一种利用高密度反应基团树脂降低导电浆料固化后孔隙率的方法与流程

：本发明属于导电浆料，具体涉及一种利用高密度反应基团树脂降低导电浆料固化后孔隙率的方法。

背景技术

0、背景技术：

1、导电浆料是一种具有导电性能的材料，广泛应用于电子元器件制造，如用于集成电路封装、后膜电路与薄膜电路制造；用于太阳能电池中背电极、正面栅线及金属化接触层制造；用于储能器件中敏感元件的电极和互连线路制造；以及用于生物传感器、电生理记录设备、植入式医疗器械中导电接口的制造等。

2、然而，导电浆料固化后常常存在孔隙率高的缺陷。这是因为在导电浆料固化过程中，溶剂挥发或固化剂反应会产生气泡，材料尤其是小粒径金属粉体的收缩过程较为复杂，在材料内部形成孔隙。过高的孔隙率会降低材料导电性能和机械强度，影响材料的稳定性和可靠性。此外，孔隙还可能导致材料吸水、氧化等问题，影响材料的使用寿命和性能表现。因而固化后孔隙率是银浆的关键指标，降低孔隙率可以提高导电浆料多方面的综合性能。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明提供了一种利用高密度反应基团树脂降低导电浆料固化后孔隙率的方法，将高密度反应基团树脂引入导电浆料，使固化过程能在较低温度下迅速进行，减小银粉粒子之间的孔隙，有利于纳米粉的直接融合烧结，形成致密的导电通道，解决了现有技术中导电浆料孔隙率过高导致材料导电性、稳定性以及机械强度较差的问题。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现的：

3、一种利用高密度反应基团树脂降低导电浆料固化后孔隙率的方法，其特征在于，将高密度反应基团树脂的导电浆料搅拌均匀后利用三辊机进行辊压，通过丝网印刷在玻璃基底或制绒硅片基底上，180-190℃固化10-15min；所述导电浆料按总质量百分比为100％计，包括如下组分：导电填充颗粒：84.5％～95％，高密度反应基团树脂：0.1％～5％，固化剂：0.01％～0.5％，余为溶剂；所述导电填充颗粒选自金、银、银包铜、铜的一种；所述高密度反应基团树脂由含有羟基、羧基、氨基等活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂和聚氨酯改性环氧树脂组成；两者质量比范围(1～10):(1～9)；优选为(1～4):2，所述聚氨酯改性丙烯酸树脂中的丙烯酸树脂为β位具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸组成的共聚物；所述聚氨酯为异佛尔酮二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯中任意一种与聚酯多元醇或聚醚多元醇反应制得。

4、优选的，所述固化剂选自封闭型聚氨酯类、叔胺、叔胺盐、酸酐类、双氰胺的一种或多种的组合。

5、优选的，所述溶剂选自丁酮、丙酮、环己酮、异佛尔酮、二乙二醇丁醚酯酸酯、二乙二醇丁醚﹑醇酯十二、松油醇、乙二醇苯醚、二乙二醇二乙醚、己二酸二甲酯、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲苯、环己烷、正己烷、二元酸酯混合物中的一种或多种的组合。

6、优选的，所述聚氨酯改性环氧树脂中环氧树脂选自双酚a环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂的一种。

7、优选的，所述导电填充颗粒为纳米银粉、微米银粉中的一种或两种；优选为同时加入纳米银粉和微米银粉，纳米银粉粒径d50≤300nm，振实密度在4.5～5.5g/ml，微米银粉粒径d50＝2～5μm，振实密度在4.0～6.0g/ml。

8、优选的，所述导电浆料还添加有丙烯酸酯共聚物，按总质量百分比为100％计，丙烯酸酯共聚物≤5％；所述丙烯酸酯共聚物由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯中的两种单体或多种单体聚合而成，玻璃化温度50～120℃。所述丙烯酸酯共聚物的制备方法包括如下步骤：在氮气氛围下，将单体溶于二乙二醇丁醚醋酸酯，缓慢滴加过氧化二苯甲酰和二乙二醇丁醚醋酸酯的混合液，反应温度80-90℃，总反应时间为12-13h后出料。

9、所述的含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：

10、(1)在氮气氛围80-90℃反应条件下，将β位具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸和二乙二醇丁醚醋酸酯加到反应容器中，缓慢滴加过氧化二苯甲酰和二乙二醇丁醚醋酸酯，反应4-6h后补充滴加，反应6-8h后出料，制备成丙烯酸共聚物溶液待用；β位具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸的质量比为(6～8):(1～3):(0.5～1)；

11、(2)端基含nco的聚氨酯齐聚物制备：氮气氛围75-85℃反应条件下，将异佛尔酮二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯中任意一种加料到反应容器中，缓慢滴加聚丙二醇、二乙二醇丁醚醋酸酯、二月桂酸二丁基锡，反应6-8h后出料，制得聚氨酯齐聚物液体；r值为1～10，优选2～5；

12、(3)干燥氮气氛围80-90℃反应条件下步骤2)得到的聚氨酯齐聚物液体中缓慢滴加步骤1)得到的丙烯酸共聚物溶液反应4-6h，制备成聚氨酯改性丙烯酸树脂，聚氨酯齐聚物与丙烯酸共聚物的质量比为(1～3):(3～5)。

13、本发明还保护上述高密度反应基团树脂降低导电浆料，所述导电浆料按总质量百分比为100％计，包括如下组分：导电填充颗粒：84.5％～95％，高密度反应基团树脂：0.1％～5％，固化剂：0.01％～0.5％，余为溶剂；所述导电填充颗粒选自金、银、银包铜、铜的一种；所述高密度反应基团树脂由含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂和聚氨酯改性环氧树脂组成；两者质量比为(1～10):(1～9)；所述侧基含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂中的丙烯酸树脂为β位具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸组成的共聚物；所述聚氨酯为异佛尔酮二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯中任意一种与聚酯多元醇或聚醚多元醇反应制得。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明通过优化导电浆料配方，选用具有高密度官能团的树脂作为粘接相，使导电浆料的固化过程能在较低温度下迅速进行，减小了银粉粒子之间的孔隙，有利于纳米粉的直接融合烧结，形成致密的导电通道，从而有效提高固化后导电材料的致密性、稳定性、导电性和机械强度；其次，孔隙率降低提高了材料的防水性和防腐蚀性能。

技术特征：

1.一种利用高密度反应基团树脂降低导电浆料固化后孔隙率的方法，其特征在于，将高密度反应基团树脂的导电浆料搅拌均匀后利用三辊机进行辊压，通过丝网印刷在玻璃基底或制绒硅片基底上，180-190℃固化10-15min；所述导电浆料按总质量百分比为100％计，包括如下组分：导电填充颗粒：84.5％～95％，高密度反应基团树脂：0.1％～5％，固化剂：0.01％～0.5％，余为溶剂；所述导电填充颗粒选自金、银、银包铜、铜的一种；所述高密度反应基团树脂由含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂和聚氨酯改性环氧树脂组成；两者质量比为(1～10):(1～9)；所述侧基含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂中的丙烯酸树脂为β位具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸组成的共聚物；所述聚氨酯为异佛尔酮二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯中任意一种与聚酯多元醇或聚醚多元醇反应制得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂和所述聚氨酯改性环氧树脂的质量比为(1～4):2；所述固化剂选自封闭型聚氨酯类、叔胺、叔胺盐、酸酐类、双氰胺的一种或多种的组合；所述溶剂选自丁酮、丙酮、环己酮、异佛尔酮、二乙二醇丁醚酯酸酯、二乙二醇丁醚﹑醇酯十二、松油醇、乙二醇苯醚、二乙二醇二乙醚、己二酸二甲酯、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲苯、环己烷、正己烷、二元酸酯混合物中的一种或多种的组合；所述聚氨酯改性环氧树脂中环氧树脂选自双酚a环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电填充颗粒为纳米银粉、微米银粉中的一种或两种；纳米银粉粒径d50≤300nm，振实密度在4.5～5.5g/ml，微米银粉粒径d50＝2～5μm，振实密度在4.0～6.0g/ml。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导电浆料还添加有丙烯酸酯共聚物，按总质量百分比为100％计，丙烯酸酯共聚物≤5％；所述丙烯酸酯共聚物由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯中的两种单体或多种单体聚合而成，玻璃化温度50～120℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述侧基含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：

6.一种基于高密度反应基团树脂的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料按总质量百分比为100％计，包括如下组分：导电填充颗粒：84.5％～95％，高密度反应基团树脂：0.1％～5％，固化剂：0.01％～0.5％，余为溶剂；所述导电填充颗粒选自金、银、银包铜、铜的一种；所述高密度反应基团树脂由含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂和聚氨酯改性环氧树脂组成；两者质量比为(1～10):(1～9)；

7.根据权利要求6所述的导电浆料，其特征在于，所述含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂和所述聚氨酯改性环氧树脂的质量比为(1～4):2；所述固化剂选自封闭型聚氨酯类、叔胺、叔胺盐、酸酐类、双氰胺的一种或多种的组合；所述溶剂选自丁酮、丙酮、环己酮、异佛尔酮、二乙二醇丁醚酯酸酯、二乙二醇丁醚﹑醇酯十二、松油醇、乙二醇苯醚、二乙二醇二乙醚、己二酸二甲酯、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲苯、环己烷、正己烷、二元酸酯混合物中的一种或多种的组合；所述聚氨酯改性环氧树脂中环氧树脂选自双酚a环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a环氧树脂的一种。

8.根据权利要求6所述的导电浆料，其特征在于，所述导电填充颗粒为纳米银粉、微米银粉中的一种或两种；纳米银粉粒径d50≤300nm，振实密度在4.5～5.5g/ml，微米银粉粒径d50＝2～5μm，振实密度在4.0～6.0g/ml。

9.根据权利要求6所述的导电浆料，其特征在于，导电浆料还添加有丙烯酸酯共聚物，按总质量百分比为100％计，丙烯酸酯共聚物≤5％；所述丙烯酸酯共聚物由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯中的两种单体或多种单体聚合而成，玻璃化温度50～120℃。

10.根据权利要求6所述的导电浆料，其特征在于，所述侧基含有羟基、羧基、氨基活性基团的聚氨酯改性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种利用高密度反应基团树脂降低导电浆料固化后孔隙率的方法，将高密度反应基团树脂引入导电浆料作为粘接相，使导电浆料固化过程能在较低温度内迅速进行，减小银粉粒子之间的孔隙，有利于纳米粉的直接融合烧结，形成致密的导电通道，从而有效提高固化后导电材料的致密性、稳定性、导电性和机械强度；此外，孔隙率降低提高了材料的防水性和防腐蚀性能。技术研发人员：王洪军,刘洪受保护的技术使用者：长沙连古科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25