CN108140444A - 用于形成可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是针对一种用于形成可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体的方法，其中通过在280℃至320℃的温度下加热来固化包含导电金属、聚酰亚胺和有机溶剂的糊料组合物。本发明还提供了一种电气装置，该电气装置含有通过本发明的方法形成的可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体。

Description

用于形成可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体的方法
技术领域
本发明是针对一种用于形成可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜(PTF)导体的方法。
背景技术
一般来讲，厚膜组合物包含赋予该组合物适当的电功能特性的功能相。该功能相包含分散在含有聚合物的有机溶剂中的电功能粉末。这些组合物将典型地含有粘合剂，例如玻璃料。烧制此种组合物以烧尽聚合物和溶剂并赋予电功能特性。然而，在聚合物厚膜的情况下，聚合物在干燥后仍作为组合物的组成部分并且仅去除溶剂。加工要求可以包括热处理，诸如如聚合物厚膜技术领域的技术人员已知的固化。
许多PTF组合物仅在最高达约200℃时是稳定的并且因此它们不适用于焊接，因为这是在200℃至260℃的温度下完成的。进一步地，许多当前的PTF电极组合物不能很好地与焊料润湿并且在焊接之后不具有良好的与基底的粘附性。
因此，本发明的主要目的是生产一种可以用于形成焊接后粘附在下面基底上的可焊接导体的PTF糊料组合物，以及一种用于形成此种导体的方法。
发明内容
本发明提供了一种用于形成可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体的方法，该方法包括以下步骤：
(i)提供基底；
(ii)制备糊料组合物，该糊料组合物包含：
(a)60wt％-95wt％的导电金属粉末；
(b)2wt％-6wt％的聚酰亚胺聚合物；以及
(c)有机溶剂，
其中wt％是基于该糊料组合物的总重量，该导电金属粉末分散在该有机溶剂中并且该聚酰亚胺聚合物溶解在该有机溶剂中，并且该导电金属粉末的重量与该聚酰亚胺聚合物的重量的比率是在13与40之间；
(iii)将该糊料组合物以所希望的图案施加到该基底上；并且
(iv)通过在280℃至320℃的温度下加热至少30分钟来固化步骤(iii)中施加的该糊料组合物，其前提是如果该导电金属粉末的重量与该聚酰亚胺聚合物的重量的比率大于30，则固化可以通过在250℃至320℃的温度下加热至少30分钟来完成。
在一个实施例中，在步骤(iii)之后但在步骤(iv)之前，将在步骤(iii)中施加的该糊料组合物通过在足以去除该有机溶剂的温度下加热而干燥。
在实施例中，该聚酰亚胺聚合物由式I表示：
其中X是C(CH3)2，O，S(O)2，C(CF3)2，O-Ph-C(CH3)2-Ph-O，O-Ph-O-或C(CH3)2、O、S(O)2、C(CF3)2、O-Ph-C(CH3)2-Ph-O、O-Ph-O-中的两种或更多种的混合物；
其中Y是选自下组的二胺组分或二胺组分的混合物，该组由以下各项组成：间苯二胺(MPD)、3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)、4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯(TFMB)、3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)、4,4’-(六氟异亚丙基)双(2-氨基苯酚)(6F-AP)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)；2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺(DAM)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(BAPP)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷(HFBAPP)、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB-133)、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4氨基苯基)六氟丙烷(双-A-AF)、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基-亚乙基)]、以及双苯胺(双苯胺-M)，其前提是：
i.如果X是O，那么Y不是间苯二胺(MPD)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)和3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)；BAPP、APB-133、或双苯胺-M；
ii.如果X是S(O)2，那么Y不是3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)；
iii.如果X是C(CF3)2，那么Y不是间苯二胺(MPD)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)、或3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)；并且
iv.如果X是O-Ph-C(CH3)2-Ph-O或O-Ph-O-，那么Y不是间苯二胺(MPD)、FDA、3,4’-ODA、DAM、BAPP、APB-133、或双苯胺-M。
本发明还提供了一种电气装置，该电气装置含有使用本发明的方法形成的可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体。
附图说明
图1说明了在对比实验和实例中使用的蛇形丝网印刷的糊料图案。
具体实施方式
本发明的方法涉及一种用于形成该可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜(PTF)导体的糊料组合物。该糊料组合物典型地用于形成可焊接的电导体并由此提供电气连接。当在指示的温度下固化时，所得导体示出了良好的焊料润湿性以及良好的与基底的粘附性。
该基于聚酰亚胺的聚合物厚膜糊料组合物的主要组分是导电金属粉末、聚酰亚胺聚合物和有机溶剂，
A.导电金属
本发明的聚合物厚膜组合物中的导电金属粉末是导电金属颗粒的粉末。
在一个实施例中，该导电金属选自下组，该组由以下各项组成：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni以及其混合物。在一个实施例中，导电颗粒可以包括银(Ag)。在另一个实施例中，导电颗粒可以例如包括以下项中的一项或多项：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni、Ag-Pd和Pt-Au。在另一个实施例中，导电颗粒可以包括以下项中的一项或多项：(1)Al、Cu、Au、Ag、Pd和Pt；(2)Al、Cu、Au、Ag、Pd和Pt的合金；以及(3)其混合物。在还另一个实施例中，导电颗粒可以包括涂覆有另一种金属的上述金属之一，例如涂覆Ag的Cu、涂覆Ag的Ni。实施例可以含有上述任何的混合物。
当金属为银时，其可以是呈银金属、银合金或其混合物的形式。银也可以是呈氧化银(Ag2O)，银盐如AgCl、AgNO3、AgOOCCH3(乙酸银)、AgOOCF3(三氟乙酸银)、正磷酸银(Ag3PO4)或其混合物的形式。也可使用与其他厚膜糊料组分相容的其他形式的银。
导电金属源可以是呈薄片形式、球形形式、颗粒形式、结晶形式、其他不规则形式以及它们的混合物。
为了在最终导电结构中获得高导电率，通常优选使导电金属的浓度尽可能地高，同时保持糊料组合物的与加工或最终用途有关的其他所需特征。
在一个实施例中，该导电金属是该聚合物厚膜糊料组合物的从约60wt％至约95wt％。在另一个实施例中，该导电金属的来源是该厚膜糊料组合物的固体组分的从约70wt％至约90wt％。如在此所用，重量百分比写为wt％。
在一个实施例中，该导电金属是银并且该银是该聚合物厚膜糊料组合物的从约60wt％至约95wt％。在另一个实施例中，该银是该厚膜糊料组合物的固体组分的从约70wt％至约90wt％。
导电金属的粒度不受任何特定限制。在实施例中，平均粒度可以小于10微米。在一方面，例如，平均粒度可为0.1至5微米。如在此所用，“粒度”意思是指“平均粒度”；“平均粒度”是指50％体积分布尺寸。50％体积分布尺寸可表示为d50。体积分布尺寸可通过本领域的技术人员所理解的许多方法来确定，这些方法包括但不限于使用Microtrac粒度分析仪(蒙哥马利维尔，宾夕法尼亚州(Montgomeryville,PA))的激光衍射和分散方法。还可采用激光散射，例如，使用从堀场仪器公司(Horiba Instruments Inc.)(尔湾，加利福尼亚州(Irvine,CA))可商购的型号LA-910粒度分析仪。
B.聚酰亚胺聚合物
可以经受最高达320℃的温度的聚酰亚胺聚合物可以用于本发明方法中使用的糊料组合物中。
在实施例中，该聚酰亚胺聚合物由式I表示：
其中X是C(CH3)2，O，S(O)2，C(CF3)2，O-Ph-C(CH3)2-Ph-O，O-Ph-O-或C(CH3)2、O、S(O)2、C(CF3)2、O-Ph-C(CH3)2-Ph-O、O-Ph-O-中的两种或更多种的混合物；
其中Y是选自下组的二胺组分或二胺组分的混合物，该组由以下各项组成：间苯二胺(MPD)、3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)、4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯(TFMB)、3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)、4,4’-(六氟异亚丙基)双(2-氨基苯酚)(6F-AP)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)；2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺(DAM)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(BAPP)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷(HFBAPP)、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB-133)、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4氨基苯基)六氟丙烷(双-A-AF)、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基-亚乙基)]、以及双苯胺(双苯胺-M)，其前提是：
i.如果X是O，那么Y不是间苯二胺(MPD)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)和3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)；BAPP、APB-133、或双苯胺-M；
ii.如果X是S(O)2，那么Y不是3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)；
iii.如果X是C(CF3)2，那么Y不是间苯二胺(MPD)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)、或3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)；并且
iv.如果X是O-Ph-C(CH3)2-Ph-O或O-Ph-O-，那么Y不是间苯二胺(MPD)、FDA、3,4’-ODA、DAM、BAPP、APB-133、或双苯胺-M。
在一个实施例中，该聚酰亚胺可以以干燥和粉末状的状态通过熟知的以下方法通过使以33/10/57(TFMB/6F-AP/6-FDA)的比率的单体2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(TFMB)、2,2双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(6F-AP)和六氟异亚丙基双邻苯二甲酸二酐(6-FDA)反应来制备：首先使聚酰胺酸在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中，用封端添加剂控制所述聚酰胺酸的分子量，然后化学地酰亚胺化并使用纯甲醇添加物使聚酰亚胺聚合物沉淀到DMAC溶液中。将沉淀物用纯甲醇洗涤若干次、过滤并且然后在大约200℃下干燥以形成干燥且可处理的粉末并将DMAC残留物减少至低于0.1％重量。可以将所得粉末在室温下干燥并储存或溶解在溶剂中准备用于形成该糊料组合物。
在另一个实施例中，该聚酰亚胺可以通过使以33/67(TFMB/6-FDA)的比率的TFMB和6-FDA反应来制备。
在一个实施例中，该聚酰亚胺聚合物是该聚合物厚膜糊料组合物的从约2wt％至约6wt％。
在一个实施例中，该导电金属粉末的重量与该聚酰亚胺聚合物的重量的比率是在13与40之间。
该聚酰亚胺的使用导致糊料具有较长的储存期限。
C.有机溶剂
将该导电金属粉末分散在该有机溶剂中并且将该聚酰亚胺聚合物溶解在该有机溶剂中。将该导电金属粉末通过机械混合分散以形成具有合适的用于印刷的稠度和流变学的糊料状组合物。
该溶剂必须是能够溶解该聚酰亚胺聚合物的溶剂，并且该导电金属粉末是以足够的稳定性程度在该溶剂中可分散的。该有机溶剂是可以在相对低的温度下被煮掉的有机溶剂。该溶剂的流变特性必须使得它们为该组合物提供良好的施加特性。此类特性包括具有足够的稳定性程度的导电金属粉末的分散、良好的组合物施加、适当的粘度、触变性、基底和导电金属粉末的适当的润湿性以及良好的干燥速率。
适合用于该基于聚酰亚胺的聚合物厚膜糊料组合物中的溶剂是乙酸酯和萜烯(如α-或β-萜品醇)或其与其他溶剂(如煤油、邻苯二甲酸二丁酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇乙酸酯、己二醇和高沸点醇和醇酯)的混合物。在本发明的实施例中，可使用溶剂如二醇醚、酮、酯和具有相似沸点(在180℃至250℃的范围内)的其他溶剂、以及其混合物。在一个实施例中，该溶剂是一种或多种选自下组的组分，该组由以下各项组成：丁基卡必醇乙酸酯、二元乙酸酯、己二酸二乙酯和磷酸三乙酯。配制这些溶剂和其他溶剂的各种组合，以获得所希望的粘度和挥发性要求。此外，用于在施加在该基底上之后促进快速硬化的挥发性液体可包括在有机载体中。
虽然预期丝网印刷是用于沉积聚合物厚膜导电组合物的常用方法，但是可以利用其他常规方法，包括模版印刷、注射式滴涂或其他沉积或涂覆技术。
在一个实施例中，该糊料组合物的总重量的最高达25wt％的该有机溶剂存在。
聚合物厚膜的施加
将该聚合物厚膜糊料组合物沉积在电气装置中使用的那些的典型基底上。在典型的实施例中，该基底不可渗透气体和水分。该基底可以是柔性材料的片材。该柔性材料可以是不可渗透的材料，如聚酰亚胺膜，例如该材料还可以是聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯，或由塑料片材与其上沉积的任选的金属层或介电层的组合构成的复合材料。该基底可以是氧化铝、铝或可以经受过程温度的任何材料。
优选地通过丝网印刷进行该聚合物厚膜导电组合物的沉积，尽管可利用其他沉积技术，如模版印刷、注射式滴涂或涂覆技术。在丝网印刷的情况下，筛网尺寸控制沉积的厚膜的厚度。
可以将沉积的厚膜导电组合物通过暴露于热(例如在130℃下持续数分钟)来干燥，即蒸发溶剂。然后通过在280℃至320℃的温度下加热至少30分钟来固化该糊料，以形成该可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体。在另一个实施例中，通过在280℃至320℃的温度下加热至少1小时来固化该糊料。当导电金属粉末与聚酰亚胺聚合物的比率大于30时，固化可以通过在250℃至320℃的温度下加热至少30分钟来完成。在另一个实施例中，当导电金属粉末与聚酰亚胺聚合物的比率大于30时，通过在250℃至320℃的温度下加热至少1小时来固化该糊料。
然后可以在等于固化温度的操作温度下使用该可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体。
实例
在实例中使用的基底是500HPP-ST和200RS100膜(从特拉华州威明顿的杜邦公司(DuPont Co,Wilmington,DE)获得)并且在切成2.5”x 3.5”块之后按原样使用，并且使用氧化铝(AD-96)基底(从哥伦比亚戈尔登阔斯泰公司(CoorsTek,Golden,CO)获得)，没有进一步清洁。
如以上描述的通过使以33/10/57的比率的TFMB、6F-AP和6-FDA反应来制备在实例中使用的聚酰亚胺聚合物聚酰亚胺#1。
如以上描述的通过使以33/67的比率的TFMB和6-FDA反应来制备在实例4中使用的聚酰亚胺聚合物聚酰亚胺#2。
硅酮油购自奥德里奇公司(Aldrich)(产品#146153)并且用于实例6中。
通过带测试来测量粘附性，其中将该带施加到固化的样品上并且然后拉脱。在从差的(>10％剥离)至良好的(1％剥离)的标度上判断粘附性。
具有Sn96.5％Ag3.0％Cu0.5％的组成的SAC合金用于焊料润湿测试。使用Alpha611或Kester 952焊剂。在焊料润湿测试中，将固化的样品典型地浸入到保持在225℃-250℃下的SAC合金罐中持续1-3秒。
对比实验A
使用具有3至4μm的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜糊料组合物。该基于聚酰亚胺的聚合物厚膜糊料组合物的组分是：
其中wt％是基于该组合物的总重量。银的重量与聚酰亚胺的重量的比率是10.4。
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST膜上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min。所测量的线电阻是35Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是5.7μm。因此，电阻率被计算为52mΩ/□/密耳。将在130℃下固化10min的样品中的一些在260℃或300℃下再固化1h，以分别得到3.8和1.9mΩ/□/密耳的平均电阻率。
使用在130℃/260℃或130℃/300℃下固化的部分按以上描述的方式测试焊料润湿性。然而，没有样品示出超过10％的焊料润湿。
实例1
使用具有3-4微米的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的Ag组合物。PTF银导体组合物的组分是：
其中wt％是基于该组合物的总重量。银的重量与聚酰亚胺的重量的比率是24.7
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST膜上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min。所测量的来自样品的线电阻是7.7Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是12.7μm。因此，电阻率被计算为6.5mΩ/□/密耳。将在130℃下固化10min的样品中的一些在260℃下再固化1h或在300℃下再固化1h，以分别得到4.7和1.8mΩ/□/密耳的平均电阻率。
测试了在130℃/300℃下固化的样品的粘附性并且发现其是良好的。
使用在130℃/260℃和130℃/300℃下固化的部分按以上描述的方式测试焊料润湿性，在300℃下固化的样品示出了接近100％的焊料润湿，而在130℃/260℃下固化的部分示出了小于10％的焊料润湿性。
实例2
使用具有3-4微米的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的Ag组合物。PTF银导体组合物的组分是：
其中wt％是基于该组合物的总重量。银的重量与聚酰亚胺的重量的比率是19.9。
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST膜上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min。所测量的来自样品的线电阻是6.7Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是13.8μm。因此，电阻率被计算为6.3mΩ/□/密耳。将在130℃下固化10min的样品中的一些在260℃下再固化1h或在300℃下再固化1h，以分别得到4.6和1.9mΩ/□/密耳的平均电阻率。
测试了在130℃/300℃下固化的样品的粘附性并且发现其是良好的。
使用在130℃/260℃和130℃/300℃下固化的部分按以上描述的方式测试焊料润湿性，在300℃下固化的样品示出了接近100％的焊料润湿，而在130℃/260℃下固化的部分示出了小于10％的焊料润湿性。
具有以上描述的相同组成的糊料用于在氧化铝基底上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min、30min。所测量的来自样品的线电阻是13.8Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是8.6μm。因此，电阻率被计算为8.0mΩ/□/密耳。将在130℃下固化10min的样品中的一些在260℃下再固化1h或在300℃下再固化1h，以分别得到3.5和2.8mΩ/□/密耳的平均电阻率。
使用在130℃/260℃和130℃/300℃下固化的部分按以上描述的方式还测试了焊料润湿性，在氧化铝上印刷的并且在260℃或300℃下固化的样品示出了100％的焊料润湿。
实例3
使用具有3-4微米的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的Ag组合物。PTF银导体组合物的组分是：
82.9wt％ 银粉
2.5wt％ 聚酰亚胺#1
14.6wt％ 磷酸三乙酯
其中wt％是基于该组合物的总重量。银的重量与聚酰亚胺的重量的比率是33.2。
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST、200RS100和氧化铝基底上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min。所测量的来自在500HPP-ST、Kapton 200RS100和氧化铝基底上的样品的线电阻分别是10.1、5.1和9Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是14.3-14.4μm。因此，电阻率分别被计算为9.7、4.9和8.6mΩ/□/密耳。然后将在130℃下固化10min的在500HPP-ST、Kapton 200RS100和氧化铝基底上印刷的样品中的一些在260℃下再固化1h，以分别得到3.3、1.9和3.4mΩ/□/密耳的平均电阻率。然后将在130℃下固化10min的在Kapton、200RS100和氧化铝基底上印刷的样品中的一些在300℃下再固化1h，以分别得到3.1、1.8或3.1mΩ/□/密耳的平均电阻率。
使用在Kapton和氧化铝上印刷的并且然后在130℃/260℃和130℃/300℃下固化的部分按以上描述的方式测试焊料润湿性，所有样品示出了接近100％的焊料润湿。
实例4
使用具有3-4微米的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的Ag组合物。PTF银导体组合物的组分是：
其中wt％是基于该组合物的总重量。银的重量与聚酰亚胺的重量的比率是23.0。
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST膜上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min，并且然后在200℃下干燥30min。所测量的来自样品的线电阻是18.7Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是8.8μm。因此，电阻率被计算为11mΩ/□/密耳。将在130℃下固化10min的样品中的一些在260℃下再固化1h或在300℃下再固化1h，以分别得到6.5或2.7mΩ/□/密耳的平均电阻率。
使用在130℃/260℃和130℃/300℃下固化的部分按以上描述的方式测试焊料润湿性，在130℃/300℃下固化的样品示出了接近100％的焊料润湿，而在130℃/260℃下固化的部分示出了小于10％的焊料润湿。
实例5
使用具有3-4微米的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的Ag组合物。PTF银导体组合物的组分是：
其中wt％是基于该组合物的总重量。银的重量与聚酰亚胺的重量的比率是14.9。
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST膜上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用325目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下干燥10min，并且然后在200℃下干燥30min。所测量的来自样品的线电阻是5.4Ω。使用轮廓仪确定600平方图案上的平均导体厚度是13.4μm。因此，电阻率被计算为4.9mΩ/□/密耳。将样品中的一些在260℃下再固化1h或在300℃下再固化1h，以分别得到3.2和1.9mΩ/□/密耳的平均电阻率。
使用在260℃和300℃下固化的部分按以上描述的方式测试焊料润湿性，在300℃下固化的样品示出了接近100％的焊料润湿，而在260℃下固化的部分示出了小于10％的焊料润湿。
实例6
使用具有3-4微米的平均粒度的银薄片制备可丝网印刷的Ag组合物。PTF银导体组合物的组分是：
其中wt％是基于该组合物的总重量。银粉的重量与聚酰亚胺聚合物的重量的比率是19.8。
将组分组合并且在Thinky类型混合器中混合30-60秒并且然后辊磨。该组合物用于在500HPP-ST上丝网印刷图1中所说明的600平方蛇形图案。使用200目不锈钢筛网，印刷若干种图案，并将银糊料在130℃下固化10min，并且然后在300℃下固化1h以得到3.9mΩ/□/密耳的平均电阻率。使用样品按以上描述的方式测试焊料润湿性。样品示出了接近100％的焊料润湿。测试样品的粘附性并且发现其是良好的。

Claims (10)

1.一种用于形成可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体的方法，该方法包括以下步骤：
(j)提供基底；
(ii)制备糊料组合物，该糊料组合物包含：
(a)60wt％-95wt％的导电金属粉末；
(b)2wt％-6wt％的聚酰亚胺聚合物；以及
(c)有机溶剂，
其中wt％是基于所述糊料组合物的总重量，所述导电金属粉末分散在所述有机溶剂中并且所述聚酰亚胺聚合物溶解在所述有机溶剂中，并且所述导电金属粉末与所述聚酰亚胺的比率是在13与40之间；
(iii)将所述糊料组合物以所希望的图案施加到所述基底上；并且
(iv)通过在280℃至320℃的温度下加热至少30分钟来固化步骤(iii)中施加的该糊料组合物，其前提是如果该导电金属粉末的重量与该聚酰亚胺聚合物的重量的比率大于30，则固化可以通过在250℃至320℃的温度下加热至少30分钟来完成。
2.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(iii)之后但在步骤(iv)之前，将在步骤(iii)中施加的所述糊料组合物通过在足以去除所述有机溶剂的温度下加热而干燥。
3.如权利要求1所述的方法，所述糊料组合物包含：75wt％-90wt％的导电金属粉末。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述导电金属选自下组，该组由以下各项组成：Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni，Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni的合金，涂覆有Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni中一种的Ag、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Al、Ni中的一种，以及其混合物。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述导电金属是Ag。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(iv)中的所述加热时间是至少1小时。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述聚酰亚胺聚合物由式I表示：
其中X是C(CH3)2，O，S(O)2，C(CF3)2，O-Ph-C(CH3)2-Ph-O，O-Ph-O-或C(CH3)2、O、S(O)2、C(CF3)2、O-Ph-C(CH3)2-Ph-O、O-Ph-O-中的两种或更多种的混合物；
其中Y是选自下组的二胺组分或二胺组分的混合物，该组由以下各项组成：间苯二胺(MPD)、3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)、4,4’-二氨基-2,2’-双(三氟甲基)联苯(TFMB)、3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)、4,4’-(六氟异亚丙基)双(2-氨基苯酚)(6F-AP)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)；2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺(DAM)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(BAPP)、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷(HFBAPP)、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB-133)、2,2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4氨基苯基)六氟丙烷(双-A-AF)、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基-亚乙基)]、以及双苯胺(双苯胺-M)，其前提是：
i.如果X是O，那么Y不是间苯二胺(MPD)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)和3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)；BAPP、APB-133、或双苯胺-M；
ii.如果X是S(O)2，那么Y不是3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)；
iii.如果X是C(CF3)2，那么Y不是间苯二胺(MPD)、双-(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜(BAPS)、9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)、或3,3’-二氨基二苯砜(3,3’-DDS)；并且
iv.如果X是O-Ph-C(CH3)2-Ph-O或O-Ph-O-，那么Y不是间苯二胺(MPD)、FDA、3,4’-ODA、DAM、BAPP、APB-133、或双苯胺-M。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述基底是聚酰亚胺、氧化铝或铝。
9.一种电气装置，该电气装置含有通过如权利要求1所述的方法形成的可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体。
10.一种电气装置，该电气装置含有通过如权利要求2所述的方法形成的可焊接的基于聚酰亚胺的聚合物厚膜导体。
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