CN115410748A - 一种片式元器件用导电浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种片式元器件用导电浆料，由石墨烯纳米片，银粉，聚酯树脂，溶剂，助剂组成。石墨烯纳米片属于层状结构，层与层之间存在存在电子流大π键，π键中存在自由移动的电子，有利于电子的自由传递，极大降低导电浆料的体积电阻率，同时该款导电浆料具有优良的柔韧性和突出的耐侯性，可满足片式元器件回路导线所需性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种片式元器件用导电浆料，具体涉及一种石墨烯纳米片掺杂的片式元器件用导电浆料，属于导电浆料领域。
背景技术
随着电子信息产业的快速发展，片式元器件技术备受青睐，在工业设备，家电，交通工具，教学等领域获得极大的推广运用。导电浆料作为片式元器件导电回路所用的关键材料，而目前市面上导电浆料常采用热固性环氧树脂作为粘结剂，该体系的导电浆料存在印刷膜层硬度高，脆性大，电阻高(一般体积电阻率为10-4～10-5Ω.cm)等问题。随着片式元器件边框越来越窄，导电回路也要求越来越细，因此在满足相同导电性的前提下，对导电浆料的体积电阻率也提出更高要求。
发明内容
本发明提供了一种石墨烯纳米片掺杂的片式元器件用导电浆料，本发明的技术方案为：一种片式元器件用导电浆料，其组份及各组份质量百分比为：石墨烯纳米片5～10％，银粉45～55％，聚酯树脂5～10％，溶剂30～40％。
石墨烯纳米片为片径1～3μm、厚度1～5nm，银粉为粒径0.8～1.2μm、振实密度为3.2～3.8g/cm3，聚酯树脂是数均分子量40000～50000、玻璃化转变温度65～75℃，溶剂为异佛尔酮、丁基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇中的一种或几种组成。
本发明还提供了上述片式元器件用导电浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚酯树脂溶液制备：将有机溶剂与聚酯树脂固体，80℃溶解成透明溶液，制得10～30％固含的聚酯树脂溶液；
(2)采用卧式滚筒球磨机，在氧化铝陶瓷滚筒内加入一定量的石墨烯纳米片与聚酯树脂溶液，同时加入等重量的1mm锆球，球磨36～48h后，取出待用；
(3)取步骤(2)中混合物与银粉搅拌混合，并用三辊机研磨，获得细度小于5μm导电浆料。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明通过选择合理的石墨烯纳米片，同时搭配聚酯树脂和合适的溶剂，制备了一种综合性能优异的导电浆料。与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明的导电浆料具有低的电阻(体积电阻率为10-6Ω.cm)，可以实现更窄线宽的高导电性；(2)本发明的导电浆料由于采用了聚酯树脂和合适的溶剂，提高了印刷膜层的致密化，赋予膜层优良的柔韧性和突出的耐侯性。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明进行进一步描述，但是本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
导电浆料包括以下质量百分比组成：
本实施例的石墨烯纳米片为片径1μm，厚度4nm。本实施例银粉为粒径0.8～1.2μm，振实密度为3.2～3.8g/cm3。本实施例聚酯树脂是数均分子量40000～50000，且玻璃化转变温度65～75℃。本实施例溶剂为异佛尔酮，丁基卡必醇醋酸酯，丁基卡必醇组成的混合溶剂。本实施例助剂为气相二氧化硅，BYK-333。
以上导电银浆制备方法包括以下步骤：
(1)聚酯树脂溶液制备：首先按照3：2：1的质量比分别称取异佛尔酮，丁基卡必醇醋酸酯，丁基卡必醇三种溶剂与计量过的聚酯树脂固体混合，在80℃水浴中加热溶解成透明溶液，制得25％左右固含的聚酯树脂溶液；
(2)石墨烯纳米片，助剂与聚酯树脂溶液的研磨混合：采用卧式滚筒球磨机，在氧化铝陶瓷滚筒内加入一定量的石墨烯纳米片，助剂，聚酯树脂溶液，同时加入等重量的1mm锆球，球磨36～48h后，制得均匀的膏状混合物；
(3)取步骤(2)中混合物与银粉搅拌混合，并用三辊机研磨，获得细度小于5μm导电浆料。
实施例2
导电浆料包括以下质量百分比组成：
本实施例的石墨烯纳米片为片径2μm，厚度3nm。本实施例银粉为粒径0.8～1.2μm，振实密度为3.2～3.8g/cm3。本实施例聚酯树脂是数均分子量40000～50000，且玻璃化转变温度65～75℃。本实施例溶剂为异佛尔酮，丁基卡必醇醋酸酯组成的混合溶剂。本实施例助剂为气相二氧化硅，BYK-333。
以上导电银浆制备方法包括以下步骤：
(1)聚酯树脂溶液制备：首先按照1：1的质量比分别称取异佛尔酮，丁基卡必醇醋酸酯二种溶剂与计量过的聚酯树脂固体混合，在80℃水浴中加热溶解成透明溶液，制得20％左右固含的聚酯树脂溶液；
(2)石墨烯纳米片，助剂与聚酯树脂溶液的研磨混合：采用卧式滚筒球磨机，在氧化铝陶瓷滚筒内加入一定量的石墨烯纳米片，助剂，聚酯树脂溶液，同时加入等重量的1mm锆球，球磨36-48h后，制得均匀的膏状混合物；
(3)取步骤(2)中混合物与银粉搅拌混合，并用三辊机研磨，获得细度小于5μm导电浆料。
实施例3
导电浆料包括以下质量百分比组成：
本实施例的石墨烯纳米片为片径3μm，厚度5nm。本实施例银粉为粒径0.8～1.2μm，振实密度为3.2～3.8g/cm3。本实施例聚酯树脂是数均分子量40000～50000，且玻璃化转变温度65～75℃。本实施例溶剂为丁基卡必醇。本实施例助剂为气相二氧化硅，BYK-333.
以上导电银浆制备方法包括以下步骤：
(1)聚酯树脂溶液制备：首先称取丁基卡必醇与计量过的聚酯树脂固体混合，在80℃水浴中加热溶解成透明溶液，制得12％左右固含的聚酯树脂溶液；
(2)石墨烯纳米片，助剂与聚酯树脂溶液的研磨混合：采用卧式滚筒球磨机，在氧化铝陶瓷滚筒内加入一定量的石墨烯纳米片，助剂，聚酯树脂溶液，同时加入等重量的1mm锆球，球磨36～48h后，制得均匀的膏状混合物；
(3)取步骤(2)中混合物与银粉搅拌混合，并用三辊机研磨，获得细度小于5μm导电浆料；
实施例4
导电浆料包括以下质量百分比组成：
本实施例银粉为粒径0.8～1.2μm，振实密度为3.2～3.8g/cm3。本实施例聚酯树脂是数均分子量40000～50000，且玻璃化转变温度65～75℃。本实施例溶剂为异佛尔酮，丁基卡必醇醋酸酯，丁基卡必醇组成的混合溶剂。本实施例助剂为气相二氧化硅，BYK-333.
以上导电银浆制备方法包括以下步骤：
(1)聚酯树脂溶液制备：首先按照1：1：1的质量比分别称取异佛尔酮，丁基卡必醇醋酸酯，丁基卡必醇三种溶剂与计量过的聚酯树脂固体混合，在80℃水浴中加热溶解成透明溶液，制得25％左右固含的聚酯树脂溶液；
(2)石墨烯纳米片，助剂与聚酯树脂溶液的研磨混合：采用卧式滚筒球磨机，在氧化铝陶瓷滚筒内加入一定量的石墨烯纳米片，助剂，聚酯树脂溶液，同时加入等重量的1mm锆球，球磨36-48h后，制得均匀的膏状混合物；
(3)取步骤(2)中混合物与银粉搅拌混合，并用三辊机研磨，获得细度小于5μm导电浆料。
实施例1-4浆料性能检测结构如下表所示：
上表数据表明，通过掺杂石墨烯纳米片的导电浆料，具有更低的体积电阻率，因此可以实现更窄线宽的高导电性，同时印刷干燥后的导电膜层具有优良的柔韧性和突出的耐侯性。
上表中，耐弯曲性测试方法为：采用圆筒状芯轴法直径1mm，确认裂痕以及电阻变化率。耐侯性测试方法为：用耐气候性促进试验仪，黑色面板温度85±1℃，85±1％湿度1000小时，观察有无变色及剥离。
Claims (6)
1.一种片式元器件用导电浆料，其特征在于所述导电浆料组份及各组份质量百分比为：石墨烯纳米片2～3％，银粉45～55％，聚酯树脂5～10％，溶剂30～40％，助剂1～2％。
2.根据权利要求1所述的片式元器件用导电浆料，其特征在于所述石墨烯纳米片为片径1～3μm，厚度1～5nm。
3.根据权利要求1所述的片式元器件用导电浆料，其特征在于所述银粉为粒径0.8～1.2μm，振实密度为3.2～3.8g/cm3。
4.根据权利要求1所述的片式元器件用导电浆料，其特征在于所述聚酯树脂是数均分子量40000～50000，玻璃化转变温度65～75℃。
5.根据权利要求1所述的片式元器件用导电浆料，其特征在于所述溶剂为异佛尔酮、丁基卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇中的一种或几种组成。
6.根据权利要求1所述的片式元器件用导电浆料的制备方法，包括以下步骤：
(1)聚酯树脂溶液制备：将有机溶剂与聚酯树脂固体，80℃溶解成透明溶液，制得10～30％固含的聚酯树脂溶液；
(2)采用卧式滚筒球磨机，在氧化铝陶瓷滚筒内加入一定量的石墨烯纳米片与聚酯树脂溶液，同时加入等重量的1mm锆球，球磨36～48h后，取出待用；
(3)取步骤(2)中混合物与银粉搅拌混合，并用三辊机研磨，获得细度小于5μm导电浆料。
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