[发明专利]纳米点状材料的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米点状材料(nanometer-scale point materials)，特别涉及一种纳米点状材料的制造方法。

背景技术

柔性(flexible)电子技术为符合产品设计弹性、重量轻、成本低及快速制造的技术，其选用的基材及材料需具可挠性。考虑柔性基板及各种柔性有源和无源元件可承受的制程温度，柔性电子材料需选用可于低温下制作及可印刷的材料。

目前常见的可印刷材料为导电金属油墨，其为高温烧结型导电涂层，通常用于以陶瓷为主的硬性基板，其组成包含有机高分子、导电金属粒子及玻璃，经250～450℃高温脱脂及850～1100℃共烧制程，将有机高分子除去，并使导电金属粒子形成连续相的金属晶粒，附着强度则由玻璃的软化接合提供，然而其仅适用于高温硬质基板。

传统上使用低温硬化型导电环氧树脂作为柔性电子材料，其系以高分子为基底，添加片状金属导电颗粒而成，虽然可在小于200℃的低温下制作，但是其导电性低、不具有可焊性，且附着强度及导电性容易在后面的制程中劣化。

目前针对导电金属油墨提高导电率的技术大多是在亚微米粒子表面披覆另一金属，在美国专利US5139890中提及于铜或铜合金表面披覆较厚的银金属膜层，然后再披覆上一层较薄的金金属膜层。其银金属膜层厚度需达到3.5μm，而披覆于银表面的金厚度约小于0.5μm，两者皆采用电镀、电解沉积、无电电镀或真空蒸镀等方式形成。

在日本专利特开2005-267900中则提及一种低温导电油墨的技术，其系利用金属银粉末，混合纳米尺寸的氧化银，并使其分散于油墨内部，并加入具还原剂特性的有机化合物，由此形成可于低制程温度烧结固化的高导电油墨。其中氧化银的平均粒径为5nm～15μm，其制造方法系利用硝酸银的还原金属银离子，加入高分子分散剂及表面活性剂，并以水溶解，再加入水性氧化剂混合得到氧化银的沉淀物。油墨内部所使用的银粒子大小约为20nm～15μm，其形状可为球状或片状。所制备的油墨可以丝网印刷、凹版印刷、柔版印刷等方式涂布，并于200℃热处理温度下进行烧结。

另外，K.S.Park等人于”Surface modification by silver coating forimproving electrochemical properties of LiFePO₄”Solid State Communications，Volume 129，Issue 5，2004年2月，311-314页中提及利用硝酸银溶液，采用电化学湿法混合涂布方式，将银离子涂布于锂电池正极材料锂铁磷氧化合物表面，由此提升锂离子电池的电容量至140mAh/g，并降低初始电压至3.3V。

发明内容

本发明系提供一种纳米点状材料的形成方法，包括：提供亚微米(sub-micro)材料及金属有机化合物(metallo-organic compound)，将亚微米材料与金属有机化合物混合于溶剂中，使金属有机化合物热裂解还原，形成多个纳米点状材料于亚微米材料上，其中纳米点状材料与亚微米材料为异质材料(heterology material)，以及将这些纳米点状材料融熔，使多个邻近的亚微米材料融接在一起，形成连续界面。

为了让本发明的上述目的、特征、及优点能更明显易懂，以下结合附图，进行详细说明如下：

附图说明

图1显示依据本发明的一实施例，纳米点状材料分布于亚微米材料粉体表面的剖面示意图。

图2显示依据本发明的一实施例，纳米点状材料分布于多个纳米管表面及纳米管之间的示意图。

图3A至3B显示依据本发明的一实施例，两个相邻的亚微米金属材料通过纳米点状材料融接在一起的示意图。

图4显示依据本发明实施例1的经处理的铜粉与其表面的纳米点状材料的分布状态，多个银纳米粒子附着于亚微米铜粒子上的扫描电子显微镜(SEM)照片。

主要附图标记说明

10～亚微米材料；

12～纳米管；

20、22、22’～纳米点状材料；

24～连续的两相金属界面。

具体实施方式

本发明利用有机金属化合物的低温热裂解反应(Metallo-OrganicDecomposition，简称MOD)形成纳米点状材料附着于另一异质材料界面上。由于有机金属化合物中有机端与金属的键结为异质原子(hetero-atom)的微弱连结，因此可在低于300℃的温度下将有机端热裂解去除，并还原形成纳米点状材料。