[发明专利]一种厚膜纳米金电极浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及选用了纳米金粉末作为主要的功能相的无铅化的厚膜纳米金电极浆料，尤其是一种厚膜纳米金电极浆料及其制备方法。

背景技术

人们对环境保护的重视、能源利用效率的提高、能量结构的改善构成了我国可持续发展战略的重要组成部分。在微电子工业中，对电子元器件要求体积要小、功率要大、耗电要低、热效率要高、温度场要均匀、工艺性要好、本体要自控温、运行要安全可靠、寿命要长，适应范围广，这就需求有新的符合环保要求的微电子工艺制备流程，新的制备工艺相应的就需求新的符合环保要求的导体浆料、电极浆料、介质浆料与电阻浆料等电子浆料与其相匹配，开展新的电极浆料的研究也就势在必行。

一般来讲，电子浆料的主要成分包括有功能相如金属、贵金属粉末等、无机粘结剂如玻璃粉末、氧化物粉末等、有机粘结剂、其它的溶剂和添加剂。通常，电子浆料中的功能相起导电作用，要具有很好的导电性能，一般由金属粉末或贵金属粉末来充当，常用的金属粉末有铜粉、铝粉、锌粉、镍粉等，常用的贵金属粉有金粉、银粉、铂粉、钯粉等。无机粘结剂起固定电子浆料到基材的作用，一般由氧化物粉末和玻璃粉末来充当，但是这一成分在电子浆料的比重比较低，有的甚至没有；有机粘结剂主要起使浆料具有一定的形状、易于印刷或涂敷的作用，主要有高分子树脂、小分子树脂等来充当，随着化学工业技术的进步这部分在电子浆料中的作用越来越突出，尤其是在应用于丝网印刷时，改变有机粘结剂的成分就可以改变电子浆料的印刷、干燥、烧结性能。

在厚膜电子浆料领域里，金系厚膜浆料具有导电率高，性能稳定，易焊接，与基板结合强度大等特点，广泛应用于混合集成电路、多芯片组件等电子元器件的生产。但是，现有的金导体浆料、电极浆料等其中的玻璃粉末多是含有氧化铅铅的玻璃粉末，不利于现在客观要求的环保要求；另外，现有的金电极浆料中的金粉末大部分是微米基的粉末，其制成的浆料的膜层厚度、印刷性能等对于现在的高端的精密仪器有很大的局限性，也就限制了金电极浆料的应用范围；最后，金电极浆料的粒径偏大，成品粘度较高，浆料的印刷性能较差，烧结过程要求比较严格，极容易造成膜层不均匀，进而影响电极浆料的使用寿命。

在新材料领域里，纳米技术的发展非常迅猛，这极大的扩展了人们对材料的认识，使得纳米材料的研究成了这些年的热门话题，对纳米金的研究持续了很长一段时间，各种纳米金粉末的植被方法也层出不穷，各个公司竞相推出自己的纳米金粉末。但是又很少见到纳米金粉末做成的浆料的报道。鉴于以上现有金电极浆料存在的不足，开发出一种含有用无铅玻璃粉末取代含铅玻璃粉末的、用纳米金粉末作为主要功能相的新的电极浆料就成为当务之急。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种厚膜纳米金电极浆料，该浆料导电性能好、附着力强、印刷性能、烧结性能、环保性能优良，且该电极浆料具有与基板材料、导体浆料和介质浆料有优良的润湿性和相容性。

本发明的另一个目的是提供一种上述浆料的制备方法，在制备的过程中所用的是无铅玻璃粉末，该无铅玻璃粉末中不含氧化铅(PbO)或者含有氧化铅(PbO)化合物，故在浆料的生产加工过程中不存在危害性，同时有利于环境保护和含有此电极浆料的电子产品的回收与重复利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种厚膜纳米金电极浆料，其特别之处在于以重量份计其组成为：

无机部分            60～90

有机溶剂            40～10

其中无机部分以重量份计其组成为

贵金属纳米金粉末         90～98

无铅玻璃粉末             2～10，粒径小于2μm

无机添加剂               0～6，粒径不超过1μm

其中无机添加剂为氧化锌和二氧化钛，其按照质量比为1∶1或3∶1

其中有机溶剂以重量份计其组成为

松油醇            40～90

乙基纤维素为      4～10

己酸己脂为        3～30

硝基纤维素为      1～6

三乙醇胺为        1～25

十二烷基磺酸钠为  1～6。