CN110853795A - 一种镭射蚀刻型导电银浆及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镭射蚀刻型导电银浆及其制备方法和应用。所述镭射蚀刻型导电银浆包括以下质量份的组分：金属导电粉末70‑80份、树脂12‑17份、固化剂0.001‑0.01份、助剂0.05‑0.15份和溶剂15‑20份；所述树脂为环氧树脂、饱和聚酯树脂中的至少一种，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂中的至少一种；所述固化剂为硫醇类、双氰胺类、阳离子类固化剂中的至少一种。本发明的镭射型导电银浆浆料分散体系均匀稳定、不沉降、不分层，固化形成后的印刷线路电阻率稳定，具有耐高温、耐低温、耐高低温冲击、耐化学品、抗刮擦等特性，且制备线路阶段，经镭射蚀刻后，线路解析度精度高，电阻稳定，附着力优异，稳定性能好。

Description

一种镭射蚀刻型导电银浆及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及导电材料技术领域，具体涉及一种镭射蚀刻型导电银浆及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子产品越来越趋向于大屏显示、车载多媒体智能化，触摸屏也向更大尺寸、更低电阻、更低发热量、更稳定性能发展。此类触摸屏仍然采用GFF(Glass+Film+Film)结构、GF(Glass+Film)结构、GG(Glass+Glass)结构制作成触摸屏，其主要结构是在ITO线路上面印刷导电银浆使触摸屏形成回路电阻从而实现触控。现有镭射蚀刻型导电银浆大部分是采用聚酯树脂、丙烯酸树脂作为主要树脂，在固化以后通常需要在其表面印刷绝缘油墨以防止其失效。这种工艺复杂，成本较高、稳定性差。所以传统聚酯树脂体系、丙烯酸树脂体系镭射蚀刻型导电银浆已经无法满足这些大型触摸屏、车载多媒体触摸屏类型的高端电子产品的未来市场的需求。为此，市场已经开始用环氧树脂体系的镭射蚀刻型导电银浆进行取代原有的聚酯树脂体系、丙烯酸树脂体系的镭射蚀刻型导电银浆。

目前虽然出现了一些环氧树脂体系的镭射蚀刻型导电银浆，但是该些导电银浆均是针对ITO玻璃上印制导电图案，以适用于小部分触摸屏特性和生产工艺的需要，但是其无法在纳米银导电薄膜、ITO薄膜、PET薄膜上完成耐弯折测试，而且水煮测试、盐雾测试后，容易出现附着力丢失、电阻丢失等特性，不适用于作为薄膜导电线路印制的镭射蚀刻型导电银浆使用。

目前对于如PET薄膜、ITO薄膜、纳米银导电薄膜用的环氧树脂体系镭射蚀刻型导电银浆研究较少，如现有的主要为储存环境较苛刻的产品，但是该镭射蚀刻型导电银浆主要为进口厂家，价格昂贵、采购周期长、储存环境温度变化对产品影响较大，而且柔韧性差，容易开裂等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种镭射蚀刻型导电银浆及其制备方法和应用，以解决现有镭射蚀刻型导电银浆储存环境苛刻，柔韧性差，性能不理想的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种镭射蚀刻型导电银浆，包括以下质量份的组分：金属导电粉末55-85份、树脂10-20份、固化剂0.05-1份、助剂0.05-2.5份和溶剂10-20份；所述树脂为环氧树脂、饱和聚酯树脂中的至少一种，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂中的至少一种；所述固化剂为硫醇类、双氰胺类、阳离子类固化剂中的至少一种。

上述镭射蚀刻型导电银浆中的树脂和固化剂构成了固化基体组分，并实现金属导电粉末的负载和均匀分散。本发明选用的树脂的固含量100％，粘度适中、具有优良的柔韧性、耐高温高湿、耐化性能等，赋予了固化、镭射蚀刻后的线路优异的耐热、耐高温高湿特性和优异的力学性能，保证固化、镭射蚀刻后的镭射蚀刻型导电银浆的稳定性，避免出现开裂等不良现象。

本发明选用的固化剂与所述树脂组分能够在进行固化处理之前具有储存期长，赋予所述镭射蚀刻型导电银浆分散体系优异的稳定性能和耐储存性能，且在适宜的烘烤温度下固化后具有良好的物理与机械性能。

优选地，所述固化剂为双氰胺类、阳离子热引发剂中的至少一种。

优选地，所述金属导电粉末为球形和/或片状粉末，更优选地，所述金属导电粉末的粒径或片径为0.6-1.5μm。

优选地，所述金属导电粉末为银粉，银粉的银含量＞99.90％。

优选地，所述树脂为环氧树脂、饱和聚酯树脂中的至少一种，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂中的至少一种。

优选地，所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、三丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚中的至少一种。溶剂作为各组分的溶剂载体，保证了各组分的分散或溶解，赋予所述镭射蚀刻型导电银浆分散体系的稳定性。

优选地，所述助剂包括润湿剂、流平剂、增韧剂、分散剂中的至少一种。更优选地，所述润湿剂包括改性聚硅氧烷、氟碳脂肪族聚合物中的至少一种；所述流平剂包括改性聚硅氧烷、丙烯酸混合物中的至少一种；所述增韧剂包括苯氧基树脂、丁基橡胶中的至少一种。本发明优选助剂种类的用量，可协同提高镭射蚀刻型导电银浆的耐弯折性能，并改善所述镭射蚀刻型导电银浆的固化质量，提高了其稳定性，避免开裂。

本发明还提供了上述的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法，按比例称取金属导电粉末、溶剂、固化剂、助剂和树脂，并进行混合处理，形成镭射蚀刻型导电银浆。

所述混合处理可以选用常规的方式进行处理，如搅拌处理等方式，使得各组分分散均匀即可。该制备方法中，混合处理后，还可以对镭射蚀刻型导电银浆进行研磨处理，如三辊研磨处理；研磨后还包括脱泡处理，如抽真空脱泡、行星机脱泡处理。

本发明镭射蚀刻型导电银浆的制备方法能够使得各组分分散均匀，形成的分散体系稳定，使得各组分能够充分发挥协同作用，使得所述镭射蚀刻型导电银浆固化、镭射线路后形成的导电线路固化膜具有电导率低且稳定，具有耐高温、耐热、耐化学品、耐弯折等特性。

本发明还提供了上述的镭射蚀刻型导电银浆在PET薄膜、ITO薄膜、ITO玻璃和纳米银导电薄膜中的应用。本发明的镭射蚀刻型导电银浆分散体系稳定，而且固化、镭射线路后电导率稳定，具有耐高温、耐热、耐化学品、耐弯折等特性，从而使得其在制备车载多媒体触摸屏、大型触摸屏等中能够被广泛应用，而且提高相应产品如车载多媒体、大型多媒体触摸设备的相关性能以及提高其产品良率。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明镭射蚀刻型导电银浆通过各组分的协同作用，使得金属导电粉均匀分散，浆料体系稳定，储存环境条件更宽。另外，本发明镭射蚀刻型导电银浆经烘烤固化、镭射后形成的导电线路固化膜电导率稳定，具有耐高温、耐热、耐化学品、耐弯折等特性，而且稳定性能好，不发生开裂现象。

附图说明

图1为本发明的镭射蚀刻型导电银浆的制备工艺流程图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

双酚F型环氧树脂：日本DIC，N-730A；

双酚A型环氧树脂：中国台湾长春，NPEL-128

邻甲基酚醛环氧树脂：马来西亚DIC，N-665；

阳离子类固化剂：日本三新化学，SI-100L；

双氰胺类固化剂：德国ALZ Chem F212；

片状银粉：宁夏中色新材料，AGF-4，银含量＞99.90％；

球形银粉：宁夏中色新材料，AGS-2，银含量＞99.90％；

增韧剂：美国InChem，PKHH，苯氧基树脂；

三丙二醇甲醚：陶氏；

二乙二醇丁醚醋酸酯：陶氏；

二丙二醇甲醚：陶氏。

实施例1

一种镭射蚀刻型导电银浆，包括以下质量份的组分：双酚F型环氧树脂6份、邻甲基酚醛环氧树脂9份、阳离子类固化剂1.5份、片状银粉70份、增韧剂1份和三丙二醇甲醚10份。

本实施例的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法为：

将所述双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂、固化剂、银粉、增韧剂和溶剂搅拌混合，再进入三辊研磨机进行研磨分散至细度＜30μm，在行星式搅拌机中进行搅拌脱泡处理，即为镭射蚀刻型导电银浆。

实施例2

一种镭射蚀刻型导电银浆，包括以下质量份的组分：双酚A型环氧树脂6份、邻甲基酚醛环氧树脂9份、双氰胺类固化剂1.5份、球形银粉70份、增韧剂1份和二乙二醇丁醚醋酸酯10份。

本实施例的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法为：

将所述双酚A型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂、固化剂、银粉、增韧剂和溶剂进行搅拌混合，再进入三辊研磨机进行研磨分散至细度＜30μm，在行星式搅拌机中进行搅拌脱泡处理，即为镭射蚀刻型导电银浆。

实施例3

一种镭射蚀刻型导电银浆，包括以下质量份的组分：双酚A型环氧树脂6份、双酚F型环氧树脂9份、硫醇类固化剂1.5份、片状银粉30份、球形银粉35份、增韧剂1份和二丙二醇甲醚15份。

本实施例的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法为：将所述双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、固化剂、银粉、增韧剂和溶剂混合，再进入砂磨机进行研磨分散至细度＜30μm，在行星式搅拌机中进行搅拌脱泡处理，即为镭射蚀刻型导电银浆。

实施例4

一种镭射蚀刻型导电银浆，包括以下质量份的组分：双酚F型环氧树脂12份、邻甲基酚醛环氧树脂8份、阳离子类固化剂1份、片状银粉56.5份、增韧剂2.5份和三丙二醇甲醚20份。

本实施例的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法为：

将所述双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂、固化剂、银粉、增韧剂和溶剂搅拌混合，再进入三辊研磨机进行研磨分散至细度＜30μm，在行星式搅拌机中进行搅拌脱泡处理，即为镭射蚀刻型导电银浆。

实施例5

一种镭射蚀刻型导电银浆，包括以下质量份的组分：双酚F型环氧树脂5份、邻甲基酚醛环氧树脂5份、阳离子类固化剂0.05份、片状银粉79.9份、增韧剂0.05份和三丙二醇甲醚10份。

本实施例的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法为：

将所述双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂、固化剂、银粉、增韧剂和溶剂搅拌混合，再进入三辊研磨机进行研磨分散至细度＜30μm，在行星式搅拌机中进行搅拌脱泡处理，即为镭射蚀刻型导电银浆。

对比例1

本对比例的镭射蚀刻型导电银浆的组成与制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例的树脂选用丙烯酸树脂。

对比例2

本对比例的镭射蚀刻型导电银浆的组成与制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例的固化剂为二亚乙基三胺-丙烯腈加成物。

相关性能测试

将实施例1-5和对比例1-2提供的镭射蚀刻型导电银浆和由镭射蚀刻型导电银浆镭射蚀刻形成的导电线路固化膜进行如表1中相关性能的测试，测试方法如下，其中，实施例1-5和对比例1-2测得的结果如表1所示。

采用丝网印刷工艺(丝网目数420，张力22.5N/m)，将实施例1-5和对比例1-2提供的镭射蚀刻型导电银浆进行印刷，以130℃*30min、150℃*20min进行烘烤，烘烤固化并经镭射之后进行常规性能验证实验。

采用丝网印刷工艺(丝网目数420，张力22.5N/m)，将实施例1-5和对比例1-2提供的镭射蚀刻型导电银浆进行印刷，以130℃*30min、150℃*20min进行烘烤，烘烤固化之后进行环境可靠性能检测。

表1

由表1可知，本发明通过优选各组分配比，合成的导电银浆固化并经镭射蚀刻后形成的导电线路固化膜具有电导率稳定、耐高温和耐热等特性。并且，与固化基体组分选用丙烯酸树脂或二亚乙基三胺-丙烯腈加成物的导电银浆相比，本发明的镭射蚀刻型导电银浆固化后具有较低的电阻率、较高的剪切强度以及优异的稳定性。

由此可见，本发明的镭射蚀刻型导电银浆通过所含的组分的协同作用下，使得各组分特别是金属导电粉均匀分散，浆料体系稳定，储存时间长。另外，所述镭射蚀刻型导电银浆经烘烤固化、镭射蚀刻后其电导率稳定，具有耐高温高湿和耐弯折等特性，而且稳定性能好，稳定不发生开裂现象，可应用于PET薄膜、ITO薄膜、ITO玻璃和纳米银导电薄膜。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，包括以下质量份的组分：金属导电粉末55-85份、树脂10-20份、固化剂0.05-1份、助剂0.05-2.5份和溶剂10-20份；所述树脂为环氧树脂、饱和聚酯树脂中的至少一种，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、邻甲基酚醛环氧树脂中的至少一种；所述固化剂为硫醇类、双氰胺类、阳离子类固化剂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述固化剂为硫醇类、双氰胺类、阳离子热引发剂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述金属导电粉末为球形和/或片状粉末。

4.根据权利要求3所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述金属导电粉末的粒径或片径为0.6-1.5μm。

5.根据权利要求1所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述金属导电粉末为银粉，银粉的银含量＞99.90％。

6.根据权利要求1所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、三丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述助剂包括润湿剂、流平剂、增韧剂、分散剂中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的镭射蚀刻型导电银浆，其特征在于，所述润湿剂包括改性聚硅氧烷、氟碳脂肪族聚合物中的至少一种；所述流平剂包括改性聚硅氧烷、丙烯酸混合物中的至少一种；所述增韧剂包括苯氧基树脂、丁基橡胶中的至少一种。

9.权利要求1-8任一项所述的镭射蚀刻型导电银浆的制备方法，其特征在于，按比例称取金属导电粉末、溶剂、固化剂、助剂和树脂，并进行混合处理，形成镭射蚀刻型导电银浆。

10.权利要求1-8任一项所述的镭射蚀刻型导电银浆在PET薄膜、ITO薄膜、纳米银导电薄膜和ITO玻璃中的应用。

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