面银白，光滑无缺陷，剥离强度13N/cm,锡焊性能良好，方阻＜10Siements/sq，制备的太阳能电池光电转化效率为20.0%，拉力测试结果为附着力>12N/mm2。
Claims (4)
1.一种导电浆料，其特征在于，其是由下述重量份的原料制得：A料65-75，B料15-20，C料10-15；所述的A料由下述重量份的原料制得：1-5μm银粉40-45、16-25μm银粉10-15、61-90nm银粉10-15、1-5μm玻璃粉8-12、有机载体A15-20；所述的B料由下述重量份的原料制得：1-5μm铝粉45-55、16-25μm铝粉10-15、20-25μm玻璃粉8-12、有机载体B15-20；所述的C料由下述重量份的原料制得：1-5μm铜粉50-55、30-60nm铜粉5-10、10-15μm玻璃粉3-6、有机载体C10-20；所述的玻璃粉由下述重量份的原料制得：五氧化二钒15-20、三氧化二铬3-5、三氧化二铝5-10、二氧化锰3-5、二氧化铈3.5-5.7、三氧化二硼9-12、二氧化硅25-35、氧化钠2-4、氧化锶4.5-7.5、氧化铜7-9；所述的有机载体A由下述重量份的原料制得：乙基纤维素4-6，酚醛环氧树脂4.5-8.5，松香0.5-2，硬酯酸钙1.3-3.4，松油醇30-40。
2.根据权利要求1所述的一种导电浆料，其特征在于：所述的有机载体B由下述重量份的原料制得：C5石油树脂8-10，丙二醇单丁醚4-6，乙二醇苯醚30-40。
3.根据权利要求1所述的一种导电浆料，其特征在于：所述的有机载体C由下述重量份的原料制得：氯乙烯醋酸乙烯10-12，溶剂DBE20-25，甲基异丁基酮15-17。
4.根据权利要求1所述的一种导电浆料，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份称取制备玻璃粉所需各原料放入石英坩埚里混匀，后放入电炉中于1100-1300℃烧结25-35min，再将所得熔化后的玻璃液倒入冷水中，然后球磨，过200-300目筛，冷却，再在600-700℃保温5-6小时，然后，再用去离子水淬火，球磨，过不同目数的筛，分别收集得到1-5μm玻璃粉，10-15μm玻璃粉和20-25μm玻璃粉，再分别用10-15%盐酸浸泡1-2小时，然后用去离子水洗净至中性，烘干得不同粒径的玻璃粉备用；
（2）按重量份将松香、硬酯酸钙、松油醇混匀，在75-90℃下，依次加入乙基纤维素、酚醛环氧树脂，溶解后搅拌均匀后即得有机载体A的备用；
（3）按重量份将C5石油树脂、丙二醇单丁醚、乙二醇苯醚溶解后，搅拌均匀即得有机载体B备用；
（4）按重量份将氯乙烯醋酸乙烯、溶剂DBE、甲基异丁基酮溶解后，搅拌均匀即得有机载体C备用；
（5）将步骤（1)所制得的1-5μm的玻璃粉按重量份加入步骤（2）所制得的有机载体A中，搅拌混和，再每隔20-30分钟依次按重量份加入1-5μm银粉、16-25μm银粉、61-90nm银粉，搅拌混合1.5-2.5小时，得到A料；
（6）将步骤（1)所制得的20-25μm玻璃粉加入步骤（3）所制得的有机载体B中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入1-5μm铝粉、16-25μm铝粉、搅拌混合2-3小时，得到B料；
（7）将步骤（1)所制得的10-15μm玻璃粉加入步骤（4）所制得的有机载体C中，搅拌混和，再每次间隔30-40分钟依次加入1-5μm铜粉，30-60nm铜粉，搅拌混合2-3小时，得到C料；
（8）将A料、B料、C料按重量份混匀，球磨，研磨至浆料细度小于10μm，调粘度，粘度为120-200Pa·s，即得。
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