CN111681804A

CN111681804A - 一种模内电子技术(ime)用导电浆料及其制备方法

Info

Publication number: CN111681804A
Application number: CN202010526416.2A
Authority: CN
Inventors: 王俊敏; 李万新
Original assignee: Shanghai Sanyi Electronic Tech Co ltd
Current assignee: Shanghai Sanyi Electronic Tech Co ltd
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2020-09-18

Abstract

本发明涉及导电浆料技术领域，且公开了一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法，含有特殊的导电微结构，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：粘结剂1％‑35％、导电填料20％‑80％、溶剂10％‑90％和助剂0.1％‑6％。该模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法，具有新型的导电微结构，延展性能良好，耐高温冲击，可广泛应用于模内电子技术场景，成型过程中抗拉伸断裂，印刷线路表面光滑和电阻稳定，大幅提高了制品良率，降低了生产成本。现在市面出售的导电浆料延展性不好，主要应用于平面装饰或功能场景，IME成型过程中会发生拉伸断线等问题，会严重影响模内电子制件的正常工作。

Description

一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及导电浆料技术领域，具体为一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法。

背景技术

模内电子(In-Mold Electronic，又称IME)是印刷电子技术和模内装饰技术(Inmold Decoration,又称IMD)融合发展出来的新型技术，具体来说是在薄膜上印刷图案装饰层后，将传统PCB覆铜蚀刻线路的制作方法升级为在薄膜上直接印刷线路的制作方式，再在薄膜线路表面上进行SMT贴合电子元器件(如电阻、电容、传感器和芯片IC等)，经3D高压成型后，再作为嵌件放入模具内，通过注塑成型制造的一种一体成型的塑胶电子触控面板的工艺技术。

目前模内电子技术将简单塑料制品赋予电子反馈和智能触控等功能，符合未来产品集成化、轻量化的要求，在新能源汽车、飞机、家电和消费电子等领域具有广阔应用空间，然而，现有的市面上出售的导电浆料延展性不好，主要针对平面装饰或功能场景，在二次曲面成型有一定局限，由于IME印刷线路完全固化后的成型工艺过程中涉及到印刷线路的拉伸断裂和高温冲击等，这会造成线路表面特征变化和电阻值发生变化等工艺不稳定情况，影响模内电子制件的正常工作，故而提出一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法，具备延展性好等优点，解决了现有的市面上出售的导电浆料延展性不好，主要针对平面装饰或功能场景，在二次曲面成型有一定局限，由于IME印刷线路完全固化后的成型工艺过程中涉及到印刷线路的拉伸断裂和高温冲击等，这会造成线路表面特征变化和电阻值发生变化等工艺不稳定情况，影响模内电子制件的正常工作的问题。

(二)技术方案

为实现上述延展性好的目的，本发明提供如下技术方案：一种模内电子技术(IME)用导电浆料，含有特殊的导电微结构，包括以下重量份数配比的原料：粘结剂1％-35％、导电填料20％-80％、溶剂10％-90％和助剂0.1％-6％。

优选的，所述导电微结构由导电点(101)和导电桥(102)共同组成高弹性网路导电结构，其中导电点(101)由粘结剂组成，导电桥(102)由导电填料组成，一般情况下也会包含助剂成分。

优选的，所述粘结剂为改性油墨中的成膜物质，起到骨架联通作用，包括但不限于如改性环氧树脂、氯醋树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、改性丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、改性聚酰胺树脂、苯氧树脂、改性聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、热塑性弹性体、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种。

优选的，所述导电填料是分散在浆料中传导电流的载体，包括但不限于导电炭黑、银粉、铜粉、碳纳米管、富勒烯和石墨烯等至少一种，优选尺寸在0.01um-100um。

优选的，所述溶剂其特征为具有能溶解树脂的能力，能分散浆料中的填料和溶解助剂，提高浆料的印刷适性，并调节黏度和干燥速度，包括但不限于脂族烃类溶剂、酮类溶剂、芳烃类溶剂、酯类溶剂和醇醚类溶剂中的至少一种，如丙酮、丁酮(MEK)、甲基乙丁基酮、甲基异丁基酮(MIBK)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、异氟尔酮、甲基戊基酮、对甲基苯乙酮、环己烷、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲亚砜(DMSO)、松油醇、乙酸丁酯、DBE(丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯的混合物)、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚和乙二醇乙醚乙酸酯等中的至少一种。

优选的，所述的助剂为油墨领域常用制剂，其特征是能够对油墨的导电性、稳定性、印品表面性能和印刷适性等起到改进作用，包括但不限于增稠剂、分散剂、偶联剂、消泡剂、固化剂、润湿剂、流平剂、交联剂、稳定剂、紫外线吸收剂、防氧化剂和玻璃粉等中的至少一种。

优选的，所述粘粘剂、溶剂和助剂的选择，根据导电浆料所需的电导率、粘度、流变性、衬底、印刷方法和热处理温度等要求进行选择和调节。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种模内电子技术(IME)用导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)载体制备，按照所述的导电浆料组份将粘结剂1％-35％和溶剂10％-90％(助剂0.1％-6％)放入圆底烧瓶内搅拌溶解，搅拌的速度为600rpm，温度保持在60-70℃，混合均匀直至透明清澈状态；

2)分散，将步骤1制备得到的液相物料和导电填料20％-80％的其余组份放入分散釜内搅拌，搅拌的速度为800rpm，温度保持在40℃以下，混合预分散均匀，制得导电粗浆；

3)研磨，将步骤2得到的预分散物料转移至三棍机内研磨至所需细度；

4)成型，将研磨好的物料过滤，经检验和包装工序，即制得所需的导电浆料。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法，具备以下有益效果：

该模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法，具有新型的导电微结构，延展性能良好，耐高温冲击，可广泛应用于模内电子技术场景，成型过程中抗拉伸断裂，印刷线路表面光滑和电阻稳定，大幅提高了制品良率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明提出的一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法导电浆料导电微结构原理图；

图2为本发明提出的一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法导电浆料SEM图；

图3为本发明提出的一种模内电子技术(IME)用导电浆料及其制备方法，导电银浆IME工艺前后电阻变化图。

图中：101导电点、102导电桥。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种模内电子技术(IME)用导电浆料，含有特殊的导电微结构，导电微结构由导电点101和导电桥102共同组成高弹性网路导电结构，其中导电点101由粘结剂组成，导电桥102由导电填料组成，一般情况下也会包含助剂成分，包括以下重量份数配比的原料：粘结剂1％-35％、导电填料20％-80％、溶剂10％-90％和助剂0.1％-6％，粘结剂为改性油墨中的成膜物质，起到骨架联通作用，包括但不限于如改性环氧树脂、氯醋树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、改性丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、改性聚酰胺树脂、苯氧树脂、改性聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、热塑性弹性体、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种，导电填料是分散在浆料中传导电流的载体，包括但不限于导电炭黑、银粉、铜粉、碳纳米管、富勒烯和石墨烯等至少一种，优选尺寸在0.01um-100um，溶剂其特征为具有能溶解树脂的能力，能分散浆料中的填料和溶解助剂，提高浆料的印刷适性，并调节黏度和干燥速度，包括但不限于脂族烃类溶剂、酮类溶剂、芳烃类溶剂、酯类溶剂和醇醚类溶剂中的至少一种，如丙酮、丁酮(MEK)、甲基乙丁基酮、甲基异丁基酮(MIBK)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、异氟尔酮、甲基戊基酮、对甲基苯乙酮、环己烷、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲亚砜(DMSO)、松油醇、乙酸丁酯、DBE(丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯的混合物)、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚和乙二醇乙醚乙酸酯等中的至少一种，的助剂为油墨领域常用制剂，其特征是能够对油墨的导电性、稳定性、印品表面性能和印刷适性等起到改进作用，包括但不限于增稠剂、分散剂、偶联剂、消泡剂、固化剂、润湿剂、流平剂、交联剂、稳定剂、紫外线吸收剂、防氧化剂和玻璃粉等中的至少一种，粘粘剂、溶剂和助剂的选择，根据导电浆料所需的电导率、粘度、流变性、衬底、印刷方法和热处理温度等要求进行选择和调节。

一种模内电子技术(IME)用导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)载体制备，按照的导电浆料组份将粘结剂1％-35％和溶剂10％-90％(助剂0.1％-6％)放入圆底烧瓶内搅拌溶解，搅拌的速度为600rpm，温度保持在60-70℃，混合均匀直至透明清澈状态；

实施例一：

1)载体制备，按照导电浆料组份将粘结剂1％和溶剂10％(助剂0.1％)放入圆底烧瓶内搅拌溶解，搅拌的速度为600rpm，温度保持在60℃，混合均匀直至透明清澈状态；

2)分散，将步骤1制备得到的液相物料和导电填料20％的其余组份放入分散釜内搅拌，搅拌的速度为800rpm，温度保持在40℃以下，混合预分散均匀，制得导电粗浆；

实施例二：

1)载体制备，按照导电浆料组份将粘结剂17％和溶剂50％(助剂4％)放入圆底烧瓶内搅拌溶解，搅拌的速度为600rpm，温度保持在65℃，混合均匀直至透明清澈状态；

2)分散，将步骤1制备得到的液相物料和导电填料50％的其余组份放入分散釜内搅拌，搅拌的速度为800rpm，温度保持在40℃以下，混合预分散均匀，制得导电粗浆；

实施例三：

1)载体制备，按照导电浆料组份将粘结剂35％和溶剂90％(助剂6％)放入圆底烧瓶内搅拌溶解，搅拌的速度为600rpm，温度保持在70℃，混合均匀直至透明清澈状态；

2)分散，将步骤1制备得到的液相物料和导电填料80％的其余组份放入分散釜内搅拌，搅拌的速度为800rpm，温度保持在40℃以下，混合预分散均匀，制得导电粗浆；

本发明的有益效果是：具有新型的导电微结构，延展性能良好，耐高温冲击，可广泛应用于模内电子技术场景，成型过程中抗拉伸断裂，印刷线路表面光滑和电阻稳定，大幅提高了制品良率，降低了生产成本，解决了现在市面出售的导电浆料延展性不好，主要应用于平面装饰或功能场景，IME成型过程中会发生拉伸断线等问题，会严重影响模内电子制件的正常工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种模内电子技术(IME)用导电浆料，含有特殊的导电微结构，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：粘结剂1％-35％、导电填料20％-80％、溶剂10％-90％和助剂0.1％-6％。

2.根据权利要求1所述的一种模内电子技术(IME)用导电浆料，其特征在于，所述导电微结构由导电点(101)和导电桥(102)共同组成高弹性网路导电结构，其中导电点(101)由粘结剂组成，导电桥(102)由导电填料组成，一般情况下也会包含助剂成分。

3.根据权利要求1所述的一种模内电子技术(IME)用导电浆料，其特征在于，所述粘结剂为改性油墨中的成膜物质，起到骨架联通作用，包括但不限于如改性环氧树脂、氯醋树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、改性丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、改性聚酰胺树脂、苯氧树脂、改性聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、热塑性弹性体、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种模内电子技术(IME)用导电浆料，其特征在于，所述导电填料是分散在浆料中传导电流的载体，包括但不限于导电炭黑、银粉、铜粉、碳纳米管、富勒烯和石墨烯等至少一种，优选尺寸在0.01um-100um。

5.根据权利要求1所述的一种模内电子技术(IME)用导电浆料，其特征在于，所述溶剂其特征为具有能溶解树脂的能力，能分散浆料中的填料和溶解助剂，提高浆料的印刷适性，并调节黏度和干燥速度，包括但不限于脂族烃类溶剂、酮类溶剂、芳烃类溶剂、酯类溶剂和醇醚类溶剂中的至少一种，如丙酮、丁酮(MEK)、甲基乙丁基酮、甲基异丁基酮(MIBK)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、异氟尔酮、甲基戊基酮、对甲基苯乙酮、环己烷、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲亚砜(DMSO)、松油醇、乙酸丁酯、DBE(丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯的混合物)、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丙醚和乙二醇乙醚乙酸酯等中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种模内电子技术(IME)用导电浆料，其特征在于，所述的助剂为油墨领域常用制剂，其特征是能够对油墨的导电性、稳定性、印品表面性能和印刷适性等起到改进作用，包括但不限于增稠剂、分散剂、偶联剂、消泡剂、固化剂、润湿剂、流平剂、交联剂、稳定剂、紫外线吸收剂、防氧化剂和玻璃粉等中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种模内电子技术(IME)用导电浆料，其特征在于，所述粘粘剂、溶剂和助剂的选择，根据导电浆料所需的电导率、粘度、流变性、衬底、印刷方法和热处理温度等要求进行选择和调节。

8.一种模内电子技术(IME)用导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：