專利名稱：水性納米電子銀漿及其制備方法
技術領域：
本發明屬于納米技術領域，具體涉及一種水性納米電子銀漿及其制備方法。
背景技術：
近二十年來，隨著新材料、新工藝、新技術的迅速發展，微電子材料也得到蓬勃發展。厚膜工藝技術將各具電性能的組件(導電或電阻、電容、絕緣)以厚膜絲網印刷的形式形成多層集成電路或元器件，以達到高集成度、電性能穩定、工藝簡便、價格較低、體積小型化的目的，因此在微電子領域一直占有不可忽視的位置。厚膜絲網印刷從設計的柔性變化，成本低，制造周期短，設備投資小，有助于改善產品質量及批次重現性。電子漿料是制備厚膜電路或電子元件功能電極的材料，它通過將功能粉末在有機粘合劑中分散制成漿體，在非導電基板上或半導體基板上印刷形成導電性、電阻體、絕緣膜及電容體等，因此電子漿料是發展電子元器件的基礎材料，也是制作厚膜精密混合集成電路及其它片式元件(片式電阻，片式電容器等)的關鍵材料。發展電子漿料是厚膜微電子材料技術產業發展的重要步驟。目前，主要應用銀、金、鍺、氧化釕厚膜系統等貴金屬粉末形成導體和氧化釕電子漿體。銀由于在幾種貴金屬中屬于價格較低、性能穩定，及優良的導電特性，已大量應用于電子工業。高導電率、高分辨率的銀基燒結銀漿如用于在太陽能硅片上的光電轉化電極，汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅動電極等產品。對于等離子顯示器驅動電路及分辨率的要求，PDP顯示屏的光刻電極主要考慮的因素有:電極寬度、線條邊緣平直度、表面粗糙度、電極均勻性及電極是否存在缺陷等，由于電極斷路使得相應的像素無法被點亮，顯示屏出現黑線，電極分辨率差，線路間易短路，容易造成尋址錯誤或串擾。玻璃基板印燒的特種高導及細線印刷銀漿近五年來需求量成倍增長，特別在汽車擋風玻璃及平板顯示器方面的應用。汽車鋼化玻璃除霜加熱線，是采用在玻璃基板上印刷銀漿，在玻璃的鋼化熱處理過程(急熱驟冷工藝)中完成銀導體膜的燒結附著，由于燒結時間短(總時間250Sec)和溫度驟變條件相當苛刻，要求導電細線無脫落斷線，在功率滿足要求的情況下，與外蓄電池連接的電極的焊接及附著強度也有具體要求，另外耐候性及耐擦洗等后步要求也較苛刻。為開發電學性能穩定、高導電率、具有良好細線印刷性能及優良附著性的高性能電子漿料，本發明采用改進的研磨設備，制備顆粒尺度10 100納米的銀粒子，同時采用水溶性高分子分散劑體系，在銀顆粒表面形成保護層，提供空間位阻，避免絮凝，制備水性納米電子銀漿。相比于傳統的溶劑型銀衆，本發明產品在日益注重環保的今天，具有更加現實的意義，具有廣泛的應用前景。

發明內容
本發明的目的在于提供一種電學性能穩定、高導電率、具有良好細線印刷性能及優良附著性的高性能電子漿料，本發明采用改進的研磨設備，制備顆粒尺度10 100納米的銀粒子，同時采用水溶性高分子分散劑體系，在銀顆粒表面形成保護層，提供空間位阻，避免絮凝，制備水性納米電子銀漿。本發明提供的水性納米電子銀漿，其特征在于:該漿料由以下組分組成，各組分的重量百分比如下:
組分重量百分比wt%
銀粉55 80
乙二醇0.5~5
聚乙烯吡咯烷酮5 20
水15 40
流平劑、消泡劑0.5 3其總量滿足100%。本發明還提供了一種水性納米電子銀漿的制備方法，其特征在于具體步驟如下:按比例取5 20wt%的聚乙烯吡咯烷酮、0.5 5wt%的乙二醇、0.5 3wt%的流平劑和消泡劑，溶解在15 40wt%的去離子水中，然后加入55 80wt%的粗銀粉，經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨2 8小時，使銀粒子的細度達到10 100納米，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。本發明提供的水性納米電子銀漿，其特征在于可用于厚膜印刷技術制備太陽能硅片上的光電轉化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅動電極等產品，也可以用于制作防菌材料。相比于現有技術中的方案，本發明的優點在于:改進的研磨設備，使得銀顆?？梢约氈?0 100納米；采用水性高分子分散劑，使得納米銀顆粒能夠穩定分散在水性體系中，從而獲得真正納米級的水性電子銀漿。相比于傳統的溶劑型銀漿，本發明產品在日益注重環保的今天，具有更加現實的意義。本發明制備的水性納米電子銀漿，粒度小、分布窄、穩定性佳，可用于厚膜印刷技術制備太陽能硅片上的光電轉化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅動電極等產品，也可以用于制作防菌材料，具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本發明而不限于限制本發明的范圍。 實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規實驗中的條件。實施例1:按比例取10wt%的聚乙烯吡咯烷酮、2 七％的乙二醇作為還原劑、0.5wt%的流平劑和0.5wt%消泡劑，溶解在17wt%的去離子水中，然后加入70Wt%的粗銀粉，經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨8小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細度達到50納米。實施例2:按比例取5wt %的聚乙烯卩比咯燒酮、1.5wt %的乙二醇、1.5wt %的流平劑和1.0wt%消泡劑，溶解在31wt%的去離子水中，然后加入6(^1:%的粗銀粉，經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨4小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細度達到70納米。實施例3: 按比例取15wt %的聚乙烯卩比咯燒酮、0.5wt %的乙二醇、1.5wt %的流平劑和1.5wt%消泡劑，溶解在26.5wt%的去離子水中，然后加入55被％的粗銀粉，經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨6小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細度達到48納米。實施例4:按比例取20wt %的聚乙烯吡咯烷酮、Iwt %的乙二醇、1.0wt %的流平劑和
0.5wt%消泡劑，溶解在19.5wt%的去離子水中，然后加入58被％的粗銀粉，經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨7小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細度達到30納米。實施例5:按比例取18wt %的聚乙烯吡咯烷酮、3wt %的乙二醇、0.5wt %的流平劑和
1.0wt %消泡劑，溶解在15.5wt %的去離子水中，然后加入62wt %的粗銀粉，經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨6.5小時，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。激光粒度儀測得色漿中顏料顆粒的細度達到42納米。上述實例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種水性納米電子銀漿，其特征在于:該漿料由以下組分組成，各組分的重量百分比如下:組分重量百分比wt% 銀粉55 80 乙二醇0.5~5 聚乙烯吡咯烷酮5 20 水15 40 流平劑、消泡劑0.5~3 其總量滿足100%。
2.一種水性納米電子銀漿的制備方法，其特征在于具體步驟如下:按比例取5 20wt%的聚乙烯吡咯烷酮、0.5 5wt%的乙二醇、0.5 3wt%的流平劑和消泡劑，溶解在15 40wt %的去離子水中，然后加入55 80wt %的粗銀粉,經輸液泵輸入低速攪拌的容器中，溶液由此進入改裝的研磨機中進行循環研磨，為防止高溫下發生反應導致漿料變質，研磨罐工作前抽真空并充入惰性保護氣體，優選氬氣，循環研磨2 8小時，使銀粒子的細度達到10 100納米，收集研磨液，封裝即得水性納米電子銀漿產品。
3.根據權利要求1和2所述的水性納米電子銀漿，其特征在于可用于厚膜印刷技術制備太陽能硅片上的光電轉化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅動電極等產品，也可以用于制作防菌材料。
全文摘要
本發明屬于納米技術領域，具體涉及一種水性納米電子銀漿及其制備方法。該銀漿使用濕法高效研磨設備制備，使得銀顆?？梢约氈?0～100納米；采用水性高分子分散劑，使得納米銀顆粒能夠穩定分散在水性體系中，從而獲得真正納米級的水性電子銀漿。相比于傳統的溶劑型銀漿，本發明可以減少VOC排放，清潔環保，環境友好。本發明制備的水性納米電子銀漿，粒度小、分布窄、穩定性佳，可用于厚膜印刷技術制備太陽能硅片上的光電轉化電極、汽車玻璃電熱除霜線、真空顯示器件的驅動電極等產品，也可以用于制作防菌材料，具有廣闊的應用前景。
文檔編號H01B13/00GK103198876SQ20121000333
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者任天斌 申請人:任天斌