CN110534228A - 一种纳米导电银浆及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米导电银浆及其制备方法与应用，所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：纳米导电银粉45～90；高分子树脂5～25；溶剂15～20；黏度调节剂0.1～15；增塑剂0.01～3；分散剂1～2；流平剂0.5～2；其中，所述分散剂包括失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺中的至少一种。本发明方案的分散剂可以较好地改善导电银粉与高分子树脂间的界面相容性，使得导电银粉均匀分散在树脂中，制得的导电银浆烧结温度低；通过分散剂、流平剂、增塑剂和黏度调节剂间的协同复配，使得导电银浆分散性好，稳定性高。

Description

一种纳米导电银浆及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种纳米导电银浆及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，随着大功率半导体元器件应用的不断扩大，对电子封闭互连材料提出了更高的要求。大功率芯片，如碳化硅和氮化镓的使用温度较高，电流密度较大，导致芯片上的封装材料必须能够承受较高的使用温度。纳米银由于具有较高的表面能，使得其可能实现低温烧结，高温使用。然而，现有技术中的导电银浆由于存在分散不均匀等原因，导致其烧结温度较高，因此，对现有技术中导电银浆的制备原料进行改进具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种分散均匀且烧结温度低的导电银浆。
本发明所要解决的第二个技术问题是：上述导电银浆的制备方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是：上述导电银浆的应用。
为了解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：一种纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：
其中，所述分散剂包括失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺中的至少一种。
进一步地，所述黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180～200)Pa·S；优选地，所述黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
进一步地，所述溶剂为异丙醇和三乙醇胺的混合溶液；优选地，所述异丙醇和三乙醇胺的混合比例为(1～2):1。
进一步地，所述增塑剂包括柠檬酸三丁酯或邻苯二甲酸二丁酯中至少一种。
进一步地，所述流平剂包括三醋酸甘油脂。
进一步地，所述高分子树脂包括改性环氧树脂、甲苯二异氰酸酯(2,4-tolylenediisocyanate，TDI)改性醇酸树脂或丙烯酸树脂中的至少一种。
优选地，所述纳米导电银粉为粒径在(20～50)nm的球状银粉。
为了解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：上述导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液；
S2、将高分子树脂添加到上述混合溶液中，配制成浆料溶剂载体；
S3、将增塑剂与浆料溶剂载体混匀后加入到纳米导电银粉中，再用黏度调节剂调节稠度，研磨至浆料粒度在1μm以下，过筛后即得所述纳米导电银浆。
为了解决上述第三个技术问题，本发明采用的技术方案为：上述导电银浆在电路板的制备中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明方案的分散剂可以较好地改善导电银粉与高分子树脂间的界面相容性，使得导电银粉均匀分散在树脂中，制得的导电银浆烧结温度低；通过分散剂、流平剂、增塑剂和黏度调节剂间的协同复配，使得导电银浆分散性好，稳定性高；采用本发明方案的导电银浆，导电银粉均匀分散，且稳定性极高，放置半年也未出现沉降现象。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并予以说明。
一种纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：
其中，所述分散剂包括失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺中的至少一种。
进一步地，所述黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180～200)Pa·S；优选地，所述黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：添加黏度调节剂，控制导电银浆黏度，有效降低片电阻。
进一步地，所述溶剂为异丙醇和三乙醇胺的混合溶液；优选地，所述异丙醇和三乙醇胺的混合比例为(1～2):1。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明方案选用的溶剂对银粉具有良好的溶解性，沸点和表面张力适中，使得导电银浆的延展性好。
进一步地，所述增塑剂包括柠檬酸三丁酯或邻苯二甲酸二丁酯中至少一种。
进一步地，所述流平剂包括三醋酸甘油脂。
进一步地，所述高分子树脂包括改性环氧树脂、TDI改性醇酸树脂或丙烯酸树脂中的至少一种。
优选地，所述纳米导电银粉为粒径在(20～50)nm的球状银粉。
上述导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液；
S2、将高分子树脂添加到上述混合溶液中，配制成浆料溶剂载体；
S3、将增塑剂与浆料溶剂载体混匀后加入到纳米导电银粉中，再用黏度调节剂调节稠度，研磨至浆料粒度在1μm以下，过筛后即得所述纳米导电银浆。
上述导电银浆在电路板的制备中的应用。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明方案的导电银浆具有良好的应用前景。
本发明的实施例一为：一种纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：
其中，所述分散剂包括失水山梨醇酯和蔗糖脂肪酸酯的混合物，两者的比例为1:2。
黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至(180～200)Pa·S；黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
溶剂为异丙醇和三乙醇胺的混合溶液；异丙醇和三乙醇胺的混合比例为1.5:1。
增塑剂为柠檬酸三丁酯。流平剂为三醋酸甘油脂。高分子树脂包括改性环氧树脂、TDI改性醇酸树脂和丙烯酸树脂，三种树脂按质量比1:1:1混合。纳米导电银粉为粒径在(20～30)nm的球状银粉。
本发明的实施例二为：一种纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：
其中，分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚和烷基醇酰胺的混合物。
黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物(质量比1:1)。
溶剂为异丙醇和三乙醇胺的混合溶液；异丙醇和三乙醇胺的混合比例为1:1。
增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
流平剂为三醋酸甘油脂。
高分子树脂为丙烯酸树脂。
纳米导电银粉为粒径在(30～50)nm的球状银粉。
本发明的实施例三为：一种纳米导电银浆，所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：
其中，分散剂包括烷基醇酰胺。
黏度调节剂用于将导电银浆的粘度调节至190Pa·S。
所述溶剂为异丙醇和三乙醇胺的混合溶液；混合比例为2:1。
增塑剂为柠檬酸三丁酯。
流平剂为三醋酸甘油脂。
高分子树脂为改性环氧树脂。
纳米导电银粉为粒径在(30～50)nm的球状银粉。
上述导电银浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液；
S2、将高分子树脂添加到上述混合溶液中，配制成浆料溶剂载体；
S3、将增塑剂与浆料溶剂载体混匀后加入到纳米导电银粉中，再用黏度调节剂调节稠度，研磨至浆料粒度在1μm以下，过筛后即得所述纳米导电银浆。
取上述操作制得的导电银浆进行性能测试，测定其主要相关系数如下表1所示：
表1
从上表可以看出，采用本发明实施例方案制得的纳米导电银浆烧结温度低且电阻小，此外，还具有良好的硬度和粘附力。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种纳米导电银浆，其特征在于：所述纳米导电银浆的制备原料由以下重量份数的组分：
其中，所述分散剂包括失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述黏度调节剂包括甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。
3.根据权利要求1所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述溶剂为异丙醇和三乙醇胺的混合溶液。
4.根据权利要求3所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述异丙醇和三乙醇胺的混合比例为(1～2):1。
5.根据权利要求1所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述增塑剂包括柠檬酸三丁酯或邻苯二甲酸二丁酯中至少一种。
6.根据权利要求1所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述流平剂包括三醋酸甘油脂。
7.根据权利要求1所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述高分子树脂包括改性环氧树脂、TDI改性醇酸树脂或丙烯酸树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的纳米导电银浆，其特征在于：所述纳米导电银粉为粒径在(20～50)nm的球状银粉。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的导电银浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将分散剂和流平剂溶解到溶剂中得到混合溶液；
S2、将高分子树脂添加到上述混合溶液中，配制成浆料溶剂载体；
S3、将增塑剂与浆料溶剂载体混匀后加入到纳米导电银粉中，再用黏度调节剂调节稠度，研磨至浆料粒度在1μm以下，过筛后即得所述纳米导电银浆。
10.一种如权利要求1～8任一项所述的导电银浆在电路板的制备中的应用。
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