CN101944398B - 一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，步骤：1)粘结料的制备：按照一定质量百分比将Bi₂O₃、ZnO、B₂O₃、NiO、NiO₂、CaO、CuO、AgO进行混合形成粘结料；2)有机载体的制备：将乙基纤维素树脂加入到乙基卡必醇、乙基卡必醇醋酸脂、松油醇以任意比例混合的混合液中，溶解过滤得有机载体；3)浆料的制备：按一定质量百分比将银粉、粘结料、有机载体、溶剂和分散剂混合均匀，辊扎后过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。本发明改变粘结料的添加比例和成份可以调节浆料的导电性、印刷性和附着力；改变有机载体的添加比例可以调节浆料的粘度、印刷性。

Description

一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，特别是涉及一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法。

背景技术

随着电子科技的发展，电子信息技术向着微型化、高集成化、高频化与多维化的方向发展。新型电子元器件向着大功率化、小型化、轻量化、多功能化、绿色化以及低成本化方向发展。集成电路是现代电子技术发展成果的结晶，主要包括厚膜混合集成电路、薄膜混合集成电路与半导体集成电路。半导体集成电路在数字电路方面独占鳌头、适合大批量生产；薄膜混合集成电路在微波、高频电路方面优势明显；而厚膜混合集成电路则在高温、高压、大功率电路方面有其不可替代性。

厚膜混合集成电路，是指通过丝网印刷、烧成等工序在基片上制作互连导线、电阻、电容、电感等，满足一定功能要求的电路单元。由于具有体积小、功率大、性能可靠、设计灵活、成本低和性价比高等优点，厚膜电路适应了发展趋势的要求，在混合电路产业中占据80％以上的市场份额，日益凸显统治地位。

厚膜电子材料是厚膜电路的物质基础，主要包括基片和厚膜电子浆料。基片是厚膜电路的载体，其材料性能对厚膜电路的质量具有重要影响。厚膜电子浆料是厚膜电路的核心和关键，其质量的好坏直接关系到厚膜元件性能的优劣。

对于制备电极的厚膜银电子浆料的要求是：浆料成本的降低；附着力要高；耐磨性好；不含有铅、镉等有害元素，符合环保要求。电子浆料行业的环保标准遵循欧盟的RoHS指令(不含Pb、Cd、Hg、Cr(VI)、多溴联苯PBB、多溴联苯醚PBDE)及欧盟RoHS关于邻苯二甲酸酯的指令2005/84/EC。现有的电子浆料中所含的粘结料多为玻璃粉，其中为降低熔点多采用铅、镉等有害元素，出口受到上述指令限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)粘结料的制备：

按质量百分比将Bi₂O₃45-55％、ZnO 20-30％、B₂O₃20-25％、NiO0-4％、NiO₂0.5-4％、CaO 0-4％、CuO 0-2％、AgO 0.5-4％混合形成粘结料粉体，该粘结料粉体的平均粒径为2μm～10μm；

2)有机载体的制备：

按质量百分比，将10％～30％乙基纤维素树脂加入到70％～90％的溶剂1中，在温度为75℃～100℃的恒温水槽中溶解完全，250目过滤得所述有机载体；所述溶剂1为乙基卡必醇、乙基卡必醇醋酸脂、松油醇中一种或该三种物质以任意比例混合的混合溶液；

3)浆料的制备：

按质量百分比将50～75％的银粉、3～10％的粘结料、10～35％的有机载体、5～15％的溶剂2和0.5～2％的分散剂混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料；

所述溶剂2为丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、石油醚、松节油、松油醇、蓖麻油、环己酮中的一种或几种以任意比例混合的混合物；

所述分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶石蜡中一种或几种以任意比例混合的混合物。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法改变粘结料的添加比例和成份可以调节以氧化物为粘结料的导电浆料的导电性、印刷性、和附着力；改变有机载体的添加比例可以调节以氧化物为粘结料的导电浆料的粘度、印刷性在530℃～600℃的高温烧结条件下，得到导电性好、附着力好、无污染的以氧化物为粘结料的导电浆料；本发明提供一种成本低廉、附着力高并且符合环保要求的以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，该种方法制备的导电浆料中不含铅、隔等有害物质，符合现行环保法规；用氧化物代替传统浆料中的玻璃粉，使得烧结后浆料同基底形成化学键合，附着力更好。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做详细描述，下述实施例仅用于说明本发明，但并不用于限定本发明的实施范围。

实施例1

1)粘结料的制备：按质量百分比将Bi₂O₃45％；ZnO 30％；B₂O₃20％；AgO 2％；NiO₂3％混合均匀，混合后粘结料的平均粒径在5μm以下；

2)有机载体的制备：按质量百分比将10％的乙基纤维素树脂加入到90％的松油醇中，在恒温水浴中加热到85℃至乙基纤维素树脂完全溶解，250目过滤，得到有机载体；

3)浆料的制备：按质量百分比将65％的银粉、5％的粘结料、20％的有机载体、9.5％的丙二醇甲醚醋酸酯和0.5％的聚乙烯蜡分散剂在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。

实施例2

1)粘结料的制备：按质量百分比将Bi₂O₃55％；ZnO 20％；B₂O₃21％；NiO 0.5％；NiO₂0.5％；AgO 3％混合均匀，混合后粘结料的平均粒径在8μm以下；

2)有机载体的制备：按质量百分比将20％的乙基纤维素树脂加入到80％的乙基卡必醇中，在恒温水浴中加热到95℃至乙基纤维素树脂完全溶解，250目过滤，得到有机载体；

3)浆料的制备：按质量百分比将74％的银粉、10％粘结料、10％的有机载体、1％的丙二醇甲醚醋酸酯、3％的乙二醇乙醚、1％的松油醇和1％的硬脂酸锌分散剂在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。

实施例3

1)粘结料制备：按质量百分比，将Bi₂O₃45％；ZnO 30％；B₂O₃20％；NiO 0.5％；CuO 1％；AgO 3.5％混合均匀，平均粒径在7μm以下；

2)有机载体的制备：按质量百分比将30％的乙基纤维素树脂加入到70％的乙基卡必醇醋酸脂中，在恒温水浴中加热到85℃至乙基纤维素树脂完全溶解，250目过滤，得到有机载体；

3)浆料的制备：按质量百分比将55％的银粉、10％粘结料、24％的有机载体、5％的丁基卡必醇溶剂、5％的石油醚和0.5％的微晶石蜡和0.5％的硬脂酸锌分散剂在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。

实施例4

1)粘结料的制备：按质量百分比，将Bi₂O₃50％；ZnO 20％；B₂O₃20％；NiO 1％；NiO₂1％；CaO 2％；CuO 2％；AgO 4％混合均匀形成粘结料粉体，该粘结料粉体的平均粒径在8μm以下；

2)有机载体的制备：按质量百分比，将15％乙基纤维素树脂加入到30％的乙基卡必醇、30％的乙基卡必醇醋酸脂和25％松油醇混合液中，在温度为95℃的恒温水槽中溶解完全，250目过滤得所述有机载体；

3)浆料的制备：按质量百分比将60％的银粉、8％的粘结料、20％的有机载体、10％的环己酮和2％的微晶石蜡混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。

本发明制的浆料最大细度≤15μm，平均细度≤10μm，固体含量53-85％，粘度150-300kcps(BROOKFIELD DV-II粘度计+14#转子，10RPM)，烧结温度530-600℃。使用该背电场银浆印刷、烧成后的硅太阳能电池有较高的光电转化效率。

Claims (5)

1.一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粘结料的制备：

按质量百分比将Bi₂O₃45-55％、ZnO 20-30％、B₂O₃20-25％、NiO0-4％、NiO₂0.5-4％、CaO 0-4％、CuO 0-2％、AgO 0.5-4％混合形成粘结料粉体，该粘结料粉体的平均粒径为2μm～10μm；

2)有机载体的制备：

按质量百分比，将10％～30％乙基纤维素树脂加入到70％～90％的溶剂1中，在温度为75℃～100℃的恒温水槽中溶解完全，250目过滤得所述有机载体；所述溶剂1为乙基卡必醇、乙基卡必醇醋酸脂、松油醇中一种或该三种物质以任意比例混合的混合溶液；

3)浆料的制备：

按质量百分比将50～75％的银粉、3～10％的粘结料、10～35％的有机载体、5～15％的溶剂2和0.5～2％的分散剂混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料；

所述溶剂2为丁基卡必醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚醋酸酯、石油醚、松节油、松油醇、蓖麻油、环己酮中的一种或几种以任意比例混合的混合物；

所述分散剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶石蜡中一种或几种以任意比例混合的混合物。

2.如权利要求1所述一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粘结料的制备：

按质量百分比将Bi₂O₃45％；ZnO 30％；B₂O₃20％；AgO 2％；NiO₂3％混合均匀，混合后粘结料的平均粒径为2μm～5μm；

2)有机载体的制备：

按质量百分比将10％的乙基纤维素树脂加入到90％的松油醇中，在恒温水浴中加热到85℃至乙基纤维素树脂完全溶解，250目过滤，得到有机载体；

3)浆料的制备：

按质量百分比将65％的银粉、5％的粘结料、20％的有机载体、9.5％的丙二醇甲醚醋酸酯和0.5％的聚乙烯蜡分散剂在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。

3.如权利要求1所述一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粘结料的制备：

按质量百分比将Bi₂O₃55％；ZnO 20％；B₂O₃21％；NiO 0.5％；NiO₂0.5％；AgO 3％混合均匀，混合后粘结料的平均粒径为2μm～8μm；

2)有机载体的制备：

按质量百分比将20％的乙基纤维素树脂加入到80％的乙基卡必醇中，在恒温水浴中加热到95℃至乙基纤维素树脂完全溶解，250目过滤，得到有机载体；

3)浆料的制备：

按质量百分比将74％的银粉、10％粘结料、10％的有机载体、5％的溶剂2和1％的硬脂酸锌分散剂在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料；

所述溶剂2为1％的丙二醇甲醚醋酸酯、3％的乙二醇乙醚何1％的松油醇的混合溶液。

4.如权利要求1所述一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粘结料制备：

按质量百分比，将Bi₂O₃45％；ZnO 30％；B₂O₃20％；NiO 0.5％；CuO 1％；AgO 3.5％混合均匀，该粘结料粉体的平均粒径为2μm～7μm；

2)有机载体的制备：

按质量百分比将30％的乙基纤维素树脂加入到70％的乙基卡必醇醋酸脂中，在恒温水浴中加热到85℃至乙基纤维素树脂完全溶解，250目过滤得到有机载体；

3)浆料的制备：

按质量百分比将55％的银粉、10％粘结料、24％的有机载体、10％溶剂2和1％分散剂在行星式或其它搅拌机里混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料；

所述溶剂2为5％的丁基卡必醇溶剂和5％的石油醚的混合溶液；

所述分散剂0.5％的微晶石蜡和0.5％的硬脂酸锌的混合溶液。

5.如权利要求1所述一种以氧化物为粘结料的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)粘结料的制备：按质量百分比，将Bi₂O₃50％；ZnO 20％；B₂O₃20％；NiO 1％；NiO₂1％；CaO 2％；CuO 2％；AgO 4％混合均匀形成粘结料粉体，该粘结料粉体的平均粒径在8μm以下；

2)有机载体的制备：按质量百分比，将15％乙基纤维素树脂加入到30％的乙基卡必醇、30％的乙基卡必醇醋酸脂和25％松油醇混合液中，在温度为95℃的恒温水槽中溶解完全，250目过滤得所述有机载体；

3)浆料的制备：按质量百分比将60％的银粉、8％的粘结料、20％的有机载体、10％的环己酮和2％的微晶石蜡混合均匀，再在三辊机上分散至10μm以下，最后在250目筛网中过滤即得以氧化物为粘结料的导电浆料。