CN112712913A - 一种电子元器件用的氧化银浆料以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子元器件用的氧化银浆料，由含有氧化银粉体以及新癸酸银粉体和溶剂组成；其中，氧化银粉体占浆料重量的百分比为35‑45％，新癸酸银粉体占浆料重量的百分比为30‑40％，溶剂占浆料重量的百分比为15‑35％；溶剂采用α‑松油醇。本发明的主要有益效果是：采用氧化银粉末替代银粉作为功能相，当氧化银加热到250℃即开始分解，放出氧气，到300℃以上会迅速分解成银和氧气，因此分解生成的银单质可以保证较高的电导率，同时降低了烧结温度，节省了成本。另外，氧化银分解产生的氧气可以促进有机体充分分解，减少有机残留，进而提高电导率。

Description

一种电子元器件用的氧化银浆料以及制备方法

技术领域：

本发明申请涉及一种氧化银浆料制备的技术领域，具体涉及一种电子元器件用的氧化银浆料，可用于凹版印刷的、低烧结温度、高电导率的浆料的制备方法。

背景技术：

新材料作为现代化高新技术的基础和先导，将成为未来新技术应用的核心支撑，因此新材料行业具有广阔的发展空间，特别是对微电子行业的发展起到了促进作用。在微电子集成电路中，厚膜导电材料的需求越来越大，其应用也越来越广。传统的刻蚀制造工艺会造成金属废弃物污染，而丝网印刷工艺的使用可以制作新型厚膜产品，具有无污染、成本低、效率高等优点，印刷的厚膜材料固化后制得的导电产品，可以广泛应用于柔性线路板、薄膜开关、压敏器件等领域。

电子浆料主要有导电相、分散相、粘合相组成，根据其烧结温度不同可以分为高温、中温、低温电子浆料。高温烧结型电子浆料的烧结温度一般在600-800℃，中温烧结型电子浆料的烧结温度也高于500℃，因此低温烧结型电子浆料产品由于烧结温度较低，具有明显的成本优势，因此对于烧结型电子浆料，保证各性能优势的情况下，烧结温度越低越好。

烧结型电子浆料的银层电导率是影响电子元器件性能指标的重要因素，影响银层电导率的因素有：烧结温度、粉体配比、载体的选用，因此在同样制备工艺下，电导率越高，银层将电流传导到元器件上的效率越高，元器件性能指标越好。

发明内容：

本发明申请一种用于凹版印刷、低烧结温度、高电导率的氧化银浆料制备方法。

本发明申请的技术方案如下：一种电子元器件用的氧化银浆料，其特征在于：氧化银浆料由含有氧化银粉体以及新癸酸银粉体和溶剂组成；其中，氧化银粉体占浆料重量的百分比为35-45％，新癸酸银粉体占浆料重量的百分比为30-40％，溶剂占浆料重量的百分比为15-35％；溶剂采用α-松油醇。

在一个实施例中，所述氧化银粉体为球形氧化银粉体，占浆料重量的百分比为40％；所述新癸酸银粉体占浆料重量的百分比为35％；所述α-松油醇占浆料重量的百分比为25％。

在一个实施例中，所述的球形氧化银粉体的平均粒径为0.8-4.5um；所述新癸酸银粉体的平均粒径为1.2-5.0um；所述α-松油醇采用分析级别，纯度为99.7％。

一种电子元器件用氧化银浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)新癸酸银的合成：将氢氧化钠水溶液缓慢地滴入等摩尔量的新癸酸甲醇溶液中，搅拌1h，边搅拌边滴加浓度为0.6mol/L的稀硝酸调节溶液pH值为7.0。然后，加入等摩尔量的硝酸银水溶液，搅拌1h，生成白色的新癸酸银沉淀，全过程搅拌机转速为300r/min，控制恒温水浴温度70℃。之后将沉淀过滤收集，用蒸馏水洗涤，最后在真空干燥箱中干燥24h；

S2)氧化银浆料的制备：将重量比为40％的氧化银粉体A和重量比为35％的新癸酸银粉体B以及纯度为99.7％的α-松油醇先采用搅拌机混合，搅拌速率为60r/min，搅拌时间1h；最后将混合物在三辊研磨机上辊扎，细度要求10um以内，形成具有一定粘度和印刷性的膏状物。

采用氧化银粉末替代银粉作为功能相，氧化银加热到250℃即开始分解，放出氧气，到300℃以上会迅速分解成银和氧气，因此分解生成的银单质保证了较高的电导率，同时降低了烧结温度，节省了成本。另外，氧化银分解产生的氧气可以促进有机体充分分解，减少有机残留，进而提高电导率。

本发明所述的电子元器件用氧化银浆料，由含有氧化银粉体、新癸酸银粉体、α-松油醇混合辊扎而成，其中混合固体粉体占浆料重量百分比为65-85％，有机溶剂α-松油醇占浆料重量百分比为15-35％。

进一步的，所述的混合固体粉体占浆料的重量百分比为75％，有机溶剂α-松油醇占浆料重量百分比为25％。

进一步的，所述的氧化银粉体的平均粒径为0.8-4.5um，新癸酸银粉体的平均粒径为1.2-5.0um，α-松油醇采用分析级别，纯度为99.7％。

进一步的，所述的电子元器件用氧化银浆料的制备方法，包括如下步骤：

S1)新癸酸银的合成：将氢氧化钠水溶液缓慢地滴入等摩尔量的新癸酸甲醇溶液中，搅拌1h，边搅拌边滴加浓度为0.6mol/L的稀硝酸调节溶液pH值为7.0。然后，加入等摩尔量的硝酸银水溶液，搅拌1h，生成白色的新癸酸银沉淀，全过程搅拌机转速为300r/min，控制恒温水浴温度70℃。之后将沉淀过滤收集，用蒸馏水洗涤，最后在真空干燥箱中干燥24h。

S2)氧化银浆料的制备：将重量比为40％的氧化银粉体和重量比为35％的新癸酸银粉体以及纯度为99.7％的α-松油醇先采用搅拌机混合，搅拌速率为60r/min，搅拌时间1h；最后将混合物在三辊研磨机上辊扎，细度要求10um以内，形成具有一定粘度和印刷性的膏状物。

本发明申请所述的氧化银浆料可用于凹版印刷，烧结温度只有300℃，电导率可以达到1.89×105s/cm。

本发明的主要有益效果是：采用氧化银粉末替代银粉作为功能相，氧化银加热到250℃即开始分解，放出氧气，到300℃以上会迅速分解成银和氧气，因此分解生成的银单质保证了较高的电导率，同时降低了烧结温度，节省了成本。另外，氧化银分解产生的氧气可以促进有机体充分分解，减少有机残留，进而提高电导率。

具体实施方式：

以下结合具体的配方和制备方法，对本发明申请所述的一种氧化银浆料的制备方法进行说明，目的是为了公众更好的理解所述的技术内容，实际上，在以相同或者相近的原理对所述的电子浆料配方和制备方法的工艺条件进行的改进，以实现相同或者近似的技术效果，都在本发明申请所要求保护的技术方案内。

首先制备新癸酸银：将浓度为1mol/L氢氧化钠水溶液0.3L缓慢地滴入浓度为1mol/L，体积为0.3L的新癸酸甲醇溶液中，搅拌1h，边搅拌边滴加浓度为0.6mol/L的稀硝酸调节溶液pH值为7.0。然后，滴入浓度为1mol/L，体积为0.3L的硝酸银水溶液，再搅拌1h，即生成白色的新癸酸银沉淀，全过程搅拌机转速为300r/min，控制恒温水浴温度70℃。之后将沉淀过滤收集，用蒸馏水洗涤三遍，最后在真空干燥箱中干燥24h后，测试粉体粒度分布，平均粒径可达1.2-5.0um，待用。

实施案例一：

首先称取平均粒径为0.8-4.5um的氧化银粉体A 70g，再称取平均粒径为1.2-5.0um的新癸酸银粉体B 80g，然后加入纯度为99.7％的α-松油醇50g。随后设置搅拌机转速为60r/min，将混合物搅拌1h；最后将搅拌过后的混合物在三辊研磨机上以不同的间隙辊扎10遍，要求细度满足10um以内，并形成具有一定粘度和印刷性的膏状物。将制备的氧化银浆料采用凹版印刷方法印刷于氧化锌陶瓷基体上，使用马弗炉以10℃/min的升温曲线升温至300℃后，恒温烧结30min。采用四探针检测仪测试烧结银层的表面方阻Rs为21.3mΩ，使用螺旋测微器测试银层的平均厚度t为22.4um，进而计算烧结银层的电导率为2.09×105s/cm。

实施案例二：

首先称取平均粒径为0.8-4.5um的氧化银粉体A 80g，再称取平均粒径为1.2-5.0um的新癸酸银粉体B 70g，然后加入纯度为99.7％的α-松油醇50g。随后设置搅拌机转速为60r/min，将混合物搅拌1h；最后将搅拌过后的混合物在三辊研磨机上以不同的间隙辊扎10遍，要求细度满足10um以内，并形成具有一定粘度和印刷性的膏状物。将制备的氧化银浆料采用凹版印刷方法印刷于氧化锌陶瓷基体上，使用马弗炉以10℃/min的升温曲线升温至300℃后，恒温烧结30min。采用四探针检测仪测试烧结银层的表面方阻Rs为22mΩ，使用螺旋测微器测试银层的平均厚度t为24.1um，进而计算烧结银层的电导率为1.89×105s/cm。

实施案例三：

首先称取平均粒径为0.8-4.5um的氧化银粉体A 90g，再称取平均粒径为1.2-5.0um的新癸酸银粉体B 60g，然后加入纯度为99.7％的α-松油醇50g。随后设置搅拌机转速为60r/min，将混合物搅拌1h；最后将搅拌过后的混合物在三辊研磨机上以不同的间隙辊扎10遍，要求细度满足10um以内，并形成具有一定粘度和印刷性的膏状物。将制备的氧化银浆料采用凹版印刷方法印刷于氧化锌陶瓷基体上，使用马弗炉以10℃/min的升温曲线升温至300℃后，恒温烧结30min。采用四探针检测仪测试烧结银层的表面方阻Rs为20.5mΩ，使用螺旋测微器测试银层的平均厚度t为23.8um，进而计算烧结银层的电导率为2.05×105s/cm。尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (4)

1.一种电子元器件用的氧化银浆料，其特征在于：氧化银浆料由含有氧化银粉体以及新癸酸银粉体和溶剂组成；其中，

氧化银粉体占浆料重量的百分比为35-45％，新癸酸银粉体占浆料重量的百分比为30-40％，溶剂占浆料重量的百分比为15-35％；溶剂采用α-松油醇。

2.根据权利要求1所述的氧化银浆料，其特征在于：所述氧化银粉体为球形氧化银粉体，占浆料重量的百分比为40％；所述新癸酸银粉体占浆料重量的百分比为35％；所述α-松油醇占浆料重量的百分比为25％。

3.根据权利要求1和2中任一所述的氧化银浆料，其特征在于：所述的球形氧化银粉体的平均粒径为0.8-4.5um；所述新癸酸银粉体的平均粒径为1.2-5.0um；所述α-松油醇采用分析级别，纯度为99.7％。

4.一种如权利要求1-3中所述的电子元器件用氧化银浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)新癸酸银的合成：将氢氧化钠水溶液缓慢地滴入等摩尔量的新癸酸甲醇溶液中，搅拌1h，边搅拌边滴加浓度为0.6mol/L的稀硝酸调节溶液pH值为7.0。然后，加入等摩尔量的硝酸银水溶液，搅拌1h，生成白色的新癸酸银沉淀，全过程搅拌机转速为300r/min，控制恒温水浴温度70℃。之后将沉淀过滤收集，用蒸馏水洗涤，最后在真空干燥箱中干燥24h；

S2)氧化银浆料的制备：将重量比为40％的氧化银粉体A和重量比为35％的新癸酸银粉体B以及纯度为99.7％的α-松油醇先采用搅拌机混合，搅拌速率为60r/min，搅拌时间1h；最后将混合物在三辊研磨机上辊扎，细度要求10um以内，形成具有一定粘度和印刷性的膏状物。