CN103146249B

CN103146249B - 一种纳米金-锡-铜合金导电油墨

Info

Publication number: CN103146249B
Application number: CN201310065593.5A
Authority: CN
Inventors: 曹小真; 陈信华
Original assignee: LIYANG XINLI MACHINERY CASTING CO Ltd
Current assignee: LIYANG XINLI MACHINERY CASTING CO Ltd
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2033-03-01
Also published as: CN103146249A

Abstract

本发明公开了一种纳米金-锡-铜合金导电油墨，按质量百分比计，其包括以下组份：纳米金-锡-铜合金微粒：10％～50％，溶剂：20％～70％，助剂：5％～10％；其中，所述纳米金-锡-铜合金微粒的粒径分布范围为20nm～100nm。

Description

一种纳米金-锡-铜合金导电油墨

技术领域：

本发明属于印刷电路板技术领域，涉及一种印刷电路板用导电油墨，特别是涉及一种纳米金-锡-铜合金导电油墨。

背景技术：

在印刷电路板中，构成线路的材料可以采用导电油墨通过印刷工艺来形成。通常的做法是将导电油墨印在印刷电路基板上，然后使油墨在室温下固化，或在烘箱内固化。导电油墨通常是通过将银粉加入到粘结剂和溶剂的混合物中制成的。也可以使用其他金属，如铜和金。尽管所使用的银和其他金属具有良好的导电性，但其功函数高。这可以体现在通过这些材料的导体馈通工作电压的电子设备的高工作电压和高能耗上。然而，由于大量的电子设备用电池作为其能量来源，并且电子设备具有越来越多的耗能应用，效率和性能应该不断加以改进。

现有技术中构成印刷电路板线路的导电油墨一般分为金系导电油墨、银系导电油墨以及铜系导电油墨。铜系导电相比银系导电油墨的价格便宜，但是由于铜容易氧化，所以导致铜系导电的导电性能不稳定。银系导电油墨虽然导电性能较好，但是银系导电油墨烘干后所形成的导电线路都较软，而且银系油墨形成的线路在直流大电流的工作环境中，由于容易产生银迁移，因此线路的电学性能不能完全满足直流大电流的工作环境需求，而且，银的功函数高，高的功函数，导致了低性能和低效率。与银系油墨和铜系油墨相比较，金系导电油墨的抗氧化性能最好，强度适中。

但是，由于金系油墨的成本较高，如果油墨的导电微粒都采用金来制作，其成本劣势不容忽视。因此，有必要研究一种既能适合在直流大电流下稳定工作，又能尽可能降低成本的导电油墨，通过采用这种导电油墨来制作印刷电路板的导电线路，并与线路阻焊工艺结合，从而提升印刷电路板的性能和使用寿命。

专利公开号为：CN 1783355A的中国发明专利公开了一种铜银合金导体浆料及其制备方法，在该专利中浆料的组分含量分别为：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2～5Wt％。所述铜银合金纳米粒子的平均粒径为80～100纳米，粒子中银含量为5～20Wt％。但是该纳米铜银合金导电浆料的烧结温度仍然维持在210℃～220℃，仍然有所偏高，该偏高的烧结温度容易导致电路板短路或者失效。

发明内容：

为此，本发明提供一种制作印刷电路板线路的导电油墨，该导电油墨具有纳米金-锡-铜合金，采用该导电油墨来构成印刷电路板线路，不仅可以降低烧结温度，而且纳米金-锡-铜合金抗氧化能力也相对较高，因此烧结时不需要保护气体。

本发明提出的纳米金-锡-铜合金导电油墨按质量百分比计，包括以下组份：

纳米金-锡-铜合金微粒：10％～50％，溶剂：20％～70％，助剂：5％～10％。其中，所述纳米金-锡-铜合金微粒的粒径分布范围为20nm～100nm。

其中，溶剂包括：水、醇类、醚类和酯类的一种或多种；其中醇类包括：由乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、苯甲醇。醚类包括：乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚组成的组中的一种或多种。酯类包括：醋酸丁酯或醋酸乙酯。

其中，助剂包括表面活性剂、分散剂、还原剂中的一种或多种；

其中，表面活性剂包括：由硬脂酸、油酸、月桂酸、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、果胶酸钠、羟甲基淀粉等组成的组中的一种或多种；

其中，分散剂包括：由烷基硫醇、烷基酸、烷基胺、烷基磷酸组成的组中的一种或多种；还原剂包括：由抗坏血酸、水合肼、甲酸和甲醛组成的组中的一种或多种；

优选地，所述纳米金-锡-铜合金微粒中金、锡和铜的含量按质量百分比计，分别为：

金：2％～5％，锡：5％～15％，铜：80％～95％

更优选地，所述纳米金-锡-铜合金微粒中银、锡和铜的含量按质量百分比计，分别为： 3％，7％，90%。

具体实施方式：

下面通过具体实施方式对本发明的纳米金-锡-铜合金油墨进行详细说明。

实施方式1：

本实施方式的纳米金-锡-铜合金导电油墨按质量百分比计，包括：纳米金-锡-铜合金微粒：10％～50％，溶剂：20％～70％；助剂：5％～10％。其中，所述纳米金-锡-铜合金微粒中金、锡和铜的含量按质量百分比计，分别为：金：2％～5％，锡：5％～15％，铜：80％～95％；所述纳米金-锡-铜合金微粒的粒径分布范围为20nm～100nm。

其中，溶剂包括：水、醇类、醚类和酯类的一种或多种；其中醇类包括：由乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、苯甲醇组成的组中的一种或多种。

其中，醚类包括：乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚组成的组中的一种或多种。

其中，酯类包括：醋酸丁酯或醋酸乙酯。

其中，分散剂包括：由烷基硫醇、烷基酸、烷基胺、烷基磷酸组成的组中的一种或多种；还原剂包括：由抗坏血酸、水合肼、甲酸和甲醛组成的组中的一种或多种。

实施方式2：

本实施方式的纳米金-锡-铜合金导电油墨按质量百分比计，包括：纳米金-锡-铜合金微粒：40％，溶剂：52％；助剂：8％。其中，所述纳米金-锡-铜合金微粒中金、锡和铜的含量按质量百分比计，分别为： 3％、7％，90%。；所述纳米金-锡-铜合金微粒的粒径分布范围为30nm。

其中，酯类包括：醋酸丁酯或醋酸乙酯。

本发明采用纳米金-锡-铜合金代替纳米铜银合金作为导电油墨中的导电填料，既降低了导电油墨的烧结温度，同时相比纳米铜银合金导电油墨而言，提高了导电油墨在烧结时的抗氧化能力。

以上实施方式已经对本发明进行了详细的介绍，但上述实施方式并非为了限定本发明的范围，本发明的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims

1.一种纳米金-锡-铜合金导电油墨，按质量百分比计，其包括以下组份：

纳米金-锡-铜合金微粒：40％，溶剂：52％，助剂：8％；其中，所述纳米金-锡-铜合金微粒的粒径为30nm;

所述纳米金-锡-铜合金微粒中金、锡和铜的含量按质量百分比计，分别为：3％，7％，90%;其中，溶剂包括：水、醇类、醚类和酯类的一种或多种；其中醇类包括：由乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、苯甲醇组成的组中的一种或多种；醚类包括：由乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚组成的组中的一种或多种；酯类包括：醋酸丁酯或醋酸乙酯;

其中，助剂包括表面活性剂、分散剂、还原剂中的一种或多种;

其中，表面活性剂包括：由硬脂酸、油酸、月桂酸、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、果胶酸钠、羟甲基淀粉组成的组中的一种或多种;

其中，分散剂包括：由烷基硫醇、烷基酸、烷基胺、烷基磷酸组成的组中的一种或多种;

还原剂包括：由抗坏血酸、水合肼、甲酸和甲醛组成的组中的一种或多种。